序論：速發(fā)表網(wǎng)結合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇低碳經(jīng)濟存在的經(jīng)濟學問題范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！

篇1

1.氣候命題

考察源起的背景,低碳經(jīng)濟首先應該是一個氣候命題。1988年,世界氣象組織(WMO)和聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)共同成立了政府間氣候變化專門委員會(IPPC),作為氣候變化問題的科學評估和咨詢機構,IPCC自成立以來,分別于1990、1995、2001和2007年四次發(fā)表評估報告,這些報告是國際社會認識和了解氣候變化問題的主要科學依據(jù),對國際氣候保護尤其是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的簽署和生效起到了重要作用,對后京都時代一些國際氣候保護協(xié)議的形成也發(fā)揮了不可忽視的影響。由這些報告解讀出來的全球氣候變暖對人類生存和發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)的命題漸漸為全世界所知。如今,全球人口和經(jīng)濟規(guī)模不斷增長,能源使用持續(xù)加劇,由此帶來的環(huán)境問題及其誘因日益凸顯,除了煙塵、光化學污染和酸雨等危害,由大氣中二氧化碳濃度不斷升高帶來的全球氣候變暖的問題業(yè)已成為國際社會關注的焦點。然而,如果我們對這個氣候命題進行哲學思考,我們將看到這一命題主要建立在兩個基礎之上:一為全球氣候變暖的原因,二為全球氣候變暖的后果。對于全球氣候變暖的原因,我們至少可以做兩種反思:其一,茫茫宇宙中是否只有地球在氣候變暖?其他星球有無氣候變暖的問題?這樣就有了第一個困惑,那就是氣候變暖是否只是人類活動的結果?有沒有可能是氣候自身周期性變化的表征?其二,不但地球是一個極為復雜的物質體,其本身對氣候變化的影響因素我們尚且不知,而且如果進一步放眼到茫茫宇宙,氣候變化的影響因素更是錯綜復雜,更不為我們所知,我們又如何能立即斷定氣候變暖就是因為二氧化碳等溫室氣體的過量排放所引起的?這也是困惑之一。關于全球氣候變暖的后果,大致是冰川融化海平面上升、地球生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞、氣候嚴重失常、生物物種滅亡乃至人類滅亡等。應該說這些都是人類在現(xiàn)有科學技術條件下、在一定時段內觀察到的現(xiàn)象,現(xiàn)象背后的本質原因還有待進一步證實,未來誰也無法預料。況且,辯證法告訴我們,任何事物對其他事物的影響都有正反兩方面,由此,氣候變暖對人類的影響是否會有好的一方面呢?

2.經(jīng)濟命題

低碳經(jīng)濟既然是經(jīng)濟,它自然是一個經(jīng)濟命題。我們說低碳經(jīng)濟,當然是認為另外存在一個高碳經(jīng)濟,也就是說,自19世紀40年代工業(yè)革命以來,至少到低碳經(jīng)濟模式真正形成,我們所依賴的經(jīng)濟發(fā)展模式是高碳經(jīng)濟的。正是出于對高碳經(jīng)濟發(fā)展模式的一種深刻的哲學反思和批判,我們才有了對低碳經(jīng)濟和以環(huán)保為核心的所謂“后工業(yè)時代”的無限憧憬。然而,如果我們對低碳經(jīng)濟再進行反思,我們會發(fā)現(xiàn),所謂的氣候保護不應僅僅停留在降低二氧化碳的排放上,如果不對現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展模式進行根本性的變革,仍然是解決不了問題的。換句話說,造成氣候變暖問題的原因是多方面的,其深層原因應該是現(xiàn)存的成本外化的高碳工業(yè)化模式,要發(fā)展低碳經(jīng)濟,不能不徹底改變這種模式,而不是隔靴搔癢似的寄希望于外部減排。那么,我們將面臨另一個困惑那就是,至少在相當長的一段時間內,要徹底轉變目前的經(jīng)濟發(fā)展模式將面臨巨大的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的經(jīng)濟發(fā)展水平,要跨越資本密集型的工業(yè)化階段對大多數(shù)國家來說都是一個不小的難題。生產(chǎn)模式還將繼續(xù)依賴高碳能源不說,現(xiàn)在全球不論是發(fā)達國家還是欠發(fā)達國家的消費者,普遍向往和追求高碳的消費模式。同時,國際貿(mào)易關系的基礎也是依托于高碳經(jīng)濟模式的,至少目前看來也不可能會有根本轉變。

3.技術命題

低碳經(jīng)濟的形成依賴于低碳技術,因此,低碳經(jīng)濟又是一個技術命題。低碳經(jīng)濟的核心在于能源和減排方面的技術創(chuàng)新。我們可以把低碳經(jīng)濟分解成互為關聯(lián)的兩個方面,一方面是現(xiàn)有能源的節(jié)能、降耗、減排,另一方面是可再生能源和其他清潔新能源的開發(fā)和利用以及能源消費結構的調整和優(yōu)化。無論哪一方面,都建立在低碳技術的研發(fā)與應用的基礎之上。也就是說,技術創(chuàng)新是低碳經(jīng)濟的本質所在。這里的困惑在于,能源的降耗或者說高效利用目前還存在明顯的技術瓶頸,比如新的工業(yè)生產(chǎn)方法、運輸方法和存儲方法等。同時,目前一些既得利益集團(主要指歐美國家)出于保護自身利益出發(fā),會在一定程度上對一些新技術的研發(fā)應用設置阻礙。更何況要使全球廣大欠發(fā)達國家的經(jīng)濟發(fā)展繞開高碳模式直接像一些發(fā)達國家一樣花更多代價致力于低碳的技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這本身就是一件難以實現(xiàn)的事情。至于風能、太陽能、生物質能等可再生清潔能源的研發(fā)應用,至少目前看來離市場化、實用化目標還有相當大的距離。太陽能光伏發(fā)電成本很高,大約是煤電水電的5至10倍;風能發(fā)電的價格也高于煤電水電;生物質能如以玉米、甘蔗、甜菜為原料的乙醇燃料和以油菜籽、大豆為原料的“生物柴油”等,需要占用大量耕地資源,增大對糧油作物的消耗;至于氫能,畢竟是二次能源,它的提取仍然要消耗其他能源;而所謂的“甲醇經(jīng)濟”,看似非常清潔,但甲醇燃燒后還是會產(chǎn)生二氧化碳,等等。況且,目前國際上對于低碳技術的轉讓問題也莫衷一是、困難重重?？傊?低碳技術的困惑在于成本問題、技術瓶頸以及國際支持等。

4.政治命題

正是由于追求經(jīng)濟發(fā)展中對二氧化碳排放的控制以及由此引發(fā)的低碳技術創(chuàng)新,國際社會圍繞“碳排放權”和低碳技術知識產(chǎn)權展開了政治博弈,低碳經(jīng)濟又成為一個政治命題,從而形成了所謂的“碳政治”。這場政治博弈的焦點在于三個方面,一為減排的責任或者說碳排放權的國際分割;二為碳排放量測算的標準和方法;三為碳排放權的國際貿(mào)易。圍繞這三個方面展開的國際政治博弈愈演愈烈,進而成為一種意識形態(tài)的較量,低碳經(jīng)濟意識形態(tài)化。美國作為全球霸主,不能容忍依“共同但有區(qū)別責任”的原則確立的中國、印度、巴西等發(fā)展中國家不承擔減排義務,而其自身要強制減排而退出《京都議定書》,其出發(fā)點是它的國家利益。歐盟則明顯態(tài)度緩和,強調協(xié)商對話,個中原因是因為它們掌握了全球42-45項低碳核心技術的90%而處于低碳經(jīng)濟的領先地位,同時有其開拓低碳經(jīng)濟國際市場和歐元“碳金融”的巨大經(jīng)濟利益考慮。發(fā)展中國家面臨緊迫的發(fā)展問題,當然希望通過協(xié)商對話爭取發(fā)達國家關于低碳經(jīng)濟廣泛的資金和技術支持?！霸谑澜绶秶鷥?碳減排行動的帷幕已經(jīng)拉開,或者開啟低碳經(jīng)濟的鑰匙已經(jīng)拿在那些主宰世界發(fā)展方向的國家手里。這把鎖究竟什么時候開啟,低碳經(jīng)濟的大門什么時候打開,還是未知數(shù)……低碳經(jīng)濟對人類來說是一個發(fā)展的必然,還是一個圈套,或者說只是大國游戲世界的節(jié)目,大家都在拭目以待?！盵2]就目前來說,碳分配、碳測算、“賣碳翁”等等,都是困擾我們的低碳意識形態(tài)問題。

二、超越困惑的可能:低碳經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展哲學

認為,歷史是人類活動的結果,“現(xiàn)實的個人既是歷史的劇作者,又是歷史的劇中人”。[3]人們既是依托賴以生存的大自然在既定的生產(chǎn)力基礎之上及與之相適應的社會關系下進行活動,又有自由自覺、能動創(chuàng)造的本性,能夠改造人與自然、人與人的關系以及自身,以求得自身與自然、社會統(tǒng)一的生存、發(fā)展和完善。

然而,傳統(tǒng)的工業(yè)化發(fā)展哲學,是“發(fā)展絕對論”和“增長無限論”。發(fā)展絕對論認為,發(fā)展肯定比不發(fā)展好;發(fā)展快肯定比發(fā)展慢好;發(fā)展是肯定的,無所謂好壞之分。這種發(fā)展哲學片面擴大人的主觀能動性,片面追求物質財富,其關注點只在發(fā)展夠不夠快而忽視發(fā)展夠不夠好。增長無限論認為,經(jīng)濟的增長是永恒的,人對自然界的改造是無限的,片面擴大人類對自然的索取,片面激勵人類對自然的改造。正是這種發(fā)展哲學,形成了三百多年來的高碳發(fā)展模式。在這種模式下,人們竭澤而漁,久而久之,造成資源枯竭、環(huán)境惡化、物種減少、氣候反常等等一系列問題。這一切給未來的發(fā)展帶來前所未有的難題,人們不得不面對這樣的困惑:人類社會還能持續(xù)發(fā)展下去嗎?我們究竟為了什么發(fā)展?到底什么樣的發(fā)展才是好的發(fā)展?這種對舊的發(fā)展哲學的反思和重新審視成為可持續(xù)發(fā)展的邏輯起點,由此引申出的可持續(xù)發(fā)展哲學形成低碳經(jīng)濟的哲學基礎。正是在由人類自己親手造成的各種困境和危機面前,人類面對的主要任務已經(jīng)不再是如何發(fā)展更快的問題,而是如何保證當前發(fā)展同時為我們的子孫后代在地球上永續(xù)發(fā)展下打造基礎的問題。

1.“能夠做”和“應當做”

可持續(xù)發(fā)展的哲學認為,在科學、技術和生產(chǎn)力高度發(fā)展的今天,我們應該好好認真思考一下康德說過的“能夠做”和“應當做”的關系問題。

傳統(tǒng)的高碳經(jīng)濟發(fā)展至今,我們人類已經(jīng)積累了極大豐富的物質財富和前所未有的科技力量,當下,諸多事情都是我們“能夠做”的,可是,這些事情是不是都是我們“應當做”的?對這個問題進行回答,我們將會重新思考以下兩種關系:一是人與自然的關系,二是當下與未來的關系。其一,自然只是我們人類的附屬物嗎?只是我們利用和改造的對象嗎?的實踐觀告訴我們,社會是實踐的產(chǎn)物,人類由具體的不同個體和個體群組成。那么問題在于,每一個個體或個體群都有生存與發(fā)展的權利,而作為整個人類生存的自然環(huán)境———地球只有一個,我們人類應該怎樣正確對待它呢?其二,如果發(fā)展是一個歷史的過程,那么我們當下的發(fā)展應不應該為未來承擔歷史的責任?以確保當下發(fā)展的同時應不應該考慮其對未來人類的發(fā)展所造成的影響?這兩個關系是建立可持續(xù)發(fā)展哲學的價值基礎。可持續(xù)發(fā)展的哲學,一方面要求人類不再把自然界看作是可以任意索取和改造的對象,而應當把它看作是賴以生存的物質家園。我們在利用自然的同時應該學會尊重她,保護她,與之和諧共生;另一方面,這種哲學暗含在滿足當下人類發(fā)展需求的同時不損害未來人類權益的價值標準,當下人類所享有的發(fā)展權利,未來人類也同樣享有,我們沒有任何借口剝奪未來人類理應享有的發(fā)展與消費的機會。

2.自然資源有限論

可持續(xù)發(fā)展的哲學認為,我們的經(jīng)濟增長特別是人類的自然資源是有限的,如果不改變增長方式和增長目標,人類將不得不面臨生存和發(fā)展的巨大困境。

在這里,所謂增長的有限,只是說增長必然受到諸多條件(內部的和外部的)的限制,如果不考慮這些條件,人類的發(fā)展就不是可持續(xù)的。19世紀60年代末美國鮑爾丁提出的“宇宙飛船經(jīng)濟理論”認為,人類唯一賴以生存的生態(tài)系統(tǒng)———地球,猶如太空中一艘小小的宇宙飛船,隨著人口和經(jīng)濟的增長,小船內的有限資源將被開發(fā)殆盡,消費后的廢物將把船艙完全污染,那時人類社會就會崩潰。無獨有偶,美國麻省理工學院以米都斯為首的研究計劃小組在1972年完成發(fā)表的《增長的極限》報告,也用大量的數(shù)據(jù)和簡單的邏輯論述了地球有限論:加速發(fā)展的工業(yè)化、人口劇增、糧食短缺和營養(yǎng)不良、資源枯竭、生態(tài)環(huán)境惡化等社會經(jīng)濟增長的五種趨勢呈指數(shù)增長,而地球的容積是有限的,因此人類向自然的擴張必然有其限度[4]。既然如此,如果我們人類希望可持續(xù)發(fā)展,那么我們的經(jīng)濟增長必然要考慮與自然界生態(tài)的平衡,同時也要考慮人類自身能力的限制。

