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再生资源回收利用与碳减排的定量分析研究

发布时间:2021-04-01   来源:   点击数:6436122次

再生资源回收利用与碳减排的定量分析研究

戴铁军 潘永刚  张智愚  张卉聪


2020年9月22日,习近平主席在第75届联大一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。随后,习近平总书记在多个重大国际场合就应对气候变化提出有力度的目标和愿景,发表一系列倡议和看法,为我国绿色低碳转型指明了前进方向,也为全球气候治理向前迈进注入了新动能。2021年3月15日,中央财经委员会第九次会议强调,我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策,事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。


2021年2月22日,国务院发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》,确保实现碳达峰、碳中和目标,推动我国绿色发展迈上新台阶。意见强调,要加强再生资源回收利用,推进垃圾分类回收与再生资源回收“两网融合”,加快落实生产者责任延伸制度,完善废旧家电回收处理体系,特别是加快构建废旧物资循环利用体系,加强废纸、废塑料、废旧轮胎、废金属、废玻璃等再生资源回收利用,提升资源产出率和回收利用率等。

一、再生资源回收行业发展“助推”碳减排

碳中和是一个综合性目标,涉及国民经济各个部门和社会再生产全过程。要实现碳达峰和碳中和的目标,需要采取一系列强有力的措施,包括采用源头减量、能源替代、节能提效、回收利用、工艺改造、碳捕集及利用等各种方式。实现碳达峰和碳中和是一个全方位、全流程的动态过程,既是能源技术和生产方式的转型,也是经济发展方式转型,还是生活方式的转型,涉及到全社会、经济发展、生产和生活的方方面面。


再生资源回收利用是碳减排的路径之一,同时兼具污染物减排的协同效益,无疑是实现碳达峰和碳中和的重要方式。当前对碳减排的研究热点主要集中在能源领域,而对再生资源回收利用行业的碳减排研究尚待加强。在重点耗能行业,利用废热废气生产零碳能源是一种“回收利用”,在社会再生产过程中,通过对巨大的可回收物进行循环利用,更是一种实现碳中和效应不可或缺的方式。


2020年,随着无废城市和美丽中国建设持续推进,环保执法与督查力度进一步加大,钢铁、有色金属等行业减少原生矿产资源的使用量,不断提高废钢铁、废有色金属等环保原料的使用比例,我国再生资源回收总量增长较快。


2019年,我国废钢铁、废有色金属、废塑料、废轮胎、废纸、废弃电器电子产品、报废机动车、废旧纺织品、废玻璃、废电池十大类别的再生资源回收总量为3.45亿吨,同比增长7.1%。其中,废钢铁回收量涨幅较为明显,同比增长9.8%;废纸和废玻璃回收量增幅较小,其中废钢铁所占回收量比例最大,在65%左右。


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①:自2014年起,将中小型钢铁企业回收的废钢铁、铸造和锻造行业使用的废钢铁数量纳入统计范围。

②:自2014年起,将从热镀锌渣、锌灰、烟道灰、瓦斯泥灰中回收的废锌数量纳入统计范围。

③:报废机动车相关数据来源于商务部全国汽车流通管理信息系统。

数据来源:商务部流通业发展司


再生资源的回收利用可以有效减少初次生产过程中的碳排放。研究表明,高耗能行业(钢铁、水泥、铝和塑料)的产品再生,废弃物(秸秆、林业废弃物、生活垃圾)的资源化能源化利用以及动力电池回收利用三大领域的潜力最大。例如,钢铁领域,过去二十年国内钢材消费量迅速增长将带动中国国内的废钢资源快速增长,根据中国废钢铁应用协会数据整理,每利用1吨废钢铁,评价可替代1吨多炼钢生铁,节约能源60%,可节约0.4吨焦炭或者1吨左右原煤,废钢铁回收利用温室气体减排效果率为0.15t CO2e/t废生铁[1]。钢铁行业的短流程趋势(电炉代替高炉)加大了废钢的利用前景。再生铝领域,再生铝也可非常显著有地效减少初次生产的能耗与碳排放。塑料循环利用领域,根据能源转型委员会研究,2050年,中国的塑料需求中52%可由回收再利用的二次塑料提供。动力电池回收领域,2019年预计可回收三元正极0.13万吨,随后逐年递增至2030年的29.25万吨;预计到2030年磷酸铁锂电池回收利用过程可回收锂元素0.65万吨。


