工业副产品企业间利用模型研究——以铜陵为例

周正平，冯德连，郑小保

当前，我国正处于加快转变经济发展方式的攻坚阶段，能否成功转型，关系到我国未来经济成长的质量。企业间工业副产品利用是循环经济较为高级的阶段，既体现“资源化”、“减量化”和“再利用”的基本原则，更体现企业间的共生耦合、产业链的延伸和较高的社会管理水平，可以毫不夸张地说，工业副产品企业间的循环利用是提升企业竞争力，走新型工业化道路，转变经济发展方式的重要路径。铜陵市是典型的资源型城市，面对资源的不断枯竭，其经济转型升级的任务更为繁重，但其较好的工业发展基础和特色鲜明的铜、硫、石灰石三大资源产业链又为铜陵市发展循环经济创造了得天独厚的条件。近年来，铜陵市作为国家循环经济首批试点市，在规划循环经济发展、加强资源综合利用、推进企业间工业副产品循环利用等方面作了不懈的努力，但体现企业之间共生发展的模式尚未建立，动态的发展机制和制度体系尚未构建。本文在前人研究的基础上，对发展模式和制度体系构建作进一步研究。

一、文献回顾

企业间工业副产品循环利用，实现能流、物流的共生耦合和能量的梯级利用，既属于循环经济的范畴，也属于生态工业经济学范畴。理论上，本文以共生学说为基础，致力于物料、能量等纵向、横向和区域耦合，促进整体、协同、循环的网络型循环经济发展方面的研究；实践上，本文结合安徽省铜陵市的工业副产品利用的实例，使共生循环经济理论得到一次实证检验。

共生（Symbiosis）原是生物学名词。《简明不列颠百科全书》的解释是：“两种生物个体之间任何形式的共同生活，包括互惠共生、偏利共生和寄生。”甘永辉将生态工业领域的共生理解为：企业间副产品的交换，即一组企业寻求利用彼此的副产品包括所谓的废弃物，而不是将其作为废物处理掉这样使整个工业体系转变成各种资源能源、水和原材料循环流动的闭环系统，做到经济、社会、环境的和谐发展。实际上，副产品交换是应用工业生态学时最常用的战略[1]。

国内外研究表明，工业副产品企业间循环利用的发展模式从理论构想到具体实践，国内外都有相关的研究，其重要的经济价值和社会价值已得到充分的肯定，但对国内循环经济的发展而言，工业副产品企业间利用的运行机制和相关制度明显是短板。因此，推进工业副产品企业之间的循环利用，不仅取决于技术层面问题的解决，更要重视社会管理层面的有力推进。作为循环经济国家试点市，铜陵市的工业副产品企业间循环利用的实践较多，相关理论研究偏少，本文基于国内外的研究成果，探索具有铜陵特色的工业副产品企业间循环利用的模型，并提出相关政策建议。

二、铜陵市工业副产品企业间利用现状

（一）工业副产品现状

1.工业废渣情况

（1）尾矿。矿山尾矿中大多含有各种有色、黑色、稀贵、稀土和非金属矿物等，是宝贵的二次资源。2010年，全市尾矿产生量589.67万吨，利用量为329.67万吨，利用率为55.9%。全市44座尾矿库积存尾矿数千万吨。

（2）石膏（渣）。化学石膏包括磷石膏、脱硫石膏和钛石膏。铜陵市目前主要是生产磷酸二铵产生的磷石膏和生产钛白粉产生的钛石膏，随着电厂的扩建以及脱硫设施的完善，脱硫石膏也将逐渐增加。2010年，全市磷石膏产生量125万吨，利用量160万吨，利用率为128%，目前全市尚有400万吨磷石膏存量；石膏10万吨，主要出售给水泥企业做辅料；脱硫石膏14.87万吨，综合利用量14.84万吨。

（3）粉煤灰。是燃煤发电过程中产生的，该副产品可用于建材企业生产混凝土砌块和标砖，也可以作为水泥生产过程中的添加剂。2010年，全市粉煤灰产生量119.52万吨，利用率达100%。