在這樣的背景下,1987年的世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》的報告中,正式提出了“可持續(xù)發(fā)展”概念,并把這一理論簡單概括為:既要滿足當代人的需要,同時又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發(fā)展。1992年5月,全世界各國首腦“環(huán)境與發(fā)展”會議上確定了“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略。中國科學發(fā)展觀的提出也蘊含了這一哲學思想。聯(lián)系低碳經(jīng)濟的理念,我們不難看出,不論是著手目前還是著眼長遠,低碳經(jīng)濟都是與可持續(xù)發(fā)展的哲學相一致的,可持續(xù)發(fā)展的哲學,正是低碳經(jīng)濟的哲學基礎。低碳經(jīng)濟就是要盡力擺脫經(jīng)濟發(fā)展對高碳能源的依賴,著力降低經(jīng)濟發(fā)展對自然環(huán)境的破壞,實現(xiàn)以更少的能源消耗和溫室氣體排放支撐經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的目的。

三、超越困惑的智慧:中國低碳經(jīng)濟戰(zhàn)略的民族哲學思維

既然我們認識到了低碳經(jīng)濟的困惑,也認識到了超越其困惑的可能,接下來的任務就是如何超越這些困惑了。告訴我們,矛盾是無處不在無時不有的,“運動本身就是矛盾?！盵5]圍繞低碳經(jīng)濟展開的氣候政治也好,低碳技術知識產(chǎn)權也好,碳政治也好,低碳意識形態(tài)也好,都是國際矛盾。矛盾并不可怕,重要的是要找到解決矛盾的方法,讓矛盾朝著有利用于自己的一面轉化。在當今低碳經(jīng)濟的國際背景下,我們最應該做的不是消極逃避西方國家所主導的關于“碳”的國際博弈,而是如何積極應對,要有“以我為主”的制定自己宏觀國家戰(zhàn)略的民族智慧和哲學思維。

1.接受并大力促進低碳經(jīng)濟發(fā)展

不管“全球氣候變暖”是一個真命題還是一個偽命題,不管全球低碳經(jīng)濟發(fā)展模式是否能在短時期內實現(xiàn),不管低碳技術創(chuàng)新能否取得突破,也不管碳分配、碳測算、“賣碳翁”將走向怎樣的現(xiàn)實,至少有一點是可以確定的,那就是,低碳經(jīng)濟與我們的可持續(xù)發(fā)展的哲學是統(tǒng)一的,與我們的科學發(fā)展觀的目標也是相一致的。因此,我們應該面向未來,接受并大力發(fā)展低碳經(jīng)濟,這也是我們制定低碳經(jīng)濟國家戰(zhàn)略和國際話語策略的基礎或者前提。

2.大力推動新能源技術創(chuàng)新

很明顯,低碳經(jīng)濟一旦取得突破,那將會是人類社會又一次非常大的新技術革命浪潮?？v觀人類歷史,每一次技術革命無一例外地創(chuàng)造了巨大的社會經(jīng)濟財富,同時還給利用得當者帶來明顯的政治和軍事優(yōu)勢,甚至影響國際政治格局的改變?；谶@樣的背景,我們應該制定相關的新能源技術發(fā)展戰(zhàn)略,要調整現(xiàn)有能源結構,提高現(xiàn)有能源利用效率,大力開發(fā)和推廣新型清潔能源。

3.徹底轉變經(jīng)濟發(fā)展方式

光有技術創(chuàng)新仍然是不夠的,在此基礎上,我們要有戰(zhàn)略眼光和果斷決策力,要徹底調整產(chǎn)業(yè)結構,根本轉變經(jīng)濟發(fā)展方式。一方面是從高碳增長模式轉向低碳,另一方面是增長觀念上尊重人與自然的和諧共生,二者統(tǒng)一起來就是可持續(xù)發(fā)展。

4.積極融入國際經(jīng)濟技術合作

低碳經(jīng)濟問題的全球性、長期性決定了國際社會需要長期合作和努力,低碳經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展是統(tǒng)一的,其突破的關鍵應該在于低碳技術的創(chuàng)新、轉讓和推廣,因此,我們應該積極地參與和融入靈活務實的國際合作中,并努力在這種合作中贏得主動。

5.培育國內“碳金融”市場

目前,“碳金融”在國際上已經(jīng)初現(xiàn)端倪,尤其在歐洲正逐步走向成熟。我們既要在國際合作中誠懇向歐洲發(fā)達國家學習,同時也要有意識地培育國內“碳金融”市場?！耙环矫嫱ㄟ^編制減排計劃,在國內各省或各企業(yè)進行碳排放權交易,培養(yǎng)大批熟悉‘碳交易’的金融專業(yè)人才和企業(yè)家,從而為未來中國加入全球‘碳金融’儲備人才,積累經(jīng)驗,熟悉規(guī)則并由此創(chuàng)造新的規(guī)則;另一方面也可以通過國內‘碳交易’的市場機制促使東南沿海的資金向偏僻的西北地區(qū)轉移,從而為西北省份的能源環(huán)保提供相應的資金和技術支持?！盵6]

6.倡導和推進低碳生活方式

高碳消費模式的盛行明顯造成了極大的資源浪費?！吧鐣M模式的不合理,不僅會導致享樂主義蔓延滋生、奢侈之風彌漫社會,更重要的是不合理的消費模式制約著社會可持續(xù)發(fā)展?！盵7]同此可見,低碳生活方式不僅僅是一種生活觀念的改變,更是一種關乎國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的要務。在實施上述低碳國家戰(zhàn)略的基礎上,我們要想在殘酷的國際低碳博弈中贏得主動,還應依靠自己的民族智慧,運用中國哲學和整體哲學思維,制定一套能服務自身的國際話語策略。

首先,重塑的實踐觀,重新解讀人與自然的關系,用理論詮釋低碳經(jīng)濟。恩格斯早就告誡過人們:“不要過分陶醉于我們對自然界的勝利。對于每一次這樣的勝利,自然界都報復了我們。每一次勝利,在第一步都確實取得了我們預期的結果,但是在第二步和第三步卻有了完全不同的、出乎預料的影響,常常把第一個結果又取消了?！盵8]他在《反杜林論》一書中說:“人本身是自然界的產(chǎn)物,是在自己所處的環(huán)境中并且和這個環(huán)境一起發(fā)展起來的?！盵9]因此,人是自然界發(fā)展到一定歷史階段的產(chǎn)物,人直接是自然存在物,是自然界的一部分:人離不開自然界,要靠自然界生活,自然界是人類生存和發(fā)展的外部環(huán)境。“我們連同我們的肉、血和頭腦都屬于自然界,存在于自然界。”[10]

馬克思也在《1884年經(jīng)濟學哲學手稿》中揭示,人是社會關系的總和與自然關系總和的統(tǒng)一,“自然界的人的本質只有對社會的人來說才是存在的;因為只有在社會中,自然界對人來說才是人與人聯(lián)系的紐帶,才是他為別人的存在和別人為他的存在,才是人的現(xiàn)實的生活要素;只有在社會中,自然界才是人自己的人的存在的基礎。只有在社會中,人的自然的存在對他說來才是他的人的存在,而自然界對他說來才成為人。因此,社會是人同自然界的本質統(tǒng)一,是自然界的真正復活,是人的實現(xiàn)了的自然主義和自然界的實現(xiàn)了的人道主義?！薄叭祟愅匀坏暮徒庖约叭祟惐旧淼暮徒狻盵11]即人與自然的和諧及人與人的和諧,其實是馬克思所追求的人與人的關系和人與自然的關系的理想目標。在馬克思恩格斯看來,實現(xiàn)“人類同自然的和解以及人類本身的和解”是人類社會進程中正確處理人與自然、社會三者關系的最高價值目標。所謂低碳經(jīng)濟的最高價值追求應該也在于此。其次,讀取中國傳統(tǒng)哲學和當代中國的“低碳”語境,挖掘其全球低碳背景下的普世意義。

“天人合一”思想。中國古代“天人合一”的思想強調統(tǒng)一性與和諧性,其實有著豐富的生態(tài)意蘊,“天人合一”本質上是人與自然的統(tǒng)一,天指自然,人指人類,天人相處的最高境界就是“天人合一”?？鬃幼鳌兑讉鳌吩凇墩f卦傳》中云:昔者圣人之作易也,將以順性命之理。是以,立天之道,曰陰陽;立地之道,曰柔剛;立人之道,曰仁義。天地人合稱“三才”,三者共生形成秩序合理的世界。因此,在此意義上,“天人合一”可以擴展為“天地人合一”,就是人與自然、人與人的和諧統(tǒng)一。

“天道生生”思想?！疤斓郎笔侵袊糯軐W中可與“天人合一”相媲美的重要思想?！疤斓馈笔亲匀唤绲淖兓^程和規(guī)律;“生生”指產(chǎn)生、出生,一切事物都生生不已。《周易大傳》曰“生生之謂易”,又曰“天地之大德曰生”,意思是說,世界萬物生而又生,生生不息,這就是“易”,即“日新之謂盛德,生生之謂易”。自然界本身有其生生不已的規(guī)律,我們人類應該尊重它順應它,而不是一味地去征服它和改變它。

“道法自然”思想。老子哲學的主要觀點是“道法自然”,說的是人類應從道的高度觀照萬物,處理人與天、人與物、人與人的關系,尊重天地自然,尊重一切生命,與萬物為友,與環(huán)境和諧,與人相互關照。因此,珍視眾物,尊重生命,保護人類周圍的環(huán)境,與自然平等和諧相處,應成為人類行為必須遵守的準則。

篇2

通過相關研究的文獻資料分析來看, 國內外有關企業(yè)審美化研究存在著以下的問題:第一研究對象片面。馬歇爾（A.Marshall）等人研究的主要對象是 “豐裕社會”的“有閑階級消費審美化”， 黃河濤等人認為審美化是在人均國民收入有所提高的前提下的“立美宜人” 。第二理論研究不足。對于相關概念的認識不夠全面深入, 同時缺少對已有文獻的全面綜述。第三研究方法單一。此前的研究基本上采取定性方法，缺乏通過一定規(guī)模的問卷調查來考察企業(yè)審美化的總體狀況和發(fā)展趨勢，研究結果不具有普遍意義，另外也會因為定性分析的缺陷使研究難以深入探詢，無法構建一個適合現(xiàn)代消費訴求的企業(yè)審美化機制。第四缺乏實證研究，使得相關文獻的立論普遍缺乏可靠依據(jù)。

篇3

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，人民生活水平的不斷提高，人們對城市建筑的需求量越來越多，對城市建筑要求不斷提高，不僅有對城市建筑有堅固耐用的基本要求，對城市建筑的美學也提出了新的要求，因此城市建設活動越來越頻繁，對城市建筑美學的探究也越來越多、越來越廣泛、越來越深刻。

最近幾年也提出了城市設計、城市質量、城市形象、城市品位、城市美學的和諧統(tǒng)一問題。說明對這個問題引起了重視。從哲學的高度來說，筆者認為城市建筑應該順應人來進步的方向，適應自然界的要求，倡導低碳建筑，綠色建筑，使城市成為綠色和諧統(tǒng)一的和諧體；從美學發(fā)展角度看，人們早已重視城市建設包括建筑美學作為藝術的一個部分，城市建設則更應該從人類文明發(fā)展的基礎上著手。本文僅從美學的角度、從現(xiàn)代化城市建設美學問題入手做簡要闡述。

1.現(xiàn)代城市建筑美學的內涵

“城市建筑美學”這一學科應該遵循學科發(fā)展，也應該順應時代要求，城市建筑美學是正在發(fā)展中的一個學科，也是近些年來學者們研究的重點所在，這門學科的任務不僅在認識和解釋客觀的建筑藝術現(xiàn)象，更重要的是，它要進一步更好地指導“ 建筑學”的發(fā)展、提高。大家都知道美學中的一個重要原則是協(xié)調觀點。城市建筑美學中要求用這個觀點去理解造型藝術上的規(guī)律、法則，也要用這個觀點去處理建筑的科技性、藝術性的關系，研究建筑藝術的特點，并最終定位于和諧之美?！秶Z•楚語》日：“夫美者，上下、 內外、 大小、遠近 皆無害焉 ， 故日美。 ” 這個定義道出了美的本質特征―― 和諧?！敖ㄖ?一是泛指“ 房屋”、“建筑物”；二是指建筑師經(jīng)過設計構思所創(chuàng)造的建筑式樣和風格。世界建筑師《華沙宣言》這樣描述：“建筑學是為人類生活創(chuàng)造住處的藝術和科學的綜合體，建筑師的責任是把原先存在的和新的環(huán)境( 自然和人造的)結合在一起，它負責為城市外貌提供美學，并且設計能為人類接受和喜歡的空間”。從中可清楚地看到“藝術”與“科學”、“美學”及“設計”，這些因素是怎么緊密聯(lián)系在一起的，和諧統(tǒng)一的。

2.建筑美學的形式

下面就我國的建筑美學形式作簡要介紹，我國有著五千年的文明歷史，也有著五千年的建筑美學史，歷朝歷代遺留下來大量的建筑文化遺產(chǎn)，至今仍然有著高度的藝術價值和研究價值。雖然由于年代久遠，大部分古代建筑早已失去其原有的建筑使用功能，但是卻留給我們無限的研究價值和借鑒意義，古代建筑體現(xiàn)的和諧美、藝術價值是無法替代的，但體現(xiàn)在完整的建筑藝術形象中的建筑形式美，卻并不因為時代的變遷和時間的流逝而失去其美學上的價值，反而更具借鑒價值。對稱的中軸線、嚴整的秩序空間，這些形態(tài)為我們提供了一種安全感 、穩(wěn)定感、永恒感，它們早已不僅僅是封建帝王建筑的專利，而成為了中國人審美形式的共識。例如北京故宮的建筑形式具有中國特色，它的最大特點是由兩千多年宮殿建筑發(fā)展過程中所形成的布局和陳設，如“前朝后寢”、“ 五門三殿”、“ 中軸對稱”等格局。建筑被譽為“凝固的音樂”，處處體現(xiàn)著人類的智慧和人類文明的程度?！敖ㄖ匀S的形式體現(xiàn)出時展的精神，這種體現(xiàn)是生動、多變而新穎的?！边@足以說明建筑形式美有著強烈的時代性。

