强化企业清洁生产改善绿色技术转换环境论文

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编者按：本文主要从引言；供应链传导作用下的绿色技术扩散；绿色技术扩散动力渠道分析；市场诱致的绿色技术扩散案例分析；研究结论进行论述。其中，主要包括：清洁工艺注重在生产过程中合理利用资源、减少污染、物质流层面的绿色技术扩散、绿色产品制造本身就被视为绿色技术第三种层面上的技术扩散、信息流层面的绿色技术扩散、绿色信息流更为重要的促进作用、“交易传染型”绿色技术扩散、企业群落中所有的企业被理解为一种群落总体、基于交易的绿色技术“传染复制”、“成功主体模仿”型绿色技术扩散、美国环境管制部门最终同意采纳和推广低铅技术方案、市场机制对绿色技术扩散的自发调节作用等，具体请详见。

摘要:指出了产品供应链的系统传导作用为绿色技术在企业群落中的扩散提供了自然和充分的系统动力,绿色技术在物质流和信息流两个层面上的扩散是这种动力作用的具体反映。继而,运用演化博弈数学模型对绿色技术扩散的动力渠道问题进行了分析。研究认为,市场诱致作用下的“交易传染型”和“成功主体模仿型”是绿色技术在企业群落内得以高效扩散的两类最重要的动力渠道,反应了企业个体实施绿色技术变革的内在动机。在两类动力渠道的作用下,企业的清洁生产意愿得以强化,绿色技术转换环境得以改善。

关键词:绿色技术;扩散层面;动力渠道;市场诱致

1引言

绿色技术(GreenTechnologies)或称清洁技术工艺(CleanTechnologiesandCrafts)是指能减少环境污染、节能降耗的技术、工艺或产品的总称,从经济学意义上看,绿色技术的应用是为了使整个产品系统(或生命周期)的内部、外部成本总和最小化,具有明显的正外部性效应。根据绿色技术进化程度以及与环境的匹配情况,可以将绿色技术分为三个层面:末端治理技术、清洁技术工艺、绿色产品制造[1]。末端治理技术是在生产的最后环节消除生产过程中产生的污染;清洁工艺注重在生产过程中合理利用资源、减少污染;绿色产品是从设计、研发、生产、销售的全过程来节约能源,预防污染。

从外在来看,绿色技术的扩散与应用是企业群落可持续产业模式最重要的特征之一,群落系统内大多数企业采用清洁生产技术减弱对环境的负面影响、开展废弃物资源化活动、企业投入专用设施与其他企业建立工业共生合作(工业废物或副产品的交换利用)等。从内在来看,绿色技术实际上是促进企业生态化经营,进而推动整个群落生态化演进关键的知识(技术工艺)与物质(材料设备)保证。企业的绿色技术应用究竟发生在哪一层面和环节、绿色技术在群落中是通过何种渠道和方式来扩散和应用的,所有这些都是市场调节、政府管制下的企业自主决策结果。其中,企业所处供应链系统的自发传导作用、迫于外部压力的信息共享、为了获得市场竞争力的策略反应等因素,是绿色技术在企业群落内得以扩散与应用的主要系统动力。

2供应链传导作用下的绿色技术扩散

绿色技术在企业群落中的扩散与应用,可以从产品供应链系统传导活动中的物质流和信息流两个视角予以观测与解释。

2.1物质流层面的绿色技术扩散

物质流层面的技术扩散表现为:在产品供应链系统传导活动中,当下游企业获得上游企业提供的清洁替代能源、原料和中间产品后,下游企业的整个产品系统(从产品设计、生产直至终端消费使用)随即也就具备了生态化品质。

这是因为,绿色产品制造本身就被视为绿色技术第三种层面上的技术扩散[1],在绿色中间品、产成品被制造和输出的同时,绿色技术实际上也就在扩散了。例如,下游厂商购买了来自上游供应商的“光伏发电系统”(可以利用太阳能的整套发电系统),由于“光伏发电系统”没有机械运动部分,无污染、无噪音,当下游厂商用这套清洁能源装置为本企业的生产系统提供清洁、可再生动力时,下游厂商的生产活动也就自然具备了清洁技术工艺特征。在此,绿色技术伴随产品绿色供应链系统的传导活动得以有效扩散[2]。

