孫騰

上海市節(jié)能減排中心有限公司

1 “無廢”與節(jié)能低碳均是高質量發(fā)展的核心內涵

1.1 資源產出率與節(jié)能低碳指標共同構成了高質量發(fā)展的關鍵效率指標

資源產出率是“無廢”理念的核心指標。2016年1月1日正式生效的《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》要求全球各國采用可持續(xù)的消費和生產模式，明確“到2030年，實現自然資源的可持續(xù)管理和高效利用”。中國作為落實《方案》的重要組成部分，2017年國家發(fā)改委印發(fā)《循環(huán)發(fā)展引領行動》，確立了提升資源產出率的短期目標，明確“到2020年，主要資源產出率比2015年提高15%”。至此，我國能、碳、資源三位一體的高質量發(fā)展效率指標體系基本成型。2019年初，國務院辦公廳發(fā)布《“無廢城市”建設試點工作方案》，要求系統構建“無廢城市”建設指標體系，為優(yōu)化完善資源產出率指標體系提供了試驗田。

經合組織（OECD）率先建立了“綠色發(fā)展指標體系”，其中第二部分即“經濟的環(huán)境和資源產出率”指標，包括CO2產出率、能源產出率、資源產出率、水產出率和環(huán)境調整后的多因素產出率（即環(huán)境綜合產出率）（見表1）。各國在該指標體系的指導下，結合各自實際制定相應的具體目標。以日本為例，在《建立循環(huán)型社會基本法》中提出2025年資源產出率達到49萬日元/t，比2015年提高11萬日元/t的目標（見圖1）。

經合組織（OECD）將資源分為生物質（食物和飼料、木材）、化石能源、非金屬礦物（建筑材料、其他非金屬礦物）、金屬及金屬礦物四大類。研究結果顯示：2005至2016年，大部分國家的資源產出率均有所增長；金磚國家的資源產出率與OECD國家相比仍有較大差距（見圖2）。

圖1 日本資源產出率目標

表1 OECD綠色發(fā)展指標體系——環(huán)境和資源產出率部分

圖2 OECD國家與金磚國家的資源產出率（2005年與2016年對比）（USD/kg）

1.2 “無廢”的關鍵舉措有助于實現節(jié)能低碳

“無廢”的關鍵舉措即減量化（reducing）、再利用（reusing）、再循環(huán)（recycling）（3R原則）及無害化處置的焚燒（energy recovery）和填埋（disposal）。近年來，“無廢”的定義不斷演進。零廢棄國際聯盟（Zero Waste International Alliance）對“無廢”的最新定義為“通過負責任的生產、消費、重復使用以及產品、包裝和材料的回收來保護所有資源，不使用焚燒，避免任何威脅環(huán)境或人類健康的排放”。相應的3R原則也得到了拓展，體現出兩大新特點：一是更加重視源頭減量，最推薦的舉措是在產品設計環(huán)節(jié)即考慮減少廢棄物產生；二是為了減少溫室氣體排放，焚燒排在填埋之后成為最不推薦的兜底舉措（見圖3）。

圖3 實現零廢棄的舉措層次

圖4 2018年全球物聯網數據創(chuàng)新大賽金獎作品——垃圾車路徑優(yōu)化平臺

在上述理念的指引下，“無廢”與節(jié)能低碳的聯系更為緊密。一是設計體系在資源使用方面應是閉環(huán)而非線性的，在獲取原始自然資源之前，先使用既有材料，尤其是應盡量減少不可再生資源的開采。二是產品全生命周期盡可能本地化，通過優(yōu)化運輸路線，減少運輸過程的能耗和溫室氣體排放（見圖4）。三是擴展污染者付費的內涵，任何導致環(huán)境退化或資源枯竭的人都應承擔全部成本，鼓勵將包括固廢和溫室氣體排放在內的環(huán)境成本內部化。四是盡量減少焚燒方式的能源回收，盡可能提升垃圾焚燒的效率，減少廢棄物和溫室氣體的排放。