3. 建筑美學新思維、新趨勢

目前西方城市建筑美學在美學風格、審美意識、審美形態(tài)上存在著多元共存，這是伴隨著現(xiàn)代建筑和審美觀念的多元化而產(chǎn)生的，也可以說是現(xiàn)代城市建筑關美學產(chǎn)生誘人魅力的重要原因?？偨Y起來一句話，現(xiàn)代城市建筑美學主要是由以下四種美學風格建構起來的：歷史主義美學、新現(xiàn)代主義美學、技術主義美學和有機主義美學。現(xiàn)代建筑的審美思維，基本上局限于總體性思維、線型思維、理性思維這種固定的，甚至是死板和不靈活的，同樣很難突破功能和理性的束縛。然而，在現(xiàn)代哲學與科學思想以及科學社會主義等的影響和推動下，現(xiàn)代建筑審美思維有了歷史性的變革和改變。它完全擺脫了總體性的、線型的和理性的思維，邁向了一種更富有現(xiàn)代性的新思維之路，這就是非總體性、非理性、混沌的非線型性和共生思維。當然現(xiàn)代主義建筑的危機是必然的，任何富有革新性的東西，一旦在思維上形成慣性，在創(chuàng)作上形成套路，在風格上定于形式，它就必然走向審美的反面。任何富有審美價值的單一的風格或形式，它就必然變?yōu)榉菍徝赖摹o意義的東西。因此，現(xiàn)代主義的統(tǒng)一地位被退到，最終導致現(xiàn)代主義美學地位的倒退，也是歷史發(fā)展的必然?，F(xiàn)代建筑在審美思維上的明顯特征就是這些新思維、新趨勢，這些特征集中地反映了現(xiàn)代建筑師突破固有創(chuàng)作框架的堅定意志和爭取創(chuàng)作自由的焦慮心態(tài)，同時也體現(xiàn)了建筑師對恢復人與自然和建筑的和諧，把建筑的可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展協(xié)調起來的決心和信心。這些都是現(xiàn)代建筑關學的基本邏輯。

4.結語

未來隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，人們生活水平的進一步提高，城市建筑美學的研究越來越有必要，對于建筑美的要求及審美觀點要求，是會越來越趨于時代性。城市建筑美學不僅僅包含了視覺因素，還包括了聽覺、觸覺、味覺、心理感受等等許多因素，也融合了技術、理念、環(huán)境、審美的許多要求。

我們不妨展望未來的建筑美學觀，它必將是一種可持續(xù)發(fā)展的美學觀，低碳環(huán)保的美學觀，融合系統(tǒng)論、環(huán)境學、生態(tài)美學、經(jīng)濟學、等等多種學科，把自然、生態(tài)和社會作為一個完整的系統(tǒng)，將人與自然的相互依賴、相互和諧作為審美的最重要的標準，可持續(xù)發(fā)展的低碳環(huán)保的城市建筑美學觀將趨于完善和成熟，將使未來城市建筑美學有章可循。

篇4

（一）第三次工業(yè)革命提出的背景和環(huán)境

第一，在國際金融危機的影響和沖擊下，主要經(jīng)濟體增速明顯下滑，國際貿(mào)易保護抬頭，全球治理結構深刻調整，世界經(jīng)濟發(fā)展的不確定性和不穩(wěn)定性因素顯著增多，正進入一個新的發(fā)展周期。

第二，支撐第二次工業(yè)革命的石油和其他化石能源正日漸枯竭，那些靠化石燃料驅動的技術已陳舊落后，以化石燃料為基礎的整個產(chǎn)業(yè)結構也運轉乏力。根據(jù)經(jīng)濟學家估計，到本世紀中葉，石油資源將會開采殆盡，屆時其價格升高將不適于大眾化普及應用。

第三，由前兩次工業(yè)革命所帶來的二氧化碳過度排放也使得全球氣候變化日漸明顯，生態(tài)災難增多，給人類社會的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

第四，世界各國為應對國際金融危機沖擊，紛紛加大科技創(chuàng)新投入，在全球范圍內引發(fā)了以綠色、低碳、智能為特征的新一輪技術創(chuàng)新浪潮，新一代信息技術、新能源、智能制造、新材料等一些重要領域和前沿方向已經(jīng)出現(xiàn)革命性突破的先兆。

基于此，美國著名未來學家杰里米·里夫金于1994年首次提出了第三次工業(yè)革命的概念，并于2011年出版《第三次工業(yè)革命》的專著，迅速引起了國際上的廣泛關注。2007年5月，歐盟議會了一份正式文件，宣布第三次工業(yè)革命作為歐盟的長期經(jīng)濟愿景和路線圖。2011年5月，里夫金教授在巴黎第50屆OECD會議上作“第三次工業(yè)革命”的專題報告，有34個成員國的首腦參加。至此，關于第三次工業(yè)革命的討論在全球范圍內快速擴散。

（二）關于第三次工業(yè)革命的主要觀點

當前，國內外對于第三次工業(yè)革命特征、內涵及影響的主要觀點和判斷有以下幾種：

1、美國未來學家杰里米·里夫金：“新能源+互聯(lián)網(wǎng)”催生第三次工業(yè)革命美國學者里夫金最早提出了第三次工業(yè)革命即將來臨的觀點，他的主要判斷如下：

第一，新工業(yè)革命的本質在于新通信革命和能源革命的結合。里夫金認為，每一次工業(yè)革命都是能源與信息的交匯。第一次工業(yè)革命時期（18世紀60年代～19世紀40年代），通信技術發(fā)生了革命性變化，從手工印刷到蒸汽機動力印刷，后者可以實現(xiàn)低成本大量印制和傳播信息，隨后出現(xiàn)公立學校，大量識字勞動力，人們利用新的通信系統(tǒng)去管理以煤炭為基礎的新能源系統(tǒng)。第二次工業(yè)革命時期（19世紀70年代～20世紀初），通信與能源再度攜手，表現(xiàn)為集中的電力、電話以及后來的無線電和電視機，可以管理更復雜的石油管道網(wǎng)、汽車路網(wǎng)，進而為城市文化的興起提供了可能。因此，歷史上新通信技術與新能源系統(tǒng)的結合，往往預示著重大經(jīng)濟轉型時代的來臨。

第二，第三次工業(yè)革命需要五大支柱來支撐。煤炭、石油、天然氣等化石能源的不可持續(xù)性必將導致第二次工業(yè)革命的終結。第三次工業(yè)革命就是建立在互聯(lián)網(wǎng)和新能源相結合基礎之上的一次革命。在“新能源+互聯(lián)網(wǎng)”的支撐下，每個家庭、每個建筑不再是單純的能源消費者，而是能夠參與能源生產(chǎn)，甚至能夠輸出能源。并將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網(wǎng)。具體來說，第三次工業(yè)革命由五大支柱構成，分別是：

1 向可再生能源轉型；

2 以建筑為單位的小型電站；

3 擴展到所有基礎設施上的能源生產(chǎn)和儲存；

4 充電式交通系統(tǒng)從互動式電網(wǎng)中獲取電能；

5 能源互聯(lián)網(wǎng)。

里夫金還認為，這五個支柱如果分別孤立地存在，是毫無意義的，只有互相配合，相互聯(lián)系，建立起一個集成的基礎系統(tǒng)，才有意義。

第三，第三次工業(yè)革命將給人類社會帶來深刻變革?！靶履茉?互聯(lián)網(wǎng)”并不等同于智能電網(wǎng)。因為智能電網(wǎng)僅是電網(wǎng)管理模式上的革新，解決不了化石能源日益稀缺、開發(fā)利用低效的根本問題。互聯(lián)網(wǎng)技術與可再生能源相結合，能夠在能源開采、配送、利用上從石油世紀的集中式變?yōu)橹悄芑稚⑹?，將全球的電網(wǎng)變成能源共享網(wǎng)絡，最終會讓我們的商業(yè)模式、社會模式乃至地緣政治發(fā)生翻天覆地的變化。比如，以化石燃料為基礎的第一和第二次工業(yè)革命要求大規(guī)模的中央集權、自上而下的組織結構；第三次工業(yè)革命則是一種以節(jié)點組織式的、水平分布式的、網(wǎng)絡擴散式的合作型商業(yè)實踐，原有的縱向權力等級結構正向扁平化方向發(fā)展。又如，在第一次和第二次工業(yè)革命中，形成了基于石化燃料的地緣政治世界，地球被看作一個容器（資源庫），充滿著支撐經(jīng)濟活動的各種有用資源；新工業(yè)革命發(fā)生后，能源體系從石化燃料向分布式的可再生能源的轉變，將按照生態(tài)思想的方式重新界定國際政治關系。再如，新能源與互聯(lián)網(wǎng)的結合還帶來了分享協(xié)作機制，隨著3D打印等先進制造技術的日趨成熟，每個人都可以成為生產(chǎn)者，改變了制造、營銷、運輸、物流和服務。同時，里夫金還認為，前兩次工業(yè)革命都花了40～50年時間，第三次工業(yè)革命應該更快，因為通信系統(tǒng)已經(jīng)就緒，從上世紀70年末期到現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)存在、發(fā)展很久了；但可再生能源落后了很多。美國卡特總統(tǒng)的時候由于石油禁運才開始談可再生能源。德國如果按現(xiàn)在的速度發(fā)展，會輕松地在2030年左右準備好五大支柱。

2、英國《經(jīng)濟學家》雜志：制造業(yè)數(shù)字化引領第三次工業(yè)革命浪潮今年以來。英國《經(jīng)濟學家》雜志連續(xù)刊出了一系列關于“第三次工業(yè)革命”的文章，主要觀點是：制造業(yè)數(shù)字化將引領第三次工業(yè)革命浪潮。

第一，為什么說新工業(yè)革命就是第三次工業(yè)革命？《經(jīng)濟學人》的劃分標準：第一次工業(yè)革命是在18世紀后半葉，以英國紡織機械化為標志的第一次工業(yè)革命。我們通常說是蒸汽機，其實蒸汽機最后真正變得工業(yè)化是用在紡織機上，然后才引起了一系列的變化。第二次工業(yè)革命，是以福特汽車工廠在20世紀初，采用大規(guī)模流水線生產(chǎn)為標志。這兩次工業(yè)革命都改變了社會，改變了歷史，也改變了各國的形態(tài)。第三次工業(yè)革命，就是以3D打印機為標志的工業(yè)革命。

第二，制造業(yè)數(shù)字化將是一場波及全球的產(chǎn)業(yè)革命。制造業(yè)的數(shù)字化進程正從5個方面向前推進：一是更聰明的計算機軟件。如，通過虛擬技術，可以在電腦上對產(chǎn)品進行檢測并開發(fā)新功能，類似的軟件同樣可以應用于規(guī)劃廠房的布局和為生產(chǎn)機器編程。二是新材料的出現(xiàn)。如碳纖維已被廣泛應用于山地自行車、釣魚竿、航空器和越來越多的汽車之上。三是更靈巧的機器人。今天的工業(yè)機器人，就是像曾經(jīng)的大型計算機；下一代機器人就如同現(xiàn)在的個人電腦，將非常適用于中小型企業(yè)。四是基于網(wǎng)絡的制造業(yè)服務商。通過互聯(lián)網(wǎng)，一家歐洲公司可以從另一家位于美國的公司那里獲得設計圖紙和樣品，并在中國找到一家加工企業(yè)。五是新的制造方法。如傳統(tǒng)制造模式是集中式、追求規(guī)模經(jīng)濟的“減式制造”，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的浪費；而3D打印技術可以一層一層地將產(chǎn)品“堆砌”出來，是便于分散化、低成本的“增式制造”，材料沒有損失。

第三，“中國制造”的崛起可能被第三次工業(yè)革命所終結。新工業(yè)革命帶來的影響將是顛覆性的，如同紡織廠消滅了手工織布技術，福特“T”轎車讓傳統(tǒng)手工鐵匠下崗。第三次工業(yè)革命不僅影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)方式，還將影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)地點。隨著生產(chǎn)成本快速上升和勞動力短缺的出現(xiàn)，傳統(tǒng)制造業(yè)將大批轉移到像越南、孟加拉國、印度這樣的國家，而更新更高端的產(chǎn)品，由于有新的數(shù)字化制造革命，又會回到發(fā)達國家。因此，第三次工業(yè)革命對中國這樣的制造業(yè)大國來說有著相當大的負面影響。

3、中國學者：數(shù)字化、智能化

制造成為新工業(yè)革命的靈魂國內學者普遍認為，智能軟件、新材料、機器人、新制造方法的不斷成熟與廣泛應用，有力地推動了智能制造技術的快速突破，將產(chǎn)生足以改變人類經(jīng)濟社會進程的巨大力量，第三次工業(yè)革命即將到來。主要觀點有：

第一，中國科學院院長白春禮：新的工業(yè)革命可能使工業(yè)生產(chǎn)方式將從大規(guī)模生產(chǎn)向個性化生產(chǎn)轉變。今年7月，白春禮接受《經(jīng)濟參考報》專訪時提出，當前信息、量子、生物等領域發(fā)生的一些革命性突破，將深刻改變人類的世界觀、認識論和方法論，成為新科技革命和“新工業(yè)革命”的科學基礎和知識源泉。新的工業(yè)革命，可能使生產(chǎn)過程將更關注個性化定制，消費者將在更大程度上參與設計和制造過程，甚至成為生產(chǎn)過程的一個重要環(huán)節(jié)，生產(chǎn)方式將從大規(guī)模生產(chǎn)向個性化生產(chǎn)轉變，制造商、供應鏈的地理格局將發(fā)生根本改變。

第二，中國工程院院長周濟：數(shù)字化、智能化是新工業(yè)革命的核心技術。周濟認為，“數(shù)字化、智能化技術是產(chǎn)品創(chuàng)新和制造技術創(chuàng)新的共性性能技術，它深刻變革了制造業(yè)生產(chǎn)模式產(chǎn)業(yè)形態(tài)，是新工業(yè)革命的核心技術?！?/p>

第三，國務院發(fā)展研究中心馮飛：第三次工業(yè)革命的一個特點，就是就地化生產(chǎn)。馮飛提出，第三次工業(yè)革命的一個特點，就是就地化生產(chǎn)。比如說數(shù)字化制造所帶來的便利，貼近消費市場是非常重要的因素，可能會有一些企業(yè)回流到市場范圍大、市場需求多層次比較突出的一些地區(qū)。

第四，中國社科院工經(jīng)所呂鐵：第三次工業(yè)革命的主題是制造業(yè)“數(shù)字化”和“大規(guī)模定制”。呂鐵認為，第三次工業(yè)革命的主題是制造業(yè)“數(shù)字化”和“大規(guī)模定制”。在第三次工業(yè)革命浪潮中，終端產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢來源不再是同質產(chǎn)品的低價格競爭，而是通過更靈活、更經(jīng)濟的新制造裝備生產(chǎn)更具個性化的、更高附加值的產(chǎn)品。

