我国废弃物循环利用体系建设路径与发展建议

张华 ,  温宗国 ,  胡宇鹏 ,  贺克斌 ,  郝吉明

中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (6) : 210 -222.

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中国工程科学 ›› 2024, Vol. 26 ›› Issue (6) : 210 -222. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2024.06.022
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我国废弃物循环利用体系建设路径与发展建议

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Construction Paths and Development Suggestions for China's Waste Recycling System

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摘要

废弃物循环利用是我国可持续发展的重要组成部分,是国家发展规划的重要战略任务之一。本文梳理了我国废弃物循环利用的主要成效与未来发展趋势,辨识了废弃物循环与减污降碳协同潜力未充分发挥、技术创新和研发力度不足、可持续商业模式缺乏、标准认证体系不规范、现有法律法规和标准体系建设协同性不足等问题。在此基础上,针对新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合4个废弃物循环利用的重点领域,从源头建立绿色生产和设计体系、优化回收过程网络、促进废弃物产品再利用和服务创新3个角度,进一步提出了各重点领域全过程的废弃物循环利用体系建设路径与主要任务。为推动我国废弃物循环利用体系的高质量建设,本文从循环与减污降碳协同增效、重大技术研发与产业化、激发再生产品的提质升级与规模化应用、助力废弃物循环利用的智能化精细化管控、加强要素保障等方面提出了发展建议。

Abstract

Waste recycling is an important component of China's sustainable development and one of the strategic tasks of the national development plan. This study first sorts out the major achievements and development trends of waste recycling in China, and identifies the existing problems, such as unexploited potential in recycling and carbon reduction, insufficient technological innovation and scientific research, lack of sustainable business models, non-standard standards certification system, and insufficient coordination of existing laws, regulations, and standards system. On this basis, the study focuses on four key areas of waste recycling: new-energy solid waste, waste polymer materials, cross-industry coordination of industrial wastes, urban multi-source waste coupling. From the three perspectives of establishing a green production and design system at the source, optimizing the recycling process network, and promoting waste product reuse and service innovation, the construction paths and major tasks of the waste recycling system in each important field are proposed. To promote the high-quality construction of China's waste recycling system, this study also proposes development suggestions from aspects of synergistic enhancement of recycling and carbon reduction, development and industrialization of major technologies, quality upgrading and large-scale application of recycled products, intelligent and refined management of waste recycling, and safeguarding of key elements.

Graphical abstract

关键词

循环利用体系建设路径 / 新能源固废 / 高分子材料固废 / 工业废弃物跨产业协同 / 多源废弃物耦合

Key words

construction paths of recycling system / new-energy solid waste / polymer material solid waste / cross-industry coordination of industrial waste / multi-source waste coupling

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张华,温宗国,胡宇鹏,贺克斌,郝吉明. 我国废弃物循环利用体系建设路径与发展建议[J]. 中国工程科学, 2024, 26(6): 210-222 DOI:10.15302/J-SSCAE-2024.06.022

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一、 前言

党的二十大报告提出,实施全面节约战略,推进各类资源节约集约利用,加快构建废弃物循环利用体系。我国废弃物循环利用体系建设是实现碳达峰、碳中和的有力支撑,关系到国家资源安全、生态环境保护和社会经济可持续发展。随着全球资源消耗和环境污染问题日益严峻,废弃物循环利用作为推动绿色、低碳发展的重要途径,对实现经济、社会和环境的协调发展具有重要意义[1,2]。废弃物循环利用在全球水泥、钢铁、塑料、食物、铝等领域的应用,可消除45%的温室气体排放[3],是缓解资源保障压力的有效途径。到2030年,依靠钢铁回收再利用,我国钢铁资源的对外依存度将由60%降低至30%[4]。我国目前各类固体废物累积堆存量约为8×1010 t,年产生量近1.2×1010 t且仍逐年增长[4]

废弃物循环利用可以有效支撑国家资源保障与供应链安全,大幅减少资源消耗和污染排放,显著抑制温室气体排放,有力推进“无废城市”建设新实践,形成“城市矿产”资源开发新模式。尽管我国在废弃物循环利用方面取得了一定的进展,但与国际先进水平相比,仍存在较大的差距与不足[5]。尤其是随着“无废”愿景、碳中和等要求的不断提高[6],我国现有废弃物循环利用体系面临新的挑战和机遇,亟需进一步优化和完善。