（4）硫酸烧渣。是硫精矿焙烧制硫酸后剩余的固体废弃物。铜化集团的硫酸烧渣由硫铁矿制硫酸产生，即硫精砂沸腾焙烧后剩余的固体废渣（红土），其中含铁约48%，是水泥生产辅料以及炼铁（进一步制铁球团）的优质原料，2010年，铜陵市硫酸烧渣产生量98.48万吨，利用率为100%。

（5）冶炼废渣。铜冶炼废渣除仍有一定的铜含量外，富含氧化硅、铁（约30%～35%）等，且以水淬冷方式产出，具有较高的硬度，铜陵有色控股公司的金昌冶炼厂和金隆公司是铜冶炼渣主要生产企业。2010年，全市冶炼废渣78.34万吨，全部获得利用。

（6）阳极泥。铜陵有色公司现有金隆铜业、金昌冶炼厂和张家港联合铜业公司等企业产出阳极泥。阳极泥年产量达4000吨。

2.工业废气情况

（1）二氧化硫。是硫精矿、硫铁矿、铜冶炼等焙烧后产生的气体，该气体可以用来制造硫酸。2010年，全市SO2的产生量为110万吨，综合利用量达106万吨，排放4万吨。

（2）粉尘。2010年全市烟尘、工业粉尘产量分别为110.64万吨、35.34万吨，去除量分别为109.8万吨、34.56万吨，排放量分别为8529吨、7826吨。

表1 2010年铜陵市主要工业三废情况（单位：万吨）

（二）工业副产品企业间利用的现状

（1）从能量的利用来看，亚星焦化每年提供7000m3煤气给铜冠冶化，同时将余热蒸汽供给金泰化工。铜化集团利用副产110万吨/年高压蒸汽发电11000万千瓦时/年，发电后低压蒸汽和有机化的14.4万吨蒸汽提供给安纳达钛业、铜官山化工公司和六国化工；华兴公司的蒸汽主要供应六国的化肥生产（安纳达钛业、铜官山化工公司、六国化工和华兴公司同属铜化集团，本质上属于能量的企业内平衡利用）。

（2）从硫酸的利用来看，铜冠冶化每年可提供40万吨硫酸给钛白粉项目；提供10万吨硫酸给方圆化纤粘胶和PTT短纤维项目作原料；提供8000吨硫酸给新亚星焦化；金隆公司每年提供约45万吨硫酸给铜化集团。

（3）从粉煤灰的利用来看，海螺水泥2009年利用外企粉煤灰共计434904吨 （其中2009年1-11月份，利用皖能铜陵电厂111342吨、国电108324和池州电厂72408吨粉煤灰）；建鑫集团每年利用皖能铜陵电厂粉煤灰、炉渣共计22.7万吨，其中炉渣占67%。丰泽科技每年利用铜陵电厂粉煤灰、炉渣共计30万吨；胜华建材拟建加气混凝土砌块及蒸压粉煤灰标砖项目，将利用电厂粉煤灰、炉渣总计85万吨。

（4）从磷石膏的利用来看，六国化工副产的磷石膏主要提供给绿阳公司生产40万吨/年磷石膏改性增强球和10万吨/年石膏粉。

另外，铜陵市主要产生硫酸烧渣企业是有色公司和铜化集团，有色公司的硫酸烧渣全部供铜冠冶化生产铁球团，铜化集团的硫酸烧渣含铁40%以下的供水泥企业作原料，其余供市内钢铁生产企业或销往外市。

以上工业副产品的产生量、排放量、利用量和利用率的数据表明：铜陵市工业副产品利用率大幅度提升，多项指标达到或接近100%，可见，资源综合利用成效显著，但对于排放量的指标需要继续考查；工业副产品企业间的利用数据也表明：铜陵市的能量、硫酸、磷石膏等副产品企业间利用的数量越来越大，质量越来越高，但这种企业间的循环利用缺少常态化的合作机制和动态的平衡利用机制。因此，铜陵市应继续以工业副产品企业间利用为切入点，构筑工业副产品企业间循环利用的模型，并辅之以有效的促进机制，推进产业内部的循环和行业间的耦合与共生，实现污染物排放最小化、资源利用最大化的目标。