第五，微軟公司全球副總裁張亞勤：信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發(fā)展，是新一輪工業(yè)革命的靈魂。張亞勤認為，信息革命支撐起整個能源的分配、生命科學的發(fā)展，是新一輪工業(yè)革命的靈魂。利用信息技術和互聯(lián)網(wǎng)，將會推動生產(chǎn)制造可以突破時間和空間的限制，進而推動人類社會的生產(chǎn)方式、生活方式和社會管理方式加快向智能化轉型。

第六，也有部分學者對第三次工業(yè)革命持否定態(tài)度。比如，國務院發(fā)展研究中心的王俊峰提出，所謂第三次工業(yè)革命，應該僅僅是一些學者的提法，技術發(fā)展不是單單靠政府的刺激、支持就可以達成的，需要長期的技術積累，有自己的生命周期。又如，北京工商大學的陳及認為，第三次工業(yè)革命即將到來的說法是一個噱頭。一些高端技術的突破還遙遙無期，無論從目前互聯(lián)網(wǎng)技術還是從新能源的發(fā)展來看，時機都不成熟；只靠一兩項技術完不成第三次工業(yè)革命。

（三）我們的初步認識

1、第三次工業(yè)革命浪潮的到來還需要一個較長的過程，既不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式

首先，第三次工業(yè)革命在重點領域技術發(fā)展和應用上存在明顯局限性。目前，新能源、3D打印、智能制造等引領第三次工業(yè)革命的代表領域，受技術、材料、成本、經(jīng)驗、規(guī)模經(jīng)濟等因素制約較多，應用范圍和應用程度都還較為有限。在現(xiàn)有技術水平、發(fā)展模式和競爭格局下，各國都不會完全拋開現(xiàn)有成熟的能源供應體系和使用方式，而采用技術成熟度不高、配套設施不健全，并且沒有得到驗證過的能源供應和使用模式。同時，受地緣政治、技術突破等因素制約，全球或區(qū)域大一統(tǒng)的能源供求格局難以在短時間內形成。根據(jù)有關資料，3D打印技術的發(fā)明已有10余年歷史，最先應用于快速制作概念產(chǎn)品的模型以評估其外形與擬合情況，目前仍因制造速度、材料強度等問題而難以推廣。

其次，新一輪工業(yè)革命將會是個較長的過程，不可能一蹴而就，也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式。歷史經(jīng)驗表明，每一項技術從科學原理到技術發(fā)明再到廣泛應用都需要經(jīng)歷一次較長的轉化周期（見表1），每一次工業(yè)革命的形成更不會是一蹴而就的。日本早在1989年就提出了智能制造計劃，我國在1993年也設立了“智能制造技術基礎的研究”重點項目，但時至今日智能制造技術仍不成熟。因此，新一輪工業(yè)革命的來臨將會需要一個較長的過程，在相當長一個時期內新一輪工業(yè)革命催生的新生產(chǎn)方式和發(fā)展模式也不可能完全替代既有的生產(chǎn)方式和發(fā)展模式。

2、信息網(wǎng)絡是第三次工業(yè)革命的重要內容，多項關鍵技術交叉融合成為新一輪工業(yè)革命的顯著特征。從主要支撐來看，信息網(wǎng)絡技術是第三次工業(yè)革命的核心。信息網(wǎng)絡技術領域正在孕育新一輪的技術革命，新一代信息網(wǎng)絡、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、系統(tǒng)級芯片等新技術、新應用極有可能推動整個工業(yè)實現(xiàn)新的飛躍。信息網(wǎng)絡對其他產(chǎn)業(yè)有極強的滲透作用和倍增作用，會帶動互聯(lián)網(wǎng)、電子商務、文化創(chuàng)意等多個產(chǎn)業(yè)強勁增長，創(chuàng)造新的商業(yè)模式。信息網(wǎng)絡還可以通過與其他產(chǎn)業(yè)的融合，催生移動互聯(lián)網(wǎng)等一些新的產(chǎn)業(yè)增長點和數(shù)字內容服務等新興業(yè)態(tài)。在里夫金構建的以能源互聯(lián)網(wǎng)為支撐的第三次工業(yè)革命中，就是通過信息網(wǎng)絡技術與能源技術的深度融合，使太陽能發(fā)電、大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電技術實現(xiàn)突破。信息網(wǎng)絡革命是新一輪工業(yè)革命的骨架和靈魂，成為推動“第三次工業(yè)革命”的關鍵所在。

從主要特征來看，多個領域的關鍵技術交叉融合不斷催生出新的技術創(chuàng)新成果。信息網(wǎng)絡技術、制造技術、能源技術、材料技術的匯聚融合速度越來越快，帶來新的技術變革。信息網(wǎng)絡技術與制造技術、材料技術的有機結合，使3D打印成為現(xiàn)實，使大規(guī)模定制和簡單設計成為可能，有望改變傳統(tǒng)制造業(yè)形態(tài)。制造技術與材料技術相互促進，精密加工、機械電子、數(shù)控裝備等尖端領域不斷突破，推動高端裝備制造技術的不斷發(fā)展。高性能碳纖復合材料的新發(fā)展，將引發(fā)航空工業(yè)從設計理念、物流供應鏈、維修服務到制造的革命性變革。

3、每一次工業(yè)革命都將為后發(fā)國家成功實現(xiàn)“趕超”打開“機會窗口”，加強技術積累和前瞻部署是把握第三次工業(yè)革命歷史機遇的重要前提。

從歷史經(jīng)驗來看，一些后發(fā)國家都是通過及時抓住科技革命和工業(yè)革命的機遇，實現(xiàn)了趕超跨越。比如，18世紀的德國，抓住了化學工業(yè)發(fā)展的機遇，迅速超越了英國。

19世紀末20世紀初的美國，抓住了電氣革命的機遇，很快成為世界頭號強國。20世紀50年代的日本，抓住了半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇，在很短的時間內成為世界經(jīng)濟強國。盡管第三次工業(yè)革命目前還存在很多局限性，但技術創(chuàng)新浪潮帶來的影響與變革已經(jīng)不容忽視。發(fā)達國家擁有雄厚的技術基礎和人才優(yōu)勢，擁有強大的研究開發(fā)能力和良好的市場機制，很可能率先在新能源、信息、生物等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面取得突破，進一步鞏固其在全球產(chǎn)業(yè)競爭中的主導地位。盡管在部分新興產(chǎn)業(yè)領域技術路線還有多種選擇，但這一“機會窗口期”稍縱即逝，如不能抓住機遇實現(xiàn)技術突破，將會陷入新一輪的“低端鎖定”。

美國頁巖氣革命的經(jīng)驗表明，加強技術積累和前瞻部署是實現(xiàn)重大技術突破的重要前提。比如，早在上世紀70年代，美國能源部就組織開展了以泥盆系頁巖為重點的頁巖氣研究。自1981年的第一口鉆井到1992年歷經(jīng)10年，美國鉆生產(chǎn)井僅99口，開發(fā)進程極其緩慢。但在政府的積極部署和各種優(yōu)惠政策支持下，1999年、2003年、2005年先后攻克重復壓裂、水平鉆井、水平井分段壓裂等一系列標志性新技術，實現(xiàn)了頁巖氣開發(fā)的突飛猛進（見圖2）。美國頁巖氣產(chǎn)量從2005年的194億立方米，提高到了2011年的1800億立方米，占美國天然氣總產(chǎn)量的34%，迅速轉變了美國能源供給的被動局面。

第三次工業(yè)革命的五大支柱領域仍然有許多亟待突破的核心技術和關鍵環(huán)節(jié)（見表2）。如新能源發(fā)電成本較之傳統(tǒng)能源在短期內仍不具備優(yōu)勢，適用于能源互聯(lián)網(wǎng)的儲能技術的應用尚處于商業(yè)化初期階段，世界各國智能電網(wǎng)的研究與開發(fā)仍處于起步階段等?？梢哉f，誰能率先在這些領域的核心技術取得突破并產(chǎn)生協(xié)同效應，誰就能掌握第三次工業(yè)革命的主動權。在迎接新一輪工業(yè)革命的過程中，我們一定要瞄準可能發(fā)生變革的基礎和前沿領域，找準主攻方向，前瞻部署對國家長遠發(fā)展具有帶動作用的戰(zhàn)略先導研究、重要基礎研究和交叉前沿研究，打通制約技術創(chuàng)新和應用過程中存在的標準、關鍵共性技術、市場培育和產(chǎn)業(yè)支持等瓶頸，為新技術的大規(guī)模商用創(chuàng)造條件。

二、第三次工業(yè)革命的重要領域

（一）能源互聯(lián)網(wǎng)

1、能源互聯(lián)網(wǎng)簡介

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種在現(xiàn)有配電網(wǎng)基礎上通過先進的電力電子技術和信息技術，融合了大量分布式可再生能源發(fā)電裝置和分布式儲能裝置，能夠實現(xiàn)能量和信息流動的新型高效電網(wǎng)結構，是新型電力電子技術、信息技術、分布式發(fā)電、可再生能源發(fā)電技術和儲能技術的有機結合。它是以可再生能源發(fā)電為基礎構建的能源互聯(lián)網(wǎng)絡，通過智能能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)實時、高速、雙向的電力數(shù)據(jù)讀取和可再生能源的接入和存儲，從而進行能源共享。

能源互聯(lián)網(wǎng)除具備智能電網(wǎng)的自愈性、安全性、高效性、經(jīng)濟型和集成性等特點外，還具有3個自身特點。

一是環(huán)境友好。能源互聯(lián)網(wǎng)的建立是以分布式可再生能源發(fā)電的大量應用為基礎，以建立智能型綠色電網(wǎng)為目標，具有綠色、環(huán)保的特點，也符合當前國家提倡低碳經(jīng)濟的發(fā)展需求。

二是實現(xiàn)可再生能源的“即插即用”。傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡主要是面向遠端集中式發(fā)電，能源互聯(lián)網(wǎng)可以在電網(wǎng)中實現(xiàn)類似互聯(lián)網(wǎng)的“即插即用”技術，使電網(wǎng)可以包容多種不同類型發(fā)電，尤其是分布式的可再生能源發(fā)電。

三是與用戶終端的實時交互。在電網(wǎng)運行中，通過智能終端可以實現(xiàn)發(fā)電端與用戶設備和行為的交互，依托實時的通信構架，既可以對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行精確估計，也可以對負荷、發(fā)電端、儲能裝置等進行實時監(jiān)控和管理，合理分配電網(wǎng)資源，提高電網(wǎng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

2、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

從“能源互聯(lián)網(wǎng)”的幾大支柱看，支撐該領域的關鍵技術和產(chǎn)業(yè)基礎參差不齊，都面臨著不同程度的制約。

在新能源方面，發(fā)電成本不斷降低，但暫時仍不足以替代傳統(tǒng)發(fā)電。彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)表明，就現(xiàn)有項目來看，陸上風電的平均發(fā)電成本已經(jīng)跟小水電和大水電十分接近，但是小水電和大水電平均發(fā)電成本還是略低于陸上風電。目前美國槽式光熱電站度電成本為15-17美分，折合人民幣約0.9元左右，美國的報告顯示，要在2015年，把這一數(shù)字降低到8-11美分，折合人民幣0.5元左右，屆時才將與傳統(tǒng)能源發(fā)電成本相當。此外，新能源的上網(wǎng)電價、投資回報率、電量的送出消納、電費的結算時間都直接影響著新能源的廣泛普及。

在能源儲存方面，新能源的可存儲性顯著低于石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)能源，適用于能源互聯(lián)網(wǎng)的儲能技術的應用尚處于商業(yè)化初期階段（見表3）。儲能技術的定位是功率傳輸?shù)诫娏總鬏?，從輸電網(wǎng)到能源網(wǎng)轉變的核心技術?？傮w而言，可以引發(fā)電力系統(tǒng)的變革的儲能技術首先要有一定的規(guī)模，達到兆瓦時是一個根本的起點。在這種規(guī)模下，還要實現(xiàn)安全運行。此外，其循環(huán)壽命和轉換效率兩個指標最為重要。各種儲能技術出現(xiàn)拐點的一個象征性的標志是千瓦時造價達到1500元之內，循環(huán)次數(shù)達到5000次。預計10年之內，會有某種儲能技術能夠達到這一指標。

在智能電網(wǎng)方面，世界各國智能電網(wǎng)的研究與開發(fā)尚處于起步階段，大規(guī)模應用仍需時日。目前，美日歐均抓緊投資，以便創(chuàng)立并獲得對自己有利的智能電網(wǎng)技術標準。但限于智能電網(wǎng)的自愈性、互動化、供電安全等方面的發(fā)展還未能滿足要求，因此還未能實現(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置。

3、能源互聯(lián)網(wǎng)技術和應用發(fā)展前景

隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的支柱性技術逐漸成熟、并相互協(xié)同，能源互聯(lián)網(wǎng)將會使每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，將氫和其他可儲存能源儲存在建筑里，利用社會全部的基礎設施來儲藏間歇性可再生能源，并保證有持久可依賴的環(huán)保能源供應。同時，利用網(wǎng)絡通信技術把電網(wǎng)轉變?yōu)橹悄芡ㄓ镁W(wǎng)絡，從而讓上百萬的人可以把周圍建筑產(chǎn)生的電能輸送到電網(wǎng)中去，在開放的環(huán)境中實現(xiàn)與他人的資源共享，其工作原理就像信息在網(wǎng)絡上產(chǎn)生和傳播一樣。此外，還將改變由汽車、公交車、卡車、火車等構成的全球運輸和消費模式，使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網(wǎng)。在全國建立充電站，人們可以在充電站買賣電能。

近期，我國新奧集團提出的“泛能網(wǎng)”，可視為能源互聯(lián)網(wǎng)的補充和延伸。所謂“泛能網(wǎng)”是指通過能源生產(chǎn)、儲運、應用與回收循環(huán)四環(huán)節(jié)能量和信息的耦合，把能源網(wǎng)的能量、物聯(lián)網(wǎng)的物質、互聯(lián)網(wǎng)的信息三種“流”融合到一起，形成能量輸入和輸出跨時域的實時協(xié)同的能源管理網(wǎng)絡。由于風電與太陽能發(fā)電的不穩(wěn)定性及現(xiàn)有的規(guī)模決定其短期內無法支撐起國內龐大的能源需求，因此，傳統(tǒng)能源的高效清潔利用和智能供給也是“泛能網(wǎng)”在未來一段時間內的重點解決方案。例如，“泛能網(wǎng)”可以將處于地下的煤加入氣化劑實現(xiàn)可控氣化，為后續(xù)能源產(chǎn)品生產(chǎn)提供低成本的合成氣。生成合成氣后，再通過氣電聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)發(fā)電，將一次能源轉化成更為清潔的二次能源。

