2000～2010年中国资源产出率测算

李 楠，张天柱，周北海（.北京科技大学土木与环境工程学院，北京 00083；2.清华大学环境学院，北京00084）

2000～2010年中国资源产出率测算

李 楠1，张天柱2*，周北海1（1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083；2.清华大学环境学院，北京100084）

在中国实际管理需求的基础上，构建了中国经济系统物质流分析（Chinese Economy-wide Material Flow Analysis - CEW-MFA）模型，对传统经济系统物质流分析工具进行了补充和拓展.在该模型的基础上将中国的RP定义为一组4个指标:直接物质投入（DMI）/GDP、本地物质消耗（DMC）/GDP、物质总循环量（CR）/（CR+DMI）与CR/固体废物总产生量（TG）.测算了2000～2010年时间段的物质流及RP指标，并对其中的资源经济产出效率进行了国际比较.结果表明，中国现阶段的物质代谢总量高，2010年国家的DMI接近120亿t，DMC超过107亿t.中国资源的经济产出效率与主要发达国家相比仍有较大差距.2010年的GDP/DMI与GDP/DMC分别为2260，2512元/t.循环物质总量有较大幅度的增长，综合利用率CRR（1）与CRR（2）总体保持上升趋势.CRR（1）从2000年的16%升至2010年的23%，CRR（2）由46.8%升至54.1%.

资源产出率；经济系统物质流分析；资源综合利用

人类社会与自然界的协调发展和经济结构的转型，关键在于转变长久以来人类社会的传统物质代谢模式，减轻对自然环境的压力.提高资源产出率（RP），才能在维持经济增长的同时，减少资源的过度消耗.RP是反映资源节约和环境保护的综合性指标，在物质需求总量不变的前提下，RP的提高直接等同于一次资源投入和污染排放的减少.随着人类对经济系统物质基础理解的不断深化，大多数国家都日益重视能够提高本国资源产出率的相关政策，希望以更少的自然资源使用和更低的排放获得更高的经济增长.20世纪70年代出现的全球能源危机，引发的关于能源利用率（ER）的讨论被认为是RP研究的起源［1］. ER被定义为能源消耗与国民生产总值（GNP）的比值［2］.现有的RP定义均基于经济系统物质流分析（EW-MFA），属于在物质流分析（MFA）基础上深度衍生出来的一类可持续发展指标（SDI）.

虽然中国在《“十二五”规划纲要》中首次提出了综合RP提升15%的规划要求，但没有给出综合RP的具体定义与测算方法，缺少“可操作、可量化、可考核、可决策”的RP指标体系，因此难以测算评价经济系统与环境之间的相互关系以及经济发展对环境产生的影响，也就无法制定有效的经济转型相关政策方针.

迄今为止，由各国政府主导的关于RP的官方报告数量较少，RP测算分析案例多为研究学者或机构所做［3］.这些研究的RP概念本身的定义与基本统计数据口径也有所区别，与物质流指标相关联的经济指标多种多样，如GDP总量或土地占用等［4-13］.虽然有很多国家具备国家层面时间跨度较大的物质流数据，但由国家政府机构权威发布，并将MFA指标衍生为RP类发展目标的只有奥地利［14］、比利时［15］、丹麦［16］、芬兰［17］、德国［18］、意大利［19］、荷兰、波兰、瑞典、日本［20］等少数国家，且这些国家提出的指标较为宽泛，趋近于一组SDI指标或仅为指导性的发展目标［21］.