目前,已有废弃物循环利用研究聚焦废弃物循环利用的绩效评价[7,8]、价值核算[9]、资源化利用技术[10,11]、废弃物循环利用模式[12,13]、经济策略[14]等方面,对体系化建设的深入分析和系统性发展建议研究相对不足。为完善绿色低碳转型新形势下的废弃物循环利用体系,本文梳理废弃物循环利用的现状,分析废弃物循环利用的发展趋势,进而辨识废弃物循环利用面临的瓶颈与存在的主要问题。围绕新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合等重点领域,从废弃物源头减量、完善废弃物回收体系、加强废弃物资源化利用的全过程出发,提出废弃物循环利用体系的建设路径、主要任务和发展建议,以期为我国废弃物循环利用体系建设提供参考。

二、 我国废弃物循环利用的主要成效、发展趋势与重点领域

(一) 我国废弃物循环利用的主要成效

1. 废弃物循环利用管理政策体系日益完善

加快废弃物循环利用是我国经济社会发展方式向绿色转型的重要方面。2003年以来,我国积极推动循环经济发展,明确循环经济的来源和思路。废弃物循环利用作为循环经济的重要内容,其政策体系建设也不断完善。我国先后出台了基础性法律1部、相关法律11部、行政法规6部以上、地方性循环经济和综合利用条例15部以上、部门规章20部以上,形成了完善的政策体系顶层设计,废弃物循环利用政策体系建设取得了显著成效。近10年,我国发布的废弃物循环利用主要相关政策文件如表1所示。

2. 废弃物循环利用有效支撑了国家资源保障与供应链安全

战略性原生资源与再生资源均是战略性资源的重要组成部分,保障战略性资源的安全和稳定供应事关重大。废弃物尤其是新兴废弃物的循环利用,可以全面提高关键资源的利用效率,显著提升我国维护资源、能源、重要产业链、供应链安全的能力[15,16]。“城市矿产”资源的开发利用,成为可靠的资源保障渠道之一。2030年,再生的铜、铁、铝、铅对原生资源的替代比例将分别超过46%、53%、25%、45%,显著降低了我国相应资源的对外依存度[17]

3. 废弃物循环利用显著减少了资源消耗、污染排放和温室气体排放

废弃物循环利用在减少资源消耗、污染排放和温室气体排放方面成效显著。与2012年相比,2021年,我国主要资源的产出率提高了58%,农用化肥施用量降低了11.1%,农作物秸秆综合利用率增长了14%,单位国内生产总值(GDP)能耗累计下降了26.4%,单位GDP用水量累计下降了45%,大宗固废综合利用率提高了16%。2021年主要再生资源回收利用量是2012年的2倍以上[18]。通过材料替代、流程优化、燃料替代、能效提升、产品循环等方式,废弃物循环利用在温室气体减排方面成效显著[19]。2021年,我国通过发展循环经济减少的二氧化碳排放量约为2.73×109 t;到2050年,全球通过发展循环经济将使钢铁、水泥、塑料和铝等材料生产中的二氧化碳排放量减少40%,是实现“双碳”目标的重要保障。

4. 废弃物循环利用有力推进了“无废城市”建设的新实践

废弃物循环利用是“无废城市”建设的核心内涵。2018年,国务院办公厅印发《“无废城市”建设试点工作方案》并部署相关工作,强调持续推进固体废弃物源头减量和资源化利用,最大限度减少填埋量,将固体废弃物环境影响降至最低。2019年以来,随着我国“无废城市”建设工作的推进,以城市行政范围为边界的“无废城市”建设试点示范模式基本形成。“十四五”时期,“无废城市”建设试点由区域性的“11+5”扩展为全国范围内的“113+8”,尽管主要以城市为单位开展建设,但“无废城市”建设已经由单个试点辐射到更广泛的区域,呈现“由点带面”的良好态势。目前,在我国区域经济发展“三大引擎”的长江三角洲城市群、粤港澳大湾区、京津冀和成渝城市群中,均部署了国家级“无废城市”试点,初步凝练出了一批可复制、可推广的示范模式,如铜陵市的“无废矿山”模式,盘锦市的“无废油田”模式,徐州市、包头市的“废弃矿山生态修复”模式等。

5. 初步形成了“城市矿产”资源利用区域中心

“城市矿产”资源的循环利用是废弃物循环利用体系建设的重要方面。我国已围绕现有的废旧物资交易市场,初步形成了聚集大量资源的区域性中心。通过“城市矿产”资源循环利用的实施,2020年我国废钢利用量约为2.6×108 t,替代62%品位铁精矿约4.1×108 t;建筑垃圾综合利用率为50%;废纸利用量为5.49×107 t;再生有色金属产量为1.45×107 t,占国内总产量的23.5%。

