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《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》概况

[ 信息发布:www | 发布时间:2013-01-11 | 浏览:857 ]

 今年5月,科技部会同国家发改委、工信部、环保部、住建部、商务部和中科院等国务院七部门联合印发《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》(以下简称《规划》)。该《规划》是贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》,指导和推进全国废物资源化科技创新,支撑资源节约型和环境友好型社会建设的重要举措。

  当前,我国废物资源化相关产业增长快速,已成为21世纪朝阳产业之一,但相对于发达国家还有一定差距。因此建立资源利用效率高、环境友好的废物资源化科技创新体系,对缓解我国资源紧缺,减轻环境污染,推动我国废物资源化产业健康持续发展具有重要作用。

  《规划》面向我国经济发展方式转型、缓解资源环境压力的重大需求,明确了再生资源利用、工业固废资源化利用、垃圾与污泥能源化资源化利用、废物资源化全过程控制、废物清洁循环利用理论等五大优先发展领域,提出了各领域发展的重点任务及发展目标并制定了技术发展路线图。

  当前,绿色经济发展、生态文明建设推动科技经济发展呈现出新的态势,因此,《规划》前期注重加强国内外技术调研,充分了解国际相关技术发展前沿,细致分析发展需求,归纳总结国内技术发展现状与存在差距,科学预判废物资源化各领域技术发展趋势,同时运用科技发展路线图方法构建了系统的废物资源化科技工程规划体系,明确技术产品产业的发展过程,增强了《规划》的指导意义。

  《规划》通过科学分析,进一步确定我国“十二五”废物资源化科技发展的总体目标是:重点选择再生资源、工业固废、垃圾与污泥等量大面广和污染严重的废物,以废物资源化全过程清洁控制为基本前提,加强废物循环利用理论研究,大力推进废物资源化全过程污染控制技术研发。《规划》从国情出发,坚持有所为,有所不为,着眼于学科领域技术前沿和国家战略需求,瞄准重要战略领域,引导技术发展方向,加快技术的原始创新和集成创新,形成废物资源化核心关键技术体系,突破基础和前沿理论及技术研究。

  《规划》中还明确提出了“十二五”期间,废物资源化领域技术的发展重点,如在再生资源利用方面,将重点突破废旧金属专业化分选拆解、保(升)级利用、清洁冶炼、二次污染控制技术;在工业固废资源化利用方面,将重点突破冶炼废渣有价组分清洁提取、毒害性物质控制技术,工业副产石膏规模化制备高端建材技术,工业生物质废物燃气化利用技术;在垃圾与污泥能源化资源化方面,将重点突破城市垃圾分类回收、均质预处理、有机垃圾厌氧消化、垃圾高效能源转化技术等。

  《规划》部署上述科学前沿和国家战略需求的同时,强化学科的交叉和协同攻关,利用新兴科技提升传统产业,力争取得一批具有影响意义的原始创新成果,抢占新一轮经济和科技发展制高点。

  根据《规划》,“十二五”期间将以科技项目为牵引,重点实施约100项废物资源化技术示范工程,形成一批技术创新基地,同时,也将重点加强废物资源化产业技术创新战略联盟建设,推动废物资源化领域创新型人才培养基地建设,以废物资源化技术转化和成果应用为重点建立技术创新服务平台等,通过联合攻关、技术集成、应用示范及技术推广服务,充分调动和整合技术、资本、信息等各类科技和经济资源,提高整体效能,更好地实现产学研有机结合,构建废物资源化科技创新体系,推动废物利用的全过程清洁化,提高废物资源化利用效率,实现废物资源化科技产业突破与大规模发展,形成我国废物资源化科技经济发展的新优势。

  《规划》的实施将有效支撑国家“十二五”节能环保战略性新兴产业发展、循环经济示范升级,对生态文明建设和可持续发展具有重要意义。

  废物资源化科技工程是缓解资源环境瓶颈的战略选择中国工程院院士 张懿我国工业化发展阶段仍处于资源消耗的高峰期,工业重型化、低端化特征明显。我国作为世界制造业大国,为世界提供了高份额的基础原材料和资源型产品,在经济增长的同时,付出了沉重的资源环境代价。我国人均优质资源短缺,对外依存度逐年加大。我国基础制造业的资源能源环境全生命周期效率与发达国家还存在较大差距,导致工业废弃物产生量逐年增加,20亿吨/年的废弃物负载极其沉重,造成了严重的资源浪费、环境污染和生态破坏。制造业的绿色化升级是我国转变经济发展方式亟待解决的关键问题。针对我国国情,科技部会同七部委联合发布了《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》,重点面向城市矿产、大宗工业固废、生物质废物、垃圾污泥等废物,提出科技发展的重点任务及发展目标,对缓解我国资源环境瓶颈、推动战略性新兴产业发展、转变经济发展方式具有重要意义。

