中國(guó)玻璃物質(zhì)流分析和未來(lái)需求預(yù)測(cè)研究

柳曉燕,朱芬芬,趙 冰

中國(guó)玻璃物質(zhì)流分析和未來(lái)需求預(yù)測(cè)研究

柳曉燕,朱芬芬*,趙 冰

(中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100872)

使用物質(zhì)流分析方法和情景分析法探討了1949～2050年玻璃的物質(zhì)流動(dòng)和初級(jí)資源可持續(xù)性.結(jié)果表明,廢日用玻璃和廢玻璃纖維是資源損失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn);在不同需求增長(zhǎng)率下,初級(jí)資源需求會(huì)在2030～2050年某個(gè)時(shí)期超過(guò)當(dāng)前資源儲(chǔ)量.2045年前,期望將廢平板玻璃回收利用率提高到70%、廢日用玻璃回收利用率提高到60%,使玻璃硅質(zhì)資源可以滿足低增長(zhǎng)需求.為了達(dá)到循環(huán)目標(biāo),政府應(yīng)持續(xù)推進(jìn)垃圾分類(lèi),鼓勵(lì)企業(yè)從設(shè)計(jì)端延長(zhǎng)玻璃產(chǎn)品壽命,提高回收利用技術(shù),建立完善的回收再利用體系.

玻璃；物質(zhì)流分析；情景分析；資源可持續(xù)性

玻璃已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、日用包裝等行業(yè).我國(guó)是全球玻璃產(chǎn)量最大的國(guó)家,玻璃的制造伴隨著大量的碳排放和能源消耗.生產(chǎn)1t玻璃產(chǎn)品大約消耗7.8GJ能源,排放0.6～0.8t CO2[1].另外,玻璃制造還會(huì)消耗大量的玻璃硅質(zhì)資源.但是目前我國(guó)每年產(chǎn)生大量的廢玻璃,回收利用率僅為10%[2].玻璃材料為非金屬和無(wú)機(jī)材料,既不能燃燒也不能分解,主要處理處置方式是填埋和堆放,不僅浪費(fèi)了巨大的能源,而且給陸地環(huán)境帶來(lái)了巨大的威脅[2].理論上,玻璃可以100%回收利用而不會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量和純度降低[3].為提高玻璃資源利用效率,減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,科學(xué)解析玻璃資源的生命周期代謝過(guò)程至關(guān)重要.此外,提高回收利用率是否能有效降低資源消耗也是需要研究的一個(gè)方面.

物質(zhì)流分析(MFA)可以在特定的系統(tǒng)內(nèi),構(gòu)建物質(zhì)的流量和存量模型,并對(duì)其進(jìn)行定量的分析.因此MFA可以用于分析物質(zhì)代謝過(guò)程中的流量和存量等信息,為提高資源利用效率減少污染提供科學(xué)參考[4].有研究用MFA構(gòu)建了紙和紙板物質(zhì)流動(dòng)基準(zhǔn)模型[5],明確了廢紙非標(biāo)回收是中國(guó)生活廢紙回收體系的問(wèn)題節(jié)點(diǎn).還有研究利用MFA核算出了不同類(lèi)型塑料在其生命周期內(nèi)的物質(zhì)流量及存量,明確廢棄是中國(guó)塑料資源浪費(fèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)[6-7].另外,銅、鎳等資源的可持續(xù)性研究也已經(jīng)通過(guò)資源需求情景分析開(kāi)展[8-9].目前,尚沒(méi)有關(guān)于我國(guó)玻璃生產(chǎn)、使用和廢棄的MFA,無(wú)法明確我國(guó)玻璃物質(zhì)流動(dòng)中資源損失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),沒(méi)有玻璃硅質(zhì)資源可持續(xù)性研究.

因此,本文首先建立了玻璃物質(zhì)流分析的基本框架,研究了中國(guó)玻璃代謝過(guò)程,分析了不同玻璃資源浪費(fèi)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),以提高玻璃的資源利用率,降低其生命周期的環(huán)境影響;其次,通過(guò)將回收利用率情景與初級(jí)需求情景相結(jié)合,預(yù)測(cè)未來(lái)30a不同情景下玻璃硅質(zhì)資源需求,以彌補(bǔ)當(dāng)前相關(guān)研究的缺失, 并為相關(guān)行業(yè)的資源利用和環(huán)境保護(hù)政策研究和決策提供量化數(shù)據(jù)支持.

