定量化摸清城市礦產(chǎn)資源的開采潛力

文 / 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究中心主任 溫宗國

定量化摸清城市礦產(chǎn)資源的開采潛力

文 / 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究中心主任 溫宗國

城市礦產(chǎn)資源開采是緩解資源環(huán)境壓力、減少資源對(duì)外依存度、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)大規(guī)模發(fā)展的國家戰(zhàn)略。評(píng)估我國城市礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量及其開采潛力，制定開發(fā)戰(zhàn)略和完善有關(guān)政策，是有序合理開發(fā)城市礦產(chǎn)資源的關(guān)鍵問題。

然而，當(dāng)前國家城市礦產(chǎn)資源開發(fā)的戰(zhàn)略定位仍然不夠清晰，主要受制于三個(gè)重要問題缺乏定量化評(píng)估的答案：一是國家城市礦產(chǎn)資源開采的中長期潛力有多大；二是在多大程度上實(shí)現(xiàn)原生礦產(chǎn)資源的替代和降低對(duì)外依存度；三是能減少多少污染物排放，對(duì)國家節(jié)能減排目標(biāo)能產(chǎn)生多大貢獻(xiàn)。

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院課題組結(jié)合國家發(fā)展改革委“城市礦產(chǎn)示范基地”建設(shè)的工作需求，重點(diǎn)評(píng)估國家城市礦產(chǎn)資源的開采潛力、環(huán)境效益和對(duì)原生資源替代水平，提出了城市礦產(chǎn)資源開采的政策建議供決策參考。

城市礦產(chǎn)資源范圍廣泛，研究分析難以全部涉及，因此課題組考慮選取了鐵、銅、鋁、鉛4種具有代表性的大宗金屬資源為研究對(duì)象，這些均屬于國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性資源，具有需求量大、對(duì)外依賴性強(qiáng)且生產(chǎn)過程能耗高、環(huán)境污染大的特點(diǎn)。

課題組通過應(yīng)用存量分析、物質(zhì)流分析和壽命分布模型構(gòu)建城市礦產(chǎn)資源代謝模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要戰(zhàn)略性金屬消耗部門資源代謝趨勢的中長期動(dòng)態(tài)模擬，綜合考慮不同技術(shù)支撐、消費(fèi)結(jié)構(gòu)和回收利用率等條件，設(shè)置不同開發(fā)情景評(píng)估國家城市礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量的變化趨勢和對(duì)原生資源的替代潛力。

針對(duì)金屬資源挖掘、生產(chǎn)、制造使用、報(bào)廢、回收、處理等過程的代謝模擬，可以評(píng)估往年各種資源在各主要部門的流動(dòng)情況，并依據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢對(duì)未來的礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量作出預(yù)測，以定量化探估我國典型城市礦產(chǎn)資源的開采潛力。

預(yù)測結(jié)果表明，2020～2040年我國銅資源儲(chǔ)量及開采潛力從330.5萬噸增加至808.7萬噸，鋼鐵資源開采潛力從2.24億噸增加至7.12億噸，鋁資源開采潛力從930.4萬噸增加至3697.9萬噸，鉛資源開采潛力從549.3萬噸增加至1208.2萬噸。

以再生資源量與資源消費(fèi)量之比作為再生資源替代比例，以進(jìn)口的原生資源和再生資源量之和與資源消費(fèi)量之比作為對(duì)外依存度，從資源代謝核算模型的理論計(jì)算結(jié)果可以看出，4種城市礦產(chǎn)資源（尤其是銅和鐵）對(duì)原生資源的替代效益顯著：2010～2040年間，銅資源替代比例增加了25.4%，對(duì)外依存度下降了30.8%；鋼鐵資源替代比例增加了59.9%，對(duì)外依存度下降了25.7%；鋁、鉛的資源替代比例分別增加了8.6%和12%。

2010～2030年電力是銅需求的主導(dǎo)行業(yè)，2030 年之后建筑行業(yè)迅速增加，2010～2020年電力和家電行業(yè)的廢銅資源是主要的報(bào)廢來源，2020年以后電力和電子行業(yè)的報(bào)廢量最大。2040年以前電力是銅資源的主要存儲(chǔ)行業(yè)，之后將被建筑行業(yè)替代。

我國銅資源需求量將在2040 年達(dá)到峰值，2020年以后進(jìn)口銅資源將維持穩(wěn)定，2030年以后再生銅將超過進(jìn)口銅成為最可靠的銅資源供應(yīng)渠道。

交通部門和機(jī)械行業(yè)是目前廢鋼鐵的主要來源，課題組分析認(rèn)為，2020年以后鋼鐵需求量開始穩(wěn)定，進(jìn)口需求量急劇下降。2025年廢鋼鐵將替代進(jìn)口鐵資源成為最主要供應(yīng)渠道。建筑將成為鋼鐵需求最大和存量最大行業(yè)，2030 年以后廢鋼鐵的回收利用重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)轉(zhuǎn)移到建筑行業(yè)。