(二) 我国废弃物循环利用的发展趋势

1. 低回收价值废弃物污染治理日益得到重视

一次性塑料制品、复合材料包装等低回收价值废弃物对海洋生态系统、生物多样性、人类健康和生存造成了严重威胁。2019年,我国塑料废弃量约为6.3×107 t,其中,一次性塑料产品如塑料袋、农膜、饮料瓶,年废弃量超过2×107 t,是造成“白色污染”的主要来源[20]。这些废弃物具有在自然环境中不易降解、处理成本高、回收利用价值低、易产生二次污染等特点,对生态环境带来了长期影响[21~23]。因此,国际社会日益重视低回收价值废弃物的污染问题,制定相关政策和法规,推动低回收价值废弃物的回收和循环利用,开展替代产品的研发和应用。

2. 能源交通转型下的战略性金属供应风险凸显

以风电、光伏发电、电动汽车、高效储能、永磁电机等为代表的能源交通转型成为全球共识,显著推动了关键金属资源的消费需求增长。在主要经济体倾向于推动供应链本土化的要求下,我国保障关键能源/资源供应链安全的挑战愈加凸显。在2050年净零排放情景下,2020—2030年,稀土、钴、锂、镍、铜、锰等关键金属的市场规模将增加约6倍以上[24]。然而,上述关键金属矿产的储量集中于智利、印度尼西亚、澳大利亚、刚果民主共和国、中国和南非等国家,而消费主要在美国、中国、欧盟等国家和地区。

3. 新兴废弃物回收利用面临全球绿色壁垒风险

一些国家和地区以全球气候变化问题为由组建绿色壁垒,巩固自身在全球市场中的地位。例如,欧盟碳边境调节机制在2023年开始试运行,拟通过征收碳关税的方式,平衡非欧盟国家企业与欧盟国家生产相同产品企业的成本差异。这在一定程度上将削弱我国钢铁、铝等产品的国际竞争力,对低碳技术研发进度、企业产品绿色化水平等提出了更高要求。2023年,我国新能源汽车、锂离子电池、光伏产品的出口贸易总额首次突破万亿元(约1.06万亿元)。然而,随着更新换代加速,新能源设备面临规模化退役,若不规范回收利用将带来资源浪费和污染风险[8,25]。欧盟《净零工业法案》《欧盟电池和废电池法规》和美国《清洁竞争法案(草案)》等都强调退役新能源设备的循环利用。面对国际贸易中潜在的绿色壁垒风险,积极推动废弃物循环利用、提高资源利用效率和再生资源利用水平变得迫切且亟需。

4. 数字化技术在废弃物循环利用中的应用范围不断扩大

随着人工智能、大数据和物联网等技术的不断发展,数字化技术在废弃物管理和循环经济中发挥着越来越重要的作用。运用大数据技术,可以让管理者通过分析历史数据和实时数据,预测废弃物的产生趋势,进而优化回收网络布局,实现资源的合理分配。应用物联网技术,通过在废弃物处理设施中部署传感器和连接设备,实现对废弃物处理过程的实时监控和智能管理,在提高废弃物处理透明度的同时,还有助于及时发现和解决潜在的环境问题。此外,物联网设备还可以用于追踪废弃物的流向,确保资源在整个循环过程中的可追溯性。

(三) 我国废弃物循环利用的重点领域

根据我国废弃物循环利用的现状与发展趋势,需聚焦解决新能源行业大规模发展带来的关键金属可持续性供给问题与废弃高分子材料污染问题,超前部署建立新兴固废综合循环利用体系;并从跨产业协同和多源废弃物耦合发展角度解决废弃物规模化、高值化循环利用的新问题。基于以上考虑,本文确定了新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合4个废弃物循环利用重点领域。

1. 新能源固废循环利用

为实现“双碳”目标,光伏发电、风电、动力电池等在未来能源供应中,将发挥越来越重要的作用。2060年,我国非化石能源的比重将超过80%[26];在世界范围内,风能和太阳能的比重将超过70%。随着服役时间的增加,大量光伏组件、风电机组和动力电池面临规模化退役,不规范回收将带来巨大的环境风险,对应的关键金属供应可持续性也将成为核心问题。在新能源废弃物的循环利用中,存在的主要问题是新能源退役设备中重要金属的回收成本高,可能对新能源设备装机增长产生负面影响,且需要有关部门提供政策倾斜。回收中心的布局和选址需要基于新能源设备的报废时空分布进行优化;新兴废弃物再生利用过程中的污染控制技术应用、运行环境管理和环境应急管理仍需进一步规范。