1 數(shù)據(jù)與方法

我國(guó)玻璃行業(yè)可以分為日用玻璃行業(yè)、平板玻璃行業(yè)、玻璃纖維行業(yè)和玻璃制鏡行業(yè)[10].2018年日用玻璃、平板玻璃和玻璃纖維產(chǎn)量分別占玻璃行業(yè)總產(chǎn)量的30.70%、61.54%和6.63%,合計(jì)占98.87%.因此,本文選擇研究對(duì)象為平板玻璃、日用玻璃、玻璃纖維,以反映玻璃工業(yè)整體狀況.

1.1 物質(zhì)流分析框架

研究對(duì)象為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的玻璃(平板玻璃、日用玻璃、玻璃纖維),系統(tǒng)范圍為中國(guó)大陸,時(shí)間跨度為1949～2019年,物質(zhì)流分析的框架將玻璃生命周期分為3個(gè)階段:生產(chǎn)加工階段由原料生產(chǎn)出原產(chǎn)品,依據(jù)不同用途經(jīng)過(guò)加工之后進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng);使用階段是產(chǎn)品在各終端領(lǐng)域的使用和消費(fèi)過(guò)程;廢物處理處置階段指廢物進(jìn)入回收端、處理處置或回收利用的過(guò)程.

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

數(shù)據(jù)主要來(lái)自于統(tǒng)計(jì)年鑒、行業(yè)報(bào)告、相關(guān)文獻(xiàn)以及實(shí)際調(diào)研等.其中,某些缺失數(shù)據(jù),對(duì)其采用合理估算方法進(jìn)行補(bǔ)充;尤其是1949～2000年進(jìn)出口量是根據(jù)后期數(shù)據(jù)的趨勢(shì),進(jìn)行擬合推算.本文研究的重點(diǎn)是對(duì)代謝現(xiàn)狀的解析,早期較低的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)狀的流量及存量影響較小.另外,缺失年份的消費(fèi)結(jié)構(gòu)采用線性插值法估算.廢玻璃焚燒后基本無(wú)灼減,因此未被再利用的廢玻璃以填埋為主計(jì).

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算

1.3.1 玻璃消費(fèi)量計(jì)算 根據(jù)物質(zhì)流分析的基本計(jì)算方法,玻璃消費(fèi)量的計(jì)算公式如下:

式中:C是第年玻璃消費(fèi)量;P是第年玻璃生產(chǎn)量;Im是第年玻璃進(jìn)口量;Exp是第年玻璃出口量.

其中,平板玻璃統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以“萬(wàn)重量箱”計(jì),日用玻璃中的玻璃保溫容器以“個(gè)”計(jì),將其換算為t.

1.3.2 2020～2050年的年均國(guó)內(nèi)玻璃需求量情景分析 時(shí)間序列分析是基于歷史數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì),由于需求的歷史趨勢(shì)是不確定的,主觀因素會(huì)影響未來(lái)需求的變化[11].在這些主觀因素中,人口和需求增長(zhǎng)率的波動(dòng)可能會(huì)對(duì)中國(guó)玻璃國(guó)內(nèi)需求趨勢(shì)產(chǎn)生很大的影響.中國(guó)的人口預(yù)測(cè)使用聯(lián)合國(guó)2020～2050年不同變異系數(shù)下中國(guó)人口預(yù)測(cè)數(shù)據(jù).

基于平板玻璃2018年時(shí)循環(huán)利用率已經(jīng)達(dá)到62%,因此預(yù)期循環(huán)利用率設(shè)置為65%、70%、80%和90%.平板玻璃2018年時(shí)循環(huán)利用率已經(jīng)達(dá)到36.6%,因此預(yù)期循環(huán)利用率設(shè)置為40%、60%、80%和90%.根據(jù)玻璃纖維物質(zhì)流動(dòng)分析,玻璃纖維主要用做增強(qiáng)材料、復(fù)合材料,尚無(wú)經(jīng)濟(jì)性的循環(huán)利用技術(shù),因此本文不考慮循環(huán)利用情況.

則玻璃硅質(zhì)資源需求量計(jì)算公式如下:

2 結(jié)果與分析

2.1 玻璃物質(zhì)流動(dòng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析

2.1.1 玻璃產(chǎn)量和進(jìn)出口量 1949～2018年中國(guó)玻璃生產(chǎn)量和進(jìn)出口量如圖1所示.

