【摘要】發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟既是我國裝備制造業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展和實施“雙碳”治理的關(guān)鍵路徑, 更是推動生態(tài)文明建設(shè)、 破解資源環(huán)境約束的基礎(chǔ)之策。當(dāng)前, 裝備制造領(lǐng)域?qū)τ诎l(fā)展循環(huán)經(jīng)濟優(yōu)化“雙碳”治理的制約因素和方法論缺少系統(tǒng)研究和探討, 對此, 本文將重點闡述發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的難點痛點和模式路徑。研究表明: 我國裝備制造領(lǐng)域發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟主要面臨協(xié)同發(fā)展模式尚未建立、 企業(yè)戰(zhàn)略制定和推進(jìn)落實不到位、 應(yīng)用場景和服務(wù)供給不足等制約因素, 可嘗試建立面向碳中和的能源循環(huán)利用系統(tǒng)、 循環(huán)制造系統(tǒng)、 循環(huán)減碳系統(tǒng), 將企業(yè)綠色低碳發(fā)展的“小循環(huán)”與綠色產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的“大循環(huán)”相結(jié)合, 構(gòu)建裝備制造領(lǐng)域再生、 共享、 循環(huán)模式, 提高能源利用、 制造流程、 運營過程中的資源效率, 加快實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色高質(zhì)量發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】碳中和;循環(huán)經(jīng)濟;再制造;碳排放;碳治理
【中圖分類號】F276" " " 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A" " " 【文章編號】1004-0994(2024)12-0125-5
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是加強生態(tài)文明建設(shè)的基本路徑, 是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的必然要求, 是破解資源環(huán)境生態(tài)問題的根本之策。循環(huán)經(jīng)濟因其能夠有效促進(jìn)“雙碳”(碳達(dá)峰碳中和)目標(biāo)的達(dá)成而備受政府、 行業(yè)和企業(yè)關(guān)注。作為“雙碳”治理的關(guān)鍵工具, 循環(huán)經(jīng)濟主要通過資源能源循環(huán)利用、 生產(chǎn)過程節(jié)能降耗、 碳排放回收利用等方式來降低全產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放, 以減量化(Reduce)、 再利用(Reuse)和再循環(huán)(Recycle)為代表的“3R原則”更是成為指導(dǎo)全球企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)運營、 實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)(陸學(xué)和陳興鵬,2014)。循環(huán)經(jīng)濟的減排效應(yīng)非常突出, 以循環(huán)經(jīng)濟的代表“再制造”為例, 其循環(huán)制造的模式比普通線性制造模式能耗降低85%, 碳排放降低60%(葉盛基,2022)。
近年來, 隨著我國“雙碳”目標(biāo)的提出, 循環(huán)經(jīng)濟再次成為熱點話題。2021年, 國務(wù)院《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》中明確, 各行業(yè)需加快探索自身實現(xiàn)綠色循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵路徑, 解決我國資源環(huán)境生態(tài)問題, 促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成。同時, 多部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》等文件, 明確引導(dǎo)各行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)“雙碳”治理。裝備制造業(yè)是我國制造業(yè)節(jié)能減碳的重點領(lǐng)域, 有必要積極探索循環(huán)經(jīng)濟助力裝備制造業(yè)“雙碳”治理的難點、 切入點和模式路徑。
一、 循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)裝備制造業(yè)碳達(dá)峰碳中和的著力點及難點