2. 废弃高分子材料循环利用

我国对高分子材料的需求量急剧增加,消费量和废弃量长期居世界前列[21]。与此同时,废弃高分子材料日益增多,造成“白色污染”“黑色污染”“彩色污染”等一系列环境问题,致使废弃高分子材料环境泄漏与资源浪费日益严重,亟需提高相关材料的回收利用率。我国在废弃高分子材料循环利用方面已开展战略部署,发布了一系列国家政策和规划,包括针对性的规划、实施方案、指导意见以及部分技术标准,旨在促进高分子废弃物的回收和利用、推动再生行业的正规化和成熟化发展。

3. 工业固废跨产业协同利用

我国冶金、化工等资源密集型产业处于发展后期阶段,工业固废、建筑垃圾等大宗固废产生量正处于高位平台期。2011—2021年,我国工业固废综合利用量从1.5×109 t增加到约2×109 t,综合利用率从44%增加到57%,但综合利用率仍低于发达国家水平,亟需开展跨行业协同利用。目前,我国在工业固废利用方面仍面临上下游产业链衔接不畅、技术研发创新能力不足、产业规模效应不明显以及相关标准体系不完善等问题,尚未形成大规模、大用量、高附加值的资源化利用路径,跨产业协同利用能力不足,循环利用率增长缓慢。党的二十大以来,工业固废综合利用被视为构建绿色低碳循环经济体系的重要组成部分,这不仅是全面提高资源利用效率的关键要求,也是实现“双碳”目标,推动美丽中国建设的重要支撑。

4. 城市多源废弃物耦合利用

我国城市多源废弃物量大面广,尚未建立全链条耦合利用体系。城市固体废弃物根据其来源主要分为生活源、农业源和工业源,包括生活垃圾、厨余垃圾、园林垃圾、畜禽粪便、污水污泥、废弃包装物等。我国以生活垃圾、污水污泥、园林垃圾、畜禽粪便等为代表的城乡有机废弃物年产量已超过固体废弃物总产量的1/2,年产量约为5×109 t。现阶段我国城市垃圾处理存在设施相对分散、设施协同处置调配不畅、资源节约集约利用水平较低等问题,严重制约了城市的绿色和可持续发展。此外,从技术层面看,城市生活垃圾分质、分类处理处置的链条脱节,资源化利用水平较低。未来需研发废弃物分类收集 - 智能收运 - 分质预处理及协同能源化 - 污染集中控制全过程的技术创新链条,形成城市多源废弃物协同处置系统性解决方案[27]

三、 我国废弃物循环利用存在的主要问题

(一) 废弃物循环与减污降碳协同潜力未充分发挥

构建废弃物循环利用综合体系可以通过精心设计循环利用流程,简化产品生产工序,延长材料使用寿命,并增强其固碳能力。这一过程有助于降低因原材料开采、初步加工、产品报废处理以及新产品制造而产生的能源消耗和温室气体排放。通过采取各种废弃物循环利用措施,预计可实现温室气体减排45%,而这一减排效果无法仅通过能源转型来解决,因此需要重视废弃物循环利用综合体系建设。废弃物循环利用体系的核心优势在于大幅度削减在原材料获取、加工、物流、分销和最终处理阶段所产生的间接碳排放,其产生的协同效应不仅能提高资源的循环利用率,减少固体废物的环境影响,还能在碳减排方面实现协同倍增效应。然而,目前由于一些高污染、高能耗产业的转型升级速度较慢,废弃物分类回收和处理设施的覆盖率与效率还不完善等,我国废弃物循环与减污降碳协同潜力还未充分发挥。

(二) 技术创新和研发力度不足

废弃物循环利用领域的技术创新相对滞后,亟需增加研发和投入,广泛应用更高效、环保的废弃物处理技术。我国固废综合利用企业逐年增多,但固废处理技术普遍集中于生产烧结砖、加气混凝土等基础应用,价值提升空间有限,迫切需要开发更高效、更具创新性的技术,以实现固废的高值化利用,促进固废资源化与相关产业链的深度融合。在处理大宗工业固废时,需要突破现有技术的局限,探索更高效的资源化途径;推动多源固废的协同处理技术创新,提高整体处理效率和资源回收率;针对特定的固废类型,如焚烧飞灰、农业废弃物、医疗垃圾等,目前仍缺乏经济可行、技术成熟的解决方案。此外,在开发先进处理方法的同时,还需要注重废弃物的综合管理,促使各种废弃物更加协同、高效地进行处理与利用。

