工业共生体：通过整合循环经济和产业生态的视角，实现生态产业集群的设计过程外文翻译资料

 2022-08-06 10:08

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工业共生体：通过整合循环经济和产业生态的视角，实现生态产业集群的设计过程

作者：

Brian Baldassarre a, Micky Schepers b,

Nancy Bocken c, Eefje Cuppen b,

Gijsbert Korevaar b, Giulia Calabretta a

a：代尔夫特理工大学工业设计工程学院，荷兰代尔夫特，15,2628CE

b: 代尔夫特理工大学技术学院，荷兰代尔夫特，5,2628BX

c: 隆德大学，柏林，tegn ersplatsen 4,223 50，隆德，瑞典

摘要：通过处理与资源耗竭、废物管理和污染有关的问题，工业生态学在向可持续发展过渡方面发挥重要作用。在本文中，有两个关于IS的概念观点:工业生态学(IE)和循环经济(CE)的观点。尽管承认这两种观点，但它们之间的关系仍不清楚，尚未有人明确地尝试发展一种统一的观点。因此，本研究的目标是强调并开始解决这一关键的知识差距，以支持未来的研究和实践，面向新的IS集群的设计。我们提出了以下研究问题:如何结合工业工程和环境工程的观点来支持IS集群的设计?为此，我们首先对这两个视角进行了更深入的研究，并从本质、特征和与IS研究的相关性三个方面进行了比较。这是通过将它们作为概念透镜应用于分析同一个案例研究(现有的IS集群)来实现的。通过比较分析，我们可以了解到这两种观点的不同点，并最终证明它们是互补的，并且都对于完整地描述IS集群是必要的。虽然CE视角更适合从业务的角度来解释集群在运营阶段是如何运作的，但IE视角更适合解释集群在一段时间内的发展及其对环境、经济和社会的影响。在比较分析结果的基础上，我们利用战略设计的原则，并将这两个观点整合到一个新的IS集群设计过程中。我们提出未来研究的两个方向。首先，通过查看不同规模和不同背景下的IS集群的更广泛样本，改进我们对这两个视角的比较分析。其次，更具体地关注如何设计IS集群的问题，可能的方法是将我们提出的流程应用到一个旨在设计新的IS集群的实际案例中。

关键词：工业共生体；生态工业集群；循环经济；工业生态学；可持续商业模式；策略设计

目录

工业共生体：通过整合循环经济和产业生态的视角，实现生态产业集群的设计过程 1

1.介绍 3

2.文献综述 4

2.1产业共生 4

2.2产业生态学视角下的产业共生 6

2.3循环经济视角下的产业共生 7

2.4研究差距与目标 7

3.方法论 9

3.1案例研究选择和背景信息 9

3.2方法步骤 10

4.发现 12

4.1完善产业共生的产业生态框架 12

4.2完善产业共生的循环经济框架 15

5.讨论 17

5.1工业工程和工业工程对信息系统的认识的比较分析 18

5.2工业共生设计流程 20

6.总结 22

6.1贡献 22

6.2局限性和未来研究 23

致谢 24

参考文献 24

1.介绍

产业共生(Industrial Symbiosis)被定义为一种获得竞争优势的集体方式，在这种方式中，不同的产业交换材料、能源、水和/或副产品，在向可持续发展的过渡中扮演着重要的角色(Chertow,2000,2007)。具体来说，工业共生解决了与资源消耗、废物管理和污染相关的问题，即通过废物流在工业参与者网络中更有效地产生价值(Chertow,2007;Massard,Jacquat，amp;Zurcher,2014)。

工业共生(IS)的概念起源于工业生态学(IE)领域，以Kalundborg工业园区为例(Chertow,2007;Ehrenfeld and Gertler, 1997)。在以社会科学为导向的IE文献中，IS通常被视为一个随时间推移而演变的动态协作过程(Boons et al.， 2014;Boons等人，2011)。根据IE的系统视角，IS被视为一个相互作用的企业的过程，随着时间的推移，它会产生(紧急)结果(Boons et al.， 2014, 2011)。最近，IS也被作为循环经济商业模式的一个例子来研究(Bocken et al.，2014;2016年未来论坛;Short等，2014)。