同样,企业群落中的横向生态耦合链接关系也同时伴随着绿色技术的创新与扩散,如图1的虚线框所示:被观测企业出于“三废”综合利用、环境保护的考虑,将其产生的副产品———“工业排泄物”进行无毒化、无污化和原料化处理,出售给关联的、处于“工业食物链”下游的企业作为工业原料使用,被观测企业这一举措本身就内含绿色技术的利用或创新。另外,在对潜在成本与潜在收益权衡的基础上,处于相同“食物链”的上、下游企业会在绿色技术扩散问题上达成交易。反过来,在满足潜在收益大于潜在成本的前提下,来自“食物链”下游企业的绿色供应需求(可循环使用、无公害原材料、低耗能产成品)、第三方的法规监管,均能促使被观测企业从其上游企业或者科研机构(多数是政府支持的)购买、获得清洁技术工艺[3]。在此,绿色技术在横向生态耦合中得以扩散。

2.2信息流层面的绿色技术扩散

信息流层面的技术扩散表现为:当企业迫于某种“现实性压力”(技术、成本、消费者偏好、法规管制等)提升产品系统的生态品质(资源节约、清洁环保)时,就会在产品的设计阶段考虑清洁能源、环保材料的技术替代问题,因此对其上游供应商提出了“绿色供货”

需求信息。为了维系与传统客户的供应关系,上游供应商按下游顾客的“绿色”供货需求,向其提供清洁替代能源、原料和中间品。在此,下游厂商的清洁生产活动信息、绿色产品需求信息促进了上游供应商的绿色技术应用与开发,这里呈现出信息流的顺向或逆向运动(图1中虚线指示的方向)。

绿色信息流更为重要的促进作用是:在控制成本、强化市场反应能力、提高垂直分工效率的战略考虑下,群落中规模大、实力雄厚、对群落经济起带动和主导作用的企业,通常会将绿色创新技术(如替代材料生产工艺和使用技术)有偿或无偿转移给上游供应商使用。

下面将通过对国内OEM电子产品企业在无铅焊接技术上合作的案例来说明这一现象①(见图2)。

在电子产品的生产过程中,应用无铅焊料可以杜绝产品报废后和报废处置过程对环境(水系、土壤)形成具有毒害作用的铅污染。随着欧盟2003年颁布电子废弃物管理指令(RoHS)后,在欧盟市场上销售的电子产品都必须在欧盟设定的时间期限内(2007年以前)实现无铅化生产。在此压力下,国际知名品牌电器商出于成本控制、提高跨国垂直分工效率的考虑,早在2003年欧盟法令颁布后就着手对中国境内的OEM(贴牌制造)企业进行无铅焊接技术培训,从而将这项在中国基本空缺的清洁技术工艺转移、扩散给中国的电子产品生产企业。国内的OEM电子厂商大多集聚于同一专业生产地带,如广东的深圳、东莞、惠州,上海、苏州、常州等长江三角洲地带。群落的聚集效应为同类企业之间进行技术工艺、管理方式的比较、揣摩、模仿,甚至内部交流提供了便利的条件。

另外,OEM电子厂商同样是为了提高垂直分工效率,直接将学习得来的无铅焊接工艺(免费)转移、传授给自己的供应链上游企业———集成电路板、电子元件、板卡等群落内或附近的国内电器材料供应生产企业,而这些电器材料生产企业为了保证无铅焊接电子元件的阻燃性、耐高温性能,又与无铅焊料供应商在技术上进行着频繁的沟通,进一步促进了无铅焊料生产厂商的绿色工艺技术水平。

3绿色技术扩散动力渠道分析

基于市场诱致的绿色技术扩散的动力渠道主要可以分为:“交易传染型”和“竞争模仿型”两类模式。

3.1“交易传染型”绿色技术扩散

在被观测企业A的前向和后向供应链上(图1的横向线框所示),企业A对清洁工艺的采纳会通过与其上、下游企业的交易关联,促进绿色技术的运用和扩散。另外,在企业间的横向生态耦合过程中(某一企业的副产品成为另一企业的生产原料,如图1的纵向线框所示),处于“工业食物链”下游的企业对上游“排泄物”的原料化利用行为也衍生出绿色技术的交易和扩散,这类扩散模式可以称之为“交易传染型”扩散。交易传染型绿色技术扩散的实现机理可以通过应用“传染复制”总体博弈演化模型予以解释[4~10]。