(三) 废弃物循环利用的产业化缺乏可持续商业模式

废弃物循环利用产业的集约化和规范化水平相对较低,在整体经济效益上存在一定的瓶颈[28]。部分技术虽然能够实现物质的循环,但在经济性上却未能展现出足够的吸引力,这影响了企业将技术转化为实际生产力的积极性。同时,固废资源化产业的进入壁垒相对较低,加之我国知识产权保护机制尚不完善,侵权界定存在难度,致使具备创新性的固废资源化技术多为企业内部商业机密形式,较少申请为技术专利,限制了其应用范围,不利于技术的广泛传播和产业的整体进步。此外,虽然一些地区已经建立了旨在促进固废资源化技术成果转换的平台,但这些平台往往局限于技术评估,在推动技术向市场转化的实际应用方面发挥的作用有限。

(四) 标准认证体系不规范,智能化管控不足

目前,有关废弃物循环利用的标准认证体系存在的问题主要有:生态产品定义不明确、清晰的目录和质量标准缺乏、认证溯源体系尚未完善、数字技术在认证中的应用不足、二手商品的非标准化特性导致信息不对称和信任难以建立等。在努力推动废弃物循环利用的智能化和精细化管控过程中,面临的核心问题是不全面的标准认证体系导致企业在设计阶段未能充分考虑产品的可持续性和循环经济原则。信息技术在减少信息不对称和提升资源化管理方面尚未充分应用,需要更广泛地集成物联网、大数据、人工智能、区块链等技术。此外,废弃物监管体系的构建和回收站点的建设也需要进一步规模化、网络化和智能化,以优化分类运输系统,提高投放与处理端的衔接效率。

(五) 现有法律法规和标准体系建设的协同性不足

有关废弃物循环利用的法律法规和标准体系尚未形成有机的协同机制,缺乏对关键制度的明确规范。相关法规之间缺乏有效的衔接与配套,不同法规、政策和标准存在于不同层级与不同领域,缺乏整体性和系统性,难以形成统一的法治框架,致使相关法规的权责边界不明确,增加了废弃物管理的操作难度。此外,缺乏明确对废弃物分类、回收、处理等关键环节加以规范的法律法规,使得管理层面的制度建设不够完善。例如,在废弃物分类和回收方面,相关法规缺乏规范性和明确性,导致在废弃物回收环节方面存在混乱和不规范的情况。

四、 我国废弃物循环利用体系建设的实施路径

为解决新兴废弃物循环利用规范性不足的问题,需重点推进新能源退役设备中关键金属和废弃高分子材料的循环利用,降低对原生资源依赖、减少污染排放,并支持新能源产业的发展;为适应经济发展和消费升级的需求,需加强废弃高分子材料的全链条治理,优化回收中心布局,严格规范污染控制技术,提高重要金属的回收率;为解决工业固废跨产业循环及协同利用能力不足的问题,应着力开展工业固废跨产业协同与城乡多源废弃物的全链条耦合利用,研究其跨产业协同利用技术和规模化综合利用模式;针对城乡多源废弃物(生活垃圾、厨余垃圾、园林垃圾、粪便、污水、污泥、废弃包装物等),需重点研究其分类 - 收运 - 资源化利用的全链条耦合体系,研究园区化协同处置多源废弃物的减污降碳建设模式,提出相应路径和保障措施。因此,本文围绕新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合等重点领域,从废弃物源头减量、完善废弃物回收体系、加强废弃物资源化利用全过程出发,提出了废弃物循环利用体系的建设路径与主要任务框架(见图1)。

(一) 废弃物源头减量的实施路径与主要任务

废弃物源头减量是复杂的系统性问题,需要改变长期以来形成的生产和消费模式,涉及政府、企业、居民等参与主体,覆盖产品的制造、使用、废弃等阶段以及深层次的经济结构和市场机制调整。主要包括:构建产品制造阶段的绿色生产与绿色设计体系、延长产品使用阶段的再利用与再循环周期、加强产品废弃阶段的管理管控与有效引导等。