三、铜陵市工业副产品企业间利用模型

（一）构建两大能量梯级利用模型

1.循环经济工业试验园能量梯级利用模型

（1）模型构建。根据《铜陵市循环经济工业试验园循环经济产业规划》的余热梯级利用方案[10]，综合考虑成本、效益和便利，构建了循环园的能量梯级利用模型。

铜冠冶化每年硫铁矿焙烧过程中产生140t/h高压蒸汽，用于热电联产。新亚星焦化产生的余热蒸汽回收到热电厂用于发电；方圆化纤、特种钢厂的生产过程中产生的余热蒸汽可回收到热电厂用于发电；热电厂减压处理的低压蒸汽分别供给亚星焦化15t/h、方圆化纤60t/h；热电厂提供给铜冠冶化372t/h余热；热电厂提供给纺织服装城等其他企业454t/h余热和热电；亚星焦化每年提供7000m3煤气给铜冠冶化，同时将余热蒸汽供给金泰化工。

图1 循环经济工业试验园能量梯级利用模型

（2）配套工程。实现园区能量梯级利用，需辅之以必要的基础设施和配套工程：建设以铜陵有色公司循环园自备热电厂项目为供热主体 （一期建设2台25MW背压式机组，配套建设2台220t/h锅炉）项目；以铜冠冶化、新亚星焦化余热蒸汽为辅，建设市循环经济工业试验园两级蒸汽管网，满足园区内纺织印染、化工、铜加工等企业的蒸汽需求。两级蒸汽管网—中压蒸汽（30KG/H）管网和低压蒸汽（15KG/H）管网既可独立运转，也可由中压管网向低压管网供汽，实现中压与低压管网的压力平衡。

2.横港循环经济工业示范区能量梯级利用模型

（1）模型构建。横港循环经济工业示范区内主要有的铜化集团、皖能发电、金隆公司、海螺水泥和富鑫钢铁等，该区域能量利用如下：铜化集团利用副产110万吨/年高压蒸汽发电11000万千瓦时/年，发电后低压蒸汽和有机化的14.4万吨蒸汽提供给安纳达钛业、铜官山化工公司和六国化工；华兴公司的蒸汽主要供应六国的化肥生产（安纳达、铜官山化工、华兴等都隶属铜化集团）；金隆公司每小时产生的蒸汽，供公司生产和生活使用；此外，现有余热利用系统：闪速炉余热锅炉和转炉余热锅炉产生的饱和蒸汽合并后，通过厂区管网送至动力中心；海螺水泥利用余热进行发电，2009年余热发电量为36694.92万度，主要是企业自用；铜陵发电厂的余热蒸汽提供给毗邻的丰泽建材制砖。可见，该区域企业内部的能量循环利用较好，但企业间循环利用的效率不高，热电联产项目和集中供热管网是推进横港循环工业示范区热量梯级利用的关键。

结合 《铜陵市横港循环经济工业示范区循环经济规划》的能量梯级利用方案[11]，横港园能量梯级利用通过图2模型体现出来，其主要规划如下：金隆公司富余蒸汽应进入园区统一的蒸汽管网。富鑫钢铁富余的蒸汽进入园区统一管网。有机化工公司富余蒸汽送入园区蒸汽管网。铜官山化工公司富余的蒸汽进入园区统一管网。以建设统一的蒸汽管网和余热发电装置为纽带，以限制新建并逐步淘汰中小燃煤锅炉等为手段，最终可以有效地促进园区内企业之间的能量耦合和平衡。