  资源循环/循环经济模式是运用自然生态的物质再生循环与生态整合原理,结合系统工程、最优化方法与绿色过程工程高新技术设计的物质高效、多层、分级循环利用的经济可持续增长模式。通过废弃物资源化技术创新可实现资源利用的最大化、环境影响的最小化以及企业经济效益和社会效益的协调优化。如我国共伴生矿产资源综合利用率小于30%,而发达国家可达70%,如何资源化利用含有价金属废渣是个重要方向。以钒铬工业废渣为例,国内外尚无可行技术,多采用解毒后填埋。中科院过程工程研究所在钒铬高效清洁转化分离与过程污染控制的原创性技术研发基础上,已建成世界上首套钒铬废渣全组分高值化利用1.5万吨/年生产线,实现了利用含钒废料直接生产高纯五氧化二钒产品,回收率达90%,铬也能以三氧化二铬形式全部回收,经济和环境效益显著。该技术在科技部支持下进一步拓展,用亚熔盐化学场强化原创技术处理我国大宗特色资源钒钛磁铁矿钒、钛、铬冶炼渣,也取得重要进展。对大宗工业固废的氧化铝赤泥,采用亚熔盐介质的界内循环技术,已建成万吨级示范工程,可望通过自主创新,在国内外首次解决拜尔法赤泥综合利用难题。

  清洁生产的源头减弃与废物资源化技术的耦合集成,将大大促进传统产业的绿色化技术升级,缓解我国的资源环境瓶颈。

  再制造产业前景广阔中国工程院院士 徐滨士装备维修实践发现,装备的失效取决于最薄弱零件部位的失效,只要使最薄弱零件部位的性能得以恢复提升,装备的整体性能就能提升,装备的总体寿命就会延长。最薄弱零件或零件最薄弱处的失效,基本都是表面磨损和腐蚀失效。解决磨损和腐蚀问题,表面工程技术具有得天独厚的优势。如果将大量的废旧装备集中起来,以拆解后的废旧零件作为再制造毛坯,利用表面工程技术对毛坯进行批量化修复,重新赋予废旧装备服役能力,那么这一过程就是再制造。

  再制造是废旧机电产品高技术维修的产业化,其重要特征是再制造产品的质量和性能要不低于原型新品,成本仅是新品的50%左右,节能60%,节材70%,对环境的不良影响显著降低。再制造包括再制造技术、再制造工程和再制造产业三个层次。再制造技术是再制造工程的基础,再制造工程是再制造产业的前提,再制造产业则是再制造工程技术的产业化。

  再制造是国家倡导的循环经济中“再利用”的高级形式,它既是制造的创新,也是经营模式的创新,已成为现代制造服务的重要内容。再制造生产的突出特点是:再制造过程中所使用的生产毛坯是由逆向物流获得的废旧装备(但可再用)工业化的生产过程。废旧装备之所以报废,并不是因为它整体不能用,而大部分是由于零部件的表面磨损和失效。事实上,通过将表面部分修复,装备又会恢复生命。因此说,再制造也是装备生产的重要方式。

  以美国和西欧为代表的国外再制造,起步早、规模大、效益好,其再制造模式主要采用换件修理法和尺寸修理法。换件修理法更换的失效零件,要么成为垃圾,要么被回炉冶炼,重走一遍熔炼成形制造使用的“耗能、污染”过程;尺寸修理法虽然能恢复零件的出厂性能,但因破坏了互换性,且使用了非标准件,故达不到原型机新品的使用寿命。国外再制造模式虽可节能、节材和环保,但对再制造的巨大潜力挖掘得还不够,不适合我国国情。只有利用先进的表面工程技术,将每一个失效零件都修好并让它们重新服役,才能最大限度地满足节能减排的要求。为此,再制造技术国家重点实验室探索形成了“以高新技术为支撑,以恢复尺寸、提升性能的表面工程技术为依托,产学研相结合,既循环又经济的中国特色的再制造模式”。在该模式的指导下,我国的再制造可将旧件再制造率提高到90%,使零件的尺寸精度和质量性能标准不低于原型新品水平,而且在耐磨、耐蚀、抗疲劳等性能方面达到原型新品水平,并最终确保再制造装备零部件的性能质量达到甚至超过了原型新品,受到国际同行的广泛认同与高度关注。