循环经济(CE)是一种概念,最近获得了政策牵引,商界和学术界提倡从线性“take-make-dispose”模式,与原材料的一端和其他废物,对循环模式,浪费资源,通过回收和重用(Gregsonet al.,2015;麦克阿瑟,2013)。行政长官的吸引力在于，它承诺在减少资源使用和刺激经济增长的同时，协调环境和经济目标。虽然有关可持续发展的概念来来去去，但CE在获得政策、商业和公民吸引力方面非常成功(Hobson et al.， 2018)。因为IE可以被认为是CE的主要根源之一(Bocken et al.， 2017;卢德克-弗罗因德(Ludeke-freund,Gold and Bocken, 2018)， CE和IE之间的巨大共通性并不令人惊讶。工业工程和环境工程都基于关闭能源和材料循环的想法，以使经济上有吸引力，减少工业对环境的影响(Ehrenfeld, 2004;麦克阿瑟,2013)。

IS的IE过程视角和对IS的CE业务模型视角都强调了IS的不同但同样相关的方面。工业工程的视角提供了很好的理解是如何产生的，但对经济逻辑在共生交换中的作用关注有限;本研究提供了对经济逻辑的良好理解，但没有注意到工业工程的系统行为(例如，在工业工程的发展过程中，路径依赖和锁定的作用)。这表明，这两个视角的集成将产生更丰富的洞察力，并支持新的IS集群的更好的设计(Bocken et al.， 2017;Short等，2014)。

因此，我们提出了以下研究问题:如何将对IS的IE和CE观点结合起来以支持IS集群的设计?

我们的目标是通过提出两个连续的研究目标来回答这个研究问题。第一个目标是更深入地研究工业工程和教育工程的前景，比较它们的性质、特点和与IS研究的相关性。在此基础上，第二个目标是通过初步尝试将CE和IE的观点结合到一个设计新的IS集群的过程中，来说明如何使用这种比较来支持IS实践。由于这两个视角都没有明确的设计方向，在我们的第二个目标中，我们利用战略设计领域的洞察力(Calabretta等人，2016)。战略设计是一门研究和应用学科，其基础是利用设计原则和实践，为组织制定和实施创新战略，包括工业网络(Calabretta et al.， 2016)。

本文其余部分的结构如下。在第2节中，我们将借助文献综述，通过阐述和比较IE和CE对IS的观点，更详细地阐明研究的差距。第2部分分为4个部分:第一部分是关于CE和IE的背景;第二部分是从IE的角度出发;第三部分为CE视角下的框架;第四部分阐述了研究的空白，重申了我们的研究目标。第三部分论述了本文的研究方法，分为两部分:第一部分阐述了本文的研究过程和实现研究目标的方法;第二部分介绍了案例研究的选择标准和简明的背景资料。第4节提出的研究结果分为两个部分:第一部分报告的研究结果基于工业工程的角度对IS;第二部分报告了基于行政长官视角的调查结果。第5节为我们的讨论，分为两个部分:第一部分是对这两个视角的比较分析;在第二部分中，我们初步尝试将它们组合成IS的设计过程。第6节提出了我们的结论，分为两个部分:第一部分列出并描述了我们的贡献;第二部分明确了本研究的局限性，并提出了今后的研究方向。