针对中国RP的研究仍以理论研究或综述为主，进行大规模RP测算分析的研究较少［1，22，23］.并且，国内该领域较多的研究停留在物质流分析的层面［11，24-28］，在其基础上扩展研究RP的研究较少.刘滨等［29］使用中国的GDP/DMI作为RP指标与英国、日本和德国做了简单比较.朱远等基于EW-MFA进行了国家层面RP的研究，这些研究分别对单位GDP和单位人口的DMI、DMC指标进行了分析［1，22，30-31］，并进行了简要的国际比较.鉴于国内外RP的研究现状，目前在中国开展RP测算工作的瓶颈主要在于实物量流动的测算.中国RP测算的前提是物质流的全面测算.所以本研究基于国际EW-MFA开发了中国经济系统物质流分析模型（CEW-MFA），基于该模型定义了中国的RP指标体系，并测算了2000-2010年中国的RP指标.在结合中国国情的同时，满足国际比较的需要，试图为中国RP提升相应政策的制定提供理论与数据支持.

1 模型与方法

CEW-MFA是一个描述社会经济系统的物质和能量输入、输出信息的工具，可简化为一个环境与经济的模型，即社会/经济系统包含在环境系统中.

直接通过资源环境与作为研究对象的经济系统边界的流被称为直接流（DF），未直接通过该边界的流由两类组成:①本地采掘过程中未被使用的流（UE），如矿石开采过程中所产生的无用剥离物，也称隐流（HF）.②间接流（IF），表征进出口货物折算为原材料的当量（RME）以及原材料开采过程中的UE.CEW-MFA中仅考虑穿越经济系统边界的流.

如图1所示，CEW-MFA中进入经济系统的物质流包括从本地环境采掘的资源以及通过海关进口的货物；离开经济系统的物质流包括处置后排放至环境的废弃物以及通过海关出口的货物.在对经济系统内部的碳循环和水循环进行平衡后可得到贮存在系统内部的物质量.UE以及进口间接流并没有直接通过经济系统边界，且无完整数据支持和标准化的测算方法，故在CEWMFA中不考虑UE和IF.

图1 CEW-MFA模型框架Fig.1 CEW-MFA model framework

1.1 CEW-MFA的直接流

CEW-MFA的5种主要直接流可分为3类:输入流、输出流以及循环流.输入流:1本地采掘、2进口；输出流:3出口、4处置后排放；循环流:5循环.

1.1.1 本地采掘（DEU） 指从本经济系统资源环境采集挖掘，进入本经济系统用作生产和消费的所有液态、固态和气态资源（由于水的开采量的数量级比其他本地开采的流量大，CEW-MFA中不计入）.本地采掘分为4类:生物质、金属矿石、非金属矿石和化石燃料.

1.1.2 进口（IM） 指通过本经济系统海关口岸进入本经济系统的所有商品.进口商品包括:原材料、半制成品和制成品.

1.1.3 出口（EX） 指通过本经济系统海关口岸流出本经济系统的所有商品.出口商品包括原材料、半制成品和制成品.

1.1.4 处置后排放（DPO） 指从经济系统流入自然环境中的物质，即所有生产和消费过程中产生并在处置后排入环境的物质.本地处置后排放包括排放至大气的污染物、固体废物和排放至水体的污染物.其中，排放的固体废物由两部分组成，即生产过程固废排放和末端消费活动中的固废排放.生产过程废物产生以及末端消费废物产生除循环利用外的排放可被区分为已控和未控两类.已控排放指的是经过无害化处理的固体废物（卫生填埋），被归为净物质存量存储于经济系统中；未控排放指直接排入自然环境的废物，被归为DPO.

1.1.5 循环（CR）.物质总循环量CR指在生产加工和终端消费环节废弃物产生后被循环利用的物质总量.

图2 CEW-MFA循环流框架Fig.2 CEW-MFAcycleflowsframework

CR由3部分组成:生产过程固废综合利用量（RU），再生资源回收利用量（RC）和直接再利用量（RE），如图2所示.

固废综合利用量（RU）包含两个部分:工业固废综合利用量（IRU）和农业固废综合利用量（ARU）.