图2 横港循环经济工业示范区能量利用模型

（2）配套工程。实现园区能量梯级利用的主要配套工程有：以皖能铜陵电厂2×30万千瓦发电机组的热电改造项目为供热主体，以园区生产企业（化工总厂、有机化等）的余热蒸汽为辅，建设覆盖横港循环园区的中、低压两级蒸汽管网，满足园区内企业的蒸汽需求。两级蒸汽管网—中压蒸汽（30KG/H）管网和低压蒸汽（15KG/H）管网既可独立运转，也可由中压管网向低压管网供汽，实现中压与低压管网的压力平衡。

（二）构建三大物流网络模型

1.工业副产品硫酸利用模型

铜陵市是全国硫酸产量最多的地级市，铜陵有色的铜冠冶化和金隆公司分别有80多万吨、100多万吨硫酸生产能力和生产规模。铜冠冶化每年可提供40万吨硫酸给钛白粉项目；提供10万吨硫酸给方圆化纤粘胶和PTT短纤维项目作原料；提供8000吨硫酸给新亚星焦化；金隆公司每年提供约45万吨硫酸给铜化集团，其余销往安徽、浙江、江苏等省内外各地；方圆化纤和钛白粉项目产生的含硫废气物再回收到硫酸厂制酸（规划中）；铜官山化工和华兴公司生产的硫酸可分别供给六国化工、钛白粉和有机公司。目前铜化集团生产的硫酸企业内部基本自给，达到平衡利用促进硫酸的相对平衡利用，金隆铜业的硫酸基本达到平衡，铜冠冶化的硫酸消化需进一步补充完善相关补链项目。硫酸企业间循环利用模型见图3。

图3 硫酸企业间循环利用模型

2.粉煤灰企业间利用模型

铜陵市电厂扩大生产能力后，全市粉煤灰、炉渣总量最高将突破200万吨。目前，铜陵市已经或意向利用电厂粉煤灰、炉渣的企业共有4家，分别是铜陵海螺水泥、建鑫集团、丰泽科技和胜华建材，利用电厂粉煤灰、炉渣总量达172万吨左右。

海螺水泥2009年利用外企粉煤灰共计434904吨 （其中2009年1-11月份，利用皖能铜陵电厂111342吨、国电108324和池州电厂72408吨粉煤灰）；建鑫集团每年利用皖能铜陵电厂粉煤灰、炉渣共计22.7万吨，其中炉渣占67%。丰泽科技每年利用铜陵电厂粉煤灰、炉渣共计30万吨；胜华建材拟建加气混凝土砌块及蒸压粉煤灰标砖项目，将利用电厂粉煤灰、炉渣总计85万吨。

铜陵市建材类企业在满负荷生产的条件下，粉煤灰、炉渣需求量仅172万吨，每年会有30余万吨粉煤灰、炉渣得不到利用。因此，需进一步加强引导，促进粉煤灰的综合利用平衡，具体见图4。

3.磷石膏企业间利用模型

图4 粉煤灰企业间利用模型

六国化工副产的磷石膏主要提供给绿阳公司生产40万吨/年磷石膏改性增强球和10万吨/年石膏粉；该公司的磷石膏还提供给海螺水泥作原料；法拉第建材公司生产纸面石膏板 （产能1500万平方米/年），年消耗磷石膏50万吨；泰山石膏纸面石膏板项目建成投产后，将综合利用铜陵电厂、铜陵国电、六国化工等公司脱硫石膏、磷石膏40万吨；铜陵国电和皖能铜陵电厂每年产生的脱硫石膏提供给海螺水泥作原料等。

近年来，随着磷石膏资源综合利用的力度加大，铜陵市磷石膏利用率为116.8%，但由于历史积存，目前铜陵市尚有400万吨磷石膏存量，利用不能得到平衡。具体模型见图5。

图5 石膏企业间利用模型

4.硫酸烧渣、阳极泥和烟灰

目前，铜陵市主要产生硫酸烧渣企业是有色公司和铜化集团，有色公司的硫酸烧渣全部供铜冠冶化生产铁球团，铜化集团的硫酸烧渣含铁40%以下的供水泥企业作原料，其余供市内钢铁生产企业或销往外市；有色公司副产的阳极泥和烟灰含有稀贵金属，通过提炼，全部综合利用。