4、能源互聯(lián)網(wǎng)帶來的變革和影響

一是顯著提升能源利用效率。能源互聯(lián)網(wǎng)擁有儲能單元和智能控制平臺，從而可以實現(xiàn)能量控制與用戶能量需求的實時協(xié)同，不同能源通過智能控制平臺還可以相互轉化，使得能源儲運與應用更加智能化，減少不必要的浪費。不但使現(xiàn)有的傳統(tǒng)能源得以更加有效的進行調配和供給，也使風電、太陽能發(fā)電等目前相對獨立的新能源應用得以進行大規(guī)模共享。

二是徹底改變能源生產(chǎn)、供應和消費模式?！澳茉椿ヂ?lián)網(wǎng)”能夠將每一處建筑轉變成能就地收集可再生能源的微型能量采集器，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源，從而改變以往大規(guī)模集中生產(chǎn)能源的方式。此外，人們可以將這些能源轉化為氫氣儲存，并用綠色電力為自己的樓房、機器和汽車供電。多余的電力則可以通過一種外部網(wǎng)格式的智能型分布式電力系統(tǒng)與他人分享，就如同人們目前通過網(wǎng)絡分享信息一般。

三是推動經(jīng)濟社會向合作和分散關系發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)將從能源領域打破長期以來以化石燃料為基礎的大規(guī)模的寡頭壟斷、自上而下的組織結構，使社會向合作和分散關系發(fā)展。社會的組織模式將趨向扁平化結構，由遍布全國、各大洲乃至全世界的數(shù)千個中小型企業(yè)組成的網(wǎng)絡與國際商業(yè)巨頭一道共同發(fā)揮作用。我們所處的社會將經(jīng)歷深刻的轉型，原有的縱向權力等級結構將向扁平化方向發(fā)展。同時，買賣雙方的對立關系開始被供求雙方的合作關系所取代，自利的同時也實現(xiàn)了利益共享。

（二）智能制造

1、智能制造簡介

智能制造是以泛在感知、精準控制、智能診斷和人機交互為特征的一種新的制造模式，其基本特點是整個生產(chǎn)線全自動化，生產(chǎn)效率顯著提高，極端制造能力增強，加速機器對人的替代。智能制造具有五大特征：

一是自律能力。具有獲取信息并以此來決定自身行為的能力，也就是需要智能系統(tǒng)對信息具有一定的分識庫來決定自身行為。

二是人機交互能力。人在制造系統(tǒng)中處于核心地位，同時在智能裝置的配合下，可以更好地發(fā)揮出人的潛能，使人機之間表現(xiàn)出一種平等共事、相輔相成、相互協(xié)作的關系。

三是建模與仿真能力。以計算機為基礎，融信息處理、智能推理、預測、仿真和多媒體等技術為一體，建立制造資源的幾何模型、功能模型、物理模型，擬實制造過程和未來的產(chǎn)品，從感官和視覺上使人獲得完全如同真實的感受。

四是可重構與自組織能力。為了適應快速多變的市場環(huán)境，系統(tǒng)中各組成單元能夠依據(jù)工作任務需要，實現(xiàn)制造資源的即插即用和可重構，自行組成一種最佳、自協(xié)調的結構。

五是學習能力與自我維護能力。產(chǎn)品制造是在不斷發(fā)展和變化的，因此在制造過程中所需要的知識也不斷地增加，同時在運行過程中不可避免地會出現(xiàn)故障，為了更好地適應社會對產(chǎn)品制造的要求，需要智能制造系統(tǒng)擁有學習能力和自我維護能力。

智能制造的技術體系主要包括制造智能技術、智能制造裝備技術、智能制造系統(tǒng)技術、智能制造服務技術（見圖3）。

2、智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀

智能制造的發(fā)展主要體現(xiàn)在制造智能技術、智能制造裝備、智能制造系統(tǒng)和智能制造服務四個方面。在制造智能技術方面，制造活動中的知識、知識發(fā)現(xiàn)與推理能力、智能系統(tǒng)結構與結構演化能力都有了顯著提升，在生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)也有一定的應用。但一些關鍵技術仍存在較大制約，如感知與測控網(wǎng)絡技術標準并未統(tǒng)一，基于云計算的分布智能制造體系結構、任務描述及管理技術還處于概念階段，面對不確定、不精確、非完整制造信息的分布/混合智能推理技術尚未建立等。在智能制造裝備方面，高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人、測控裝置等制造裝備的智能化水平不斷提高，對運行狀態(tài)和環(huán)境的實時感知和處理分析能力、自主決策能力、自我診斷和修復能力不斷增強。如目前，工業(yè)機器人已廣泛用于弧焊、點焊、裝配、搬運、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復雜作業(yè)。在汽車制造業(yè)領域，日本每萬名生產(chǎn)工人占有機器人的數(shù)量為1710臺，法國為1120臺，美國為770。此外，在德國市場，食品行業(yè)大力促進了機器人的利用。機器人制造商認為，在藥品和化妝品行業(yè)和塑料行業(yè)，機器人的投資潛力巨大。

在智能制造系統(tǒng)方面，目前，智能制造系統(tǒng)的發(fā)展滯后于智能制造裝備的發(fā)展。由于制造工藝的日益復雜，制造系統(tǒng)日益龐大，資源環(huán)境約束愈發(fā)嚴峻等因素的制約，對制造系統(tǒng)的智能化、柔性化、綠色化等方面提出了越來越高的要求。如石化、冶金、建材等連續(xù)制造業(yè)能源資源消耗大、排放高的問題迫切要求智能制造系統(tǒng)能夠進行固體廢棄物質能分選、智能化除塵、智能工業(yè)清洗及污水處理等功能。

在智能制造服務方面，智能制造服務是制造業(yè)服務化的具體體現(xiàn)，環(huán)境感知與控制的互聯(lián)技術、工業(yè)產(chǎn)品智能服務技術等分別在物流服務、離散/流程制造等領域已有初步應用，但目前總體正處于起步階段。在智能制造服務的共性關鍵技術領域，仍存應用障礙。如制造與服務的智能集成共享與協(xié)同技術當前缺乏統(tǒng)一的定義、描述和表達標準，云計算為智能制造服務環(huán)境架構的數(shù)據(jù)安全性難以保障等。

3、智能制造技術和應用發(fā)展趨勢

智能制造技術的突破及廣泛應用正催生智能制造產(chǎn)業(yè)。其技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)四大趨勢：

一是建模與仿真使產(chǎn)品設計日趨智能化。建模與仿真通過減少測試和建模支出降低風險，通過簡化設計部門和制造部門之間的切換壓縮新產(chǎn)品進入市場的時間。

二是以工業(yè)機器人為代表的智能制造裝備在生產(chǎn)過程中應用日趨廣泛。新一代工業(yè)機器人會抓取、裝運、暫存、拾取零部件以及進行清理打掃等，這些技能讓它們可以應用于更廣泛的領域。同時，工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。

三是全球供應鏈管理創(chuàng)新加速。以云計算為代表的新一代信息技術的發(fā)展和應用將為智能制造提供一個動態(tài)交互、協(xié)同操作、異構集成的分布計算平臺，進一步促成全球供應鏈的一體化，世界各地的企業(yè)將利用基于互聯(lián)網(wǎng)的智能管理技術實現(xiàn)生產(chǎn)制造全過程的實施協(xié)同，從而縮短了滿足客戶訂單的時間，提升了生產(chǎn)效率，使得全球范圍的供應鏈管理更具效率。

四是智能服務業(yè)模式加速形成。企業(yè)通過嵌入式軟件、無線連接和在線服務的啟用整合成新的“智能”服務業(yè)模式，制造業(yè)與服務業(yè)之間的界限日益模糊，融合越來越深入。產(chǎn)品的制造已不再單純代表工業(yè)品本身，而傾向于提供一種“體驗”，服務供應商如亞馬遜、谷歌等眾多公司已紛紛對制造業(yè)領域進行整合。

4、智能制造帶來的變革和影響

一是推動制造業(yè)生產(chǎn)方式的變革。未來的制造將是由信息主導的，并采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術和先進組織管理方式的全新的制造業(yè)。信息技術將促進設計技術的現(xiàn)代化、加工制造的精密化、快速化、自動化技術的柔性化、智能化。智能制造技術的廣泛應用將改變制造業(yè)的設計方式、生產(chǎn)方式和管理方式，大幅提高制造系統(tǒng)的柔性化和自動化水平，使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與自適應能力。

二是促進工業(yè)生產(chǎn)組織形式向網(wǎng)絡化和虛擬化轉變。智能制造將通過互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同機制，在新的數(shù)字化生產(chǎn)技術的促進下，將創(chuàng)造虛擬的產(chǎn)業(yè)集群，從而使可以稱為社會化生產(chǎn)的新制造方式成為可能，導致工業(yè)生產(chǎn)組織形式的改變?？鐕髽I(yè)通過網(wǎng)絡將產(chǎn)品價值鏈分解到不同國家的配套協(xié)作企業(yè)，產(chǎn)品生產(chǎn)過程由全球范圍內多個企業(yè)高效、快捷合作完成，企業(yè)間以網(wǎng)絡方式跨越邊界與環(huán)境建立緊密聯(lián)系。

三是加快制造業(yè)服務化進程。智能制造使制造業(yè)和服務業(yè)的關系更加密切。制造企業(yè)可以通過在線獲取生產(chǎn)所需要的各類智能制造服務，使生產(chǎn)要素的配置成本降到最低。在銷售過程中，可以借助智能制造系統(tǒng)使最新產(chǎn)品在短時間內銷往全球各地的目標客戶。同時，智能制造裝備是整合信息系統(tǒng)、配套軟件、操作程序以及維護服務等在內的一個完整的服務系統(tǒng)，所提供的服務價值比重遠超實體價值的比重。

（三）3D打印

1、3D打印簡介

3D打印機誕生于20世紀80年代中期，由美國科學家最早發(fā)明。其基本原理是利用特殊的耗材按照由電腦設計的三維立體模型，通過黏結劑的沉積將每層粉末黏結成型，最終打印出3D實體。打印過程可分兩步，一是在需要成型的區(qū)域噴灑特殊的膠水；二是均勻噴灑粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)，重復這一過程直到實體模型被“打印”成型（見圖5）。

起初，3D打印被認為是一種制作一次性樣品的方式，目前已能夠制造產(chǎn)品零部件乃至最終產(chǎn)品（見表4）。根據(jù)有關資料，2009年應用3D打印制造的產(chǎn)品中，16%為最終產(chǎn)品、21%為零部件、23%為模具。

2、3D打印技術的優(yōu)勢和局限性

與傳統(tǒng)制造技術相比，3D打印技術具有以下優(yōu)勢：

一是增強產(chǎn)品的空間幾何多樣性。如無需加工組裝，可直接制造彎曲的內部冷卻通道、復雜的蜂窩型物體（如圖6）。

二是提升制造速度和精準度。3D打印技術減少了將零部件組裝為整機的過程，直接制造完整的最終產(chǎn)品，有效降低了生產(chǎn)線上人員分工協(xié)作的時間，實現(xiàn)了快速制造。并且可以保證設計者思想的準確實現(xiàn)，提高了制造精準度。

三是簡化制造流程。傳統(tǒng)制造技術條件下，要改變產(chǎn)品形狀必須制作新的鑄型，或者調整裝備的設置。然而，3D打印技術生產(chǎn)不同形狀的產(chǎn)品，只需更換所參照的電子文檔。以生產(chǎn)兩顆完全不同的假牙為例，3D打印能夠只用一臺機器、不做任何配置改變，就將兩顆假牙連續(xù)地生產(chǎn)出來。

四是普遍提高全球各地區(qū)制造能力。將相關電子文檔發(fā)送到全球任何一臺3D打印機上（具有適合型號），完全依照電子文檔就可以實現(xiàn)產(chǎn)品的自動化制造，這普遍提高了全球各個地區(qū)的制造能力。

五是減少物料和能源消耗。3D打印技術不產(chǎn)生邊角余料，所使用的原材料量恰好等于最終產(chǎn)品需要的材料量，減少了物料浪費；并且打印制造出最終產(chǎn)品，無需過多的零部件供應環(huán)節(jié)，減少了各環(huán)節(jié)生產(chǎn)及運輸過程中的能源消耗。

目前，3D打印技術仍具有一定的局限性（見表5）：

一是難以應用于大規(guī)模制造。在目前3D打印技術條件下，平均1小時能制造一個邊長1.5英寸的立方體。但在傳統(tǒng)制造的鑄型技術下，只需1分鐘就能制造出幾個類似體積的物體。制造速度的遲緩制約了其在大規(guī)模制造中的應用。

二是產(chǎn)品質量難以保證。目前3D打印的原材料主要是塑料聚合物，這種聚合物不易標準化，而且硬度低于同類工業(yè)原料。因此，用這種材料生產(chǎn)出的產(chǎn)品質量很難保證。

三是難于廣泛開展產(chǎn)業(yè)化實踐。在3D打印技術產(chǎn)業(yè)化應用的條件下，設計往往是聯(lián)合完成的，但目前仍缺少相關法律法規(guī)界定此狀態(tài)下的商標、版權、專利等歸屬。而且當設計出現(xiàn)問題時，相關責任也需要進一步明確。相關法律法規(guī)的不健全，使得3D打印技術產(chǎn)業(yè)化還難以廣泛開展。

3、3D打印技術和應用發(fā)展趨勢

未來5-10年，隨著技術的不斷進步及市場需求的擴大，3D打印技術將呈現(xiàn)以下趨勢：

一是3D打印速度和效率將不斷提升。經(jīng)過幾十年的探索與發(fā)展，3D打印技術已能夠實現(xiàn)600dpi分辨率，每層厚度只有0.01毫米；較先進的產(chǎn)品可實現(xiàn)每小時25毫米高度的垂直速率。隨著開拓并行、多材料制造工藝方法的采用，打印速度和效率有望獲得更大提升。

二是3D打印材料更加多樣化。隨著先進材料的不斷發(fā)展，將開發(fā)出更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質材料及其他方法難以制作的復合材料等，金屬材料、直接金屬成型技術將會成為今后研究與應用的新興領域。