(1)“传染复制”演化模型说明企业群落中所有的企业被理解为一种群落总体I。

不同的企业个体i之间发生交易关联(“遭遇”)的情况是一个不确定的随机事件,总体中的个体出现在不同交易项目(产业供应链关系或者工业共生关系)上的概率bi(x)被假定服从泊松分布。

当某个企业个体在某个具体交易项目上“遭遇”

到具有“绿色需求”的交易伙伴时,所采用的策略主要有两种:其一,采纳策略h(如迎合交易伙伴的“绿色需求”,采用新技术改善产品的生态品质,向客户方提供节能、清洁型原材料或设备);其二,不采纳策略r(依然因循传统生产工艺)。

假定每个具有“绿色需求”的企业都是一个实际的h策略者,而每个仍然因循传统生产工艺的企业都被暂时作为r策略者对待。

当前企业群落中持有h策略的企业比例(流行度)为xih,持有r策略的企业比例为xir,一个h策略者与一个r策略者彼此遭遇的概率为bi(x)xihxir(对任何h,r∈Si,Si为策略集)。在此,策略具有传染性,r策略者变成h策略者的概率为phir(x),而h策略者变成r策略者则反过来。

假设在统计上是独立的,可以发现:当(h,r)对“遭遇”时,它们变成(h,h)的概率为phir(x)(1-phih(x)),变成(r,r)的概率为prih(x)(1-phir(x)),其他情况下则成为(h,r)对或者(r,h)对。第一种情况下,h策略者数量增加一个,r策略者数量则减少一个;第二种情况则正好相反。在后两种策略组合对中,企业总体中采纳绿色技术与因循传统技术的企业比例保持不变。

(2)基于交易的绿色技术“传染复制”

通过以上的说明和定义,可以得到一个基于流行病学的绿色技术采纳企业的“生殖能力”动态预期:x·ih=bi(x)∑k∈SIxir[phir(x)(1-prih(x))-prih(x)(1-phir(x))]xih=bi(x)∑k∈SIxir[phir(x)-prih(x)])xih(1)公式(1)这个流行病学(统计力学)模型被视为传染性复制子,这里可以假定传染概率phir(x)是采纳策略h平均收益ui(ehi,x-i)的增函数;是不采纳策略r平均收益ui(eri,x-i)的减函数。对某个在第一自变量ui(ehi,x-i)上递增、在第二个自变量ui(eri,x-i)上递减的函数(Lipschitz连续)来说,令:phir(x)=δi[ui(ehi,x-i),ui(eri,x-i)](2)prih(x)=δi[ui(eri,x-i),ui(ehi,x-i)](3)因此,(1)式可以改写成:x·ih=bi(x)[∑k∈SIxir(δi[ui(ehi,x-i),ui(eri,x-i)]-δi[ui(eri,x-i),ui(ehi,x-i)])xih](4)从式(4)中可以看到:类似许多动态演化一样,这种流行病学动态成为企业选择纯策略(采纳绿色技术或者不采纳绿色技术)的依据,即企业群落中实施清洁生产工艺的流行度xih的变化率x·ih在“绿色遭遇率”

bi(x)(在供应链关系活动中遇到“绿色需求”企业的几率)不变的情况下,主要取决于企业策略转变(生态化技术变革)的收益差。由此可以发现,绿色技术在群落内部得以扩散的根本机理是:企业的自利考虑以及市场机制的诱致作用———采纳清洁技术工艺可以维系与“绿色需求”客户企业的商业交往,所获收益要高于因循传统工艺、有可能失去交易机会的不采纳绿色技术策略r。在现实中,“传染型”绿色技术扩散的具体渠道主要有:A实施清洁工艺生产属于工艺型绿色技术革新,而不是采用末端型治理技术,因此在产品的设计阶段就强调绿色替代原料的应用,对上游供应商提出了“绿色供应”要求,促进了上游企业开展绿色制造,从而间接刺激了其实施绿色技术的采纳和创新。例如,通用电气公司要求与其有合作关系的所有供应商企业都必须自觉遵守环境法规,做到达标排放,而且所供原材料必须具备环境友好品质,这使得那些希望维系与通用商业关系的供应商必须采纳绿色技术工艺来满足通用的“绿色需求”。