再生资源行业发展助推碳减排过程,可分为行业自身通过回收利用既可助力生产行业实现碳减排,又为企业在碳交易中增加了配额收益。


“十三五”期间单位GDP二氧化碳排放累计下降了18.2%。近十五年来,我国的单位GDP二氧化碳排放量降幅远超全球平均水平,但从绝对数值来看,依然与全球平均数值存在一定差距。按照2030年前达峰的目标,后续仅为碳中和预留30年时间,因此“十四五”时期加速实现碳达峰将尤为重要。


2021年全国碳市场即将开始交易,国内碳市场作为我国碳达峰碳中和战略的配套措施已经逐渐建立。再生资源的利用,无疑将为企业赢得碳排放配额的收益,为企业带来新的绿色财富。


二、再生资源回收利用与碳减排的定量分析


目前,国内专家学者对我国碳达峰碳中和的政策、制度、措施等进行了较为全面分析和高度整合,提出我国在各领域存在的各类问题、挑战及建议。但是再生资源回收利用领域的相关研究,大部分偏定性,量化研究不足,这使得再生资源回收利用行业发展对碳减排政策实施效果的分析存在不确定性。因此,研究再生资源回收利用行业与碳减排的定量关系,将有利于分析再生资源行业发展对碳减排的影响程度,更好的为行业政策设计及再生资源品类的应用提供重要工具。


资源循环利用和节能减排在环境经济学上,是完全一致的工业活动。完成资源循环活动的同时,节约了原材料开采和再加工所需的能源,同时还减少了其它污染物的排放。


(一)典型再生资源回收利用的节能减排情况


再生资源利用是循环经济的关键组成部分,是重要的国家资源战略,是实现碳达峰和碳减排的重要抓手。再生资源与原生资源相比,可以大量节约能源、减少污染排放、有效保护环境和生态。特别是在当前原生资源日益短缺、开采成本不断上升、价格逐渐攀升的条件下,充分利用再生资源,既能降低成本,又能降低碳排放和污染物排放,还可为经济建设提供保障。以下重点对废纸、废铜和废塑料回收利用节能减排的成效进行介绍。



(1)废纸造纸节能减排

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废纸造纸技术是将各种回收的废纸和纸板再生产。废纸造纸可以减少森林资源的消耗,减少废品废料的产生。废纸浆还减少能源消耗,废纸制浆减少化学品消耗和废水的污染负荷,废纸造纸是一项绿色节能的环保工程。据了解,利用废纸造纸与用传统的植物纤维造纸相比较,可以节约50%的新鲜水,节省60%~70%的能源消耗。如果使用木材原料生产1t纸浆需要4~5m3木材,利用废纸制浆,每1.25t废纸就能生产出1t的纸浆。废纸制纸浆,不需要添加蒸煮类化学添加剂,减少化学品的量,相比传统原料造纸可减少污水悬浮物排放25%,生化需氧量排放减少40%,可以减少60%~70%的大气污染,减少70%的固体废物排放[2]。废纸回收利用温室气体减排效率分别为5.42t CO2e/t废纸[1]。



2)废铜回收节能减排情况


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随着经济的增长,铜的消费量逐年增长,然而矿产铜的持续开采将使铜矿资源枯竭。再生铜生产的单位能耗仅为矿产铜的20%,每利用1t废杂铜,可少开采矿石130t,少产生2tSO2、13.1kg NOx和100多t工业废渣,节能87%[3,4],因此世界各国对废杂铜的回收再生尤为重视。废铜回收利用温室气体减排效率为14tCO2e/t废铜[5]。


(3)塑料回收节能减排情况

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