1949～2000年玻璃產(chǎn)量年均增長(zhǎng)較緩慢,2000年后玻璃產(chǎn)量年均增量速度加快,年均增長(zhǎng)344.2萬(wàn)t.從玻璃類(lèi)別方面看,1996年起平板玻璃超過(guò)日用玻璃,成為最主要的玻璃產(chǎn)品.這可能因?yàn)槠桨宀Ａе饕糜诮ㄖ?、汽?chē)、環(huán)保能源等行業(yè),從而受到行業(yè)的快速發(fā)展影響[14].玻璃纖維產(chǎn)量占玻璃總產(chǎn)量的比例較小,但所占比重逐年增加,由2000年的1.5%逐年增加到2018年的6.4%,這可能是因?yàn)榻陙?lái),玻璃纖維更多地應(yīng)用于交通設(shè)備、電子電器等,行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)玻璃纖維產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)[15].值得注意的是,雖然各種玻璃產(chǎn)量年均增量逐年增加,但是增長(zhǎng)率并未持續(xù)增大,大部分時(shí)間在0%～20%內(nèi)波動(dòng),因此我國(guó)玻璃產(chǎn)量或者說(shuō)國(guó)內(nèi)需求量保持較穩(wěn)定的增長(zhǎng).1949～2019年玻璃總產(chǎn)量約12.1億t,81.7%是近20a生產(chǎn),這是由于近20a我國(guó)建筑行業(yè)和汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展.我國(guó)是玻璃凈出口國(guó)家,2000～2007年玻璃總出口量迅速增加,年均增長(zhǎng)率達(dá)到24.7%; 2008年之后增長(zhǎng)率趨緩,年均增長(zhǎng)率約2.7%.2008年以后,玻璃纖維出口仍然保持較高的增長(zhǎng)率.

2.1.2 國(guó)內(nèi)消費(fèi)量 由于玻璃進(jìn)口量未按照終端產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi),且進(jìn)口總量占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)、國(guó)內(nèi)消費(fèi)總量的不到2%,因此玻璃進(jìn)口量未計(jì)入國(guó)內(nèi)消費(fèi)量.

如圖2所示,整體來(lái)看,我國(guó)玻璃消費(fèi)量自1980年開(kāi)始增長(zhǎng)明顯,1980～2000年年均消費(fèi)增長(zhǎng)量52.9萬(wàn)t;自2000年后增長(zhǎng)率更快;2000～2010年年均增長(zhǎng)量達(dá)到336.8萬(wàn)t.從消費(fèi)結(jié)構(gòu)上看,1980年以前我國(guó)國(guó)內(nèi)消費(fèi)量較小,因此不作詳細(xì)分析.1980年～1995年,我國(guó)消費(fèi)以日用玻璃為主.自2001年開(kāi)始,平板玻璃基本維持在玻璃總消費(fèi)量的60%左右,成為玻璃消費(fèi)的主力,日用玻璃消費(fèi)量占玻璃總消費(fèi)量的25%～35%.自2011年以來(lái),平板玻璃消費(fèi)量雖然仍有增加,但是不及日用玻璃和玻璃纖維消費(fèi)量增量高,尤其是玻璃纖維消費(fèi)量,增長(zhǎng)強(qiáng)勁.

圖2 1949～2018年中國(guó)玻璃消費(fèi)量

平板玻璃是產(chǎn)業(yè)鏈上游產(chǎn)品,根據(jù)相關(guān)行業(yè)估算,原片中約75%用于建筑材料,15%用于汽車(chē)玻璃,5%用于光伏玻璃,5%用于其他工業(yè)[16].日用玻璃主要包括玻璃包裝容器和玻璃保溫容器,99%以上的日用玻璃用于玻璃包裝容器及其他制品.玻璃纖維下游主要用于建筑建材、電子電氣、交通運(yùn)輸、管罐、工業(yè)應(yīng)用以及新能源環(huán)保等領(lǐng)域,占比分別約為34%、21%、16%、12%、10%和7%[17].

