我國“城市礦山”開發(fā)利用戰(zhàn)略研究

孫笑非，錢易，溫宗國，劉麗麗，單桂娟，李金惠

（清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084）

我國“城市礦山”開發(fā)利用戰(zhàn)略研究

孫笑非，錢易，溫宗國，劉麗麗，單桂娟，李金惠

（清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084）

我國人均礦產(chǎn)資源嚴重不足，重要礦產(chǎn)資源對外依存度越來越高?！俺鞘械V山”可作為再生資源循環(huán)利用，這是實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的新方向。本文概述了“城市礦山”的由來、內(nèi)涵，分析了2006―2016年我國十大類“城市礦山”資源的回收、利用和發(fā)展情況，預(yù)測了廢舊鋼鐵、有色金屬、電子廢物、報廢汽車等典型“城市礦山”的開發(fā)利用潛力，評估了其開發(fā)利用在節(jié)約資源、保護環(huán)境、碳減排和拉動經(jīng)濟方面的貢獻，并提出了我國“城市礦山”開發(fā)利用的戰(zhàn)略及相關(guān)政策建議。

“城市礦山”；循環(huán)經(jīng)濟；資源節(jié)約潛力；情景分析

一、前言

“城市礦山”是指自然礦產(chǎn)經(jīng)過人類的開采后，由地下轉(zhuǎn)移到地上，蘊藏在消費產(chǎn)品、建筑物、城市基礎(chǔ)設(shè)施中的各類資源的總稱?！俺鞘械V山”是載能性、循環(huán)性、戰(zhàn)略性的二次資源，具有顯著的資源節(jié)約與環(huán)境友好特性[1]。通過對再生資源的多次回收利用，發(fā)揮再生資源的乘數(shù)效應(yīng)，是實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用的重要途徑。我國對于“城市礦產(chǎn)”的定義，是指在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化過程中產(chǎn)生的，蘊藏在各類載體，包括廢舊機電設(shè)備、電線電纜、通信工具、汽車、家電、電子產(chǎn)品、金屬和塑料包裝物以及其他廢料中的，可以循環(huán)利用的鋼鐵、有色金屬、稀貴金屬、塑料、橡膠等資源，并強調(diào)“城市礦產(chǎn)”的利用量和價值相當(dāng)于原生礦產(chǎn)資源。

“城市礦山”的開發(fā)利用可在回收利用再生資源的同時，減少對原生資源的開采，減少溫室氣體排放，同時減少廢棄物，產(chǎn)生顯著的環(huán)境效益。這也為我國應(yīng)對氣候變化，促進可持續(xù)發(fā)展，積極承擔(dān)國際責(zé)任和義務(wù)，落實減排承諾提供強有力支持。此外，“城市礦山”的開發(fā)利用，能夠有效地助力技術(shù)裝備制造、物流等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，創(chuàng)造新的社會就業(yè)機會。

二、我國“城市礦山”的開發(fā)現(xiàn)狀

2010年我國發(fā)布《關(guān)于開展城市礦產(chǎn)示范基地建設(shè)的通知》，標志著國家對“城市礦山”開發(fā)利用的重視，表明了國家資源觀念和戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變。國家直接布局全國“城市礦山”的開發(fā)利用，截至2016年，我國批復(fù)建設(shè)了49家國家級的城市礦產(chǎn)示范基地。

2006―2016年我國“城市礦山”的資源回收利用總量持續(xù)增長（見圖1）。2016年，我國廢鋼鐵、廢有色金屬（銅、鋁、鉛、鋅）、廢塑料、廢輪胎、廢紙、廢棄電器和電子產(chǎn)品、報廢汽車、報廢船舶

（廢舊紡織品）、廢玻璃、廢電池等十大類別的主要“城市礦山”種類回收總量達2.56×108t，產(chǎn)值為5 902.8億元[2]。但仍然存在著政策法規(guī)不完善，缺乏長期穩(wěn)定的財稅政策，再生資源回收渠道商業(yè)模式缺失等問題，制約“城市礦山”的回收利用。

