我國“城市礦山”開發利用戰略研究

孫笑非，錢易，溫宗國，劉麗麗，單桂娟，李金惠

（清華大學環境學院，北京 100084）

我國“城市礦山”開發利用戰略研究

孫笑非，錢易，溫宗國，劉麗麗，單桂娟，李金惠

（清華大學環境學院，北京 100084）

我國人均礦產資源嚴重不足，重要礦產資源對外依存度越來越高。“城市礦山”可作為再生資源循環利用，這是實現經濟可持續發展的新方向。本文概述了“城市礦山”的由來、內涵，分析了2006―2016年我國十大類“城市礦山”資源的回收、利用和發展情況，預測了廢舊鋼鐵、有色金屬、電子廢物、報廢汽車等典型“城市礦山”的開發利用潛力，評估了其開發利用在節約資源、保護環境、碳減排和拉動經濟方面的貢獻，并提出了我國“城市礦山”開發利用的戰略及相關政策建議。

“城市礦山”；循環經濟；資源節約潛力；情景分析

一、前言

“城市礦山”是指自然礦產經過人類的開采后，由地下轉移到地上，蘊藏在消費產品、建筑物、城市基礎設施中的各類資源的總稱。“城市礦山”是載能性、循環性、戰略性的二次資源，具有顯著的資源節約與環境友好特性[1]。通過對再生資源的多次回收利用，發揮再生資源的乘數效應，是實現資源的可持續利用的重要途徑。我國對于“城市礦產”的定義，是指在工業化和城鎮化過程中產生的，蘊藏在各類載體，包括廢舊機電設備、電線電纜、通信工具、汽車、家電、電子產品、金屬和塑料包裝物以及其他廢料中的，可以循環利用的鋼鐵、有色金屬、稀貴金屬、塑料、橡膠等資源，并強調“城市礦產”的利用量和價值相當于原生礦產資源。

“城市礦山”的開發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，產生顯著的環境效益。這也為我國應對氣候變化，促進可持續發展，積極承擔國際責任和義務，落實減排承諾提供強有力支持。此外，“城市礦山”的開發利用，能夠有效地助力技術裝備制造、物流等相關領域的發展，創造新的社會就業機會。

二、我國“城市礦山”的開發現狀

2010年我國發布《關于開展城市礦產示范基地建設的通知》，標志著國家對“城市礦山”開發利用的重視，表明了國家資源觀念和戰略的轉變。國家直接布局全國“城市礦山”的開發利用，截至2016年，我國批復建設了49家國家級的城市礦產示范基地。

2006―2016年我國“城市礦山”的資源回收利用總量持續增長（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，產值為5 902.8億元[2]。但仍然存在著政策法規不完善，缺乏長期穩定的財稅政策，再生資源回收渠道商業模式缺失等問題，制約“城市礦山”的回收利用。

三、我國典型“城市礦山”開發利用潛力分析

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

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

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

電子廢物：根據表觀消費量與生命周期方法，以全國統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，計算得出未來我國報廢家電和報廢手機的產生量[4]（見圖3）。結果表明，全國報廢家電的數量將呈現持續快速增長態勢，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13 435萬臺，電腦8 666.7萬臺，手機48 177.4萬部。

報廢汽車：統一按照汽車使用壽命12年進行計算，未來報廢汽車產生量增長迅速（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”回收利用現狀

圖2 2017―2030年我國廢鋼鐵、廢有色金屬產生量預測

圖3 2017—2030年我國典型電子廢物產生量預測

四、廢棄資源減量化及環境效益評估

在“城市礦山”開發潛力預測的基礎上，本研究選擇回收利用價值較高的幾種代表性金屬資源，結合消費結構調整、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境效益[5～12]。基于我國當前采取的政策措施，假設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。結果表明，在源頭措施消費結構的根本性調整、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，資源環境效益顯著（見圖5）。

在減量化措施下，廢鋼鐵的節能效益顯著，到2020年將節能2.459×106tce，到2030年將節能5.4×106tce；在四種金屬資源中，再生鉛的節水效益和固體廢物減排效益優于其他金屬；再生鋁的節能、節水效益、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年我國報廢汽車產生量預測

