“無廢”與節(jié)能低碳——協(xié)同與互促
2021-11-15
作者:?
孫 騰 節(jié)能減排中心 業(yè)務(wù)咨詢二部
本文簡要闡述了“無廢”與節(jié)能低碳之間的關(guān)系,包括二者均屬于高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求,共同構(gòu)成綠色發(fā)展效率指標體系,“無廢”相關(guān)舉措能夠促進節(jié)能低碳等。同時,在高載能行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、重點廢棄物分類回收等“無廢”實踐層面,介紹了相關(guān)背景、發(fā)展趨勢及先進經(jīng)驗。
資源產(chǎn)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(chǎn)模式,明確“到2030年,實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)管理和高效利用”。作為中國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(lǐng)行動》,確立了提升資源產(chǎn)出率的短期目標,明確“到2020年,主要資源產(chǎn)出率比2015年提高15%”。至此,我國能、碳、資源三位一體的高質(zhì)量發(fā)展效率指標體系基本成型。2019年初,國務(wù)院辦公廳發(fā)布《“無廢城市”建設(shè)試點工作方案》,要求系統(tǒng)構(gòu)建“無廢城市”建設(shè)指標體系,從而為優(yōu)化完善資源產(chǎn)出率指標體系提供了試驗田。
經(jīng)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(jīng)濟的環(huán)境和資源產(chǎn)出率”指標,包括二氧化碳產(chǎn)出率、能源產(chǎn)出率、原材料產(chǎn)出率、水產(chǎn)出率和環(huán)境調(diào)整后的多因素產(chǎn)出率(即環(huán)境綜合產(chǎn)出率)(見表1)。在該指標體系的指導(dǎo)下,各國可結(jié)合各自實際制定相應(yīng)的具體目標,以日本為例,其在《建立循環(huán)型社會基本法》中提出2025年資源產(chǎn)出率達到49萬日元/噸,比2015年提高11萬日元/噸的目標(見圖1)。
表1 OECD綠色發(fā)展指標體系——環(huán)境和資源產(chǎn)出率部分
領(lǐng) 域 |
推薦指標 |
碳與能源產(chǎn)出率 |
1.二氧化碳產(chǎn)出率 1.1基于產(chǎn)出的二氧化碳的產(chǎn)出率:GDP/(能源相關(guān))二氧化碳排放 1.2基于終端需求的二氧化碳的產(chǎn)出率:實際收入/蘊含在終端需求中的(能源相關(guān))二氧化碳排放 2.能源產(chǎn)出率 2.1能源產(chǎn)出率:GDP/一次能源總量(TPES) 2.2分部門能源密度(制造業(yè)、運輸業(yè)、家庭用戶、服務(wù)業(yè)) 2.3可再生能源占比:可再生能源一次能源占比,可再生能源電力占比 |
資源產(chǎn)出率 |
3.原材料產(chǎn)出率(非能源部分) 3.1基于終端需求的原材料產(chǎn)出率(綜合衡量;物理原始單位):實際收入/蘊含在終端需求中的原材料(混合材料) 3.2基于產(chǎn)出的原材料產(chǎn)出率:GDP/原材料消費量(混合材料) 如生物質(zhì)材料(食物,其他生物質(zhì)) 如非生物質(zhì)材料(金屬材料,工業(yè)礦物) 3.3廢棄物產(chǎn)生密度和回收率:分部門,單位GDP或增加值,人均 3.4營養(yǎng)物質(zhì)流與平衡:如農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的營養(yǎng)物質(zhì)平衡,單位農(nóng)業(yè)用地或農(nóng)業(yè)產(chǎn)出變化 4.水資源產(chǎn)出:增加值/水資源消費量,分部門 |
多因素產(chǎn)出率 |
5.環(huán)境調(diào)整后的多因素產(chǎn)出率(綜合衡量;貨幣原始單位) |
資料來源:Green Growth Indicators 2017
資料來源:Fundamental Plan for Establishing a Sound Material-Cycle Society
圖1 日本資源產(chǎn)出率目標
在經(jīng)合組織(OECD)對資源產(chǎn)出率的研究中,將資源分為生物質(zhì)(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(jié)果顯示,2005至2016年,大部分國家的資源產(chǎn)出率均有所增長;金磚國家的資源產(chǎn)出率與OECD國家相比仍有較大差距(見圖2)。
資料來源:OECD Statistics
圖2 OECD國家與金磚國家的資源產(chǎn)出率(2005年與2016年對比)(USD/kg)
“無廢”的關(guān)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(lián)盟(Zero Waste International Alliance)對“無廢”的最新定義為“通過負責任的生產(chǎn)、消費、重復(fù)使用以及產(chǎn)品、包裝和材料的回收來保護所有資源,不使用焚燒,且避免任何威脅環(huán)境或人類健康的排放”。相應(yīng)的,3R原則也得到了拓展,且體現(xiàn)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(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)就考慮減少廢棄物產(chǎn)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)。