2 踐行“無廢”理念促進節(jié)能低碳

在上述衡量資源產出的指標體系中，礦產、油品均為重要組成部分，同時鋼鐵、石化行業(yè)均是產廢重點行業(yè)和能耗大戶，在相關領域貫徹“無廢”理念，亦有助于實現節(jié)能低碳。

2.1 鋼鐵行業(yè)廢鋼鐵循環(huán)利用

鐵礦石是最主要的礦產資源之一，廢鋼鐵是最主要的城市礦產之一，以廢鋼鐵的循環(huán)利用代替鐵礦石的開發(fā)利用，是“無廢”的重要內容。

鋼鐵生產工藝主要分為長流程和短流程兩大類。長流程工藝指以煤炭、鐵礦石為原材料，經過煉焦、燒結、高爐煉鐵、轉爐煉鋼等工序生產粗鋼的工藝。短流程工藝指以廢鋼鐵為原材料，主要通過電爐煉鋼生產粗鋼的工藝。其中的核心指標即廢鋼比（廢鋼鐵用量與粗鋼產量之比），廢鋼比越高，說明鋼鐵生產工藝越偏向于短流程。我國鋼鐵生產工藝整體偏向于長流程，廢鋼比在世界主要產鋼國中處于最低水平（見表2），因此我國鋼鐵生產能耗強度和污染物排放強度均偏高［1］。

國際重復利用工業(yè)局（BIR）統計顯示，回收1t鋼可節(jié)約1 100kg鐵礦石、630kg煤和55kg石灰石，減少58%的CO2、76%水污染物、86%空氣污染物和97%采礦廢物和2．3m2垃圾填埋空間。“十三五”以來，鋼鐵生產企業(yè)轉型升級得到廣泛重視。《廢鋼鐵產業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》提出，在人均鋼鐵蓄積量達到較高水平情況下（預計2020年將超過8t/人），2020年力爭將廢鋼比提高到20%。未來一段時期，我國鋼鐵行業(yè)將迎來拐點，把握歷史機遇，建立廢鋼鐵回收利用體系、轉型短流程煉鋼工藝，將有力促進我國減少鋼鐵生產能耗和碳排放。

表2 2017年主要國家和地區(qū)廢鋼比

2.2 石化行業(yè)廢渣資源化利用

石化產生的廢棄物種類繁多，危險性大。石油渣是煉油過程中的最終剩余部分，匯集了原油中的幾乎所有硫和金屬成分。石油渣的清潔利用較為困難，一般僅能作為瀝青使用或焦化制成石油焦。環(huán)保要求的日益提升，高硫、高金屬含量產品的出路進一步受到限制。同時，油品升級使石化行業(yè)的氫氣需求持續(xù)提升。IGCC多聯產工藝以汽、電、氫、化工產品聯產，環(huán)保、高效等優(yōu)點受到關注。IGCC原理是通過化學反應（主要在氣化爐內）將煤、天然氣、石油渣等富碳燃料轉化為能夠在聯合循環(huán)機組中燃燒的合成氣（CO和H2混合物）等燃料，將化學能轉移到H2上，然后再對CO和H2進行分離［2］，因此適用PCDC（燃燒前脫碳）技術。

目前，國內石化行業(yè)已有應用渣油、脫油瀝青、石油焦等做原材料的IGCC多聯產裝置，如福建聯合石化一體化IGCC裝置［3］等。燃燒前脫碳技術亦有示范應用，如連云港清潔煤能源動力系統研究設施3萬t/年碳捕集項目、華能綠色煤電IGCC電廠6-10萬t/年碳捕集、利用和封存示范項目等。在煉油和其它領域（如氫燃料電池）H2需求持續(xù)提升的背景下，利用IGCC+CCUS技術，以低值石油產品和煉油廢棄物為原材料實現汽、電、H2的清潔生產供應，有望在減少石化行業(yè)廢棄物的同時實現節(jié)能低碳。各類碳捕捉技術見圖5。

