中国有色金属工业发展循环经济的预测和分析

祁彬 郝荣|文

本文以我国28个省份“十一五”及“十二五”时期有色金属工业各流程能源消耗量、各类污染物排放量为原始数据，选用经典灰色预测模型GM（1，1）对“十三五”期间的各流程能源消耗和各类污染物排放情况进行预测。结果表明，我国有色金属工业各流程的能源消耗、污染物排放均呈增长趋势，能源消耗和节能减排压力形势严峻。

有色金属工业资源、能源消耗量大，同时生产过程会产生大量废弃物，如不加以回收利用，不但造成资源的浪费，还会对环境产生严重的污染。有色金属工业发展规划（2016～2020年）明确了绿色可持续发展理念，将“绿色制造”“循环经济”和“重金属污染防治”等作为有色金属工业未来发展的重中之重。

循环经济强调以循环发展模式替代传统的线性增长模式，表现为以“资源-产品-再生资源”和“生产-消费-再循环”的模式，有效地利用资源和保护环境，最终达到以较小发展成本获取较大经济效益、社会效益和环境效益的目的。通常情况下，循环经济可以实现资源的高效利用，以及资源的循环利用，这种优势和可持续发展理念比较相符。走出一条适合我国有色金属工业发展的道路，就需要采取有效措施，将循环经济的思想应用到有色金属工业生产过程中的各个环节，同时借鉴发达国家的优势或经验，从而有效降低能源的消耗，减少污染物的排放。要坚持走新型工业化的发展道路，合理转变经济增长方式，建设资源节约型和环境友好型社会。同时还要加强环境保护的力度，有效减轻因有色金属工业发展所带来的环境压力，进而实现可持续发展道路。

国内许多学者对有色金属循环经济进行了不同方向的研究，王华俊根据循环经济原则，结合有色金属工业各环节节能降耗和废弃物处理等建立了评价指标体系，综合评价有色金属循环经济；王恭敏探讨了有色金属循环经济发展的模式,并提出政策建议；张晓缝分析了湖南省郴州市有色金属工业发展存在的问题,指出循环经济是有色金属工业实现可持续发展的必然选择,并从完善法律、政策体系,引进先进技术,建立生态工业园等方面探讨有色金属工业如何发展循环经济。可以看出，国内研究目前大多是基于定性角度进行现状分析、模式探索、政策建议。本文利用经典灰色预测模型GM（1，1）对“十三五”时期我国有色金属工业的能源消耗、污染物减排进行预测与定量分析，并给出切实可行的对策建议，以助于我国有色金属工业顺应全国经济发展理念和方向，进一步发展循环经济，走可持续发展道路。

模型及数据选取

灰色系统理论诞生于20世纪80年代，主要用于一些存在未知因素及不定因素领域的问题研究。其中灰色预测是灰色理论系统的重要研究内容之一。经典灰色预测GM（1,1）模型是灰色预测理论的核心模型，具有灰色系统的小样本特性和贫信息特征。灰色系统理论认为，尽管数据是杂乱的，但在其背后一定存在规律，而我们要做的正是寻找这种内在规律。作为其核心的灰色模型（Gray Model）具有以下特点：（1）对数据量要求不高，不少于四个即可；（2）建模结果真实且精度高；（3）对于不知道分布规律的原始数据可生成转化为有序序列；（4）在预测时间段上不受约束。

表1 我国有色金属工业能源消耗GM（1,1）模型模拟结果

本文以我国28个省份“十一五”和“十二五”时期的能源消费总量、污染物排放量作为原始数据序列，运用经典灰色预测模型GM（1，1）对“十三五”期间有色金属工业能源消耗、污染物排放进行预测。

预测与分析

1.“十三五”期间我国有色金属工业能源消耗预测

“十二五”时期以来，有色金属工业合理规划产业结构，在节约能源方面取得了显著成效。本文根据灰色预测模型的原理和步骤，对“十三五”期间有色金属工业能源消耗进行预测，得到的矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的能源消耗灰色预测模型如表1所示。

从表1矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的模拟结果可知，三个GM（1,1）模型中灰参数-a均小于0.3，因此模型可用于“十三五”期间我国有色金属工业能源消耗的预测。根据小误差概率P和均方差C可以看出，矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的预测模型均处于一级精度，说明模型可以充分地模拟能源消耗变化的全过程，且精度得以保障。根据模型对“十三五”期间能源消耗情况进行预测，如表2所示。

根据预测结果，有色金属矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的能源消耗随着时间的推移均呈增长态势，表明我国“十三五”期间有色金属工业能源消耗形势严峻。在未来，城市化深入、居民消费结构提升都将在我国“新常态”的经济增长模式下促进有色金属工业的发展。

表2 我国有色金属工业“十三五”期间能源消耗预测结果 （单位：万吨标准煤）

2.“十三五”期间我国有色金属工业减排预测

有色金属工业是高耗能、高污染的产业，2015新环保法的实行必然给我国有色金属工业的发展带来巨大的环保压力。本文分别对我国有色金属工业的矿采选业、冶炼和压延加工业“十三五”期间的废气、废水及固体废弃物排放情况进行预测，为政府、有色金属工业协会、企业等制定相应的环保政策和措施提供依据，灰色预测模型如表3所示。