IRU指在企业生产加工过程中通过回收、加工、循环、交换等方式，从固体废物中提取或者使其转化为可以利用的资源、能源和其他原材料的固体废物量（包括当年利用往年的工业固体废物贮存量），如用作农业肥料、生产建筑材料和筑路等，主要物质类别有:煤矸石、危险废物、粉煤灰、冶炼废渣、炉渣、放射性废物、脱硫石膏和其他废物，不包括矿山开采的剥离废石和掘进废石（煤矸石和呈酸性或碱性的废石除外）［32］.由于CEW-MFA模型计量的是所有流经社会经济系统的物质流，本研究对工业固体废弃物的一般性定义进行了扩展形成IRU，将危险废物和放射性废物纳入其中.

ARU指收集后用作燃料、饲料、肥料、生产原料（包括建材）、食用菌基料以及用作生产沼气的农膜、畜禽粪便和秸秆（不包含未经处理直接还田的秸秆）.

RC指经过最终消费使用后，被资源化、再利用的物质总量.再生资源有以下主要类别:废钢铁、废有色金属、废塑料、废纸、废轮胎、废建材、废旧汽车和废旧电子电器.

RE指没有经过任何物理或化学加工处理，而直接被利用的废物量，主要包括二手汽车、二手电器以及多次使用包装物（如饮料瓶等）三大类.RU、RC和RE由9大类别组成:1工业固体废弃物、2农业固体废弃物、3建筑垃圾、4市政垃圾及农村生活垃圾、5废旧汽车、6废旧电子电器、7二手汽车、8二手电子电器以及9包装物.其中，1工业固体废弃物和2农业固体废弃物的循环利用部分被纳入固废综合利用量RU；3建筑垃圾，4市政垃圾及农村生活垃圾，5废旧汽车，6废旧电子电器的循环利用部分被归为再生资源回收量RC；7二手汽车、8二手电子电器和9包装物被归入直接再利用量RE.

1.2 CEW-MFA的衍生流

在直接流的基础上可进一步处理得到衍生流本地物质消耗（DMC）和本地物质投入（DMI）.DMI衡量经济系统生产消费活动所需的直接物质供给量.它包括本地采掘和进口2部分，表征本地经济系统对环境产生的压力.但由于进口是商品形式，包含半成品及最终成品，对进口所属地区资源环境的压力描述存在一定的空缺，参见式（1）.DMC衡量经济系统的物质使用量，计量的是经济系统直接使用的总物质量.DMC与能源消耗量等其他物理消耗指标的定义方法类似，可简单归结为输入减去出口得到，参见式（2）.

2 资源产出率指标定义

中国RP指标的定义是在CEW-MFA物质流指标的基础上，基于可操作性、政策相关性和敏感性的原则，结合社会经济等有关信息，经进一步处理得到的相关指标，分为资源经济产出效率和循环利用率两类.

2.1 资源经济产出效率指标

资源经济产出效率即资源利用的经济效率指标，是指经济活动中资源消耗的效率与强度指标.国际上有多种关于资源经济产出效率的度量方法，如单位GDP的直接物质投入量（DMI）可以表示资源综合投入强度.单位GDP的DMC与单位GDP的DMI均可用于表征资源使用的强度，相比于GDP/DMI，GDP/DMC表征的是单位GDP与资源消耗的概念更为贴近，国际上将GDP/本地物质消耗（DMC）定义为本国相应RP指标的国家相对较多.类似的，也可采用GDP的分物质投入或消耗强度指标，表示创造单位GDP的能源消费量等某一种资源的消费强度［33］.综上，本研究定义了2种资源经济产出效率指标:GDP/DMC与GDP/DMI.

2.2 循环利用率指标

更多的循环使用意味着更少的一次资源投入.资源循环利用产业也于“十二五”开始被中国列为战略性新兴产业之一.虽然现有大量的关于循环物质流的相关研究，但是大部分着重研究某一组特定废物的循环利用，如:生活固废、工业固废、农业固废、建筑垃圾等，还包括大量基于元素流进行的循环研究［34-39］.此外，还有很多研究在单纯分析循环的基础上进一步考虑其环境影响［36，40-41］.除日本之外，鲜见研究将废物循环与CEW-MFA进行综合考虑［20］.