1. 构建产品制造阶段的绿色生产与绿色设计体系

在产品制造阶段,基于绿色生产理念,从产品设计、材料使用、包装等方面进行优化和改进,尽可能降低产品在制造环节产生的废弃物。坚持绿色生产,在保证产品质量的基础上,确保产品生产过程对环境影响的最小化,通过全过程的优化和控制,实现经济效益和环境效益“双赢”。在产品设计时,将产品的全生命周期纳入考量范围,在确保产品功能性与耐用性不变的前提下,考虑产品废弃后材料的回收与再利用环节;采用环境友好型材料来生产产品,运用“绿色设计”方式,从源头上减少废弃物的产生。在包装材料选择时,以环保和可持续性为导向,尽量减少包装材料消耗,选择可回收或可生物降解的材料,实现废弃物的源头削减。

2. 延长产品使用阶段的再利用与再循环周期

在产品使用阶段,产品的使用周期直接决定了废弃物的产生量。在推动废弃物源头减量的过程中,逐渐淘汰一次性、品质低、使用寿命短的产品,减少本环节废物产生的压力。将翻新再造与梯次利用作为有效的技术手段,充分拓展产品的生命周期,减少废弃物的产生。翻新再造通过对废旧产品进行检测、维修、升级等手段,使其焕发新的生命力,重新具备正常产品功能,不仅延长了产品的使用寿命,还减少了生产新产品的资源需求;梯次利用根据产品的不同生命周期和性能要求,将其在不同场合和领域中进行多次利用。将达到一定使用寿命后的产品进行拆卸,分部分利用或整体应用于其他领域,不仅可以减少废弃物的产生,还能提高资源的利用效率。

3. 加强产品废弃阶段的管理控制与有效引导

在产品废弃阶段,需建立完善的管理制度,推动相关政策与法规的制定,规范企业及个人在产品废弃阶段按照规定的方式进行分类、储存、处理和回收。同时,行业管理部门可以设立专门的管理机构,对产品废弃阶段进行监管和执法,确保相关法规和政策的贯彻执行。通过媒体、公益广告、教育机构等途径,加强产品废弃阶段管理和回收利用的宣传教育,提高公众环境保护的意识,引导公众养成良好的消费习惯和行为方式。同时,推动科技创新与产业升级,支持高校、科研院所和企业进行废弃物资源化的研究与开发,推动新技术的应用。提高资源利用效率和废弃物回收利用率,减少对环境的污染。

整体来看,推动废弃物源头减量与资源化设计需要政府、企业和公众的共同努力,运用技术创新、政策法规、宣传教育等手段,减少废弃物的产生,并将废弃物转化为有价值的资源。新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合等重点领域实施废弃物源头减量的实施路径与主要任务如图2所示。

(二) 完善废弃物回收体系建设的路径与主要任务

1. 优化废弃物回收网络和设施布局

开展废弃物回收网络规划,运用地理信息系统(GIS)、人工智能技术对城市及乡村区域的废弃物产生和流动模式进行分析,确定合理的回收站点布局。重点在于平衡城市中心与郊区的服务范围,确保覆盖面广、易于访问。升级现有回收设施,引入自动化分类和智能监控系统,促进能效优化。充分利用物联网、大数据和云计算等信息技术,提高废弃物管理的透明度和可追溯性,实现精准的废弃物流监控。

2. 提升废弃物分类收集的效率和精准度

引入机器学习和图像识别技术,提高废弃物分类的准确度和速度;研究和应用传感器技术,实时监测和分类废弃物;利用大数据和预测模型分析废弃物生成趋势,优化收集频率和路线,减少资源浪费;开发基于互联网的智能分类指导系统,帮助公众更准确地进行废弃物分类。

3. 加强废弃物回收行业的标准化和规范化建设

完善废弃物处理、分类、运输和再利用的行业标准与规范,推动废弃物回收利用技术的标准化,提高行业整体技术水平;鼓励采用最佳可行技术,确保回收过程高效且环保。加强对废弃物回收行业的监管,确保行业规范和标准的执行,同时加强合作,共同推进废弃物管理的技术革新。

新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合等领域的完善废弃物回收体系建设路径与主要任务如图3所示。

(三) 废弃物资源化利用的路径与主要任务

1. 构建废弃物循环利用实施方案与技术清单

对于不同的产品或行业,废弃物循环利用实施路径的资源 - 环境 - 经济效益、可行性和可操作性不尽相同。因此,在推动废弃物循环利用转型时,需厘清不同产品或行业废弃物循环利用实施路径的优先级,构建相应的实施方案和关键技术清单。因此,聚焦量化关键产业和行业的循环路径,辨识不同产品或材料的循环路径并构建实施方案和关键技术清单,优化废弃物管理的全过程和精细化循环方案,推动高资源、环境和经济效益的物质实现100%循环利用,促进无法回收或资源 - 环境 - 经济效益低的物质不断提高资源利用效率。