1. 循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)裝備制造業(yè)碳達(dá)峰碳中和的著力點。循環(huán)經(jīng)濟賦能裝備制造業(yè)“雙碳”治理既依賴于單個企業(yè)使用循環(huán)方式實現(xiàn)減碳, 也依賴于產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同合作, 通過資源再利用、 能量再循環(huán)的方式確保每個企業(yè)各自經(jīng)營活動引起的碳排放持續(xù)減少并最終實現(xiàn)凈零排放。對此, 需首先明確本領(lǐng)域碳排放核算范圍, 然后再尋求治理路徑。
目前, 較為權(quán)威的核算體系主要來自于世界資源研究所(WRI)和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(WBCSD)主導(dǎo)編制的《溫室氣體核算體系》(GHG Protocol)。該核算體系認(rèn)為企業(yè)的碳排放分為直接排放、 間接排放兩類: 直接排放來自于企業(yè)擁有或控制的排放源, 即自身運營過程中產(chǎn)生的碳排放, 主要包括電力、 熱力等能源使用造成的碳排放; 間接排放來自于該企業(yè)經(jīng)營活動引起但發(fā)生在企業(yè)外部的排放源, 即企業(yè)上下游的碳排放(WRI,2022)。因此, 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)裝備制造業(yè)“雙碳”治理可歸結(jié)為兩大路徑: 路徑一主要圍繞單個企業(yè)生產(chǎn)運營過程中的直接碳排放尋找循環(huán)經(jīng)濟治理路徑, 旨在構(gòu)建企業(yè)低碳發(fā)展的“小循環(huán)”, 該路徑適用于裝備制造行業(yè)內(nèi)每一個企業(yè); 路徑二主要從全產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群的視角尋找循環(huán)經(jīng)濟治理路徑, 旨在構(gòu)建綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈, 實現(xiàn)企業(yè)群體和產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)部的資源、 能源、 廢棄材料和二氧化碳的循環(huán)利用, 依靠上下游企業(yè)針對碳排放的協(xié)同治理來實現(xiàn)整個行業(yè)的碳中和。
2. 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟推動裝備制造業(yè)碳達(dá)峰碳中和的難點。當(dāng)前, 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)裝備制造業(yè)“雙碳”治理已有一些探索和應(yīng)用。例如, 工廠車間廢水廢氣廢料的循環(huán)利用, 呈現(xiàn)了單一企業(yè)主體發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟進(jìn)行“雙碳”治理的典型場景; 再如, 機床、 汽車和軌道交通裝備等廢棄零部件的循環(huán)再制造等, 呈現(xiàn)了跨企業(yè)的上下游協(xié)同治理的典型場景, 但整體上仍呈現(xiàn)治理場景較為單一、 治理主體缺少協(xié)同、 治理模式尚未建立等難點, 距離上下游企業(yè)全面協(xié)同推動“雙碳”治理仍有差距。
一是循環(huán)經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展模式尚未建立。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的典型模式主要包括企業(yè)主導(dǎo)、 市場引導(dǎo)、 政府推動等(張金梅,2015)。裝備制造產(chǎn)業(yè)主要包括通用和專用設(shè)備制造、 交通運輸設(shè)備制造、 電氣設(shè)備及通信設(shè)備制造等, 大都呈現(xiàn)一個或多個龍頭企業(yè)主導(dǎo)、 其他絕大多數(shù)中小企業(yè)協(xié)同的行業(yè)組織結(jié)構(gòu)特征, 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟更適合采用“大企業(yè)主導(dǎo)+政府引導(dǎo)+中小企業(yè)協(xié)同”相結(jié)合的治理模式, 但目前這一模式尚未建立。以汽車、 軌道交通、 船舶、 機床等高端裝備的循環(huán)再制造為例, 生產(chǎn)和使用再制造的產(chǎn)品能夠降低70%以上的新材料消耗、 減少80%以上的碳排放, 對于全產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)能降碳意義重大, 迫切需要國家鼓勵引導(dǎo)再制造產(chǎn)品的推廣應(yīng)用, 從需求端鼓勵客戶、 運營商采購再制造的裝備及零部件, 帶動供給端的龍頭企業(yè)協(xié)同上下游企業(yè)生產(chǎn)再制造產(chǎn)品, 共建循環(huán)制造體系。