循环经济实现路径研究：模拟方案对比

二、不同模拟方案的对比

在上一小节分析的基础上，本节将“企业数量”作为自变量来进行调节，而将“资源储量”作为因变量来观察其变化的规律。除了以上谈及的两个变量，还将“企业合作频度”和“创新投入”作为自变量来对模拟结果加以控制，以观察“资源储量”、“废弃物数量”、“环境压力”和“社会总产值”几个变量的变化趋势。自变量和因变量之间的因果关系回路如图4－3所示。

图4－3　模拟方案因果关系回路

在进行模拟试验之前，应当首先对控制组设定一些规则，而这些规则的产生直接来源于本研究第三章的推论。本节的模拟方案首先假定“企业合作频度”、“企业数量”、“创新投入”会影响企业间进行物质循环的效果，是导致经济形态发生变化的关键影响因素，进而假设其波动会影响循环经济系统的形成；其次，将“废弃物数量”、“资源储量”、“社会总产值”、“环境压力”作为反映循环经济系统效果的观察指标。基于以上假设，模拟方案的具体运行规则描述如下。

规则1:变量“合作频度”直接影响变量“社会总产值”和“废弃物数量”。企业间提高合作的频度有利于企业之间的知识转移，进一步降低信息壁垒可以大幅提高企业的技术效率，会增加企业的产值。同时，新技术的运用也有利于更加高效地对生产排放的废弃物进行再利用。“合作频度”越高，“社会总产值”越高，“废弃物数量”越低。

规则2:变量“创新投入”直接影响变量“资源储量”和“废弃物数量”。企业间除了依靠高频度的合作实现知识转移以提高平均技术水平外，还通过直接对创新活动进行投资以增强企业的竞争力。新技术可以提高资源利用率，并提高企业对废弃物再利用的能力。企业的“创新投入”越高，其“废弃物数量”越低，而资源储量受到的影响会降低。

规则3:变量“资源储量”和“废弃物数量”对“环境压力”有影响。环境压力主要源于日益耗竭的自然资源与过度受污染的自然环境，企业排放的废弃物数量直接会导致环境的污染，而低下的资源利用率则会使自然环境的承载力逼近极限。“资源储量”越少，“环境压力”越高，“废弃物数量”越高，“环境压力”越大。

规则4:变量“环境压力”会影响变量“社会总产值”。自然环境的压力越大，人类为维持生存所需付出的代价就越高，就会影响到社会财富的储量。一般认为，越逼近自然环境承载力的极限，所需付出的治理的成本就越高。因此，随着“环境压力”的增大，“社会总产值”会减少。

规则5:变量“企业数量”对“资源储量”有影响。在现有的经济增长方式下，企业的发展依赖于自然资源的储量。企业数量越多，对自然资源的要求也就越高。变量“企业数量”越多，“资源储量”越少。

模拟方案中，预设的“自然界”的资源储量有120个单位，每种方案都要经过10个步长的模拟，每种方案的区别在于对“企业合作频度”、“企业数量”和“创新投入”3个控制变量的调节。模拟采用Anylogic Professional 6.1版本软件，该软件专门应用于对多主体行为的模拟，并且已有相关学者运用此软件对循环经济问题进行过研究，因此被认为是可以模拟的，模拟结果如图4－4～图4－7所示。

模拟方案1:将企业的创新投入调节至低水平，并降低企业的合作频度，设置初始的企业数量为50个。结果如图4－4所示，资源储量在经过10个步长的模拟单位后，由初始的120个单位降至不足20个单位。同时，社会总产值的曲线却是递增的趋势，保持了较强劲的经济增长。但是环境压力和废弃物的数量也处在较高的水平，达到了50个单位的水平，并且两条曲线基本重合，环境压力与废弃物的数量成正比关系。

图4－4　方案1模拟结果(www.xing528.com)

模拟方案1是近似目前的经济形态下的增长方式，社会的经济增长较强地依赖于自然资源的储量。在这种增长方式下，资源储量消耗较快，环境压力大，尽管经济保持了较快的增长，但是却是以牺牲环境和自然资源为代价的。

模拟方案2:将企业的创新投入调节至中等水平，保持企业的合作频度不变，设置初始的企业数量为40个。结果如图4－5所示，资源储量在经过10个步长的模拟单位后，由初始的120个单位降至约40个单位。环境压力和废弃物数量和方案1相比，没有明显的变化，但经济增长水平降低了约20个单位。

模拟方案2加强了企业的创新投入，并降低了企业的数量，可以看出，资源的利用率得到了较为显著的提高，与模拟方案1相比，自然资源的消耗速度明显变缓。这个结果符合规则3和规则5的设定。

图4－5　模拟结果2

模拟方案3:将企业的创新投入调节至中等水平，调整企业的合作频度为中等水平，设置初始的企业数量为40个。结果如图4－6所示，资源储量在经过10个步长的模拟单位后，由初始的120个单位降至约50个单位，优于方案1和方案2。社会总产值曲线与方案2相比没有明显的变化，环境压力与废弃物数量的曲线有小幅度的降低。

在方案2的基础上，方案3加强了企业的合作频度，结果使得资源的消耗量进一步降低。由此可见，尽管在预设的模型中，企业的合作频度并不直接影响资源的消耗量，但是由于合作频度的提高，降低了废弃物的数量，进而使环境压力的水平降低，间接影响了资源的消耗水平。

图4－6　模拟结果3

模拟方案4:保持企业的数量不变，将企业的创新投入调节至较高水平，调整企业的合作频度为较高水平。结果如图4－7所示，资源储量在经过10个步长的模拟单位后，由初始的120个单位降至约60个单位，是4个方案中的最优水平。社会总产值曲线与方案2和方案3相比波动不明显，环境压力与废弃物数量的曲线依然基本吻合，有较大幅度的降低，大约降至20个单位左右。

方案4采用了高创新投入和高合作频度的企业行为模式，在这种模式下，环境压力和废弃物数量降到了最低值，并且资源的消耗量也低于其他3种方案，最大程度地释放了自然环境的压力。从社会总产值的曲线来看，方案2、方案3、方案4都没有方案1的增长幅度大，但是这3个方案都在经济增长的同时降低了资源的消耗量，并有效地控制了废弃物的数量——高频度的合作加快了知识转移的速度，大大扩展了废弃物的再利用空间，持续降低了环境压力。方案4的模拟结果可以被理解为在较高的技术创新投入和较高的企业合作频度下，整个行业可以提高资源和废弃物的利用率，尽管经济增长速度不如那种以牺牲自然环境为代价的增长方式快，但这种方案显示出了一种均衡发展的趋势，一种提高各种资源（包括废弃物）利用率的新发展模式，这正是循环经济的目的所在。

图4－7　模拟结果4