2.1.3 廢物產(chǎn)生與再利用、處理處置 如圖3所示,2017～2019年,我國(guó)年產(chǎn)生廢玻璃約2000萬(wàn)t,總回收利用率分別為53.5%,55.3%和46.2%.廢平板玻璃回收利用率較高,2017～2019年分別達(dá)到70.6%, 62.2%和60.0%;日用玻璃的回收利用率略低,2017～ 2019年分別為33.5%、36.6%和31.2%.

玻璃纖維的廢棄物可以分為純玻璃纖維與玻璃纖維復(fù)合增強(qiáng)材料兩類(lèi),主要以玻璃增強(qiáng)纖維為主.未被回收利用的廢棄玻璃纖維制品一般采取焚燒或填埋處理,其中玻璃纖維成分不會(huì)因焚燒分解.玻璃纖維回收利用不明確主要是因?yàn)槔眉夹g(shù)困難.相對(duì)于初始數(shù)量,復(fù)合材料制造過(guò)程將產(chǎn)生約30%～50%的廢物[18].廢棄纖維增強(qiáng)樹(shù)脂可用的廢物處理方法,最常見(jiàn)的是粉碎后的填埋、焚燒,或者在水泥/建筑行業(yè)用作填充物[19].但是目前玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GFRP)回收技術(shù)尚處于研究階段.此外,潛在再生材料的二級(jí)市場(chǎng)還不存在,未來(lái)對(duì)這些再生材料的需求也不確定[20].所有針對(duì)GFRP回收的研究都得出結(jié)論,水泥窯協(xié)同處理是最優(yōu)的處理方法,因?yàn)榛厥誈FRP的處理成本太高,而回收的玻璃纖維的質(zhì)量又太低,也就是沒(méi)有一種流程能夠以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格提供與玻璃纖維相同的特性,難以采用化學(xué)回收[21].根據(jù)以上分析,本文估算能夠進(jìn)入生產(chǎn)階段的回收利用量為0.

圖3 2017～2019年中國(guó)廢玻璃回收量、終端處理量和廢棄量

2.1.4 玻璃物質(zhì)流分析 2019年玻璃進(jìn)口數(shù)據(jù)不完整,因此本文構(gòu)建2018年平板玻璃、日用玻璃和玻璃纖維物質(zhì)流動(dòng)分析,見(jiàn)圖4.

由圖4可知,在2018年,生產(chǎn)平板玻璃4698.2萬(wàn)t,進(jìn)口平板玻璃及加工品57.3萬(wàn)t,出口平板玻璃及加工品530.7萬(wàn)t,凈出口廢平板玻璃3.7萬(wàn)t.進(jìn)入環(huán)境的廢平板玻璃329.9萬(wàn)t.2018年,中國(guó)生產(chǎn)日用玻璃2532.8萬(wàn)t,消耗主要原料2240.0萬(wàn)t.進(jìn)口日用玻璃共8.90萬(wàn)t,出口日用玻璃357.3萬(wàn)t.進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的日用玻璃合計(jì)2184.4萬(wàn)t,進(jìn)入自然環(huán)境廢日用玻璃520.0萬(wàn)t.廢玻璃纖維的產(chǎn)生量為136.0萬(wàn)t.

根據(jù)上述分析可知,目前廢平板玻璃回收利用率較高,基本可以達(dá)到60%以上;而廢日用玻璃回收利用率不到35%,是玻璃資源損失的一個(gè)節(jié)點(diǎn).根據(jù)廢玻璃纖維回收利用現(xiàn)狀可知,廢玻璃纖維目前利用率較低,基于當(dāng)前廢玻璃纖維產(chǎn)量高增長(zhǎng)率情況下,廢玻璃纖維的再利用預(yù)計(jì)未來(lái)也將成為一個(gè)資源損失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn).

2.2 2020～2050年年均國(guó)內(nèi)玻璃需求量情景分析

預(yù)測(cè)2020～2050年玻璃需求(圖5)的目標(biāo)是了解未來(lái)可能的需求.如果2019年玻璃的人均國(guó)內(nèi)需求量繼續(xù)保持,2020～2050年的平板玻璃和日用玻璃總需求將因出口量增加而略有上升[22-23].另外,有研究認(rèn)為,人口將在2020～2035年達(dá)到頂峰,隨后將緩慢下降[24].但是當(dāng)平板玻璃總需求量增長(zhǎng)率和日用玻璃增長(zhǎng)率不低于2%、玻璃纖維增長(zhǎng)率不低于5%時(shí),3種玻璃增長(zhǎng)率仍然持續(xù)增長(zhǎng).因此,相對(duì)于人口變化,高增長(zhǎng)率是造成平板玻璃、日用玻璃和玻璃纖維需求量增長(zhǎng)的主要原因.