  鉴于再制造可使废旧资源中蕴涵的价值得到最大限度的开发和利用,缓解资源短缺与资源浪费的矛盾,减少大量的失效、报废产品对环境的危害,是废旧机电产品资源化的最佳形式和首选途径,是节约资源的重要手段,再制造已被作为一项战略性新兴产业得到国家部委高度重视,发展前景广阔。

  再生有色金属产业发展潜力巨大 机遇与挑战并存中国工程院院士 邱定蕃我国有色金属行业发展迅速,2011年10种有色金属产量达到3438.29万吨,为2000年产量的4.4倍,年均增幅14.4%。有色金属行业在规模不断扩大的同时,资源短缺、能源高消耗和环境污染等问题也日益突出,已对行业可持续发展构成了严重威胁。

  目前,我国有色金属原料以矿产资源为主,大部分金属资源禀赋差,大多属于金属品位低、选冶难度大的复杂矿物资源。长期以来,我国大宗有色资源主要依靠进口,如2011年铝、铜的对外依存度分别达到47%、70%。从全球观点看,矿产资源是有限的和不可再生的,人类不应该也不可能只是不断地向地球索取资源,建立资源循环利用系统是一种必然的趋势。大多数金属,特别是那些化学性质不特别活泼的金属,如铜、铝、铅、锌、镍、贵金属等,均可以实现循环利用。

  2011年我国再生有色金属总产量为835万吨,约占有色金属总消费量的24%,而一些发达国家有色金属总消费量50%以上来自于循环利用。目前我国社会铝积累量已达1.2亿吨,铜积累量约7000万吨,预计2015年我国再生有色金属总产量将达1200万吨,产值超过2500亿元,产业发展前景广阔、潜力巨大。国家制定了一系列鼓励发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的政策措施为产业实现跨越式发展提供了良好机遇。此时,《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》的发布和实施,将为产业做大做强提供重要的科技支撑。

  再生有色金属资源和原矿资源有许多不同之处,处理方法也不尽相同。例如,再生资源的破碎、分选等预处理过程就大不相同,通常更复杂;由于再生资源成分复杂、波动范围大,分离和提纯金属较困难;处理“城市矿山”的企业大多在城市或者城市周边,为避免二次污染,一定要对有害元素进行无害化处理。这些问题都是再生有色金属产业必须攻克的技术难题,是产业实现可持续发展必须面对的挑战。近些年,我国再生有色金属产业在发展过程中也涌现出了一些具有一定规模和技术实力的企业,提升了再生资源的利用水平。但整体而言,我国再生有色金属产业集中度低、生产工艺和技术装备落后、再生产品附加值低、存在二次污染,与发达国家水平差距明显。另外,缺乏行业准入制度和再生产品标准,造成行业发展水平参差不齐,市场竞争无序,亟待加以规范。

  在《规划》的废旧金属再利用发展目标中,明确提出重点突破废旧金属专业化分选拆解、保(升)级利用、清洁冶炼、二次污染控制等重大技术与装备,提高废旧金属回收率与再生产品质量。该《规划》为今后再生有色金属产业技术指明了发展方向,为开展技术与装备研发工作提供了支撑平台,为迎接挑战增添了重要的砝码。可以预见,《规划》的实施将极大地提升再生有色金属产业自主创新能力、再生产品市场竞争力,促进产业可持续健康发展。

  加强废物资源化 促进循环经济发展中国工程院院士 钱易清华大学环境学院 温宗国我国虽然地大物博,但由于人口众多,人均资源拥有量大多处于世界人均资源拥有量以下。改革开放以来,我国各项经济建设取得了显著成就,但现有发展模式造成了巨大的资源和环境代价。“十二五”期间是我国加快转变经济发展方式、全面建设小康社会的关键历史时期。废物资源化是加大环境保护力度、推进节能减排的有效途径,是促进循环经济发展、有效缓解资源短缺瓶颈的重要手段,也是培育和发展绿色产业的重要内容,对我国建设资源节约型和环境友好型社会具有重要的意义。