三是3D打印機成本大幅下降。當前，3D打印機價格大多在百萬美元以上，但隨著技術進步、相關知識產(chǎn)權逐漸過期直至實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，3D打印機價格有望大幅下降。目前，3DSystems和Autodesk已推出了DIY的1500美元左右的產(chǎn)品，最簡單的3D打印機的價格甚至已達到了800美元。

四是3D打印機應用領域更加廣泛。目前，3D打印機已開始用來制造汽車、飛機等高科技含量零部件、皮膚、骨骼等活體組織。專家預計，3D打印機在生產(chǎn)應用方面有著巨大的潛力。3D打印技術在珠寶首飾、鞋類、工業(yè)設計、建筑、汽車、航天及醫(yī)療方面（牙科）都能得到廣泛的應用。

五是簡單組裝生產(chǎn)或直接完整制造將成為3D打印應用的路徑。簡單組裝生產(chǎn)模式下，3D打印技術生產(chǎn)出較少的零部件，然后由傳統(tǒng)組裝方式制造，這樣可以節(jié)約成本。

直接完整制造模式下，在離終端用戶較近的地方，直接打印制造出完整的最終產(chǎn)品。例如，根據(jù)客戶需求直接“打印”出幾千臺不同版本的iPhone后，快速配送至消費者。這要比在中國大規(guī)模生產(chǎn)出幾億全相同的iPhone，然后運輸?shù)饺澜?80多個國家成本更低。

4、3D打印技術帶來的本質變革一是制造技術迎來重大飛躍。

一是3D打印技術改變了通過對原材料進行切削、組裝進行生產(chǎn)的加工模式，節(jié)省了材料和加工時間，帶來了制造工藝的深刻變革。同時，還將推動新材料、智能制造和堆積制造等多項技術實現(xiàn)大的飛躍。

二是工廠化生產(chǎn)轉向社會化生產(chǎn)。隨著3D打印技術不斷成熟，成本不斷降低，小型企業(yè)甚至是個體都能獨立完成制造程序。屆時，除必要的實物生產(chǎn)資料和產(chǎn)品外，生產(chǎn)組織中的各環(huán)節(jié)可被無限細分，創(chuàng)新者轉變?yōu)橹圃煺叩某杀狙杆俳档?，從而使生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出社會化生產(chǎn)的重要特征。

三是推動世界制造業(yè)格局由“中國制造”向各國“本地制造”轉移。

四是推動其他科技領域突破發(fā)展。利用納米材料為原料進行3D打印制造的產(chǎn)品可廣泛應用于遙感、分離、等離子體光學、催化、納米電子、生物成像等領域，將有利于加快納米技術和納米材料的發(fā)展。利用3D打印技術制造人體器官，將與病人自身細胞的內部結構完全一致，這將有助于消除器官移植后的排斥現(xiàn)象，帶來重大生物技術革命。

三、第三次工業(yè)革命給我國工業(yè)發(fā)展帶來的機遇和挑戰(zhàn)

第三次工業(yè)革命的到來，在對傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展模式帶來沖擊和挑戰(zhàn)的同時，也為提升我國產(chǎn)業(yè)國際競爭力和國際分工地位提供了有力支撐，必將成為我國加快經(jīng)濟結構調整和發(fā)展方式轉變的核心驅動力。

（一）帶來的機遇

1、為我國加快結構調整和發(fā)展方式轉變帶來重要機遇

第三次工業(yè)革命為我國實施擴大內需戰(zhàn)略和現(xiàn)代服務業(yè)發(fā)展帶來了重要契機?！按笠?guī)模定制”是第三次工業(yè)革命的一個突出特點，要求充分重視市場需求在未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要作用。中國將能充分利用我國13億人口的消費能力和消費層次雙“提升”的有利條件，通過“大規(guī)模定制”快速開啟國內市場需求。此外，工業(yè)機器人等新型智能制造裝備將在生產(chǎn)環(huán)節(jié)大量取代勞動力，并且隨著制造業(yè)服務化的步伐不斷加快，制造業(yè)的主要就業(yè)群體將是為制造業(yè)提供服務支持的專業(yè)人士，這就使得二、三產(chǎn)業(yè)的相對就業(yè)結構朝著服務業(yè)就業(yè)人口比重增長方面發(fā)展，從而加速我國產(chǎn)業(yè)結構調整和優(yōu)化。

2、為我國突破資源環(huán)境約束創(chuàng)造了有利條件

以能源互聯(lián)網(wǎng)和智能制造為代表的第三次工業(yè)革命有利于實現(xiàn)資源能源高效清潔循環(huán)利用、達到環(huán)境影響最小化。一方面，第三次工業(yè)革命所帶來的能源互聯(lián)網(wǎng)將對能源生產(chǎn)和利用方式產(chǎn)生深刻變革，有助于使我國直接繞過傳統(tǒng)能源和資源的束縛。我國擁有世界上最豐富的風力資源，也是世界上太陽能資源最為豐富的國家之一，生物能與地熱能的總量也相當可觀。根據(jù)2009年一項由哈佛大學與清華大學的聯(lián)合研究表明，只要中國提高補貼并改善能源供給網(wǎng)絡，至2030年風力發(fā)電就可以滿足中國所有的電力需求，從而在解決能源供給問題的同時，邁入更加綠色低碳的經(jīng)濟發(fā)展軌道。另一方面，第三次工業(yè)革命將引領更少資源消耗、更低環(huán)境污染、更大經(jīng)濟效益的先進經(jīng)濟模式，如3D打印、智能制造等技術將根據(jù)需求的變化快速做出反應，而無需預備大量庫存。產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期，對環(huán)境的負面影響最小，資源利用率最高，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益協(xié)調優(yōu)化。

3、為我國工業(yè)提升國際分工地位形成新的契機

經(jīng)過改革開放30多年來的快速發(fā)展，我國工業(yè)實現(xiàn)了歷史性跨越，但我國還不是“工業(yè)強國”，其中最主要的差距是自主創(chuàng)新能力不強，在技術方面一直處于跟蹤和追趕狀態(tài)，特別是許多關鍵核心技術還遠遠沒有掌握。第三次工業(yè)革命將掀起以能源互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等為代表的新一輪重大科技創(chuàng)新浪潮，為我國實現(xiàn)跨越式發(fā)展帶來歷史機遇。在新一代信息技術領域，我國擁有華為、中興等世界級領軍企業(yè)，第三代移動通信、光通信技術與組網(wǎng)能力也跨入了世界先進行列，云計算、無線網(wǎng)絡等技術創(chuàng)新取得明顯突破。在新能源領域，我國是世界最大的風力渦輪機生產(chǎn)國和太陽能電池生產(chǎn)國，太陽能電池產(chǎn)量占世界總量的50%。能源互聯(lián)網(wǎng)、3D打印和智能制造等技術將推進“本地化生產(chǎn)”進程，龐大的市場需求將有望成為我國抓住第三次工業(yè)革命重大契機，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力和國際分工地位的重要依托。

（二）面臨的挑戰(zhàn)

1、對勞動密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來較大沖擊

未來“廠大人多”的時代將一去不復返，我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展將會受到?jīng)_擊。

從技術發(fā)展來看，生產(chǎn)智能化成為控制成本的重要途徑，我國傳統(tǒng)勞動密集型產(chǎn)業(yè)將不再具有競爭優(yōu)勢。以飛利浦為例，在中國沿海的飛利浦工廠，雇傭數(shù)百名工人組裝電動刮胡刀，這是典型的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。與此相比，飛利浦在荷蘭鄉(xiāng)間的一座工廠有128具機械手臂，以極靈巧動作組裝產(chǎn)品，這些手臂不但運作速度快，還不用休息，每天可連做三班、全年無休。該工廠每班輪值員工只有數(shù)十人，約為中國工廠的10%，成本節(jié)約優(yōu)勢不言而喻。從消費模式來看，個性化消費必將帶來規(guī)模化的定制化生產(chǎn)，從而帶來全面的消費革新。我國勞動密集型產(chǎn)業(yè)所依賴的規(guī)?；漠a(chǎn)品生產(chǎn)和消費方式必將受到挑戰(zhàn)。以蘋果iPad為例，一部499美元的蘋果iPad僅僅包括33美元的制造成本，在中國的裝配成本只有8美元。當前，一些公司正將海外生產(chǎn)線逐步迂回發(fā)達國家，這并非僅僅由于中國生產(chǎn)成本的上升，也由企業(yè)希望更加貼近市場、更快對需求改變作出反應的因素。如今，很多產(chǎn)品變得越來越復雜，最好的解決之道就是讓設計人員和制造人員在同一個地方工作。

2、對我國工業(yè)企業(yè)的轉型發(fā)展提出了緊迫要求

新工業(yè)革命對工業(yè)企業(yè)發(fā)展模式的影響是全方位的，要求企業(yè)必須盡早做好轉型準備。從企業(yè)內部組織結構看，未來將會出現(xiàn)企業(yè)組織網(wǎng)絡化和扁平化。企業(yè)的外部邊界模糊，使得企業(yè)組織與外部市場聯(lián)系在一起，把整個組織的觸角伸到了市場的各個角落。企業(yè)結構層次將精簡化，組織中的等級制度將淡化。對于長期實行科層管理模式的中國企業(yè)來說，上述變化將對我國現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)管理模式帶來挑戰(zhàn)。

從企業(yè)外部組織來看，傳統(tǒng)以空間集聚、地理集中為特征的產(chǎn)業(yè)集群可能逐步向以分散布局、異地協(xié)同為特征的虛擬集群演變。未來，借助于發(fā)達的信息、通信手段以及網(wǎng)絡平臺，產(chǎn)業(yè)集群的集聚范圍、內容和形式會快速變化，傳統(tǒng)的地理集群的空間局限正被逐漸突破，并形成網(wǎng)絡意義上的集聚。這可能會對地方經(jīng)濟發(fā)展帶來較大影響。

從支撐企業(yè)發(fā)展的要素來看，未來勞動力、土地、資本等傳統(tǒng)要素在支撐企業(yè)發(fā)展中的作用會下降，創(chuàng)新要素發(fā)揮的作用會越來越大。而我國工業(yè)企業(yè)原始創(chuàng)新不強問題由來已久，建立企業(yè)、區(qū)域、國家多級創(chuàng)新體系非常緊迫。

3、對支撐工業(yè)發(fā)展的制度安排帶來挑戰(zhàn)

當前，我國工業(yè)發(fā)展的制度安排與未來新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求并不適應。主要表現(xiàn)為以下幾點：

第一，知識型員工要求教育制度做出改變。未來知識型員工將成為核心競爭資源。在第三次工業(yè)革命中，大部分生產(chǎn)工作將由機器人承擔完成，而剩余的勞動力則需要成為機器維護員、軟件設計者，通過操縱智能軟件管理機器人完成生產(chǎn)任務。這種生產(chǎn)方式下，生產(chǎn)人員要有很高的知識水平和技能，要對客戶的需求做出快速響應，還要具有良好的設計能力與創(chuàng)意。目前我國普通教育和職業(yè)教育都存在種種弊端，需要加以完善。

第二，社會化生產(chǎn)需要廣泛的參與性。我國現(xiàn)有工業(yè)化是一種趕超型工業(yè)化。政府和國有資本在資源配置中具有主導作用，民間資本很難介入。未來工業(yè)生產(chǎn)組織中的各環(huán)節(jié)將被無限細分，從而使生產(chǎn)方式呈現(xiàn)出社會化生產(chǎn)的重要特征，我國現(xiàn)有生產(chǎn)分配方式如不改變，將會制約生產(chǎn)社會化。

第三，產(chǎn)品數(shù)字化需要加大知識產(chǎn)權保護力度。未來各種數(shù)字化產(chǎn)品具有容易復制、傳輸方便和形態(tài)多樣的特點，這類知識產(chǎn)權涉及的社會關系、權利內容等都更為復雜多樣，這對于確定知識產(chǎn)權所有人和有關權屬等帶來挑戰(zhàn)。在這一背景下，對各類侵權行為的確認以及各類知識產(chǎn)品的保護將變得更加困難。我國知識產(chǎn)權保護意識薄弱的現(xiàn)狀如不能做出改變，新工業(yè)革命在我國就很難成行。

四、下一步工作建議

（一）加強對第三次工業(yè)革命重大問題的戰(zhàn)略研究

當前，亟需組織一定人力資源，成立相關課題組，加強對重大問題的戰(zhàn)略研究。一方面，深入研究第三次工業(yè)革命的內涵特征、重點領域及其影響，正確認識第三次工業(yè)革命的內涵特征，特別是可能對我國工業(yè)發(fā)展帶來的重大影響和沖擊。另一方面，分析研究支撐第三次工業(yè)革命的產(chǎn)業(yè)基礎、技術體系、創(chuàng)新管理、教育制度等基礎條件，為迎接第三次工業(yè)革命提供理論研究支撐。

（二）跟蹤關鍵領域技術路線和發(fā)達國家發(fā)展動向

篇5

中圖分類號 X24 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2012）11-0157-08 doi：103969/jissn1002-2104201211024

人與生態(tài)系統(tǒng)是共軛關系，人類活動必須在生態(tài)系統(tǒng)可承受范圍內，同時，人的行為作用于生態(tài)系統(tǒng)，時刻影響其閾值變化。不受外力和人為干擾情況下，生態(tài)系統(tǒng)因自校穩(wěn)態(tài)機制而無需外界控制，承載力一定。當受到干擾超過穩(wěn)態(tài)閾值后，生態(tài)系統(tǒng)走向另一種穩(wěn)態(tài)，承載力也隨之變化。人類常常忽視約束自身行為對生態(tài)閾值的巨大作用，攻克一項艱難的技術瓶頸（2007年中國財政支出235億主要用于支持企業(yè)節(jié)能技術改造項目）的效果，完全可以通過減少人的一次浪費行為而獲得；同樣，如果人類一直放任粗放的生產(chǎn)和生活方式，再多的新能源和新技術也無法挽救地球一天天“消失”。2011年結束的南非德班氣候大會，不僅討論了全球氣候變暖是否陷入失序的困境，更釋放出環(huán)境保護已經(jīng)從地區(qū)結構調整向全球政治博弈深化的明顯信號，標志著對于生態(tài)保護和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的研究不得不從防止和緩解人類活動對環(huán)境的影響轉向研究如何適應全球環(huán)境變化的重大轉折。約束人類行為是主動適應全球環(huán)境變化，促使生態(tài)系統(tǒng)恢復或發(fā)展到高級狀態(tài)的有效途徑，為實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)安全提供了長效機制。