由于受市场、产量等诸多因素的影响，能量、磷石膏、硫酸和粉煤灰等副产品企业间利用模型反映的只是某个时间或某时间段利用量的具体情况，只能是一个动态的、相对平衡的模型，而且这种模型需要发挥政府引导和市场机制的作用，不断加强企业间协调的力度，构筑企业间合作交流的平台，甚至是某些制度约束，实现工业副产品企业间的循环利用。

四、结论及政策建议

（一）结论

首先，建立了四个主要工业副产品企业间利用的模型，并对企业间“物流”、“能流”的动态平衡进行了分析，相对平衡的企业间的工业副产品循环利用模型是企业耦合、企业共生的具体表现，对本地区的资源综合利用，循环经济发展具有指导意义；

其次，工业副产品企业间循环利用将实现废物的资源化，降低企业经营成本和提高企业利润，有必要建立资源共生、利益共生、“风险共生”乃至管理、制度及企业文化等多重关系构成的复合共生体，使企业之间的关系更加紧密；

最后，铜陵市工业副产品循环利用尚存在生产者责任延伸缺少规制、企业间缺少交流和合作平台、重大节点项目缺失或建设缓慢等问题。企业间工业副产品共生发展的模式、动态的发展机制和制度体系建设需要继续努力推进。

本研究为理解和分析生态产业共生网络的要素、结构、功能以及现实中发展生态产业提供了一个战略性的思路和框架，不但有助于产业共生基础理论研究的深化，而且有助于推动我国的循环经济实践。

（二）政策建议

第一，落实有关资源综合利用的各项优惠政策。（1）落实 《资源综合利用企业所得税优惠目录（2008年版）》、《享受增值税优惠政策的废渣目录》和《财政部国家税务总局关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》（2008年）优惠政策的落实；（2）对发展循环经济的重点企业和重点项目，在土地、信贷、设备购置、科研攻关等方面给予重点支持；（3）协调各有关方面，认真落实国家、省关于鼓励支持循环经济发展的政策、规定。第四，加大对示范企业、项目的资金支持。

第二，构建公共信息和公共技术平台。首先，在信息平台建设方面。将循环经济信息的政府平台、园区平台、媒体平台和网络平台有机联网，利用信息网络，为循环经济发展提供方便快捷的信息服务。主要包括：循环经济综合信息服务网，循环经济技术研发、应用与推广信息网，资源、能源循环再利用信息网，循环经济电子商务平台，可用废弃物交易平台等；其次，技术平台建设方面。充分发挥相关循环经济产学研战略联盟的作用，整合研发资源，以高校、科研机构为支撑，建立循环经济基本公共技术服务平台。重点开展循环经济关键和公共技术联合攻关。

第三，发挥市场配置资源的基础性作用。逐步建立能够反映资源性产品供求关系的价格机制；根据资源、能源供需情况，通过水价、电价、气价、地价、原材料价等价格政策的调整，引导全社会节约资源，限制和淘汰高能耗、高污染行业发展。

第四，加强行业协会和循环经济服务机构建设。依托循环经济相关企业和非政府组织，组建循环经济行业协会，共同担负起制定行业共同行为准则、产品交易程序、产品标准等责任，使协会成员得以充分交流对接，创造合作机会，推进成员自律；鼓励发展各种循环经济研究组织，支持组建循环经济研究院和其它第三方中介、谘询服务等民间组织机构，服务循环经济发展。

第五，打造企业间合作交流平台。开展多种形式的交流与合作，是推进工业副产品企业间利用的前提和基础，政府应成为推动循环经济交流合作的主导。由政府部门组织的循环经济专门活动，如现场会、经验交流会、洽谈对接会和情况分析会等；由行业协会组织召开的会议和活动，如组织科技报告会、企业家论坛、座谈会、外出考察、协会内评先等；由中介服务机构组织面向全国、面向世界的循环经济主题论坛等。

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