2.3 玻璃硅質(zhì)資源需求量情景分析

基于平板玻璃回收利用率約62%,日用玻璃回收利用率約36.6%,圖6給出了平板玻璃回收利用率分別為65%、70%、80%和90%,日用玻璃40%、60%、80%、90%,玻璃纖維無(wú)循環(huán)時(shí)的累積玻璃硅質(zhì)資源需求波動(dòng)情況.雖然在實(shí)踐中較難達(dá)到90%的回收利用率,但這一百分比范圍用于考慮“理想的”回收條件.短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)極為困難.

由圖6可見(jiàn),各種情景都表明,玻璃硅質(zhì)資源初級(jí)需求將在未來(lái)30a持續(xù)增長(zhǎng),這可能是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展,需求將不斷增長(zhǎng).根據(jù)圖6(a)所示,在穩(wěn)定的需求增長(zhǎng)率下,鼓勵(lì)提高現(xiàn)有的回收能力,如果將日用玻璃回收利用率提高至40%,中國(guó)很可能在不耗盡“儲(chǔ)量”的情況下,滿足到2050年的初級(jí)玻璃硅質(zhì)資源需求.如果加強(qiáng)國(guó)內(nèi)廢料回收,中國(guó)可以利用現(xiàn)有技術(shù)將回收利用率提高至40%.2045年前,玻璃硅質(zhì)資源如果要滿足平板玻璃和日用玻璃2%需求增長(zhǎng)率,玻璃纖維5%需求增長(zhǎng)率,平板玻璃回收利用率提高至70%,日用玻璃的回收利用率必須提高至60%;2050年前若要滿足上述需求增長(zhǎng)率,則平板玻璃和日用玻璃循環(huán)利用率必須提高至80%～ 90%. 2050年前,若平板玻璃和日用玻璃需求增長(zhǎng)率大于3%,同時(shí)玻璃纖維需求增長(zhǎng)率大于7%,即使平板玻璃和日用玻璃的回收效率提高至90%,初級(jí)資源需求量也將超過(guò)當(dāng)前儲(chǔ)量.如果要提高日用玻璃循環(huán)量,初期可以依靠中國(guó)正在法律化的垃圾回收,提高日用玻璃回收利用率.如果三種玻璃的回收利用率要達(dá)到80%～90%,尤其需要對(duì)日用玻璃產(chǎn)品和玻璃纖維產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行修改,這意味著在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并不容易,特別是對(duì)中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家.

圖6 不同循環(huán)率下玻璃硅質(zhì)資源的累積初級(jí)需求

3 建議

針對(duì)玻璃設(shè)計(jì)端,政府設(shè)置激勵(lì)政策,鼓勵(lì)企業(yè)在設(shè)計(jì)時(shí)將易老化部件設(shè)計(jì)成易更換結(jié)構(gòu);鼓勵(lì)企業(yè)在設(shè)計(jì)新類(lèi)型玻璃時(shí),延長(zhǎng)玻璃壽命,引入延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì);政府應(yīng)鼓勵(lì)企業(yè)設(shè)置產(chǎn)品壽命結(jié)束標(biāo)志,引導(dǎo)消費(fèi)者主動(dòng)延長(zhǎng)玻璃使用時(shí)間.

基于回收的平板玻璃和日用玻璃可替代高達(dá)95%的原材料,針對(duì)玻璃生產(chǎn)端,鼓勵(lì)企業(yè)提高回收玻璃使用比例.

從消費(fèi)和消費(fèi)后循環(huán)利用角度,對(duì)于平板玻璃,在中國(guó)北方地區(qū)應(yīng)適當(dāng)減少玻璃外墻的使用;鼓勵(lì)企業(yè)創(chuàng)新快速修復(fù)方法以減少玻璃靜態(tài)疲勞.對(duì)于日用玻璃,不同廢日用玻璃由于用途和顏色的限制不能作為混合廢玻璃再利用,為提高循環(huán)利用率,要持續(xù)推進(jìn)垃圾分類(lèi),提高玻璃分類(lèi)回收效率,采取比如分色收集、押金制度等政策;同時(shí)政府應(yīng)鼓勵(lì)研發(fā)能夠分選不同材質(zhì)、不同顏色玻璃的機(jī)器,提高分選準(zhǔn)確率和效率.玻璃纖維回收再利用應(yīng)鼓勵(lì)技術(shù)研發(fā),如機(jī)械回收后的閉環(huán)利用,化學(xué)回收的工業(yè)化應(yīng)用等.政府和企業(yè)同時(shí)引導(dǎo)消費(fèi)者理性消費(fèi).