三、我國典型“城市礦山”開發(fā)利用潛力分析

以2010年為基準年，預(yù)測我國廢鋼鐵、廢有色金屬、電子廢物、報廢汽車、建筑廢物、生活垃圾的產(chǎn)生情況（見圖2～4），結(jié)果表明2030年前我國“城市礦山”的開發(fā)利用潛力巨大。

廢鋼鐵：到2030年，建筑、交通、機械、耐用消費品和其他行業(yè)將共產(chǎn)生約5.3991×108t廢鋼鐵[3]。

廢有色金屬：到2030年，電力、家用電器、交通、電子設(shè)備、建筑和其他行業(yè)共報廢銅資源約7.79×106t；包裝一直是鋁使用量最大和報廢量最大的行業(yè)，到2030年廢鋁回收利用潛力可達6.701×107t；電池行業(yè)是鉛使用量和報廢量最大的行業(yè)，到2030年將產(chǎn)生廢鉛約1.444×107t。

電子廢物：根據(jù)表觀消費量與生命周期方法，以全國統(tǒng)計年鑒中每百戶家庭的家用電器擁有率和手機普及率為基礎(chǔ)，計算得出未來我國報廢家電和報廢手機的產(chǎn)生量[4]（見圖3）。結(jié)果表明，全國報廢家電的數(shù)量將呈現(xiàn)持續(xù)快速增長態(tài)勢，到2030年將達1.5162×107t，其中電視機8 278.5萬臺，冰箱8 771.3萬臺，洗衣機7 239.7萬臺，空調(diào)13 435萬臺，電腦8 666.7萬臺，手機48 177.4萬部。

報廢汽車：統(tǒng)一按照汽車使用壽命12年進行計算，未來報廢汽車產(chǎn)生量增長迅速（見圖4），到2030年，年報廢汽車將達3 000萬輛。

圖1 2006―2016年我國主要“城市礦山”回收利用現(xiàn)狀

圖2 2017―2030年我國廢鋼鐵、廢有色金屬產(chǎn)生量預(yù)測

圖3 2017—2030年我國典型電子廢物產(chǎn)生量預(yù)測

四、廢棄資源減量化及環(huán)境效益評估

在“城市礦山”開發(fā)潛力預(yù)測的基礎(chǔ)上，本研究選擇回收利用價值較高的幾種代表性金屬資源，結(jié)合消費結(jié)構(gòu)調(diào)整、提升資源利用率、降低資源消耗、強化回收利用等減量化措施，評估資源再生利用潛力及減量化水平，定量評估再生資源替代的能源環(huán)境效益[5～12]?；谖覈?dāng)前采取的政策措施，假設(shè)了三種不同的減量化措施，包括基準情景、低資源消費情景及強化回收情景。結(jié)果表明，在源頭措施消費結(jié)構(gòu)的根本性調(diào)整、資源利用率的提升，以及末端措施強化回收利用等三類不同措施均實現(xiàn)理想效果的情景下，在減少鋼鐵、銅、鋁、鉛等資源需求的同時，再生資源的替代效益，資源環(huán)境效益顯著（見圖5）。

在減量化措施下，廢鋼鐵的節(jié)能效益顯著，到2020年將節(jié)能2.459×106tce，到2030年將節(jié)能5.4×106tce；在四種金屬資源中，再生鉛的節(jié)水效益和固體廢物減排效益優(yōu)于其他金屬；再生鋁的節(jié)能、節(jié)水效益、固體廢物減排效益不明顯，但在SO2減排方面，將有望做出重要貢獻。