从经济系统的物质平衡角度来看，经济系统对物质资源的总需求由DMI和CR（工业固废综合利用量、再生资源回收量与直接利用量之和）两部分组成.随着经济增长，即使总的物质投入（DMI+CR）不断增大，如果循环使用的物质能够增长的更快，则从自然界获取的资源有可能保持不变甚至出现减少趋势.即，更多的物质循环意味着可能投入更少的一次资源.所以，使用CR与（DMI+CR）的比值，可以表征循环使用的物质占经济系统总物质投入的比例［42］，日本开展的物质流分析工作对循环率的定义与之类似.此外，CR占固体废物总产生量（TG）的比值则可以表征废物产生后没有排放到环境中而被综合利用的总体比例.

不同国家与组织出于不同的管理需要与考量视角，对综合利用率（CRR）有着不同的定义.总体而言，有两种定义获得较多的认可［43］.第1种将CRR定义为CR除以CR与DMI之和，参见式（3）.

CRR（1）被定义为CR/（DMI+CR）的潜在含义为更多的循环物质的使用可以有效减少一次不可再生资源的投入.日本在其“Sound Material-Cycle Society”概念中，使用了类似的定义方法，并将该物质循环率作为国家的主要发展目标之一［20，41，44-45］.

第2种循环率CRR（2）的定义为CR除以固废总产生量（TG），参见式（4）.TG即在生产加工以及终端消费过程中所产生的所有废物总量，其主要来源环节为农业、工业、市政、建筑以及其他大宗废物（废旧汽车、废旧电子电器等）.

3 2000～2010年中国资源产出率测算

利用CEW-MFA模型，测算出中国2000年至2010年的基本物质流指标，如表1所示.

在其基础上，根据公式（1）～（4）可进一步得到衍生流指标和相应的RP指标，其中GDP使用2000年不变价.由表1可知，4个RP指标在2000-2010年间，均总体保持上升，但暂未观察到任何经济增长与物质使用的绝对解耦迹象.

表1 2000～2010年物质流指标（×106t）Table 1 CEW-MFA indicatorsof 2000～2010 （×106t）

3.1 资源经济产出效率指标

3.1.1 GDP/DMC 2000～2010年期间，中国GDP/DMC保持上升趋势，从2000年的1750元/t升至2010年的2512元/t，如图3所示.然而在“十一五”期间，即2006年开始出现小幅下降.从2007至2008这两年的物质流分项数据和经济指标来看，GDP增速有所放缓且DMC在2007年之后高速增加.GDP在“十一五”前，大部分年度较上一年增幅超过12%.而2000～2005年期间的GDP增幅则在9%左右.

图3 2000～2010年GDP/DMC指标变化趋势Fig.3 GDP/DMCvariationtrend of 2000～2010

3.1.2 GDP/DMI 如图4所示，自2000年以来，中国的GDP/DMI有较明显的整体上升趋势，从2000年的1683元/t升至2010年的2260元/t.与DMC类似，2007年开始DMI的激增导致了2007年之后出现了暂时性的小幅回落.

图4 2000～2010年GDP/DMI指标变化趋势Fig.4 GDP/DMI variation trend of 2000～2010

图5 中国GDP/DMC与GDP/DMI与其他国家的比较Fig.5 International comparison of GDP/DMC and GDP/DMI

3.1.3 中国GDP/DMC和GDP/DMI与其他国家的比较 中国2010年的GDP/DMI与GDP/DMC分别仅为227美元/t和303美元/t（2000年不变价），与世界上其他主要发达国家的相应指标相比［21，44-45］，处于绝对下游水平，如图5所示.2010年中国的指标接近挪威（挪威水平偏低是由于其著名的“石油魔咒”［21］）与日本、瑞士、美国和英国等国家相差甚远.