4 結(jié)論

4.1 2001～2019年,平板玻璃是玻璃消費(fèi)的主力,日用玻璃消費(fèi)量占玻璃總消費(fèi)量的25%-35%,玻璃纖維消費(fèi)量逐年增加.基于2018年物質(zhì)流分析,我國(guó)廢平板玻璃回收利用率可以達(dá)到60%以上;而廢日用玻璃回收利用率不到35%,是玻璃資源損失的一個(gè)節(jié)點(diǎn).另外,廢玻璃纖維利用率低,基于玻璃纖維產(chǎn)量高增長(zhǎng)率,廢玻璃纖維也將成為一個(gè)資源損失的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn).

4.2 2020～2050年,相對(duì)于人口變化,高增長(zhǎng)率可能是造成平板玻璃、日用玻璃和玻璃纖維需求量增長(zhǎng)的主要原因. 2045年前,期望將廢平板玻璃回收利用率提高到70%、廢日用玻璃回收利用率提高到60%,使玻璃硅質(zhì)資源滿足玻璃較低的需求增長(zhǎng)率.

[1] Ruth M, Dell'Anno P An industrial ecology of the US glass industry [J]. Resource Polliton, 1997,23(3):109-124.

[2] Cheng M, Chen M Z, Wu S P, et al. Effect of waste glass aggregate on performance of asphalt micro-surfacing [J]. Construction and Building Materials, 2021,307:125133.

[3] Glass Packaging Institute. Glass recycling facts [EB/OL]. 2021. https://www.gpi.org/glass-recycling-facts.

[4] Fischer-Kowalski M, Huttler W. Society’s metabolism: The intellectual history of materials flow analysis, Part Ⅰ, 1860-1970 [J]. Journal of Industrial Ecology, 1998,2(4):61-78.

[5] Liu M , Tan S , Zhang M ,et al. Waste paper recycling decision system based on material flow analysis and life cycle assessment: A case study of waste paper recycling from China [J]. Journal of Environmental Management, 2020,255:109859.

[6] Millette S, Williams E, Hull C E. Materials flow analysis in support of circular economy development: Plastics in Trinidad and Tobago [J]. Resources, Conservation and Recycling, 2019,DOI:10.2139/ssrn. 3463783.

[7] 欒曉玉,劉 巍,崔兆杰,等.基于物質(zhì)流分析的中國(guó)塑料資源代謝研究 [J]. 資源科學(xué), 2020,42(2):372-382.

Luan X Y, Liu W, Cui Z J, et al. Plastic resources metabolism in China based on material flow analysis [J]. Resources Science, 2020,42(2): 372-382.

[8] Elshkaki A, Graedel T E, Ciacci L, et al. Resource demand scenarios for the major metals [J]. Environmental Science & Technology, 2018,52:2491?2497.

[9] Zeng X, Xu M, Li J. Examining the sustainability of China’s nickel supply: 1950?2050 [J]. Resources, Conservation and Recycling, 2018, 139:188?193.

[10] 生態(tài)環(huán)境部.關(guān)于征求《玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(征求意見(jiàn)稿)》等四項(xiàng)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)意見(jiàn)的函[EB/OL]. https://www.mee. gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202005/t20200507_778050.html.

Ministry of Ecology and Environment. Letter of soliciting opinions on four National environmental protection standards, including Emission Standard of Air Pollutants for Glass Industry (Draft) [EB/OL]. https://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/202005/t20200507_778050.html.

[11] Eheliyagoda D, Wei F, Shan G, et al. Examining the temporal demand and sustainability of copper in China [J]. Environmental Science & Technology, 2019,53:13812?13821.

[12] Geyer R, Jambeck J R, Law K L. Production, use, and fate of all plastics ever made [J]. Science Advances, 2017,3:e1700782.

[13] GB/T11944-2012 中空玻璃[S].