圖4 2017—2030年我國報廢汽車產(chǎn)生量預(yù)測

五、我國典型再生金屬資源替代效果綜合分析

我國現(xiàn)階段金屬資源的對外依存度較高[4]，在基準情景下，結(jié)合物質(zhì)流核算，預(yù)測四種金屬資源的再生資源替代比例明顯提升，尤其是鋼鐵和銅（見圖6(a)）；四種金屬資源的對外依存度呈現(xiàn)下降趨勢，其中鋼鐵和銅的下降趨勢較明顯（見圖 6(b)）。

由于工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的再生金屬資源主要用于替代原生礦產(chǎn)資源，對于進口資源影響不大，因此對進口資源具有替代效果的主要是“城市礦山”中的再生金屬資源。基于“城市礦山”中的再生金屬資源，分析不同減量化措施對再生金屬資源替代效果的影響。在低資源消費情景下，資源需求量總體大幅下降，并帶動進口需求量下降。與基準情景相比，盡管兩種情景下的措施，均能提升再生資源的替代比例，降低對外依存度，但強化回收利用從根本上改變了資源的代謝特征，對于再生資源的替代效益能起到更顯著的提升作用，而且對于降低金屬資源的對外依存度能產(chǎn)生長期而深遠的影響，如圖7所示。

圖5 減量化措施的能源環(huán)境效益

圖6 基準情景下四種礦產(chǎn)資源的再生資源替代比例變化（a）與對外依存度變化（b）

六、我國“城市礦山”開發(fā)利用戰(zhàn)略目標及建議

我國未來“城市礦山”的開發(fā)潛力巨大，如妥善回收，可對原生資源起到明顯的替代作用，并產(chǎn)生顯著的能源環(huán)境效益。以廢鋼鐵為例，預(yù)計2030年將產(chǎn)生5.3991×108t，若聯(lián)合采取降低資源消費和強化回收兩種措施，2030年，將使鋼鐵對外依賴性降低8.7%，廢鋼鐵的資源替代率將增加7.3%，節(jié)能5.4×106tce、節(jié)水2.66×107t、減排固體廢物3.76×107t、減排SO23.8×104t。由此可見，“十三五”期間應(yīng)將“城市礦山”的開發(fā)利用作為一個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，重點支持發(fā)展。

圖7 低資源消費情景與強化回收利用情景下4種礦產(chǎn)資源的再生資源替代比例（a）與對外依存度（b）

（一）我國“城市礦山”開發(fā)利用的戰(zhàn)略目標

“十三五”期間的戰(zhàn)略目標是，實現(xiàn)我國“城市礦山”開發(fā)利用的重點跨越式發(fā)展。

到2020年，建立并完善生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度和完善的監(jiān)管體系，進口廢物管理制度和管理辦法，以及生活垃圾分類制度和標準；建立“城市礦山”開發(fā)利用跨部門組織協(xié)調(diào)機制；全國主要城市建成網(wǎng)點布局合理、管理規(guī)范、回收方式多元、重點品種回收率較高的再生資源和生活垃圾回收體系；在全國范圍內(nèi)推廣“城市礦山”示范基地的經(jīng)驗，在每個地級市建立一個規(guī)?；摹俺鞘械V山”綜合利用基地；將互聯(lián)網(wǎng)、云平臺技術(shù)普及到“城市礦山”開發(fā)利用中；廣大人民群眾的環(huán)保和資源再生意識全面得到提高。在實施生活垃圾強制分類的城市，生活垃圾規(guī)范化分類率達到25%，生活垃圾中再生資源回收利用率達到35%。

到2030年，落實生產(chǎn)者責(zé)任延伸制，以建立生產(chǎn)者逆向物流體系為重點，促進生產(chǎn)商、銷售商開展城鎮(zhèn)廢棄的主要耐用消費品的分類回收。形成靈活配置的“城市礦山”資源化產(chǎn)業(yè)市場，有價組分提取產(chǎn)業(yè)規(guī)模顯著提高?！俺鞘械V山”資源化利用產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模持續(xù)擴大，達到世界先進水平，成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。地級以上城市生活垃圾分類收集覆蓋率達到90%，生活垃圾回收利用率達到60%。