然而, 由于供需兩端引領(lǐng)不夠、 協(xié)同不足, 循環(huán)再制造的產(chǎn)品短期內(nèi)難以替代新造產(chǎn)品, 造成生產(chǎn)過程中能源的浪費。除此之外, 單個企業(yè)分布式的資源能力未得到有效串聯(lián)整合。很多裝備制造企業(yè)在建設(shè)綠色工廠的過程中具備了發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一些解決方案和可供協(xié)同調(diào)配的資源, 但尚未建立起基于循環(huán)經(jīng)濟的上下游協(xié)同合作模式。例如, 部分企業(yè)通過布局屋頂光伏和風(fēng)電場擁有了富余的綠電資源, 但因缺少信息溝通及交易平臺, 導(dǎo)致綠電資源難以實現(xiàn)跨企業(yè)的協(xié)同調(diào)配和共用共享及零碳資源和商業(yè)價值的循環(huán)輸出。
二是企業(yè)戰(zhàn)略制定和推進(jìn)落實不到位。企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟需要自上而下變革的決心和行動, 將“雙碳”目標(biāo)納入企業(yè)經(jīng)營發(fā)展考核指標(biāo)中, 形成符合企業(yè)產(chǎn)品特性、 制造特性、 企業(yè)能力的循環(huán)經(jīng)濟行動方案, 并投入與目標(biāo)相匹配的技術(shù)、 資金、 人才等生產(chǎn)要素。對于微觀主體企業(yè)來說, 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟有較強的正外部性, 但短期內(nèi)會削弱企業(yè)的盈利能力, 降低企業(yè)投入和發(fā)展的積極性(張健梅,2014), 這一現(xiàn)象普遍存在于廣大裝備制造領(lǐng)域中小企業(yè)中。當(dāng)前, 汽車、 軌道交通、 機床等行業(yè)普遍進(jìn)入平穩(wěn)增長期, 廣大中小企業(yè)較難拿出足夠的資金及擁有足夠的技術(shù)來支撐循環(huán)技術(shù)改造。中小企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟更傾向于節(jié)能、 節(jié)材, 以降本增效為第一目的, 其次才會關(guān)注企業(yè)自身的“雙碳”治理, 相比龍頭企業(yè)擁有系統(tǒng)性的戰(zhàn)略規(guī)劃, 中小企業(yè)更傾向于從低成本的單點應(yīng)用逐步過渡到全面推廣, 多采用漸進(jìn)式治理, 尤其需要低價、 質(zhì)優(yōu)、 可單點推廣應(yīng)用的解決方案, 并期待政府在循環(huán)經(jīng)濟和“雙碳”治理方面給予財稅金融等相關(guān)政策支持。
三是應(yīng)用場景和服務(wù)供給不足。循環(huán)經(jīng)濟可貫穿研發(fā)設(shè)計、 生產(chǎn)制造、 回收利用等產(chǎn)品制造和應(yīng)用全流程, 幫助企業(yè)實現(xiàn)能源、 材料、 碳排放、 產(chǎn)品的循環(huán)利用。例如, 基于整機裝備及零部件再制造的研發(fā)設(shè)計和回收利用、 基于生產(chǎn)過程的碳捕集、 封存及循環(huán)再利用等, 但仍然面臨技術(shù)成熟度不高的難題(張?zhí)彀椎龋?016;溫翯等,2022)。由于缺少對 “循環(huán)經(jīng)濟+裝備制造”領(lǐng)域應(yīng)用場景的熟悉和理解, 綠色能源、 碳減排等相關(guān)供應(yīng)商參與協(xié)作不深, 整個裝備制造業(yè)呈現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)供給不足的特點, 并由于缺少龍頭企業(yè)的引領(lǐng)帶動, 整個行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟生態(tài)構(gòu)建緩慢, 尚未整體規(guī)劃和布局循環(huán)發(fā)展解決方案。具體包括: 缺少行業(yè)內(nèi)企業(yè)對裝備制造循環(huán)經(jīng)濟和“雙碳”治理需求痛點的系統(tǒng)化梳理, 缺少對循環(huán)技術(shù)和應(yīng)用場景的投資布局, 缺少符合中小企業(yè)治理需求的解決方案等, 亟需梳理并構(gòu)建適用于裝備制造領(lǐng)域能源循環(huán)、 制造循環(huán)、 碳循環(huán)相融合的循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)。
二、 面向碳中和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)鍵點和切入點