A采用清洁工艺生产出的绿色产品系统提供给下游企业,使得下游厂商的生产具备了清洁品质。而接受A的绿色产品系统必然导致下游企业对传统生产工艺进行绿色变革,因此绿色技术得以有效扩散。

A与上下游企业之间就绿色创新技术资源的受让问题达成交易。出于获得垂直分工利益的考虑,A将自身的绿色创新技术有偿或无偿提供给上游企业以获得绿色原料的供应保证,或出于引导消费和开发市场的需要,将技术提供给下游企业使其具备应用A企业绿色产品系统的能力。还有一种可能性就是,A具有强大的技术研发能力和独立的研发部门,绿色创新技术转让本身就能实现可观的经济效益,即转让的潜在收益远大于潜在成本。

居于“工业食物链”下游的企业能够以A的“工业排泄物”为生产原料,说明企业之间构筑了事实上的产业生态链接,即前文所指的企业横向生态耦合。在这种主导产业链活动衍生出的横向生态耦合关联中,处在相同“食物链”的上、下游企业会彼此促进对绿色技术的运用,如FutureGen项目中的煤炭气化产生的二氧化碳被用于强化采油(EOR)。另外,双方也可能在绿色技术转让问题上达成交易。例如,上游企业为了降低成本会把对“三废”的处理从其生产边界内排除,而下游企业在有利可图的前提下会自愿选择“三废”

治理和综合利用业务,在此过程中同样可能伴随着相关技术的交易转让。

3.2“成功主体模仿”型绿色技术扩散

在企业群落中,绿色技术有效扩散的另一种重要途径,是通过群落里生产相同或同类产品的企业之间的市场竞争实现的。其中,模仿成功的“绿色企业”的做法是清洁生产技术工艺得以有效扩散的重要途径。

竞争模仿型绿色技术扩散的实现机理,可以通过“成功主体模仿”的总体博弈演化模型予以解释[9~14]。

(1)“成功主体模仿”演化模型说明在研究中,可以假设企业群落总体中选择采纳某种绿色技术策略h(h策略表现为产品系统中较为具体的、某个环节的生态品质改进)的概率phil(x)与企业群落内策略h的流行度xih成比例。持有采纳策略h的企业当前收益越高,该比例就越大。

ωir[ui(ehi,x-i),x]>0用来表示企业群落总体I中反思策略l者(l策略是指因循传统生产工艺的做法)赋予纯策略h的权重,其中ωir为一个(Lipschitz连续的)函数,它在第一个自变量(收益)上是严格递增的。

(2)基于成功模仿的绿色技术选择通过以上的模型说明和变量定义,可以得到企业个体采纳某种绿色技术策略h的概率为:phil(x)=ωil[ui(ehi,x-i),x]xih∑k∈Siωil[ui(eki,x-i),x]xik(5)在“成功主体模仿”的总体博弈演化中,反思策略的企业个体i未必知道博弈方位置所有纯策略(例如选择变革产品设计方案策略h、选择采用绿色替代原材料策略k、选择清洁节能的加工制造技术策略m、对生产废料的资源再生处理策略g、对产品报废后的回收再利用策略e等)的当期预期收益,对所有的i∈I;企业个体不需要知道当期的总体状态(群落中究竟有多少家企业实施了生态化经营、生态化经营的企业在产品系统的哪些环节应用了绿色技术等);企业个体也不需要知道其他企业个体实施生态化经营的具体收益。但是,企业个体却可以通过了解群落内采用某类绿色技术的企业(这样的企业总体为J,且JI)的总体收益概况,做出是否采用该类绿色技术的决策。