  据统计,我国社会废旧物资、工业固体废物、城市垃圾与污泥等各类废物以每年10%的速度迅猛增加,年产生量超过40亿吨。大量废物长期堆存和填埋处置,不仅占用大量土地,而且所含重金属、毒害介质、微细粉尘、有机污染物造成了严重的大气、水体、土壤污染和生态破坏,严重威胁人民健康,是引发社会群体事件的重要根源。

  深入实施节能减排是推动产业结构调整、转变经济发展方式的重要手段。对排放量大面广、环境污染严重的废物,应该采用的处理处置方式可以用减量化、资源化、无害化来表述。这“三化”都可收到显著的节能减排效益。如2010年我国回收利用废旧金属、废塑料、废旧电子电器等八类社会消费品废物1.49亿吨,与直接利用原生资源相比,相当于节能1.79亿吨标准煤,减排二氧化硫393万吨(占当年全国排放总量的17.9%)、固体废物10亿吨以上,节约土地90万亩。

  废物大量排放、大量堆存,造成了严重的环境污染。但是,废物中也蕴涵丰富的可回收资源,既包括铁、铝、铜、铅、锌、钾、稀土、稀贵等重要的战略金属资源,也包含丰富的碳、硫、氯、氮、磷等非金属资源。废物资源化既可以为工业生产提供替代原生资源的再生原材料,也可以直接为社会生活提供再生产品。据预测,在未来30年内,世界80%的地下矿产资源将转移到地上,废物资源化利用为全球提供的原料将由目前占原料总量的30%提高到80%。“开发城市矿山”的响亮口号已经在世界范围得到了广泛的认同。

  当前,我国重要战略资源对外依存度日益提高,资源短缺已经成为制约我国经济社会可持续发展的重要瓶颈。未来较长一段时间内,我国近20种主要重要矿产资源会出现不同程度的短缺,铁、铜、钾等战略金属资源仍将继续保持较高的对外依存度。我国废物排放量巨大,据估测,每提高1%废物综合利用率,相当于新增资源量8000万吨以上,可替代原生资源5亿吨。通过废物资源化实现废物再生与循环利用,将成为缓解战略资源短缺瓶颈的重要突破口,是实现可持续发展的重要保证。

  进入新世纪以来,以清洁、智能、低碳、高效益为特征的新科技革命和产业革命的迅猛发展,世界主要发达国家纷纷选择了绿色发展战略,把发展绿色产业作为刺激经济复苏、实现经济转型的重要抓手。例如,美国废物资源化产业每年产值达到2400亿美元,每年回收利用社会废物再生资源达到1.25亿吨,规模与我国基本相同,但单位废物资源化产值是我国的4倍。美国还提倡“生产者责任延伸制度”,由企业回收废旧产品并利用“再制造”的绿色新技术,将废旧产品中可以再用的零部件用在新产品的制造中,节约了大量资源,减少了大量污染。预计2015年我国废物资源化年产值将达到约2万亿元,回收再生资源量将达到2.2亿吨,但目前我国废物资源化技术水平仅达到发达国家上世纪90年代中期水平。

  2012年两会期间,胡锦涛总书记在参加江苏省代表团审议时指出,要牢牢把握加快转变经济发展方式的主线,加快发展循环经济、绿色产业、低碳技术,不断提高生态文明水平。在世界经济格局重大调整变革时期,我国所面临的全球资源大循环、全球环境变化、绿色贸易保护等国际挑战日益复杂。基于我国以重化工为主的工业结构长期存在的现实,我们应在加快信息技术、生物技术、新能源技术等高新技术研发转化的同时,努力推行废物资源化新观念和新技术,改造传统产业,发展循环经济,加快形成资源节约型、环境友好型的生产方式,走上一条“科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥”的新型工业化道路。

  关于发展“城市矿产”产业的探讨中国工程院院士 左铁镛“城市矿产”是对废弃资源再生利用规模化发展的形象比喻,它通常是指工业化和城镇化过程产生和蕴藏在废旧机电设备、电线电缆、通讯工具、汽车、家电、电子产品、金属和塑料包装物以及废料中,可循环利用的钢铁、有色金属、稀贵金属、高分子材料等有价资源。自1971年美国学者斯潘德洛夫提出了“在城市开矿”的口号以来,其概念和内涵不断丰富发展,至今已形成国内外广泛关注的新兴产业。