（二）對我國“城市礦山”開發(fā)利用的政策建議

“城市礦山”從回收、處理到形成資源綜合利用產(chǎn)品，涉及到居民、企業(yè)、政府等各個方面，需要全社會和國務(wù)院各部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)管理。在利用經(jīng)濟手段引導(dǎo)發(fā)展資源綜合利用的過程中，要注重環(huán)境污染防治，使資源向污染防治可控、達標的大型園區(qū)、企業(yè)集聚，使綜合利用集中化、規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)環(huán)境污染防治與經(jīng)濟效益提高協(xié)同促進。具體措施如下。

（1）提升“城市礦山”戰(zhàn)略地位。確定循環(huán)經(jīng)濟和“城市礦山”開發(fā)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中的地位，將“城市礦山”作為戰(zhàn)略資源的重要組成部分，確立“城市礦山”資源、原生資源、進口資源統(tǒng)籌的新資源觀，確定我國資源開發(fā)的順序為：“城市礦山”資源→原生資源→進口資源。

（2）完善生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度。完善各層級制度設(shè)計，完善回收體系，促進回收方式創(chuàng)新，建立資金營運機制，鼓勵企業(yè)投資回收利用，開展綜合利用活動，推動建立示范企業(yè)。

（3）扶持“城市礦產(chǎn)”示范基地發(fā)展。建立有利于“城市礦產(chǎn)”示范基地發(fā)展的政策扶持和經(jīng)濟激勵措施，包括：制定稅費優(yōu)惠，拓寬融資渠道，協(xié)調(diào)行業(yè)政策。在價格機制中體現(xiàn)資源屬性掛鉤，加強 “城市礦產(chǎn)”示范基地發(fā)展經(jīng)驗的推廣。

（4）創(chuàng)新“城市礦山”開發(fā)利用技術(shù)。強化跨部門、跨區(qū)域組織協(xié)調(diào)機制，實行多元化的資金投入保障機制，組織各方力量開展“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，建立科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用的商業(yè)化模式，促進固體廢物資源化國際科技合作。

（5）加強對“城市礦山”開發(fā)利用的宣傳教育。學(xué)校、媒體和公共團體都應(yīng)負起開發(fā)利用“城市礦山”宣傳教育的責(zé)任，提倡綠色消費，減少資源浪費和廢物產(chǎn)生。生產(chǎn)者、銷售者、消費者、回收者、管理者等責(zé)任相關(guān)方應(yīng)充分意識到各自的責(zé)任。生產(chǎn)者應(yīng)開展生態(tài)設(shè)計，從源頭節(jié)約資源、減少廢棄物的產(chǎn)生，消費者應(yīng)積極參與垃圾分類回收，管理者應(yīng)大力推行垃圾分類并制定與之配套的政策法規(guī)。

[1] Li J H. Wastes could be resources and cities could be mines [J].Waste Management & Research, 2015, 33(4): 301-302.

[2] 中華人民共和國商務(wù)部流通業(yè)發(fā)展司, 中國物資再生協(xié)會. 中國再生資源回收行業(yè)發(fā)展報告（2016）[R].北京: 中華人民共和國商務(wù)部流通業(yè)發(fā)展公司, 中國物資再生協(xié)會, 2017.Ministry of Commerce of the PRC. Department of Circulation Industry Development, China National Resources Recycling Association. Report on the renewable resources recovery industry in China (2016) [R]. Beijing: Ministry of Commerce of the PRC.Department of Circulation Industry Development, China National Resources Recycling Association, 2017.

[3] Wen Z G, Zhang C K, Ji X L. Urban mining’s potential to relieve China’s coming resource crisis [J]. Journal of Industrial Ecology,2015, 19(6): 1091-1102.

[4] 李金惠, 宋慶彬. 中國城市礦產(chǎn)開發(fā)潛力、問題及對策研究 [J].環(huán)境污染與防治, 2014, 36 (12): 96-99.Li J H, Song Q B. Studying on the developing status, problems and suggestions of urban mining in China [J]. Environmental Pollution& Control, 2014, 36 (12): 96-99.