資料來源:Zero Waste International Alliance zwia.org
圖3 實現(xiàn)零廢棄的舉措層次
在上述理念的指引下,“無廢”與節(jié)能低碳的聯(lián)系更為緊密。一是設(shè)計體系在資源使用方面應(yīng)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(yīng)盡量減少不可再生資源的開采;二是產(chǎn)品全生命周期盡可能本地化,并通過優(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(nèi)涵,任何導(dǎo)致環(huán)境退化或資源枯竭的人都應(yīng)承擔全部成本,鼓勵將包括固廢和溫室氣體排放在內(nèi)的環(huán)境成本內(nèi)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,從而減少廢棄物和溫室氣體的排放。
資料來源:https://tianchi.aliyun.com/markets/tianchi/feifeng2018#f6
圖4 2018年全球物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)創(chuàng)新大賽金獎作品——垃圾車路徑優(yōu)化平臺
在上述衡量資源產(chǎn)出的指標體系中,礦產(chǎn)、油品均為重要組成部分,同時,鋼鐵、石化行業(yè)均是產(chǎn)廢重點行業(yè)和能耗大戶,在相關(guān)領(lǐng)域貫徹“無廢”理念,亦有助于實現(xiàn)節(jié)能低碳。
鐵礦石是最主要的礦產(chǎn)資源之一,廢鋼鐵是最主要的城市礦產(chǎn)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(nèi)容。
鋼鐵生產(chǎn)工藝主要分成長流程和短流程兩大類。長流程工藝是指以煤炭、鐵礦石為原材料,經(jīng)過煉焦、燒結(jié)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等工序生產(chǎn)粗鋼的工藝,短流程工藝是指以廢鋼鐵為原材料,主要通過電爐煉鋼生產(chǎn)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(chǎn)量之比),廢鋼比越高,說明鋼鐵生產(chǎn)工藝越偏向于短流程。我國鋼鐵生產(chǎn)工藝整體偏向于長流程,廢鋼比在世界主要產(chǎn)鋼國中處于最低水平(見表2),因此我國鋼鐵生產(chǎn)能耗強度和污染物排放強度均偏高。
表2 2017年主要國家和地區(qū)廢鋼比
國家/地區(qū) |
粗鋼產(chǎn)量(百萬噸) |
廢鋼用量(百萬噸) |
廢鋼比(%) |
中國(CHN) |
831.73 |
147.90 |
17.8 |
歐盟28國(EU-28) |
168.14 |
93.35 |
55.5 |
美國(USA) |
81.61 |
58.8 |
72.0 |
日本(JPN) |
104.66 |
35.8 |
34.2 |
韓國(ROK) |
71.03 |
30.5 |
42.9 |
俄羅斯(RUS) |
71.34 |
28.5 |
39.9 |
全球 |
1366 |
425 |
31.1 |
全球(不含中國) |
534 |
277 |
51.8 |
資料來源:World Steel Recycling in Figures 2013-2017
據(jù)國際重復(fù)利用工業(yè)局(BIR)統(tǒng)計,回收1噸鋼可節(jié)約1100千克鐵礦石、630千克煤和55千克石灰石,減少58%的二氧化碳、76%水污染物、86%空氣污染物和97%采礦廢物以及2.3平方米垃圾填埋空間。“十三五”以來,鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級得到廣泛重視,《廢鋼鐵產(chǎn)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,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(zhuǎn)型短流程煉鋼工藝,將有力促進我國減少鋼鐵生產(chǎn)能耗和碳排放。
石化產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),但其產(chǎn)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,富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,隨著環(huán)保要求日益提升,這些高硫、高金屬含量產(chǎn)品的出路進一步受到限制。與此同時,油品升級使石化行業(yè)的氫氣需求持續(xù)提升,IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝以汽、電、氫、化工產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn),環(huán)保、高效等優(yōu)點而受到關(guān)注。IGCC原理是通過化學(xué)反應(yīng)(主要在氣化爐內(nèi))將煤、天然氣、石油渣等富碳燃料轉(zhuǎn)化為能夠在聯(lián)合循環(huán)機組中燃燒的合成氣(一氧化碳和氫氣混合物)等燃料,將化學(xué)能轉(zhuǎn)移到氫氣上,然后再對一氧化碳和氫氣進行分離,因此適用PCDC(燃燒前脫碳)技術(shù)。
資料來源:中國華能集團清潔能源技術(shù)研究院
圖5 各類碳捕捉技術(shù)