1. 面向碳中和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的理論基礎(chǔ)和基本路徑。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟旨在構(gòu)建一種實現(xiàn)能源資源減量化利用、 廢棄原材料及產(chǎn)品循環(huán)再制造的閉環(huán)再生系統(tǒng), 并通過該系統(tǒng)最大化地減少能源資源消耗和污染, 實現(xiàn)經(jīng)濟和社會綠色發(fā)展。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)是要解決經(jīng)濟學(xué)面臨的兩大難題: 一是如何解決資源稀缺性問題。實現(xiàn)稀缺資源和稀缺生產(chǎn)要素跨企業(yè)、 跨區(qū)域的轉(zhuǎn)移和應(yīng)用是推動循環(huán)經(jīng)濟演變發(fā)展的經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ)(庫拉,2007)。要解決資源稀缺性難題, 要求企業(yè)組織和生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)充分重視資源的優(yōu)化配置, 為社會提供有價值的產(chǎn)品和服務(wù), 并充分利用最經(jīng)濟的方式獲取各類生產(chǎn)要素。因此, 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟助力裝備制造業(yè)碳中和需要面向產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)各個企業(yè)新能源利用的稀缺、 減碳技術(shù)的稀缺, 構(gòu)建一種共建、 共享、 共生的發(fā)展系統(tǒng)。二是如何最大化地提高經(jīng)濟效率。循環(huán)經(jīng)濟主張在盡可能低的成本下實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益最大化(Dantas等,2021)。為實現(xiàn)這一目標(biāo), 循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)能源資源利用的節(jié)約, 通過產(chǎn)品再制造再利用技術(shù)實現(xiàn)廢棄資源的循環(huán)使用, 摒棄傳統(tǒng)的線性經(jīng)濟發(fā)展模式, 降低企業(yè)生產(chǎn)成本和全社會經(jīng)濟成本(Jeffrey Sachs等,2022)。同時, 通過清潔生產(chǎn)、 固廢處理、 碳捕集等低碳零碳技術(shù)有效減少環(huán)境污染, 實現(xiàn)源頭減碳。面對當(dāng)前全球碳中和持續(xù)推進(jìn)和歐美構(gòu)建碳關(guān)稅貿(mào)易壁壘的時代背景, 我國企業(yè)迫切需要不斷提高能源及原材料的利用效率, 減少產(chǎn)品全生命周期的碳排放和污染, 最終實現(xiàn)全價值鏈碳中和。
為實現(xiàn)裝備制造業(yè)“雙碳”目標(biāo), 如何推動行業(yè)內(nèi)的企業(yè)打破線性經(jīng)濟發(fā)展模式、 構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)成為關(guān)鍵。通常情況下, 線性經(jīng)濟發(fā)展模式宏觀上將給我國帶來資源耗竭、 生態(tài)破壞等問題, 在微觀上不利于我國裝備制造企業(yè)降本增效, 形成綠色可持續(xù)的發(fā)展模式, 也不利于其海外產(chǎn)品出口突破歐美碳貿(mào)易壁壘。
為了應(yīng)對資源壓力、 氣候和生態(tài)環(huán)境問題, 循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式主張將企業(yè)盈利、 社會責(zé)任、 環(huán)境責(zé)任統(tǒng)一起來, 通過“減量化、 再利用、 再循環(huán)”實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和全社會生態(tài)環(huán)境治理, 具體包括以下三條基本路徑: 一是減量化。減量化遵循源頭控制原則, 包括從生產(chǎn)制造的源頭減少化石能耗材耗進(jìn)而減少碳排放(劉旌,2012和;雷曜等,2023), 通過碳捕集、 碳存儲、 碳再利用實現(xiàn)“碳逃逸”的減量化(張力婕等,2023)。因此, 在減量化方面, 裝備制造業(yè)需要減少傳統(tǒng)化石能源使用, 加強清潔能源的循環(huán)使用, 聚焦高碳排放環(huán)節(jié)的低碳治理, 開發(fā)減碳工藝, 實現(xiàn)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的低碳零碳化。二是再利用。狹義上的再利用主要是指通過循環(huán)再制造延長產(chǎn)品和零部件的使用周期, 進(jìn)而提高產(chǎn)品的使用效率, 降低了能源資源的消耗率, 也降低了企業(yè)、 行業(yè)和社會整體的碳排放強度(Mathews和Tan,2016)。在裝備制造領(lǐng)域, 通過關(guān)鍵系統(tǒng)和核心部件的再制造能夠提高資源利用效率。以汽車為例, 如果汽車充分使用再制造工藝實現(xiàn)再利用, 年均碳排放降低量將達(dá)到3800萬噸(Ellen MacArthur Foundation,2021)。