3.2 循环率指标

3.2.1 CRR（1） 如图6所示，CRR（1）从2000年的16%波动上升至2010年的23%.尽管CR的年度平均增长速度为13%，但是未能减缓DMI总量的增加，DMI仍然保持了每年7%的高速增长.

更多的CR并没有使得DMI的增长速度有所放缓.换言之，即便CR大幅增长，但中国经济系统的总物质需求也在迅速膨胀，使得一次资源的投入（DMI）的总量难以出现放缓趋势.

图6 2000～2010年CRR（1）指标变化趋势Fig.6 CRR （1） variation trend of 2000～2010

3.2.2 CRR（2） 工业、建筑和市政垃圾的产生量构成了绝大部分的TG.农业固废的产生量虽然也有所提高，但是鉴于耕地面积和生产能力的限制，它的增幅较小，如图7所示.CRR（2）从46%增长至60%，2003年后的增速有所提高，这是对2003年开始施行的《中华人民共和国循环经济促进法》的有效响应［46］.CRR（1）是从经济系统整体物流的角度被定义为CR/（CR+DMI），而DMI必然高于TG（DMI为系统总输入），CRR（1）的平均水平要低于CRR（2）30%左右.

图7 2000～2010年CRR（2）指标变化趋势Fig.7 CRR （2） variation trend of 2000～2010

4 结论

4.1 2000～2010年，虽然中国资源的经济产出效率指标总体上处于缓慢上升的趋势，但是与主要发达国家相比仍有较大的差距，未出现经济增长与物质使用的绝对解耦趋势.2010年的GDP/DMI与GDP/DMC分别为2260元/t和2512元/t.

4.2 中国现阶段的物质代谢总量高，且近年来一直保持高速增长态势.2010年，国家的DMI接近120亿t，DMC超过107亿t.由于经济始终处于高速基础增长阶段，物质投入与消耗的上升有很强的驱动力.

4.3 循环物质总量在10年间都有较大幅度的增长.CRR（1）由2000年的16%升至2010年的23%.CRR（2）虽然在2003年及2006年出现了小幅波动，但总体也保持上升趋势，从46.8%升至54.1%.由于直接物质投入也在高速增加，导致综合循环率CRR（1）的增幅水平低于CRR（2）.

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Pilot calculation of resource productivity in Chinafrom 2000 to 2010.

LI Nan1， ZHANG Tian-zhu2*， ZHOU Bei-hai1（1.Civil and Environmental Engineering School， University of Science and Technology Beijing， Beijing 100083， China；2.School of Environment， Tsinghua University， Beijing 100084， China）. China Environmental Science， 2015，35（1）：304～311

The model of Chinese Economy-wide Material Flow Analysis （CEW-MFA） was built on the basis of evaluating the requirements of management in China. Traditional tools of material flow analysis were complementarily developed. RP in China was defined as a group of four indicators on the basis of CEW-MFA: Direct Material Input （DMI）/GDP，Domestic Material Consumption （DMC）/GDP， Comprehensive Reutilization （CR）/（CR+DMI） and CR/Total Generation（TG）.Finally， a pilot calculation of material flow and the four RP indicators of 2000～2010was carried out， as well as the international comparison of the two resource economic outputindicators. The result showed that total amount of current material metabolism of China is large， with DMI approximately 12 billion tons and DMC over 10.7 billion tons in 2010. There is still a considerable gap between RP of China and that of the developed countries. GDP/DMI and GDP/DMC in 2010 are¥2260/t and ¥2512/t， respectively. CR has a significant growth，while both CRR （1） and CRR （2） are overall increasing， with CRR （1） from 16% in 2000 to 23% in 2010 and CRR （2） from 46.8% to 54.1%.

resource productivity；economy-wide material flow analysis；resource comprehensive reutilization

X32

A

1000-6923（2015）01-0304-08

李 楠（1983-），男，辽宁大连人，北京科技大学博士后，主要从事经济系统物质流分析及资源产出率测算分析研究.发表论文10余篇.

2014-04-18

国家科技支撑项目（2012BAC03B01）

* 责任作者， 教授， zhangtz@tsinghua.edu.cn