生態(tài)閾值的測度和評價是當前國內外研究的熱點，也是生態(tài)學的關鍵科學問題。目前常用的能值分析法、生命周期分析法（SETAC）、生態(tài)系統(tǒng)服務功能法和自然資源評價法、生態(tài)足跡（ecological footprint， EF）評價法、環(huán)境容載力、環(huán)境可持續(xù)性指標（ESI）等評價方法分別從能流、信息流、物流、資金流以及時間、空間尺度上研究和分析人類活動影響下的生態(tài)過程。測度方法的重點和標準不盡相同，結果較難比較和轉換，尚無法確切得出生態(tài)系統(tǒng)閾值的具體數(shù)量，但相關研究均表明，全球生態(tài)系統(tǒng)壓力巨大，生態(tài)安全受到嚴重威脅[1]。生態(tài)足跡指標作為一種衡量自然資本可持續(xù)利用的生物物理定量評價工具，將人類對各種資源和能源的消費折算為6類主要的生物生產(chǎn)性土地（指具有生態(tài)生產(chǎn)能力的土地或水體）：化石能源地（fossil energy land）、可耕地（arable land）、林地（forest）、草場（pasture）、建筑用地（builtup areas）和海洋（sea），研究維持個人、地區(qū)、國家和全球的生存或吸納人類排放廢物的具有生物生產(chǎn)力的地域面積（biologically productive areas）[2]，揭示了人類持續(xù)生存的生態(tài)閾值。已有研究表明，我國人口密集區(qū)均存在明顯的生態(tài)赤字[3-4]。該方法在水資源、大氣成分穩(wěn)定性以及生態(tài)系統(tǒng)美學服務功能等方面的核算存在不足。

自然資源的價值水平與減少人類影響的方法存在顯著的相關關系，限制某些人類活動可以提高自然資源的安全性。全球變化人類行為計劃（IHDP）從社會科學角度研究全球變化的人類原因，提出全球變化的根源在于人為，高度關注全球化引起的社會安全問題[5]。人的行為方式及構成的行為關系受利益驅動，表現(xiàn)為對需求的滿足，生態(tài)問題則表現(xiàn)為社會利益結構所決定的均衡、沖突和再均衡的過程。博弈理論常用來分析各利益群體的自然觀、環(huán)境倫理觀及人類價值觀，研究公共資源與環(huán)境公平性、主體利益關系及各主體行為對環(huán)境的影響等問題。管理人類活動是提高社會—生態(tài)系統(tǒng)恢復力的有效策略，調整人類活動要比調節(jié)影響生態(tài)系統(tǒng)結構和功能的自然因素更加實際[6]。通過合理安排和有序組織人類活動，能夠使生存環(huán)境的總體和盡可能多的局部在人類可以預見的時間尺度上不發(fā)生顯著退化，甚至持續(xù)好轉，同時又能夠滿足當時社會經(jīng)濟發(fā)展對自然資源需求，是人類適應全球變化的重要途徑[7]。通過環(huán)境經(jīng)濟投入產(chǎn)出表，可以反映經(jīng)濟活動對環(huán)境所造成的負面影響以及社會為消除這些影響而進行的各種活動[8]。

經(jīng)濟社會發(fā)展的行為者是人，承受者雖直接表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)，但其最終承受者還是人本身。將人為作用下的生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性問題凝練為生態(tài)閾值的人類行為影響和約束問題，厘清生態(tài)子系統(tǒng)和人類行為子系統(tǒng)的相互作用關系，試圖回答兩個基本問題：①生態(tài)閾值與人類行為之間的相互影響關系確實存在嗎？②生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)能力的提高，究竟是減少消極行為（例如，能源消耗的節(jié)約）的直接結果，還是人類增加積極行為（例如，環(huán)境保護投入的增加）的間接反應？

1 研究指標設計及其遴選依據(jù)

人是可持續(xù)發(fā)展過程中最直觀、復雜和能動的關鍵要素，也是最難衡量和控制的環(huán)節(jié)，人類行為對生態(tài)環(huán)境的影響復雜而深遠。由于我國尚未形成完善的環(huán)境投入產(chǎn)出核算體系，人類對生態(tài)環(huán)境的正、負行為及其影響難以簡單界定。例如，為了保護環(huán)境而進行的國家或地區(qū)政府財政投資可以計算，而用于宣傳環(huán)保的社會投入和個人支出很難統(tǒng)計；環(huán)境污染所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失和治理成本可以計算，而浪費等個體行為加總成為社會行為后的影響鮮有研究。因此，在本研究中，僅選取“環(huán)境保護”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響的正行為，選取“能源消耗”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)施加干預的負行為，對應地，以人均能源足跡代表生態(tài)系統(tǒng)的閾值變化，研究人類行為對生態(tài)系統(tǒng)的作用方式和影響程度。

11 能源消耗彈性系數(shù)（Elasticity Coefficient of Energy Consumption，ECEC）

能源是一個國家經(jīng)濟增長和社會發(fā)展的重要物質基礎，能源消費是經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長的重要推動力。工業(yè)化時代以來，人類活動對化石能源的大量需求所引致的溫室氣體排放增加已成為導致全球氣候變暖的主要原因[9]。工業(yè)化和城市化的發(fā)展需要耗費大量的能源，特別是化石能源的大量消耗將直接導致環(huán)境的嚴重污染[10]。中國正處于高速工業(yè)化和城市化的進程當中，因能源消費而產(chǎn)生的污染排放中工業(yè)部門占80%以上[11]，且高耗能產(chǎn)業(yè)消耗資源（水電、煤、石油、天然氣等自然資源以及物耗等）的速度最快，對能源的需求量較大，污染排放占據(jù)了工業(yè)部門排放的90%以上[12]。因此，以“能源消耗”作為代表人類對生態(tài)系統(tǒng)施加的各種負行為的系統(tǒng)集成指標，是有科學依據(jù)的。

能源消耗的總量反映一個社會經(jīng)濟組織發(fā)展中對自然資源的使用數(shù)量。相比于總量指標，以能源使用效率來衡量經(jīng)濟增長和能源消費之間的關系，更加具有現(xiàn)實意義。經(jīng)濟增長與能源消費之間存在以下4種關系：①從經(jīng)濟增長到能源消費的單向因果關系，即非能源依賴型經(jīng)濟，經(jīng)濟增長會帶來能源消費的增加，但能源消費的增加不會帶來經(jīng)濟增長。對于這種經(jīng)濟類型，節(jié)能政策的實施對經(jīng)濟增長的負面影響可能就很小[13]；②從能源消費到經(jīng)濟增長的單向因果關系，即能源依賴型經(jīng)濟，依靠能源消費增加拉動經(jīng)濟的增長。節(jié)能政策所導致的能源消費的降低可能會顯著影響經(jīng)濟增長[14]；③經(jīng)濟增長與能源消費之間不存在因果關系，沒有必然的聯(lián)系；④能源消費與經(jīng)濟增長之間存在雙向因果關系，即經(jīng)濟增長與能源消費互相依賴型的。能源消耗彈性系數(shù)反映能源消費增長速度與國民經(jīng)濟增長速度之間比例關系的指標，等于能源消費量年平均增長速度與國民經(jīng)濟年增長速度之比。選擇能源消費彈性系數(shù)作為人類負行為的代表指標，說明由于人類經(jīng)濟社會發(fā)展過程中生產(chǎn)生活的能源消耗給生態(tài)系統(tǒng)帶來的負面影響程度。

12 環(huán)保投資彈性系數(shù)（Elasticity Coefficient of Environmental Investment，ECEI）

2008年，中國統(tǒng)計的名義環(huán)境保護投資已經(jīng)達到4 490 億元，占當年GDP 的149%。但是，多年來環(huán)保統(tǒng)計中存在的一些基礎性問題尚未解決，突出表現(xiàn)在環(huán)保投資的內涵界定不清。一般來說，中國的環(huán)保投資主要包括工業(yè)和區(qū)域污染防治、環(huán)境基礎設施（如城市污水處理廠）建設以及環(huán)境保護機構能力建設等內容，通常不包括生態(tài)建設的投資[15]。因此，中國的環(huán)保投資通常也稱為環(huán)境污染治理投資，是指在工業(yè)污染源治理和城市環(huán)境基礎設施建設的投資中，用于形成固定資產(chǎn)的資金，包括工業(yè)新老污染源治理工程投資、建設項目“三同時”環(huán)保投資和城市環(huán)境基礎設施建設所投資的資金。

根據(jù)我國統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)口徑，從1996年開始引入統(tǒng)計“環(huán)保投資”總量指標。同樣，為了更加客觀地反映環(huán)保投資在經(jīng)濟社會發(fā)展中的作用和效率，參考能源消費彈性系數(shù)來構造環(huán)保投資彈性系數(shù)。環(huán)保投資彈性系數(shù)反映環(huán)保投資增長速度與國民經(jīng)濟增長速度之間比例關系的指標，等于環(huán)保投資年平均增長速度與國民經(jīng)濟年增長速度之比。選取環(huán)保投資彈性系數(shù)代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響的正行為，說明由于人類經(jīng)濟社會發(fā)展過程中通過環(huán)境保護和污染治理等積極行為，給生態(tài)系統(tǒng)帶來的正面影響程度。

13 人均能源足跡（Percapita Energy Ecological Footprint，Percapita EEF）

自然資本管理是可持續(xù)發(fā)展的核心，有效的管理依賴于對自然資本的準確度量。研究表明，能源足跡在生態(tài)足跡中占很大比重[16-17]，是影響生態(tài)足跡大小的最主要因素。如美國與德國都是發(fā)達國家，1999年美國人均生態(tài)足跡（97全球公頃，ghm2）是德國（47 ghm2）的206倍，主要是因為生活方式和能源消費不同的結果[18]。WWF等最新的《2006地球生命力報告》指出，人類的能源足跡增長最快，2003年超過1961年的10倍，幾乎占到6類總生態(tài)足跡的一半（48%）[19]。由于社會、經(jīng)濟、科技、生產(chǎn)、日常生活等眾多因素的變化影響著人們的能源消費、決定著能源足跡的大小，揭示能源足跡的變化規(guī)律和影響因子，找出影響能源足跡增長的主要因子，為人類降低能源足跡、減少環(huán)境影響（生態(tài)足跡）提供可行的途徑和方法很有必要。

以人均能源足跡為目標序列，代表生態(tài)系統(tǒng)閾值的變化趨勢，以能源消費彈性系數(shù)和環(huán)保投資彈性系數(shù)作為參考序列，通過關聯(lián)分析研究生態(tài)子系統(tǒng)和人類行為子系統(tǒng)發(fā)展趨勢的相似或相異程度，研究人類行為對生態(tài)閾值的影響程度以及約束人類行為的效率。

2 上海市Percapita EEF、ECEC、ECEI計算

上海作為高度城市化和工業(yè)化的區(qū)域，屬于典型的人工自然生態(tài)系統(tǒng)，人類各種生產(chǎn)生活行為對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響最為顯著。

21 Percapita EEF的兩種算法

采用碳匯法[20-21]計算上海市1978-2010年的人均能源足跡，即每消費單位化石能源所釋放的二氧化碳所需要的林地吸收面積（水電不釋放二氧化碳，其生態(tài)足跡計算是以建設水電站等設施所淹沒的土地面積計算）。由于森林對溫室氣體吸收能力是以熱量為表征的，需要先將化石能源消費量按其燃燒效率轉化為熱量[22]。在計算不同能源消費項目的生態(tài)足跡時，采用Wackernagel[23]等所確定的煤、石油、天然氣和水電的全球平均土地產(chǎn)出率：55 GJ/hm2、71 GJ/hm2、93 GJ/hm2、1 000 GJ/hm2，將能源消費所消耗的熱量折算成一定的化石能源地面積。按照能源消耗統(tǒng)計口徑的不同，采用以下兩種方法計算并分析上海市的人均能源足跡。

算法一：

根據(jù)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，選取工業(yè)能源終端消費量的數(shù)據(jù)，將所有能源轉換為標準煤進行能源足跡測算。折算系數(shù)及轉化標準如下：1 t原煤=0714 3 t標準煤，1 t原油=1428 6 t標準煤，1 m3油天然氣=133 kg標準煤，1 kWh電力=0229 kg標準煤。測算的結果見圖1。

根據(jù)上海市能源消費種類的不同，按照電力、燃料油、焦炭和原煤四種主要能源分類，根據(jù)不同能源的全球平均土地產(chǎn)出率系數(shù)，計算1978-2010年的上海市分賬戶能源足跡并加總，作為上海市的人均能源足跡。測算的結果見圖2。

上海市人均能源足跡的變化趨勢可以歸納為：①人均

能源消費足跡存在階段性特征。20世紀80年代至90年代初逐步增加，90年代中后期平穩(wěn)下降，近5年有所上升。②人均能源足跡的構成發(fā)生了變化，由原煤足跡為主，逐漸向以焦炭為主、燃料油減少、電力增加的能源足跡結構轉變。③電力的全球平均土地產(chǎn)出率系數(shù)比原煤高，此類能源消耗所占比例越多，人均能源足跡的數(shù)值越小。研究期內，上海市四種主要能源消耗中，只有電力消耗量保持持續(xù)上升，隨著能源消耗結構的進一步轉變，電力足跡將會繼續(xù)增加。

22 能源消耗彈性系數(shù)（ECEC）的計算

能源消費彈性系數(shù)代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生消極作用的負行為，說明人類經(jīng)濟社會發(fā)展過程中由于生產(chǎn)生活的能源消耗，給生態(tài)系統(tǒng)帶來的負面影響程度。根據(jù)上海市統(tǒng)計年鑒，以1978-2010為研究期間，計算能源消耗彈性系數(shù)（見圖3）。

研究期間，上海市能源消耗彈性系數(shù)呈現(xiàn)周期波動趨勢，表現(xiàn)出明顯的階段性特征：①改革開放之初，能源消耗彈性系數(shù)小于1，能源消耗的增長速度慢于經(jīng)濟增長速度；②20世紀80年代中后期至90年代初期，能源消耗彈性系數(shù)多次大于1，我國經(jīng)濟增長對能源消耗的依賴最為顯著。特別是1986年，能源消耗系數(shù)為205，說明GDP增加1個百分點，需要增加2個百分點的能源消耗；③90年代中后期，伴隨著經(jīng)濟的快速增長（平均增速1257%），能源消耗的增長速度持續(xù)下降（平均增速443%），能源消耗彈性系數(shù)平穩(wěn)下降；④2000年以后，由于經(jīng)濟增長速度逐步放緩，能源消耗彈性系數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢。