廣義上的再利用還包括了企業(yè)將富足的生產(chǎn)要素有效轉(zhuǎn)移至其他資源稀缺的企業(yè), 實現(xiàn)資源再利用, 通過碳捕集實現(xiàn)廢棄資源的再利用, 都體現(xiàn)了“雙碳”治理過程中遵循的效率原則。三是再循環(huán)。再循環(huán)主要是指循環(huán)利用資源, 減少原材料開采、 冶煉、 加工環(huán)節(jié)的能源資源消耗。對于單個裝備制造業(yè)企業(yè)來說, 提高產(chǎn)品和零部件的回收利用水平能夠最大化地減少對原生資源的開采, 并降低企業(yè)在物流環(huán)節(jié)、 固廢處理環(huán)節(jié)的碳排放, 有效支撐汽車、 軌道交通裝備、 船舶、 工業(yè)和工程裝備等企業(yè)發(fā)展基于循環(huán)設(shè)計、 循環(huán)制造、 循環(huán)回收、 循環(huán)利用的綠色生產(chǎn)工藝, 大大降低全價值鏈上游環(huán)節(jié)和企業(yè)的碳排放。
整體來看, 循環(huán)經(jīng)濟推動“雙碳”治理已在宏觀和微觀方面有了一定的理論基礎(chǔ)和實踐探索。宏觀層面主要倡導(dǎo)企業(yè)之間打破組織邊界, 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈群內(nèi)能源、 資源、 減碳技術(shù)等生產(chǎn)要素的共享共用, 關(guān)鍵在于解決單一企業(yè)資源的稀缺性問題; 微觀層面主要倡導(dǎo)單個企業(yè)內(nèi)部擴大應(yīng)用清潔能源、 清潔生產(chǎn)工藝、 再制造和低碳技術(shù), 形成低碳高效的制造模式及碳中和時代企業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)力和綠色競爭力?;谝陨涎h(huán)經(jīng)濟推動碳中和的理論基礎(chǔ)和基本路徑分析, 裝備制造行業(yè)和企業(yè)需抓住碳中和背景下發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)鍵點和切入點, 重點圍繞能源利用、 制造流程、 碳排放三大領(lǐng)域構(gòu)建行業(yè)循環(huán)發(fā)展系統(tǒng)。
2. 建立面向碳中和的能源循環(huán)利用系統(tǒng)。我國裝備制造業(yè)采用線性經(jīng)濟發(fā)展模式帶來的首要負(fù)面影響是全產(chǎn)業(yè)鏈能源消耗超出國家承載力, 并帶來巨量的碳排放。裝備制造業(yè)的碳排放多來自于企業(yè)生產(chǎn)過程中化石能源的消耗, 以軌道交通裝備制造企業(yè)中國中車為例, 2020年, 中車生產(chǎn)經(jīng)營碳排放量合計245.1萬噸, 主要由范圍1碳排放(購買燃料及生產(chǎn)過程中的直接排放)和范圍2碳排放(外購電力和熱力的間接排放)構(gòu)成。其中, 下屬300余家子企業(yè)范圍1碳排放量達(dá)到44.8萬噸, 主要來源于煤炭、 石油、 天然氣等化石能源的使用, 范圍2碳排放量達(dá)到200.3萬噸, 主要來源于外購電力和熱力的間接排放, 軌道交通裝備制造過程仍高度依賴傳統(tǒng)化石能源, 呈現(xiàn)“碳鎖定”特征(徐濱士,2009)。因此, 在生產(chǎn)運營過程中充分利用可再生能源替代傳統(tǒng)化石能源、 利用綠電替代傳統(tǒng)火電和熱力成為裝備制造企業(yè)和整個行業(yè)“雙碳”治理的關(guān)鍵之一, 核心在于從綠色產(chǎn)業(yè)集群和企業(yè)資源協(xié)同的角度實現(xiàn)大、 中、 小企業(yè)間綠色能源的協(xié)同和循環(huán)利用。對此, 本文建議, 優(yōu)先建立綠色能源循環(huán)利用系統(tǒng)(見圖1)。首先, 完善裝備制造產(chǎn)業(yè)集群綠色電力供給和循環(huán)利用。打破每個企業(yè)獨立消耗能源的組織邊界, 協(xié)同集群內(nèi)企業(yè)統(tǒng)籌開發(fā)和協(xié)同調(diào)配屋頂光伏、 風(fēng)電、 儲能等綠電資源, 實現(xiàn)綠色能源的共建共享、 循環(huán)利用。其次, 開發(fā)面向生產(chǎn)制造過程的行業(yè)級能源和碳排放管理平臺。實現(xiàn)企業(yè)能耗及碳排放的在線監(jiān)測, 基于企業(yè)能耗結(jié)構(gòu)及碳排放情況提供治理方案, 包括創(chuàng)新綠色生產(chǎn)工藝、 淘汰高耗能設(shè)備、 開發(fā)數(shù)字化的能效管理系統(tǒng)、 充分應(yīng)用余熱回收發(fā)電等。最后, 圍繞大中小企業(yè)用能需求優(yōu)化用能服務(wù)。以裝備制造產(chǎn)業(yè)集群的整體減碳為目標(biāo)加快綠電項目的投資代建, 擴大企業(yè)間的綠電應(yīng)用和綠電交易范圍, 確保各企業(yè)富余綠電的協(xié)同調(diào)配, 實現(xiàn)能源跨廠區(qū)、 跨企業(yè)、 跨地域利用的整體清潔化。