目前,國內(nèi)石化行業(yè)已有應(yīng)用渣油、脫油瀝青、石油焦等做原材料的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置,如福建聯(lián)合石化一體化IGCC裝置等;燃燒前脫碳技術(shù)亦有示范應(yīng)用,如連云港清潔煤能源動力系統(tǒng)研究設(shè)施3萬噸/年碳捕集項目、華能綠色煤電IGCC電廠6-10萬噸/年碳捕集、利用和封存示范項目等。在煉油和其他領(lǐng)域(如氫燃料電池)氫氣需求持續(xù)提升的背景下,利用IGCC+CCUS技術(shù)、以低值石油產(chǎn)品和煉油廢棄物為原材料實現(xiàn)汽、電、氫氣的清潔生產(chǎn)供應(yīng),有望在減少石化行業(yè)廢棄物的同時實現(xiàn)節(jié)能低碳。
發(fā)展新能源、利用生物質(zhì)能(如垃圾發(fā)電)、推廣新能源汽車等,均是當前主要的節(jié)能降碳舉措,但在此過程中應(yīng)貫徹“無廢”理念,減少“應(yīng)對氣候變化型”廢棄物的產(chǎn)生。
生產(chǎn)者責任延伸制度是指將生產(chǎn)者對其產(chǎn)品承擔的資源環(huán)境責任從生產(chǎn)環(huán)節(jié)延伸到產(chǎn)品設(shè)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(wù)院辦公廳發(fā)布的《生產(chǎn)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(chǎn)品實施生產(chǎn)者責任延伸制度。2019年初,生態(tài)環(huán)境部等九部委聯(lián)合發(fā)布的《廢鉛蓄電池污染防治行動方案》進一步強調(diào)落實生產(chǎn)者責任延伸制度,提出到2020年,鉛蓄電池生產(chǎn)企業(yè)通過落實生產(chǎn)者責任延伸制度實現(xiàn)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,因低碳新技術(shù)應(yīng)用帶來的新型廢棄物開始得到關(guān)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(wù)的整個生命周期中徹底循環(huán)資源”,其中一類為“作為應(yīng)對全球變暖和其他環(huán)境問題的措施而被廣泛采用的產(chǎn)品和材料”,具體包括光伏發(fā)電設(shè)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(guān)于廢棄電子電氣設(shè)備的指令》納入了光伏設(shè)備,規(guī)定自2018年8月15日起,作為大型設(shè)備的光伏設(shè)備的回收利用率至少達到80%,作為小型設(shè)備組成部分的光伏設(shè)備的回收利用率至少達到55%。《歐盟關(guān)于電池的指令》提出鉛酸電池、鎳鎘電池、其他電池的回收利用率至少達到65%、75%和50%。
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(nèi)的亞洲地區(qū)的廢棄物主要處置方式之一。通過部分代替火電發(fā)電量,垃圾焚燒發(fā)電整體上實現(xiàn)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(chǎn)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接近百萬噸,未來隨著“原生生活垃圾零填埋”目標的落實,焚燒爐渣預(yù)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、其他金屬等不可燃物。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(xié)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(zhì)。因此,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,其在《建立循環(huán)型社會基本法》中提出的分類回收重點包括塑料、生物質(zhì)、金屬、磚石與建筑材料等;《歐盟廢棄物指令框架》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(tǒng)至少包含木材、非金屬礦物(混凝土,磚塊,瓷磚和陶瓷,石頭)、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)
風險與不確定性——兼及對不確定性研究的初步思考
從風險管理實務(wù)中的“風險”定義出發(fā),辨析后認為風險的本質(zhì)是不確定性,界定風險為“影響目標實現(xiàn)的不確定性”。在不確定性日益成為這個時代顯著特征的背景下,我們需要克服對確定性追求的天性,從“在不確定性中尋找確定性”轉(zhuǎn)向“在不確定性中認識和把握不確定性”,實現(xiàn)對不確定性的被動地接受到主動地把握。本文以對中國風險管理界有著重要影響的兩個組織(ISO[[[] ISO是國際標準化組織的簡稱,全稱是International Organization for Standardization。ISO是由各國標準化團體(ISO成員團體)組成的世界性的聯(lián)合會。制定國際標準的工作通常由ISO的技術(shù)委員會完成。]]和COSO[[[] COSO 即?Committee of Sponsoring Organizations of the Treadway Commission的縮寫,中文譯為反虛假財務(wù)報告委員會發(fā)起組織,有時也被直譯為美國科索委員會(如中國財政部2013年出版的第二版《企業(yè)內(nèi)部控制框架》中即采用的直譯方式)。]])對“風險”的定義說開去,辨析風險的本質(zhì)就是不確定性,然后從社會學(xué)視角對不確定性的研究進行初步討論。
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