2.文献综述

2.1产业共生

工业生态学(IE)出现于20世纪90年代早期，起因于对工业活动对环境影响的关注(Frosch和Gallopoulos, 1989)。工业工程是一门将生态系统作为工业系统设计类比的学科，着眼于通过关闭能源和资源循环来减少其对环境的影响(Ehrenfeld和Gertler, 1997;Erkman, 1997;Lifset和Graedel, 2015;(Massard et al.， 2014)。工业工程的理论在生态工业集群的设计、实施和评估中得到了实际应用，生态工业集群被定义为制造业和服务业的实体社区，通过合作管理包括能源、水和材料在内的环境和资源问题，寻求提高环境和经济效益(Ehrenfeld, 2004;Ehrenfeld和Gertler, 1997;(Massard et al.， 2014)。再次利用生态系统类比,生态工业集群的功能标签是工业共生,已经定义为独立的业务实体的交互,创建一个合作网络来实现竞争优势由物理交换材料、能源、水或副产品以及服务和设施(Chertow、2000、2007; Ehrenfeld,2004;Ehrenfeld和Gertler, 1997;(Massard et al.， 2014)。从技术角度看，产业共生可以以不同的方式发生:面向过程是指围绕一个产业过程的合作网络;面向残差的是指围绕残差流的协作网络;面向位置是指一个绑定到特定位置的协作网络(Boons et al.， 2015)。从组织的角度来看，也可以采取不同的方式，即锚制造商、生态集群发展、政府规划和企业孵化器(Boons et al.， 2011;有理,2000;Mulrow等人，2017;Sun等，2017)。锚机制造商是指存在一两个产量大、资源和副产品多的行业，通过资源交换寻求经济、战略和环境效益(Sun et al.， 2017)。这些大型产业为IS在生态工业集群中发展提供了临界质量(Chertow, 2000)。生态集群发展是指由政府和/或行业参与者共同制定战略计划来创建网络(Boons et al.， 2017)。总的来说，目标是在获得竞争优势的同时促进创新和经济发展。政府规划是指由公共/政府机构发起的，旨在提高经济的生产力和弹性，同时减少环境影响(Boons et al.， 2017)。企业孵化器是指由一个私人项目实施者发起的，该实施者在经济上有兴趣吸引或发展能够共生的工业或商业租户(Mulrow et al.， 2017)。所有这些都可以定义为IS动态，即从技术和组织的角度来看，IS是如何生成和构造的。

循环经济(CE)是一个概念，基于几十年前的想法，指的是一个工业系统是恢复性或再生的意图和设计(麦克阿瑟，2013年)。CE可以被定义为一个再生系统，在这个系统中，通过减慢、关闭和缩小材料和能量循环来减少资源的输入、浪费、排放和能量泄漏。这可以通过持久的设计、维护、维修、再利用、再制造、翻新和回收来实现(Geissdoerfer等人，2017;Ludeke-freund等人，2018)。概念的起源可以追溯到1960年代,当出版物如寂静的春天(卡森,1962年),公地悲剧(哈丁,1968)和操作手册太空船地球(Fuller, 1969)关注全球环境问题,如资源有限和毒性(Blomsma和布伦南,2017)。然而，这个概念最近在商业、政策和学术领域得到了越来越多的支持，尤其是在艾伦·麦克阿瑟基金会(Ellen MacArthur Foundation)的推动下。麦克阿瑟,2013)。循环经济的基础已经建立了许多年，最近的发展已经把这一概念置于政策和商业议程的重要位置。最终，CE是一个基于五个原则的伞形概念:设计废物，通过多样性建立弹性，依赖可再生能源，废物是食物，在系统中思考(Blomsma和Brennan, 2017;Lewandowski, 2016;麦克阿瑟,2013)。再深入一层，我们发现，向循环经济的转型可以通过一个基于三种战略的框架来实现，即缩小、放缓、关闭资源循环和三大支柱，即技术创新、商业模式创新和协作(Bocken, de Pauw, Bakker和van der Grinten, 2016;Kraaijenhagen等，2016;麦克唐纳和布劳恩加特，2002年;Stahel, 1994)。缩小循环意味着使用更少的材料投入生产，以便在生命结束时产生更少的废物产出。减慢循环意味着延长使用阶段。闭环可以理解为循环。循环创新往往涉及技术创新、协同创新和商业模式创新三个方面，因此必须同时考虑这三

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