3. 建立面向碳中和的產(chǎn)品循環(huán)制造系統(tǒng)。高端裝備及其零部件產(chǎn)品的循環(huán)制造和循環(huán)使用能夠充分降低材耗能耗, 減少碳排放(徐濱士,2009;張欽和陳緯,2021)。裝備制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的另一關(guān)鍵切入點是塑造以循環(huán)制造為特征的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈, 以龍頭企業(yè)帶動上下游企業(yè)共同生產(chǎn)制造可循環(huán)使用的整機裝備。當(dāng)前, 我國的裝備制造仍以新造為主, 廢棄裝備和零部件的循環(huán)再制造應(yīng)用較少, 也尚未得到上下游企業(yè)經(jīng)營者的足夠重視。對此, 需要從資源高效利用和節(jié)能減碳的視角重新審視制造模式, 將產(chǎn)品全生命周期的碳排放管理貫穿各個企業(yè)和全產(chǎn)業(yè)鏈制造與運營全過程, 通過循環(huán)再制造實現(xiàn)資源、 能源最大化節(jié)約及碳排放最大化減少。建立面向碳中和的循環(huán)制造系統(tǒng), 需要推動在整機企業(yè)、 關(guān)鍵零部件企業(yè)協(xié)同建立低碳排放、 高附加值產(chǎn)品的綠色循環(huán)制造體系, 建立基于循環(huán)再制造的新型產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈, 優(yōu)化并重塑基于再制造的研發(fā)設(shè)計、 供應(yīng)鏈采購、 循環(huán)再制造等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)(見圖1), 與既往產(chǎn)業(yè)鏈形成互為補充的雙鏈體系, 并逐漸實現(xiàn)過渡和轉(zhuǎn)型替代。
首先, 基于循環(huán)再制造進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計。依托整機企業(yè)協(xié)同零部件企業(yè)共同為再制造做好模塊化、 可維修/易升級、 易追蹤等產(chǎn)品預(yù)先設(shè)計, 研發(fā)可循環(huán)利用的材料和工藝, 確保報廢整機和零部件可循環(huán)再造。其次, 建立基于循環(huán)再制造的回收和物流體系。協(xié)同上下游企業(yè)采購和使用可回收、 可再生的原材料, 生產(chǎn)再循環(huán)利用的零部件; 建立面向再制造的零部件及報廢材料回收網(wǎng)絡(luò), 打造面向循環(huán)制造的逆向物流體系, 通過構(gòu)建基于循環(huán)的再制造回收鏈和逆向物流網(wǎng)絡(luò), 確保廢棄產(chǎn)品再利用以減少碳排放。最后, 以示范應(yīng)用推動循環(huán)再制造體系運轉(zhuǎn)。協(xié)同下游運營商、 客戶等開展試點示范, 應(yīng)用循環(huán)再制造的整機裝備及零部件, 探索由提供新造機車車輛向提供再制造機車車輛轉(zhuǎn)變, 從而減少整個行業(yè)的能耗及碳排放。
4. 建立面向碳中和的循環(huán)減碳系統(tǒng)。整機裝備從原料開采到整機和零部件制造、 從使用再到報廢, 整個產(chǎn)品生命周期持續(xù)產(chǎn)生能源消耗和碳排放, 貫穿上下游企業(yè)整個生產(chǎn)制造過程。對此, 需要發(fā)展基于制造全流程的循環(huán)減碳系統(tǒng), 將減碳、 固碳、 負(fù)碳相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于上下游企業(yè)的全制造過程, 建立基于碳足跡的循環(huán)回收和循環(huán)減碳系統(tǒng)(見圖1)。
首先, 需要從制造源頭實現(xiàn)減碳。源頭減碳是指從能源利用和碳排放的源頭布局減碳, 包括開展低能耗的工藝設(shè)計和生產(chǎn)線設(shè)計, 采購低能耗低排放的設(shè)備, 通過開發(fā)應(yīng)用符合裝備制造領(lǐng)域風(fēng)電、 光伏、 地?zé)崮艿惹鍧嵞茉矗?在辦公樓宇和廠房內(nèi)加快引入智慧能源解決方案, 建設(shè)零碳廠房, 使用新能源汽車等措施, 減少化石燃料和電能的使用, 提高綠色能源使用比重。其次, 需要重點開發(fā)適用于整機裝備制造過程的減碳技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用。重點在鑄造、 鍛造、 焊接、 沖壓、 涂裝等高耗能生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用高能效低排放的工藝和設(shè)備。例如, 針對涂裝工藝高耗能高排放特點, 優(yōu)化前處理、 陰極電泳、 中涂、 面漆噴涂等工藝流程, 實現(xiàn)涂裝環(huán)境分區(qū)精準(zhǔn)控制, 降低單位產(chǎn)品能耗及碳排放。最后, 在碳排放終端實現(xiàn)固碳和負(fù)碳。重點圍繞工廠、 車間、 裝備等碳排放終端應(yīng)用碳捕集、 封存和利用技術(shù)優(yōu)化碳治理。例如, 在污水處理站推廣應(yīng)用碳捕集及利用裝備, 采用負(fù)碳制冷供熱技術(shù)減少工廠車間控溫造成的碳排放, 加快終端產(chǎn)品的減碳應(yīng)用, 從生產(chǎn)制造到產(chǎn)品應(yīng)用實現(xiàn)終端減碳。