圖5 各類碳捕捉技術

3 節(jié)能低碳過程中必須貫徹“無廢”理念

發(fā)展新能源、利用生物質能（如垃圾發(fā)電）、推廣新能源汽車等，都是當前主要的節(jié)能降碳舉措，在此過程中，應貫徹“無廢”理念，減少“應對氣候變化型”廢棄物的產生。

3.1 未雨綢繆推進光伏組建、動力電池回收利用

生產者責任延伸制度是指將生產者對產品承擔的資源環(huán)境責任從生產環(huán)節(jié)延伸到產品設計、流通消費、回收利用、廢物處置等全生命周期的制度。2016年末，國務院辦公廳發(fā)布的《生產者責任延伸制度推行方案》要求率先對電器電子、汽車、鉛酸蓄電池和包裝物等4類產品實施生產者責任延伸制度。2019年初，生態(tài)環(huán)境部等九部委聯合發(fā)布的《廢鉛蓄電池污染防治行動方案》，進一步強調落實生產者責任延伸制度，提出到2020年，鉛蓄電池生產企業(yè)通過落實生產者責任延伸制度實現廢鉛蓄電池規(guī)范收集率達到40%，到2025年廢鉛蓄電池規(guī)范收集率達到70%。

電池、報廢汽車、電子電器廢棄物等也是歐盟、日本等廢棄物管理先進地區(qū)的管理重點。近年來，低碳新技術應用帶來的新型廢棄物開始得到關注。日本方面，《建立循環(huán)型社會基本法》對特定品種提出“在商品和服務的整個生命周期中徹底循環(huán)資源”，其中一類為“作為應對全球變暖和其它環(huán)境問題的措施而被廣泛采用的產品和材料”，具體包括光伏發(fā)電設施廢棄物、鋰電池和碳纖維增強材料等。歐盟方面，2011年末修訂的《歐盟關于廢棄電子電氣設備的指令》納入了光伏設備，規(guī)定自2018年8月15日起，大型設備的光伏設備回收利用率至少達到80%，小型設備組成部分的光伏設備回收利用率至少達到55%?！稓W盟關于電池的指令》提出，鉛酸電池、鎳鎘電池、其它電池的回收利用率至少達到65%、75%和50%。

3.2 做好垃圾分類，減少垃圾焚燒爐渣

垃圾焚燒發(fā)電是可再生能源電力的重要組成部分，是包括日本在內的亞洲地區(qū)的廢棄物主要處置方式之一。部分代替火電發(fā)電量，垃圾焚燒發(fā)電整體上實現了減少化石能源使用和溫室氣體排放的效果。與此同時，垃圾焚燒發(fā)電會產生一定比例的爐渣（約占焚燒量的20%-25%）。目前，上海垃圾焚燒爐渣已超過100萬t，未來隨著“原生生活垃圾零填埋”目標的落實，焚燒爐渣預計還將持續(xù)增長。

垃圾焚燒爐渣的主要成分包括陶瓷碎片、磚石、石頭、玻璃、熔渣、鐵、其它金屬等不可燃物［4］。一方面，上海市生活垃圾組分中不可燃部分（見圖6）未見明顯下降，另一方面，需要與生活垃圾協同焚燒的拆房和裝修垃圾殘渣居高不下，其中包含較多不可燃物質。上海亟待通過加強垃圾分類減少垃圾焚燒爐渣。近期，《上海市生活垃圾管理條例》的發(fā)布邁出了堅實的一步。

歐盟和日本均建立了較好的生活垃圾和建筑垃圾分類回收體系。日本分成5大類、須定時定點投放的生活垃圾管理體系堪稱世界標桿?！督⒀h(huán)型社會基本法》提出的分類回收重點包括塑料、生物質、金屬、磚石與建筑材料等。《歐盟廢棄物指令框架》［5］要求紙張、金屬、塑料、玻璃（截至2015年）、紡織品（截至2024年）必須分類回收，建筑垃圾分類系統至少包含木材、非金屬礦物（混凝土、磚塊、石頭、瓷磚和陶瓷）、金屬、玻璃、塑料和石膏。

圖6 2007-2016年上海市生活垃圾組分（部分不可燃物）［6］