2. 加强废弃物循环利用的精细化管控与污染协同控制

固废是多种复杂毒害物质和有价资源的混合物与载体,可造成长周期、跨介质、复合性污染,但也是多种战略资源特别是金属资源的重要来源。我国仍处于工业化转型阶段,全产业链体系产生的固废数量大、种类多、污染重,因此,需从深度治理和精细化管控角度出发,推进固废循环利用与污染控制,重点解决固废代谢全生命周期资源环境属性和低碳转化机制原理的关键科学问题,多角度解决具体领域实际问题,如有机固废处置过程痕量污染物脱除、重要固废质能循环和解离 - 再造过程代谢关键元素赋存与流向调控规律、复杂固废区域循环过程污染时空变化规律和毒害组分溯源等。

3. 提高废弃物分级、分类处置能力和资源化利用水平

对废弃物实行分级、分类处置和管理,是废弃物循环利用的关键步骤,可以实现资源的梯级综合利用,减少因废弃物不当处理带来的负面环境影响,从而节约资源并减少温室气体排放。提升分类处理技术水平,借鉴国外先进的废弃物分类处理技术和经验,结合我国实际情况进行改进和适应性优化。开展针对可回收物、有机废弃物、危险废弃物等不同类型废弃物的分类处理技术研究,开发高效、精准的分类处理技术,最大程度地提高废弃物的资源化利用率,减少环境污染。

4. 推动产品二次使用和服务的规范发展与创新应用

通过尽可能多次或多种方式使用产品、延长产品使用寿命,应用新用途、再制造、再使用、翻新和维修等技术手段,提高产品的服务年限或促进产品中关键要素的循环和再流通,进而降低对原产品的需求,减少整个产业链系统的温室气体排放。推动并规范二手商品交易,丰富交易渠道,构建多层次、多业态的二手商品市场,完善二手商品管理制度和政策标准,构建二手商品企业信用体系,培育二手商品鉴定、评估、认证第三方机构,加强二手行业市场监管。推动废旧产品及装备再制造并完善应用场景,提升汽车零部件、电机、变压器、机床等退役废弃物的再制造水平,推动盾构机、航空发动机、工业机器人等新兴领域再制造产业的发展,推进汽车零部件、文化办公设备再制造的规范发展,建立再制造产品管理平台,完善再制造产业服务体系,推动将再制造产品纳入售后服务体系。

新能源固废、废弃高分子材料、工业固废跨产业协同、城市多源废弃物耦合等重点领域具体的建设路径与主要任务如图4所示。

五、 我国废弃物循环利用体系发展建议

(一) 强化统筹管理,推进废弃物循环利用与减污降碳协同增效

建议构建以碳减排为导向的废弃物循环利用体系,将废弃物循环利用融入到落实“双碳”目标任务的相关实施方案、规划和行动计划中,减少价值链上游的间接碳排放,切实发挥好协同增效作用。一是构建资源材料和废弃物全生命周期的碳减排核算与评价体系,完善废弃物循环利用系统的指标体系和评估方法,准确核算和评估循环利用活动的碳减排效益。二是发展更为综合的资源利用效率评价方法,增加原材料使用约束指标,引导资源可持续和高效利用,降低整体碳足迹,推动经济系统朝更为环保和低碳的方向发展。三是开展废弃物循环利用多领域、多层次的减污降碳协同创新试点,提升废弃物循环利用体系建设对“双碳”目标支撑的有效性和精准性。

(二) 加速技术进步,提升废弃物循环利用重点技术研发与产业化水平

建议加大对废弃物资源化利用关键技术研发的投入力度,在节约原材料、替代不可再生资源、废物再利用和再制造等方面,加速推动资源节约与废弃物循环利用的技术创新、研发与应用。着重加速在原材料节约领域的技术创新,寻求替代不可再生资源的可持续性解决方案,降低对有限资源的依赖。在特定种类固废的精细化利用技术方面,强化研发工作,推动特定种类固废在特定应用场景下的有效利用,同时,深入挖掘不同种类固废的特性,发展高效、环保的处理和利用技术。

推进科技成果转化。针对固废综合利用行业中的技术门槛较低、技术交易困难、专利使用界定不清等问题,建议积极探索并建立有效的知识产权保护机制,尝试引入技术授权连锁经营等方式,促进知识产权的有序流通和交易,将创新技术与企业、产业和市场需求相结合,推动形成可持续的商业化模式。此外,积极培养具备科技研发创新与转化能力强、经营管理规范、市场发展前景广阔的固废循环利用和处理处置骨干企业,发挥龙头企业的示范带动作用。