23 環(huán)保投資彈性系數(shù)（ECEI）的計算

環(huán)保投資彈性系數(shù)代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極作用的正行為，說明人類經(jīng)濟社會發(fā)展過程中由于環(huán)境保護和污染治理，給生態(tài)系統(tǒng)帶來的正面影響程度。由于我國對環(huán)保投資在統(tǒng)計口徑上的數(shù)據(jù)收集較晚，選取1996-2010年作為研究期間，計算環(huán)保投資彈性系數(shù)（見圖4）。

研究期間，上海市大部分年份的環(huán)保投資彈性系數(shù)大于1，相比于經(jīng)濟增長的速度，環(huán)保投資的增長速度更快。但是，環(huán)保投資彈性系數(shù)的數(shù)值越來越小，從1996年的367，即GDP增長1個百分點，環(huán)保投資增加367個百分點，到2010年的103，可以看出，上海市用于環(huán)境保護的資金投入的實際增長速率是下降的。這與上海市逐漸調整產(chǎn)業(yè)結構有著密不可分的關系，通過產(chǎn)業(yè)升級將資源消耗和環(huán)境破壞的落后產(chǎn)業(yè)轉移或淘汰，是造成主要用作污染治理費用的環(huán)保投資增長速度放緩的可能原因之一；但對比同時期能源消耗彈性系數(shù)的增加趨勢，不能排除城市在經(jīng)濟發(fā)展中過早享用環(huán)境改善的紅利，忽視或減少對環(huán)境保護的持續(xù)投資，采用加大能源的消耗拉動經(jīng)濟的快速增長的可能性，迫切需要引起高度的重視。

3 上海市Percapita EEF、ECEC和ECEI的灰色系統(tǒng)分析

31 灰色關聯(lián)度

灰色系統(tǒng)分析用灰色關聯(lián)度來描述系統(tǒng)要素間關系的強弱、大小和次序，從而分清主導要素和潛在要素，分清優(yōu)勢和劣勢，為分析評價系統(tǒng)發(fā)展提供相關的信息。灰色關聯(lián)度反映兩個系統(tǒng)或系統(tǒng)內各要素間變化的方向和速度的關聯(lián)程度。如果樣本數(shù)據(jù)反映出兩要素變化的發(fā)展態(tài)勢基本一致，則關聯(lián)度大，表明該要素是系統(tǒng)發(fā)展的主要影響因子；關聯(lián)度小，說明系統(tǒng)發(fā)展不受或少受此要素影響[24-25]。

根據(jù)前文分析，以人均能源足跡代表生態(tài)系統(tǒng)的閾值變化，研究人類行為對生態(tài)系統(tǒng)的作用方式和影響程度，組成一個母要素Y0（t）（參考數(shù)列）。

Y0（t）的樣本值：Y0（t）={ y0（1），y0（2），…，y0（t）}，t=1，2，…，n （n為時間序列個數(shù)）

以“環(huán)保投資彈性系數(shù)”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響的正行為，以“能源消費彈性系數(shù)”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)施加干預的負行為，組成兩個子要素Yi（t）（比較數(shù)列）。

Y1（t）的樣本值：Y1（t）={y1（1），y1（2），…，y1（t）}，Y2（t）的樣本值Y2（t）={y2（1），y2（2），…，y2（t）}。

能源消費彈性系數(shù)與人均生態(tài)足跡是正向變動的，能源消費彈性系數(shù)越大，對能源的使用數(shù)量和速度越高，對生態(tài)系統(tǒng)的占用也越大，即人均能源生態(tài)足跡越大。需要注意的是，環(huán)境保護作為人類干預生態(tài)系統(tǒng)的積極影響，隨其數(shù)量的增加，通常會給生態(tài)系統(tǒng)帶來正面的作用。也就是說，環(huán)保投資的越多，生態(tài)系統(tǒng)的承載能力趨向改善，人類能源消耗占用的生態(tài)足跡相應地減少，即環(huán)保投資彈性系數(shù)與人均能源足跡之間是反向變化趨勢。故在灰色關聯(lián)度計算中，需要對環(huán)保投資彈性系數(shù)取倒數(shù)進行研究，才能科學地考察數(shù)據(jù)之間的相關關系和經(jīng)濟社會發(fā)展中的實際意義。

將原始數(shù)據(jù)進行無量綱處理，以減少隨機要素的干擾。設X0（t），Xi（t）分別為經(jīng)過無量綱均值化處理的母要素和子要素的樣本值，表示為：

X0（t）={x0（1），x0（2），…，x0（t）}，Xi（t）= {xi（1），xi（2），…，xi（t）}；t=1，2，…，n， i=1，2。

X0（t）與Xi（t）在第t點的關聯(lián)系數(shù)可以由公式（1）計算。

ξ0i（t）=minimint|x0（t）-xi（t）|+ρmaximaxt|x0（t）-xi（t）|

|x0（t）-xi（t）|+ρmaximaxt|x0（t）-xi（t）|

（1）

式中|x0（t）-xi（t）|=Δi（t）成為第t點X0（t）與Xi（t）；mint|x0（t）-xi（t）|為第1級最小差；

minimint|x0（t）-xi（t）|為第2級最小差；maximaxt|x0（t）-xi（t）|為兩級最大差；ρ∈（0，1），為分辯系數(shù)，通常取ρ=0.5。

用公式（2）計算灰色關聯(lián)度。

γ0i=1n∑ni=1ξ0i（t）（2）

32 人均能源足跡X0（t）與能源消耗彈性系數(shù)X1（t）的灰色關聯(lián)分析

1978-2010年期間，將所有能源消費折算為標準煤后得到的單一帳戶人均能源足跡與能源消耗彈性系數(shù)之間的灰色關聯(lián)系數(shù)為0710 3，兩個因素的變化方向相同，趨勢基本一致，有密切的相關關系。事實上，能源消耗彈性系數(shù)體現(xiàn)著能源消耗的速度領先或落后于經(jīng)濟增長的速度，是相對指標，能源消耗彈性系數(shù)越大，經(jīng)濟增長對能源的依賴程度越高，勢必會導致人均能源足跡的生態(tài)占用越大。

按照原煤、焦炭、燃料油和電力等4類上海市工業(yè)企業(yè)主要消耗的能源種類，建立人均能源足跡帳戶，構成上海市的人均能源足跡與能源消費彈性系數(shù)的灰色關聯(lián)矩陣（見表1）。

1978-2010年期間，上海市人均能源足跡與能源消費彈性系數(shù)之間的灰色關聯(lián)系數(shù)為0603 9。由于燃料油和電力的全球平均土地產(chǎn)出率系數(shù)比原煤高，在分帳戶人均能源足跡的計算和匯總過程中，這兩類能源消耗所占比例越多，相比單一帳戶，人均能源足跡的數(shù)值越小，對應地，與能源消耗彈性系數(shù)的關聯(lián)度也會偏小。根據(jù)表1，對上海市人均能源足跡影響最大的是原煤足跡（0904 5），其次為焦炭（0892 0），電力最小（0654 8）。研究期內，上海市能源消費結構以原煤消耗為主，而原煤的全球平均土地產(chǎn)出率最低，為55 GJ/hm2，以原煤消費為主的能源結構導致人類經(jīng)濟社會發(fā)展對生態(tài)系統(tǒng)的資源占用較大。與能源消費彈性系數(shù)的關聯(lián)度最為密切的能源足跡為電力足跡（0739 0），是與能源消費彈性系數(shù)變化趨勢最相似的，對其影響最顯著的能源消費類型，說明電力消費是拉動上海市能源消費增長的最主要因素和推進經(jīng)濟增長的最依賴能源。

33 人均能源足跡X0（t）與環(huán)保投資彈性系數(shù)X2（t）的灰色關聯(lián)分析

1996-2010年期間，將所有能源消費折算為標準煤后算得到的單一帳戶人均能源足跡與環(huán)保投資彈性系數(shù)之間的灰色關聯(lián)系數(shù)為0667 1。由于對環(huán)保投資彈性系數(shù)采用取倒數(shù)計算灰色關聯(lián)度，結果說明環(huán)保投資彈性系數(shù)與人均能源足跡兩個因素的變化方向相反，即環(huán)保投資彈性系數(shù)越大，人均能源足跡的生態(tài)占用越小，加快環(huán)保投資對能源消耗的減少起了一定的作用（見表2）。

1996-2010年期間，分帳戶的人均能源足跡與環(huán)保投資彈性系數(shù)之間的灰色關聯(lián)系數(shù)為0638 7。將表2和表1對比分析發(fā)現(xiàn)，上海市的人均能源足跡構成發(fā)生了一定的變化，對其影響最大的是焦炭足跡（0948 8），其次為原煤足跡（0931 3），電力足跡最?。?702 7）。人均能源足跡與各能源足跡的關聯(lián)度均大于1978-2010年時間尺度下的數(shù)值，說明人均能源足跡與各能源足跡的變化趨勢更加一致，相互關聯(lián)更加密切。焦炭取代原煤成為與人均能源足跡變化趨勢一致性最顯著的能源種類，隨著能源消耗結構的轉變，電力足跡將會進一步增加。與環(huán)保投資彈性系數(shù)變化趨勢最相似、關聯(lián)最密切的能源消費類型是電力足跡（0685 3），由于對環(huán)保投資彈性系數(shù)取倒數(shù)計算灰色關聯(lián)度，說明環(huán)保投資增長越快，電力消耗的生態(tài)占用越小，電力是上海市環(huán)境保護和污染治理投入產(chǎn)出效率最高的能源種類。

34 X0（t）與X1（t）、X2（t）的灰色關聯(lián)分析

以人均能源足跡X0（t）作為參考數(shù)列，以能源消費彈性系數(shù)X1（t）和環(huán)保投資彈性系數(shù)X2（t）組成比較數(shù)列，通過灰色關聯(lián)系數(shù)，可以反映生態(tài)系統(tǒng)和人類行為系統(tǒng)內各要素間變化的趨勢，從而找到影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的主要因素（見表3）。

根據(jù)表3，人均能源足跡與能源消耗彈性系數(shù)的關聯(lián)度均大于其與環(huán)保投資彈性系數(shù)的關聯(lián)度，這說明，與生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢更為一致的行為系統(tǒng)因素是能源消耗。能源消耗比環(huán)境保護對生態(tài)閾值和承載能力的影響更為顯著，是影響生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。

目前，中國的環(huán)保投資主要用于環(huán)境污染治理，屬于典型的“終端治理”模式和“事后控制”策略，由于環(huán)保投資作用于生態(tài)系統(tǒng)的路徑長、層次多、時間滯后和傳導損耗等原因，雖然會對生態(tài)環(huán)境的改善產(chǎn)生積極的作用，但直接影響有限。

4 結論與討論

通過選取“環(huán)境保護”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響的正行為，“能源消耗”代表人類對生態(tài)系統(tǒng)施加干預的負行為，人均能源足跡代表生態(tài)系統(tǒng)的閾值變化，研究生態(tài)系統(tǒng)和人類行為系統(tǒng)的相互作用關系和影響程度，可以得出以下結論：

（1）生態(tài)閾值和人類行為之間的相互影響關系是確實存在的。生態(tài)系統(tǒng)的承載能力受到人類各種行為的影響。雖然生態(tài)承載力在一定時間內處于相對穩(wěn)態(tài)，但通過灰色關聯(lián)度的分析表明，無論是人類對生態(tài)系統(tǒng)的污染、破壞和消耗，還是對于環(huán)境的保護、治理和恢復，都會引起生態(tài)系統(tǒng)承載力的動態(tài)變化。

（2）人類生產(chǎn)生活中的資源消耗對生態(tài)系統(tǒng)的作用是直接而顯著的，生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力的提高，受到人類積極行為（環(huán)境保護）增加的影響較弱，直接減少人類的消極行為（能源消耗）是約束人類行為有效率的方式。保護環(huán)境和恢復生態(tài)健康有效的方式是從根本上減少資源的消耗數(shù)量和消費速度，從這個意義上，“節(jié)能”的效果大于“減排”。

（3）進入21世紀以來，上海市的能源消費總體呈現(xiàn)加速趨勢，環(huán)境保護資金投入的實際增長卻放緩，而人均能源消費足跡有所增加。城市發(fā)展過程中，特別是在產(chǎn)業(yè)結構升級期間，經(jīng)濟快速增長需要新的動力源，可能導致對環(huán)境保護的持續(xù)投資減少，對能源消耗依賴性增強的粗放式發(fā)展模式很可能卷土重來，削弱甚至威脅生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)能力。

（4）上海市人均能源足跡的各種能源種類中，電力足跡與能源消費彈性系數(shù)和環(huán)保投資彈性系數(shù)的變化趨勢最相似，關聯(lián)度最高，相互影響最顯著。電力既是上海市能源消費增長的最主要因素，也是環(huán)境保護的資金投入產(chǎn)出效率最高的能源。目前，上海市人均能源足跡構成中電力足跡所占的比重最小，增加電力消耗以代替原煤等初級能源是上海市能源結構調整和環(huán)境保護的方向。

（5）人類行為對生態(tài)環(huán)境的影響復雜而深遠，正、負行為的內容、判斷標準及其影響范圍難以簡單界定。有些負行為的影響是顯性的，可以即時發(fā)現(xiàn)并約束；更多的影響則是隱性的，需要經(jīng)過較長的時間，經(jīng)過復雜的路徑作用到生態(tài)系統(tǒng)中。而環(huán)境保護的資金投入、技術創(chuàng)新和政策導向等積極行為對生態(tài)系統(tǒng)的影響效率，也缺乏有效的評估機制。同時，國家和各級政府的環(huán)保支出便于統(tǒng)計，而公共組織、企業(yè)和個人的行為對生態(tài)系統(tǒng)的影響缺乏基礎數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計調查，使得一些環(huán)保公共政策的實施效果缺少科學的預測。構建完善的國家、地區(qū)、部門和企業(yè)環(huán)境投入產(chǎn)出核算體系，為約束人類行為、制定生態(tài)管理公共政策提供科學的、量化的方法和依據(jù)。

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Grey System Analysis of Energy Consumption， Environmental Protection and Ecological Footprint

LIU Huimin

（School of Economics and Management，Tongji University，Shanghai 200092，China）