五、我國典型再生金屬資源替代效果綜合分析

我國現階段金屬資源的對外依存度較高[4]，在基準情景下，結合物質流核算，預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)）。

由于工業生產過程中產生的再生金屬資源主要用于替代原生礦產資源，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境效益

圖6 基準情景下四種礦產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”開發利用戰略目標及建議

我國未來“城市礦山”的開發潛力巨大，如妥善回收，可對原生資源起到明顯的替代作用，并產生顯著的能源環境效益。以廢鋼鐵為例，預計2030年將產生5.3991×108t，若聯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%，節能5.4×106tce、節水2.66×107t、減排固體廢物3.76×107t、減排SO23.8×104t。由此可見，“十三五”期間應將“城市礦山”的開發利用作為一個戰略性新興產業，重點支持發展。

圖7 低資源消費情景與強化回收利用情景下4種礦產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”開發利用的戰略目標

“十三五”期間的戰略目標是，實現我國“城市礦山”開發利用的重點跨越式發展。

到2020年，建立并完善生產者責任延伸制度和完善的監管體系，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”開發利用跨部門組織協調機制；全國主要城市建成網點布局合理、管理規范、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；在全國范圍內推廣“城市礦山”示范基地的經驗，在每個地級市建立一個規模化的“城市礦山”綜合利用基地；將互聯網、云平臺技術普及到“城市礦山”開發利用中；廣大人民群眾的環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，落實生產者責任延伸制，以建立生產者逆向物流體系為重點，促進生產商、銷售商開展城鎮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”資源化產業市場，有價組分提取產業規模顯著提高。“城市礦山”資源化利用產業總體規模持續擴大，達到世界先進水平，成為戰略性新興產業的支柱產業。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品，涉及到居民、企業、政府等各個方面，需要全社會和國務院各部門統籌協調管理。在利用經濟手段引導發展資源綜合利用的過程中，要注重環境污染防治，使資源向污染防治可控、達標的大型園區、企業集聚，使綜合利用集中化、規模化、產業化，實現環境污染防治與經濟效益提高協同促進。具體措施如下。

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

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

（3）扶持“城市礦產”示范基地發展。建立有利于“城市礦產”示范基地發展的政策扶持和經濟激勵措施，包括：制定稅費優惠，拓寬融資渠道，協調行業政策。在價格機制中體現資源屬性掛鉤，加強 “城市礦產”示范基地發展經驗的推廣。

（4）創新“城市礦山”開發利用技術。強化跨部門、跨區域組織協調機制，實行多元化的資金投入保障機制，組織各方力量開展“產學研用”聯合攻關，建立科技成果轉化應用的商業化模式，促進固體廢物資源化國際科技合作。

（5）加強對“城市礦山”開發利用的宣傳教育。學校、媒體和公共團體都應負起開發利用“城市礦山”宣傳教育的責任，提倡綠色消費，減少資源浪費和廢物產生。生產者、銷售者、消費者、回收者、管理者等責任相關方應充分意識到各自的責任。生產者應開展生態設計，從源頭節約資源、減少廢棄物的產生，消費者應積極參與垃圾分類回收，管理者應大力推行垃圾分類并制定與之配套的政策法規。

[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部流通業發展司, 中國物資再生協會. 中國再生資源回收行業發展報告（2016）[R].北京: 中華人民共和國商務部流通業發展公司, 中國物資再生協會, 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. 中國城市礦產開發潛力、問題及對策研究 [J].環境污染與防治, 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. 中國銅循環現狀分析(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] 郭學益, 鐘菊芽, 宋瑜, 等. 我國鉛物質流分析研究 [J]. 北京工業大學學報, 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. 中國鋼鐵工業節能減排效果分析與前景 [J]. 產經評論, 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. 中國再生鋁產業的現狀、發展機遇及挑戰 [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，清華大學環境學院，教授，博士生導師，主要從事城市礦產與循環經濟、固體廢物污染控制工程、電子廢物資源化技術、環境技術評價與風險評價、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“生態文明建設若干重大戰略問題研究（二期）”(2015-ZD-16)

本刊網址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.04.015