廢鋁資源回收利用水平持續(xù)較低，國內(nèi)鋁資源再生利用的資源替代效果不佳，短期內(nèi)鋁資源的進(jìn)口需求量仍然會(huì)快速增加。交通和建筑行業(yè)的鋁資源社會(huì)存量最大，但包裝行業(yè)才是廢鋁資源回收利用的主導(dǎo)行業(yè)，必須大幅度提高包裝廢鋁的回收利用率才能有效降低鋁資源的對(duì)外依存度。

廢鉛回收利用基礎(chǔ)較好，由于需求快速增加仍然會(huì)導(dǎo)致鉛資源進(jìn)口需求量不斷增加。電動(dòng)交通工具的不斷發(fā)展使得未來電池行業(yè)對(duì)鉛的需求和報(bào)廢量還將會(huì)快速增長。鉛蓄電池是再生鉛的主要來源和主導(dǎo)行業(yè)，推動(dòng)鉛蓄電池回收利用是發(fā)展再生鉛行業(yè)的根本。

減少源頭資源消耗、調(diào)整資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化資源回收利用是緩解我國資源壓力的主要措施。在其他條件不變、資源回收利用率提高20%的情景下，課題組研究認(rèn)為，再生銅與廢鋼將于2025年替代進(jìn)口資源成為中國資源消費(fèi)的主要供應(yīng)渠道，資源替代比例逐步增加，有望在2050年將銅和鋼鐵的對(duì)外依賴程度降低至10%以下，完全保障資源安全。

由于鋁資源回收率低的現(xiàn)實(shí)，鋁資源供給將面臨長期挑戰(zhàn)。鋁資源回收利用率提高20%可以將再生鋁供應(yīng)比率提升至50%，但仍然不足以擺脫資源大量進(jìn)口的問題。特別需要提高鋁資源利用效率，加強(qiáng)包裝廢鋁的回收與再生利用，只有將廢鋁資源回收利用率提高30%以上，才可能有效降低資源的對(duì)外依賴性。

由于鉛的行業(yè)消費(fèi)結(jié)構(gòu)簡單，回收利用基礎(chǔ)較強(qiáng)，只要強(qiáng)化鉛蓄電池開展資源開采，未來我國鉛資源的供給就基本有保障，但由于鉛蓄電池需求量的快速增長導(dǎo)致了未來再生資源替代比例，與鋼鐵等相比則顯得偏低。

城市礦產(chǎn)資源的開采將會(huì)為我國環(huán)境質(zhì)量提升起到積極作用。課題組測算結(jié)果表明，我國城市礦產(chǎn)資源開采的環(huán)境效果顯著。以二氧化硫的減排效果為例，2020年開采4類典型城市礦產(chǎn)資源將減少二氧化硫排放184.7萬噸。假設(shè)國家“十三五”二氧化硫減排目標(biāo)與“十二五”相同（總量減排10%），僅此一項(xiàng)即能達(dá)到減排總量的13.4%。

為保證城市礦產(chǎn)資源開發(fā)持續(xù)健康發(fā)展，減少資源對(duì)外依存度，緩解資源環(huán)境壓力，課題組建議國家作出三方面的戰(zhàn)略調(diào)整：

第一、資源政策戰(zhàn)略調(diào)整。

首先，是以依靠原生資源進(jìn)口的原有戰(zhàn)略應(yīng)逐步轉(zhuǎn)為增強(qiáng)我國城市礦產(chǎn)資源的再生利用，依靠國際市場的資源保障戰(zhàn)略存在較大風(fēng)險(xiǎn)，把“城市礦產(chǎn)”資源開發(fā)作為“第三渠道”，建立“國內(nèi)資源+ 國際市場+ 城市礦產(chǎn)”新的資源統(tǒng)籌觀。

其次，應(yīng)立足于國內(nèi)城市礦產(chǎn)資源的開采利用，經(jīng)科學(xué)評(píng)估和加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管的前提下，可適當(dāng)進(jìn)口部分再生資源以彌補(bǔ)國內(nèi)城市礦產(chǎn)資源量的不足。

再次，是加強(qiáng)城市礦產(chǎn)資源技術(shù)和裝備研發(fā)，將之上升為國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要環(huán)境領(lǐng)域的重大任務(wù)。

第二、環(huán)境政策戰(zhàn)略調(diào)整。

由“廢棄物無害化處理”為主轉(zhuǎn)變?yōu)椤皬U棄物資源化利用與無害化”相結(jié)合，使廢物資源化更加高效、清潔和高品質(zhì)；由關(guān)注原生資源生產(chǎn)過程的環(huán)境污染控制為主，轉(zhuǎn)變?yōu)榧訌?qiáng)資源加工及再生利用全過程的污染控制。

第三、完善回收網(wǎng)絡(luò)體系。

充分考慮城市礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量分布情況，合理規(guī)劃“城市礦產(chǎn)基地”建設(shè)規(guī)模，優(yōu)化全國或區(qū)域內(nèi)的基地布局。在國家新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中，商務(wù)、國土與規(guī)劃部門聯(lián)動(dòng)，把“社區(qū)-城市- 基地”立體式資源回收網(wǎng)絡(luò)體系的規(guī)劃建設(shè)作為重要內(nèi)容。

Quantitative city mining is the way to find out the potential of mineral resources