  “城市矿产”作为一种载能性、循环性、战略性的二次资源,具有显著的资源节约与环境友好特性,加强其回收利用是大力发展循环经济的集中体现之一,对挖掘科技驱动潜力,培育战略性新兴产业,推动人才教育发展以及带动劳动力就业,实现中国社会经济的可持续发展具有重大意义和现实价值。通过“十一五”以来全社会的大力推动,我国“城市矿产”产业已在发展规模、科技创新以及政策法规建设等方面取得阶段性成果,如2009年我国回收利用废旧金属、废旧电子电器等八类“城市矿产”共1.43亿吨,实现产值8800亿元,解决了1800万人就业;《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》将“综合治污和废弃物循环利用”作为优先主题,在相关专项规划中支持了废旧金属、废旧电子电器、废旧机电产品等回收利用领域一批关键共性技术研发和示范应用;颁布实施了《废弃电器电子产品回收处理管理条例》、《再生资源回收管理办法》等一批法规规章。但总体上与发达国家发展水平、我国资源环境可持续发展的迫切要求相比仍存在较大差距,笔者认为当前或相当长时期内,仍须针对以下几方面问题加强研究,采取相应对策。

  一是再生资源原材料保障问题。随着我国工业化和城镇化的快速发展,家电、汽车等大宗消费品社会蓄积量和废弃量不断增加,但因普通民众资源回收意识淡薄、现有回收体系不完善、民间个体原始回收方式长期存在以及有效监管缺乏等,造成相当比例的废弃物流向手工作坊和低水平处理企业,不仅造成资源二次浪费、环境二次污染,还导致规模化利用企业的回收成本居高不下和产能过剩。需要进一步加大宣教力度,加强法规制度建设,提高民众的资源循环意识,规范交投行为;逐步实行生产者责任延伸制,加快建设覆盖城乡的回收网络,构建符合现阶段国情、先进完善的逆向物流体系;同时,规范和进一步提高国外再生资源的利用比例,从多角度提高我国再生资源规模化企业的原材料保障水平。

  二是产业发展水平与质量问题。尽管产业集聚程度在逐步提高,但多数仍为中小企业,如全国有300多家再生铅企业,2009年平均产能仅为4100吨;多数再生铜企业年产量低于3万吨,其中,不少再生铝企业年产量仅有几百吨。再生产业相比原生产业,其整体节能减排效应显著,但并不代表再生企业发展水平高,多数企业技术装备水平落后,节能环保形势严峻,初级再生产品比重高,高科技含量和高附加值产品开发严重不足。应深入落实科技部《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》,拓展科技投入渠道和机制,构建以企业为主体,“官产学研用”一体化的研发链条,创新“逆向”科研思路和相关基础理论,提升技术装备自主创新能力,力争培育一批具有相当发展规模,技术创新水平高的示范企业。

  三是相关政策配套与落实问题。“城市矿产”产业涉及要素多而复杂,其发展初期不仅需要发挥市场机制的作用,更离不开政府引导和调控,迫切需求建立完善投资、价格、财税、金融等配套政策以及产业服务体系;要求相关政策明确再生资源回收利用过程各个环节相关利益主体对应的工作内容、各自应承担的责任和义务;针对各类废弃物回收利用的自身特点,分门别类地制定相应的扶持、激励和惩治政策;加大政府主管部门之间的统筹协调,强化政策细化、接洽和落实,务求对产业整体发展水平提升形成合力。

  四是相关标准规范与评价问题。我国再生资源回收、拆解及利用环节标准规范较为薄弱,行业准入门槛较低,加上不少地方盲目投资建设再生资源加工项目,往往导致规模化利用企业科技和环保投入大,生产成本相对较高,在市场竞争中处于劣势地位。亟须完善相关标准和评价体系建设,建立各种废弃物的回收利用技术污染控制规范、再生产品的质量标准、再制造产品的质量认证制度、再生资源回收体系评价标准和各类再生资源加工园区的评价体系等,以期构筑系统、规范的评价和监管体系,促进产业规模化、高水平和生态化发展。

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