三、 構(gòu)建大小循環(huán)相結(jié)合的“雙碳”治理模式及路徑
在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟進(jìn)行“雙碳”治理過程中, 既需要企業(yè)個體的深入推進(jìn), 也需要企業(yè)群體間的協(xié)同合作。對此, 建議各類企業(yè)重點構(gòu)建自身綠色低碳發(fā)展的“小循環(huán)”, 推動本企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟試點示范, 協(xié)同生態(tài)企業(yè)將自身經(jīng)驗轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽缙髽I(yè)復(fù)用的解決方案, 用企業(yè)低碳發(fā)展的“小循環(huán)”撬動行業(yè)協(xié)同減碳的“大循環(huán)”, 共同推進(jìn)行業(yè)“雙碳”治理。
1. 構(gòu)建企業(yè)綠色低碳發(fā)展的“小循環(huán)”。構(gòu)建以企業(yè)為主的“小循環(huán)”主要是指, 基于循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念建立企業(yè)制造全流程的減碳模式, 圍繞能源循環(huán)利用優(yōu)化節(jié)能低碳生產(chǎn)工藝、 圍繞產(chǎn)品循環(huán)利用進(jìn)行再制造、 圍繞碳排放的循環(huán)治理應(yīng)用零碳固碳負(fù)碳技術(shù), 進(jìn)而推進(jìn)企業(yè)原材料、 能源、 碳排放物的循環(huán)利用, 降低生產(chǎn)運營中的碳排放, 促進(jìn)每一個企業(yè)成為行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展中的基本單元和循環(huán)減碳的重要組成部分。為達(dá)成這一目標(biāo), 本文認(rèn)為企業(yè)個體需做到以下三點:
一是構(gòu)建企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展愿景。建議中小企業(yè)決策層將循環(huán)經(jīng)濟賦能“雙碳”治理的愿景貫徹并落實于企業(yè)長期發(fā)展戰(zhàn)略中, 從單點應(yīng)用逐步過渡至全面推廣, 制定循環(huán)經(jīng)濟階段性發(fā)展目標(biāo)和實現(xiàn)路徑。二是探索和落實循環(huán)發(fā)展模式和路徑。在愿景確定后, 建議企業(yè)依托循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式重塑裝備研發(fā)設(shè)計、 生產(chǎn)制造、 運營運維、 報廢回收全過程。在設(shè)計、 制造過程中融入循環(huán)理念。從產(chǎn)品全生命周期和產(chǎn)業(yè)全價值鏈的角度構(gòu)建新的生產(chǎn)體系, 應(yīng)用相關(guān)循環(huán)技術(shù)。例如, 考慮到整機裝備和零部件的回收再制造, 在初期研發(fā)設(shè)計過程中就需要為零部件提供強度冗余, 在消費端構(gòu)建循環(huán)利用的消費模式。建議制造商和運營商、 客戶共同探討再制造整機產(chǎn)品的銷售和購買模式, 確保循環(huán)制造的產(chǎn)品投入市場, 并構(gòu)建基于再制造的產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈, 促進(jìn)整個制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳綠色化制造。在推行過程中由易到難開展示范, 建議從單個設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟試點, 再逐步應(yīng)用至其他場景和整個企業(yè)。三是強化組織建設(shè)和能力建設(shè)。建議企業(yè)構(gòu)建致力于循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展和“雙碳”治理的專家組、 專項辦, 確保企業(yè)一把手參與, 實現(xiàn)跨業(yè)務(wù)、 跨領(lǐng)域的協(xié)調(diào)調(diào)動, 推動并考核循環(huán)經(jīng)濟相關(guān)工作, 將循環(huán)經(jīng)濟和“雙碳”治理的相關(guān)指標(biāo)融入企業(yè)運營指標(biāo)中, 強化監(jiān)管督導(dǎo)。除組織建設(shè)外, 建議企業(yè)圍繞能效提升與外部循環(huán)經(jīng)濟解決方案提供商開展合作, 尋找外部賦能補齊能力短板。