那么,促成企业个体采纳某类绿色技术的系统动力(动态选择情况),可以通过式(5)中的绿色技术策略h选择概率phil(x)、策略的流行度xih与h策略占策略总体收益的比值来予以构造(如式(6)):x·ih=∑i∈Jωil[ui(ehi,x-i),x]xih∑k∈Siωil[ui(eki,x-i),x]xik-1xih(6)同理可以获得其他纯策略的动态选择情况,例如:x·ik=∑i∈Jωil[ui(eki,x-i),x]xik∑k∈Siωil[ui(eki,x-i),x]xik-1xik(7)………

x·ie=∑i∈Jωil[ui(eei,x-i),x]xie∑k∈Siωil[ui(eki,x-i),x]xik-1xie(8)式(6)~(8)说明:在企业群落中,某类绿色技术选择(纯策略)的动态生长主要取决于运用此类技术企业的总体收益概况(企业规模的扩张、市场份额和税收上缴额度的增加等)、运用该类绿色技术的企业比例(技术流行度)两个因素带给企业个体的启迪,在此基础上不同的企业个体会根据各自对x·ih,x·ik,…x·ie值的主观判断进行排序①,以便选择自己的绿色技术模仿点。当某种绿色技术通过模仿机制被采纳后,新的一轮策略选择在同样的机制下又自发持续进行。

假设被观测的A类企业运用绿色技术,尤其采纳的是工艺型绿色技术,其生产排污、耗能耗材情况得以有效的改善,而且其产品系统具有显著的“生产者责任延伸”特征[15],另外A类企业还和位于“工业食物链”

下游企业建立的综合利用其副产品的契约机制。更重要的假设是:由于产品系统的清洁、节约品质被越来越多的责任型消费者和具有“绿色原料”供应要求的下游企业所青睐,因而A类企业的绿色生产工艺以及横向产业生态耦合为其带来了可观的综合效益。

A类企业的成功模式引起了同行业者B的注意,出于竞争的需要,对A类企业产品系统的绿色技术特征进行模仿被纳入了企业B策略选择集中。模仿点主要出现在:产品工艺设计阶段(含替代材料选择)、加工制造阶段、副产品处理阶段、产品报废后的处理与循环利用阶段(该阶段是在传统产品系统基础上延伸出的企业责任阶段)。模仿点可以在产品系统的某一环节出现,也可以是在许多环节上同时出现,这主要取决于企业对模仿成本、资源环境法规约束力度等因素的考虑。模仿点的出现必然导致模仿企业对绿色技术的吸收和运用。

假如模仿点出现在副产品处理阶段和产品报废处理阶段,那么该阶段的绿色技术运用则属于末端治理型技术,事后性与被动性是这类绿色技术实施的特征;假如模仿点出现在产品工艺设计和制造加工阶段,那么企业B采用的是工艺型绿色技术,即注重整个产品系统生命周期内的生态化运作,突出典型的“3R”原则。“竞争模仿型”绿色技术扩散的核心机理在于成功开展生态化经营、获得市场竞争优势的企业对同行业企业产生的启发,其技术来源不一定是创新性技术资源(需要购买),绝大多数可以是成熟的环保节能技术,或者只是在产品的设计中增添了对整个产品系统(生命周期)的环保、耗能品质的考虑。

4市场诱致的绿色技术扩散案例分析

美、日电子企业在无铅焊料技术选择路径上的比较(见图3)电子产品制造过程中的传统电子元器件连接方法,包括印刷电路板的表面涂料、电子元件的回炉焊工艺等,都离不开锡铅焊料。

以锡铅焊料工艺生产的电子产品在报废后难以回收,并且导致了废弃物拆解场地和作业人员的铅污染、电子垃圾填埋场的地下水系铅污染等,来自电子废弃物的铅污染引起了各国环境管理部门的高度重视。为此,美国早在20世纪90年代初,就由个别大企业开展了无铅焊接工艺的研发(见图3),但在无铅焊接技术的研发和推广过程中,存在着个别企业单独研发和应用无铅技术,缺乏必要的生产系统技术转换环境、环境经济收益无法补偿高额成本、传统有铅焊接具有的技术和市场优势形成了强大的技术惯性等,阻碍了无铅焊接技术工艺在企业中的推广。