(三) 健全市场机制,激发再生产品的提质升级与规模化应用

建议进一步健全市场机制,完善价格机制,强化财税政策的调节作用。建立能够真实反映资源稀缺性及其价值、环境污染和生态破坏成本的价格形成机制,构建跨行政区域的固废处理与处置生态补偿机制和定价机制,制定并落实生活垃圾差别化收费的具体办法。完善循环经济、固废处理与碳减排协同的财税政策和市场激励机制,通过生产者责任延伸政策、押金返还等措施为公共财政提供支持。引导固废产生企业设立资源回收基金和低值固废处理专项资金,完善对稀有矿产资源等原材料、资源性产品的消费和进出口税收政策。

完善长效激励机制,激发市场活力和内生动力。一是探索建立废弃物循环利用产品碳资产交易制度,完善产品全生命周期碳排放基础数据库,同时建立国际通用、操作性强、综合全面的评价系统。二是探索建立废弃物跨区域协同利用机制。科学核算生态服务的区域外溢价值,创新差异化的生态产品价值实现路径。通过鼓励社会资本参与生态补偿,扩大生态补偿专项基金渠道,实现互补优势,推动资源共享,深化生态共建,从而实现经济共赢。三是创新废弃物循环利用投融资体系建设,推动高风险行业的环境污染强制责任保险,确保企业对环境责任的充分覆盖。

(四) 完善标准认证,助力废弃物循环利用的智能化精细化管控

建议进一步完善与生态设计、轻量化设计相关的标准认证体系。一是从深度治理、智能化、精细化管控角度出发,建立全面的标准认证体系,在产品设计初期就考虑节约材料、提高产品耐用性、便于回收以及废弃后对环境的影响等。二是完善行业标准规范,助力二手商品市场发展,强化线下实体和“互联网+”平台服务的标准化建设与市场监管,切实严格执行资质审核、安全管理、风险控制等要求,以确保交易方信任机制的健全。三是完善二手商品行业的流通标准,尤其是车辆、家电、手机等领域的鉴定、评估、分级标准。

此外,为解决废弃物循环利用智能化管控不足的问题,建议积极应用物联网、大数据、人工智能、区块链等信息技术,减少信息不对称所带来的“柠檬市场”效应。依托“互联网+”、物联网、区块链智能合约、大数据和云计算等现代信息技术,推进废弃物分类资源化市场配置的智慧管理,提升废弃物分类资源化过程的环境风险防控水平,构建全链条业务信息平台和回收追溯系统,建立覆盖废弃物从收集、贮存到转运全过程的监管体系。加快建设规模化、网络化、智能化的回收站点、分拣中心和交易中心,基于合理的服务半径,优化分类运输系统,有序确定选址地点、频次、时间和线路,确保投放端和处理端的有效衔接。

(五) 加强要素保障,完善废弃物循环利用的管理与政策体系

建议在要素保障方面,将再生资源回收网点、分拣中心、废旧物资综合利用项目等相关建设用地纳入城市国土空间规划,做好用地、水、电、气等要素保障,推进环境、能源等基础设施的共建共享。依托现有“城市矿产”示范基地、“无废城市”建设试点、资源循环利用基地、工业资源综合利用基地等,统筹规划和布局废弃物循环利用基地与区域交易中心。加大对废弃物循环利用产业基地、再生制品与二手物品交易市场的用地支持。

加强废弃物循环利用规章制度与政策保障的协同性建设。针对废弃物分类、回收、处理等关键环节,制定权责明确、可操作的法律法规,促进废弃物循环利用措施的落地实施。加大财税、金融政策支持,统筹现有资金渠道,加强对废弃物循环利用体系建设重点项目的支持,依法落实和完善节能节水、资源综合利用等方面的税收优惠政策。完善再生资源回收行业税收政策,规范经营主体纳税行为。鼓励金融机构加大对废旧物资循环利用企业和重点项目的融资支持力度,鼓励各类社会资本参与废旧物资循环利用。

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基金资助

国家重点研发计划项目(2020YFC1908600)

中国工程院咨询项目“绿色低碳转型中废弃物循环利用问题研究”(2022-XZ-63)

教育部人文社会科学研究规划基金项目“战略性关键金属全球贸易风险评估与策略性应对机制构建研究”(24YJAGJW004)

中国高等教育学会高等教育科学研究规划课题(23STWM0304)

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