2. 構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的“大循環(huán)”。構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)集群的“大循環(huán)”是指, 突破單一企業(yè)的邊界, 在整個產(chǎn)業(yè)鏈、 產(chǎn)業(yè)集群范圍內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)發(fā)展, 通過吸引全行業(yè)企業(yè)融入共生共享的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài), 實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間的產(chǎn)品循環(huán)復(fù)用、 碳治理經(jīng)驗和方案的循環(huán)復(fù)用, 使得廢棄的裝備及其零部件、 生產(chǎn)過程中的廢水廢氣得到循環(huán)利用, 促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展和產(chǎn)業(yè)集群內(nèi)企業(yè)間的協(xié)同共生。本文認(rèn)為, 發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群的“大循環(huán)”模式需要重點做好以下三個方面:
一是建立協(xié)同共生的發(fā)展愿景。行業(yè)的“雙碳”治理需要以降低整個行業(yè)的碳排放量為共同目標(biāo), 探索企業(yè)協(xié)同治理路徑。對此, 建議龍頭企業(yè)示范先行, 帶動中小企業(yè)建立基于循環(huán)經(jīng)濟的共生共享的發(fā)展愿景, 共同生產(chǎn)可循環(huán)使用的軌交裝備及零部件, 推動綠色循環(huán)制造工藝和經(jīng)驗的融通復(fù)用、 共同建設(shè)低碳循環(huán)的綠色能源體系、 共同構(gòu)建基于循環(huán)發(fā)展模式的產(chǎn)業(yè)鏈, 依托資源整合、 能力協(xié)同來實現(xiàn)全行業(yè)“雙碳”目標(biāo)。二是布局建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟和“雙碳”治理數(shù)字化平臺。為進(jìn)一步打造循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群, 解決鏈群企業(yè)碳排放面臨的類別多、 專業(yè)性強、 統(tǒng)計計算復(fù)雜等實際問題, 建議由政府、 龍頭企業(yè)、 生態(tài)企業(yè)多方合作, 共建共享“循環(huán)經(jīng)濟和雙碳治理”數(shù)字化平臺。將主機廠、 零部件供應(yīng)商、 運營商、 上下游中小企業(yè)用戶、 碳治理解決方案提供商等各類資源集聚平臺, 圍繞企業(yè)“雙碳”治理需求發(fā)布可再生能源供給、 再制造產(chǎn)品銷售、 碳排放優(yōu)化解決方案等產(chǎn)品和服務(wù)需求, 通過交易共享綠色能源、 低碳生產(chǎn)工藝、 低碳再制造產(chǎn)品、 低碳咨詢和解決方案服務(wù), 助力廣大中小企業(yè)和產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)化“雙碳”治理。三是構(gòu)建跨領(lǐng)域跨行業(yè)的合作生態(tài)。建成綠色低碳企業(yè)、 綠色產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群是今后政府和企業(yè)“雙碳”治理的重要任務(wù)之一, 需加快建立跨越政府和企業(yè)、 跨越多行業(yè)領(lǐng)域、 跨越大中企業(yè)的新型工業(yè)組織形式, 以平臺為依托共建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。建議政府和園區(qū)管委會為綠色產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展設(shè)立“雙碳”發(fā)展基金, 應(yīng)用好工業(yè)轉(zhuǎn)型升級轉(zhuǎn)型資金, 引導(dǎo)各方資本參與到集群內(nèi)的新能源電力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、 循環(huán)技術(shù)和“雙碳”技術(shù)投資、 優(yōu)質(zhì)解決方案提供商培育等項目中來, 為廣大中小企業(yè)綠色技改提供資金支持。建議龍頭企業(yè)和生態(tài)賦能企業(yè)重點圍繞中小企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟和“雙碳”治理面臨的短板, 匹配上下游企業(yè)“低價、 適用、 高效”的循環(huán)發(fā)展和“雙碳”治理服務(wù)需求, 以點帶面推動廣大中小企業(yè)開展循環(huán)經(jīng)濟“雙碳”治理, 共同促進(jìn)裝備制造領(lǐng)域“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。
【 主 要 參 考 文 獻(xiàn) 】
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