在电子产品制造商的大力游说下,美国环境管制部门最终同意采纳和推广低铅技术方案(减少印刷电路板中铅的消耗、鼓励研发集成度较高的印刷电路设计),另外在政策上鼓励企业加大对废弃电子产品的回收力度(末端处理)。相对美国而言,日本企业在20世纪90年代末才涉足电子产业的无铅化,但日本企业却将无铅化技术的研发和应用看作是电子产业界的重大机遇。松下电器公司于1995年开始无铅化技术开发,并于1998年推出无铅MD播放器后,日本企业凭借其纵横交错的产业网络、紧密的上下游企业协作关联、日本企业群独有的利益共享与风险共担机制,为电子产品的无铅焊接工艺的普及创造了系统的技术环境,其间还得到了日本焊接协会在研发和培训上的大力支持。随着欧盟电子废弃物管理法令(RoHS)于2003年的出台,日本电子企业普遍采用的锡银铜为主料的焊接工艺被确定为电子产品市场的主流技术(见图3),并已经成为目前全球最主要的无铅元器件、无铅材料和无铅系统产品的供应商[21~23]。

该案例说明了日美两国电子企业在企业分布特征、绿色技术流行度、绿色“遭遇率”、技术变革收益均存在差异的情况下,两国企业不同的绿色技术变革路线,日本企业最终采纳了无铅焊接工艺(RoHS许可的技术主流),美国企业则选择了低铅化技术(含有末端治理的技术特征)。

事实上,“交易传染”型与“成功主体模仿”型两类绿色技术扩散特征都能够见之于本案例的分析。无论是绿色“遭遇率”bi(x),还是无铅焊接技术流行度xih,日本电子企业都比美国企业高。这首先应归于日本电子企业的高聚集度,例如日本山梨市井底瘦地区聚集了几十家电子产品和电子元器件生产厂商,是典型的电子产品专业生产带。在产业网络密集、地域相对集中的技术环境中,上、下游企业的绿色技术研发、绿色供应需求能够相对容易地得到与之有供应链关联的企业响应,出于节约谈判时间、便于垂直分工、迅速应对市场需求变化的考虑,企业间往往能够就新技术的研发、交流、转让达成高效的沟通与协作,从而加速了新技术在群落内的应用和扩散。因此,当RoHS法规下的无铅供货压力增强(可以理解为“绿色遭遇率”

bi(x)增大)时,随着无铅焊接工艺收益被大多数企业认可,无铅焊接技术必然在企业群落内呈现出高流行度xih态势,其技术应用增长率(扩散效应)自然得以提升。

5研究结论

本文通过对绿色技术扩散层面和渠道的研究,得出以下结论:在产品供应链系统的传导作用下,绿色技术在企业间的扩散主要经过物质与信息两个层面,即物质传导作用表现为产品的绿色制造、工业废料与副产品的交互循环利用,客观上促进了绿色技术在企业间的传播使用;信息传导则体现在为了提高整体供应链运营效率,企业个体间自发传播绿色技术的动机是客观和充分的。

绿色技术在上述两种层面上的扩散,实质上体现了市场机制对绿色技术扩散的自发调节作用。事实上,绿色技术在企业群落中得以高效扩散的根本动力在于企业个体自愿和持续的市场行为选择。这种选择主要是基于对绿色技术采纳的收益与成本、政府监管等变量的权衡和反应,具体而言,两类渠道动力促使企业自发地采纳绿色技术工艺。

其一,群落系统内从事清洁生产的企业越多、具有生态需求的用户越多,产品供应链系统中“遭遇”绿色需求(环保、可重复利用材料,低耗能产成品或中间品)的概率越高,为了维系与客户的供应链关系,企业有足够激励去采纳绿色技术,而非因循传统的“三高”(高消耗、高排放、高污染)技术。

其二,群落系统中的其他企业采纳绿色技术所获收益会提供一个有效的模仿效应,出于获得市场竞争力的考虑,企业会根据自身的成本技术约束选择适合的技术模仿环节,以绿色技术工艺代替传统技术工艺。

模仿效应带来的直接影响就是增加从事清洁生产的企业数量和密度,企业间商业交往的“绿色遭遇率”也因此提高,在高“绿色遭遇率”的群落系统中,企业实施绿色技术变革的技术环境得到改善、技术转换成本较低,因而绿色技术在企业群落中被扩散和应用的可能性进一步增大。

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