[5] Pauliuk S, Wang T, Muller D B. Moving toward the circular economy: The role of stocks in the Chinese steel cycle [J]. Environmental Science & Technology, 2012, 46 (1): 148-54.

[6] Melo M T. Statistical analysis of metal scrap generation: The case of aluminium in Germany [J]. Resources, Conservation & Recycling, 1999, 26 (2): 91-113.

[7] 岳強, 陸鐘武. 中國銅循環(huán)現(xiàn)狀分析(I) ——“STAF”方法 [J].中國資源綜合利用, 2005 (4): 6-11, 21.Yue Q, Lu Z W. An analysis of contemporary copper cycle in China (I)—“STAF” method [J]. China Resources Comprehensive Utilization, 2005 (4): 6-11, 21.

[8] Chen W Q, Shi L. Analysis of aluminum stocks and fl ows in mainland China from 1950 to 2009: Exploring the dynamics driving the rapid increase in China’s aluminum production [J]. Resources,Conservation & Recycling, 2012 (65): 18-28.

[9] 郭學(xué)益, 鐘菊芽, 宋瑜, 等. 我國鉛物質(zhì)流分析研究 [J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2009 (11): 1554-1561. Guo X Y, Zhong J Y, Song Y, et al. Substance fl ow analysis of lead in China [J]. Journal of Beijing University of Technology, 2009(11): 1554-1561.

[10] 王嶺, 江飛濤. 中國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排效果分析與前景 [J]. 產(chǎn)經(jīng)評論, 2012 (5): 81-91.Wang L, Jiang F T. The current situation and prospect of energy saving and emission reduction in China’s steel industry [J]. Industrial Economic Review, 2012 (5): 81-91.

[11] 閆啟平, 李銀雪. 低碳經(jīng)濟與廢鋼鐵利用 [J]. 鋼鐵研究, 2011(2):1-6, 10.Yan Q P, Li Y X. Low carbon economy and iron and steel scraps application [J]. Research on Iron and Steel, 2011(2): 1-6, 10.

[12] 張城, 李一夫, 陳東, 等. 中國再生鋁產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、發(fā)展機遇及挑戰(zhàn) [J]. 四川有色金屬, 2010 (4): 6-10.Zhang C, Li Y F, Chen D, et al. The status, opportunities and challenges of recycled alumlnum industry in China [J]. Sichuan Nonferrous Metals, 2010 (4): 6-10.

Research on Urban Mining Development in China

Sun Xiaofei, Qian Yi, Wen Zongguo, Liu Lili, Shan Guijuan, Li Jinhui
(School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

China is experiencing a serious shortage of certain mineral reserves, and several important mineral resources are increasingly supplied via foreign imports. This paper proposes urban mining as a promising means of conserving resources and facilitating sustainable economic growth. The author summarizes the origin and meaning of urban mining, and analyzes the development of the ten main types of urban mining in China from 2006 to 2016, which include: scrap iron and steel, scrap non-ferrous metals, electronic waste, and end-of-life vehicles. Next, the author predicts the resource development and utilization potential of urban mining, and evaluates the contribution of urban mining to resource conservation, environmental protection, carbon emissions reduction, and economic development. Based on these analyses, the author presents strategic and policy suggestions to promote urban mining development in China.

urban mining; circular economy; resource conservation potential; scenario analysis

X705

A

2017-06-16；

2017-07-14

李金惠，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事城市礦產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟、固體廢物污染控制工程、電子廢物資源化技術(shù)、環(huán)境技術(shù)評價與風(fēng)險評價、固體廢物和危險廢物的處理處置等；E-mail: jinhui@tsinghua.edu.cn

中國工程院咨詢項目“生態(tài)文明建設(shè)若干重大戰(zhàn)略問題研究（二期）”(2015-ZD-16)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.04.015