GB/T11944-2012 Insulating glass unit [S].

[14] Wang L J, Song X J, Song X J. Research on the measurement and spatial-temporal difference analysis of energy efficiency in China’s construction industry based on a game cross-efficiency model [J]. Journal of Cleaner Production, 2021,278:123918.

[15] 中國(guó)玻璃纖維工業(yè)協(xié)會(huì).玻璃纖維行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL]. 2021. http://www.cfia.xin/page64?article_id=1834.

China's Fiberglass Industry Association. The 14thFive-year Plan for fiberglass industry [EB/OL]. 2021. http://www.cfia.xin/ page64?article_id=1834.

[16] 中華玻璃網(wǎng).玻璃需求不濟(jì)反彈力度實(shí)屬有限[J]. 建材發(fā)展導(dǎo)向(下), 2014,(10):97.

Glass demand rebound strength is limited [J]. Building Materials Development Guide (II), 2014,(10):97.

[17] 中國(guó)巨石股份有限公司.超額利潤(rùn)分享方案[EB/OL]. 2021. http://www.sse.com.cn/disclosure/listedinfo/announcement/c/new/2021-08-18/600176_20210818_11_jKdX03p7.pdf.

China Boulder Co., LTD. Super profit sharing scheme [EB/OL]. 2021.http://www.sse.com.cn/disclosure/listedinfo/announcement/c/new/2021-08-18/600176_20210818_11_jKdX03p7.pdf.

[18] Rybicka J, Tiwari A, Alvarez Del Campo P, et al. Capturing composites manufacturing waste flows through process mapping [J]. Journal of Cleaner Production, 2015,91:251-261.

[19] Y?ld?z S, Karaa?a? B, Güzeli? S G. Utilization of glass fiber reinforced polymer wastes [J]. Polymer Composites, 2021,42:412–423.

[20] Sommer V, Walther G. Recycling and recovery infrastructures for glass and carbon fiber reinforced plastic waste from wind energy industry: A European case study [J]. Waste Management, 2021,121:265-275.

[21] Liu P, Meng F, Barlow C Y. Wind turbine blade end-of-life options: An eco-audit comparison [J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 212:1268-1281, 10.1016/j.jclepro.2018.12.043.

[22] 鐘悅之,宋曉暉,王彥超,等.中國(guó)平板玻璃行業(yè)大氣污染物排放特征研究 [J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2018,38(12):4451-4459.

Zhong Y Z, Song X H, Wang Y C, et al. Emission characteristics from flat-glass industry in China [J]. China Environmental Science, 2018, 38(12):4451-4459.

[23] 郭玉潤(rùn),劉俊紅,張文科.冷凝水冷卻玻璃幕墻構(gòu)建及其對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響分析[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2020,40(7):3143-3149.

Guo Y R, Liu J H, Zhang W K. Construction and influence analysis on indoor environment of condensate water cooling glass fa?ade [J]. China Environmental Science, 2018,38(12):3143-3149.

[24] United Nations. World urbanization prospects: The 2019 revision [R]. New York, United States: Department of Economic and Social Affairs Population Division, 2019.

Study on glass material flow analysis and future demand forecast in China.

LIU Xiao-yan, ZHU Fen-fen*, ZHAO Bing

(School of Environment & Natural Resources, Renmin University of China, Beijing 100872, China)., 2022,42(5)：2464～2470

This study used material flow analysis and scenario analysis to explore the flow and sustainability of glass resources from 1949 to 2050. The results show that waste domestic glass and waste glass fiber are the key nodes of resource loss. Under different demand growth rates, the primary resource demand will exceed the current resource reserves in some period from 2030 to 2050. By 2045, it is expected to increase the recovery rate of waste flat glass to 70% and the recovery rate of waste domestic glass to 60%, so that glass silicon resources can meet the low growth demand. In order to achieve the recycling goal, the government should continue to promote waste classification, encourage enterprises to extend the life of glass products from the design end, improve recycling technology, and establish a good recycling system.

glass；material flow analysis；scenario analysis；resource sustainability

X24

A

1000-6923(2022)05-2464-07

柳曉燕(1991-),女,山東肥城人,博士研究生,主要從事固體廢物資源化研究.發(fā)表論文3篇.

2021-10-25

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2019YFC1906501)

* 責(zé)任作者, 教授, zhufenfen@ruc.edu.cn