定量化摸清城市矿产资源的开采潜力

文 / 清华大学环境学院循环经济产业研究中心主任 温宗国

定量化摸清城市矿产资源的开采潜力

文 / 清华大学环境学院循环经济产业研究中心主任 温宗国

城市矿产资源开采是缓解资源环境压力、减少资源对外依存度、促进循环经济大规模发展的国家战略。评估我国城市矿产资源储量及其开采潜力，制定开发战略和完善有关政策，是有序合理开发城市矿产资源的关键问题。

然而，当前国家城市矿产资源开发的战略定位仍然不够清晰，主要受制于三个重要问题缺乏定量化评估的答案：一是国家城市矿产资源开采的中长期潜力有多大；二是在多大程度上实现原生矿产资源的替代和降低对外依存度；三是能减少多少污染物排放，对国家节能减排目标能产生多大贡献。

清华大学环境学院课题组结合国家发展改革委“城市矿产示范基地”建设的工作需求，重点评估国家城市矿产资源的开采潜力、环境效益和对原生资源替代水平，提出了城市矿产资源开采的政策建议供决策参考。

城市矿产资源范围广泛，研究分析难以全部涉及，因此课题组考虑选取了铁、铜、铝、铅4种具有代表性的大宗金属资源为研究对象，这些均属于国民经济基础性资源，具有需求量大、对外依赖性强且生产过程能耗高、环境污染大的特点。

课题组通过应用存量分析、物质流分析和寿命分布模型构建城市矿产资源代谢模型，实现对主要战略性金属消耗部门资源代谢趋势的中长期动态模拟，综合考虑不同技术支撑、消费结构和回收利用率等条件，设置不同开发情景评估国家城市矿产资源储量的变化趋势和对原生资源的替代潜力。

针对金属资源挖掘、生产、制造使用、报废、回收、处理等过程的代谢模拟，可以评估往年各种资源在各主要部门的流动情况，并依据经济社会发展趋势对未来的矿产资源储量作出预测，以定量化探估我国典型城市矿产资源的开采潜力。

预测结果表明，2020～2040年我国铜资源储量及开采潜力从330.5万吨增加至808.7万吨，钢铁资源开采潜力从2.24亿吨增加至7.12亿吨，铝资源开采潜力从930.4万吨增加至3697.9万吨，铅资源开采潜力从549.3万吨增加至1208.2万吨。

以再生资源量与资源消费量之比作为再生资源替代比例，以进口的原生资源和再生资源量之和与资源消费量之比作为对外依存度，从资源代谢核算模型的理论计算结果可以看出，4种城市矿产资源（尤其是铜和铁）对原生资源的替代效益显著：2010～2040年间，铜资源替代比例增加了25.4%，对外依存度下降了30.8%；钢铁资源替代比例增加了59.9%，对外依存度下降了25.7%；铝、铅的资源替代比例分别增加了8.6%和12%。

2010～2030年电力是铜需求的主导行业，2030 年之后建筑行业迅速增加，2010～2020年电力和家电行业的废铜资源是主要的报废来源，2020年以后电力和电子行业的报废量最大。2040年以前电力是铜资源的主要存储行业，之后将被建筑行业替代。

我国铜资源需求量将在2040 年达到峰值，2020年以后进口铜资源将维持稳定，2030年以后再生铜将超过进口铜成为最可靠的铜资源供应渠道。

交通部门和机械行业是目前废钢铁的主要来源，课题组分析认为，2020年以后钢铁需求量开始稳定，进口需求量急剧下降。2025年废钢铁将替代进口铁资源成为最主要供应渠道。建筑将成为钢铁需求最大和存量最大行业，2030 年以后废钢铁的回收利用重点领域应转移到建筑行业。

废铝资源回收利用水平持续较低，国内铝资源再生利用的资源替代效果不佳，短期内铝资源的进口需求量仍然会快速增加。交通和建筑行业的铝资源社会存量最大，但包装行业才是废铝资源回收利用的主导行业，必须大幅度提高包装废铝的回收利用率才能有效降低铝资源的对外依存度。

废铅回收利用基础较好，由于需求快速增加仍然会导致铅资源进口需求量不断增加。电动交通工具的不断发展使得未来电池行业对铅的需求和报废量还将会快速增长。铅蓄电池是再生铅的主要来源和主导行业，推动铅蓄电池回收利用是发展再生铅行业的根本。

减少源头资源消耗、调整资源消费结构、强化资源回收利用是缓解我国资源压力的主要措施。在其他条件不变、资源回收利用率提高20%的情景下，课题组研究认为，再生铜与废钢将于2025年替代进口资源成为中国资源消费的主要供应渠道，资源替代比例逐步增加，有望在2050年将铜和钢铁的对外依赖程度降低至10%以下，完全保障资源安全。

由于铝资源回收率低的现实，铝资源供给将面临长期挑战。铝资源回收利用率提高20%可以将再生铝供应比率提升至50%，但仍然不足以摆脱资源大量进口的问题。特别需要提高铝资源利用效率，加强包装废铝的回收与再生利用，只有将废铝资源回收利用率提高30%以上，才可能有效降低资源的对外依赖性。

由于铅的行业消费结构简单，回收利用基础较强，只要强化铅蓄电池开展资源开采，未来我国铅资源的供给就基本有保障，但由于铅蓄电池需求量的快速增长导致了未来再生资源替代比例，与钢铁等相比则显得偏低。

城市矿产资源的开采将会为我国环境质量提升起到积极作用。课题组测算结果表明，我国城市矿产资源开采的环境效果显著。以二氧化硫的减排效果为例，2020年开采4类典型城市矿产资源将减少二氧化硫排放184.7万吨。假设国家“十三五”二氧化硫减排目标与“十二五”相同（总量减排10%），仅此一项即能达到减排总量的13.4%。

为保证城市矿产资源开发持续健康发展，减少资源对外依存度，缓解资源环境压力，课题组建议国家作出三方面的战略调整：

第一、资源政策战略调整。

首先，是以依靠原生资源进口的原有战略应逐步转为增强我国城市矿产资源的再生利用，依靠国际市场的资源保障战略存在较大风险，把“城市矿产”资源开发作为“第三渠道”，建立“国内资源+ 国际市场+ 城市矿产”新的资源统筹观。

其次，应立足于国内城市矿产资源的开采利用，经科学评估和加强环境监管的前提下，可适当进口部分再生资源以弥补国内城市矿产资源量的不足。

再次，是加强城市矿产资源技术和装备研发，将之上升为国家中长期科技发展规划纲要环境领域的重大任务。

第二、环境政策战略调整。

由“废弃物无害化处理”为主转变为“废弃物资源化利用与无害化”相结合，使废物资源化更加高效、清洁和高品质；由关注原生资源生产过程的环境污染控制为主，转变为加强资源加工及再生利用全过程的污染控制。

第三、完善回收网络体系。

充分考虑城市矿产资源储量分布情况，合理规划“城市矿产基地”建设规模，优化全国或区域内的基地布局。在国家新型城镇化建设中，商务、国土与规划部门联动，把“社区-城市- 基地”立体式资源回收网络体系的规划建设作为重要内容。

Quantitative city mining is the way to find out the potential of mineral resources