由表3可知，8个GM（1,1）模型中灰参数-a均小于0.3，根据模型GM（1,1）适用范围的判断标准，可知得到的模型可用于“十三五”期间我国有色金属工业的废水、废气和废渣等污染物排放的预测。根据小误差概率P和均方差C的结果可以看出，有色金属工业废气排放量、烟粉尘排放量、废水排放量、化学需氧量排放量、固体废弃物产生量和危险废弃物产生量的预测模型均处于一级精度；二氧化硫排放量和氨氮排放量的污染物排放预测模型均处于二级精度，这说明模型可以充分地模拟这些污染物排放变化的全过程，且精度得以保障。根据表3所示的模拟模型GM（1,1）对“十三五”期间的废水、废气和固体废弃物的污染物排放情况进行预测，预测结果如表4所示。

根据表4所示的“十三五”期间我国有色金属工业废水、废气和固体废弃物的预测结果，我们不难发现随着有色金属工业各类金属产量的增加，其所排放的污染物也呈现增长趋势。其中除废水中的化学需氧量变化微弱外，其他各类污染物排放增长均较为明显。由此可知，将循环经济的发展理念与有色金属工业减排相融合，提高再生金属企业在资源综合利用等方面的技术水平，如将熔池熔炼技术、烟气二次燃烧和重介质分选等运用到有色金属工业的生产中，对我国有色金属工业推行大规模生产具有重要意义。在有色金属工业现有的减排设备、技术水平下，我国有色金属工业的减排压力仍然十分严峻。有色金属企业如果可以加大二次资源的无害化处理,如电锌废渣中的金属化合物在回转窑内与煤发生氧化还原反应后转变成金属氧化物，金属气化挥发在冷却过程中由收尘设备回收，回收的金属混合物含氧化锌、锗、铟等，主要为氧化锌粉，再进行综合回收利用，氧化锌粉经过浸出后，用单宁沉锗的方式回收，剩余含锌废液会再次进入电解锌过程生产精锌；水萃渣经过磁选，将其中的铁、银分离出来，形成铁银渣，铁银渣可以作价出售，磁选过后的剩余废渣主要成分是碳硅钙，对环境没有危害，以煤渣的形式外销给水泥厂、砖厂实现全部转化等，均能提高能源效率减少污染物的排放。2014年，我国再生有色金属产业和生产等量的原生金属相比，节约总量约2398.4万吨标准煤，节水总量16.4亿立方米，减少固体废弃物排放量约14.7亿吨，减少二氧化硫排放量209.5万吨。

表3 我国有色金属工业污染物排放GM（1,1）模型模拟结果

表4 我国有色金属工业“十三五”期间污染物排放预测结果

中色股份在印度承建的德里巴年产十万吨铅冶炼项目

结论及建议

本文以28个省份为研究对象，以各省“十一五”时期及“十二五”时期的能源消耗、废弃物排放总量为原始数据，通过灰色预测模型对我国有色金属工业“十三五”期间的能源消耗和污染物排放情况进行预测。基本结论如下：

（1）根据灰色GM（1,1）模型对我国有色金属工业“十三五”期间能源消耗的预测结果，有色金属矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的能源消耗随着时间的推移均呈现增长态势。这说明，我国“十三五”期间有色金属工业能源消耗形势依然严峻。虽然，我国目前处于“新常态”的经济增长模式下，但是我国城市化进程进一步加深，居民消费结构升级等因素将继续推动有色金属工业的发展。

（2）根据灰色预测模型对“十三五”期间我国有色金属工业废水、废气和固体废弃物的预测结果，我们不难发现随着有色金属工业各类金属产量的增加，其所排放的污染物也呈现增长趋势。其中除废水中的化学需氧量变化微弱外，其他各类污染物排放增长均较为明显，如废气排放量可从2016年的38305亿立方米增长至2020年的57147亿立方米。由此可知，在有色金属工业现有的减排设备、技术水平下，我国有色金属工业的减排压力依然十分严峻。

基于此，从循环经济角度对我国有色金属工业发展提出如下建议：

（1）以结构调整优化为主线，加快产业结构的调整和生产力合理布局，构建资源节约型、循环型产业结构，促进循环经济的发展。完善行业相关政策和行业准入的规范要求，推动产业结构的调整升级。

（2）制定激励循环经济发展的优惠政策，从税收等经济手段来促进再生资源产业发展。加大科研投入，鼓励科技进步与创新，推进循环经济技术的研发。

（3）从统计等信息化建设手段入手，强化国内有色金属再生回收统计体系的建设，调动更多的社会力量促进有色金属工业发展循环经济。

（4）加大宣传力度，让循环经济观念深入人心，同时增强全行业的紧迫意识和危机意识。通过大力宣传在发展循环经济方面做得比较好的企业和企业家，总结其成功经验，推广新技术，从而为整个国民经济的健康协调发展作出贡献。