基于循環經濟的硅產業發展模式研究

曹韓

（德宏師范高等專科學校經濟管理系，云南芒市 678400）

基于循環經濟的硅產業發展模式研究

曹韓

（德宏師范高等專科學校經濟管理系，云南芒市 678400）

云南省擁有豐富的硅礦資源，科學、可持續發展硅產業已成為云南省工業發展的重要方面。傳統的硅產業屬高耗能、高污染產業，在獲得經濟利益的同時，給生態環境帶來了嚴重的影響。隨著云南省新型工業化道路的確立，硅產業的發展面臨重大變革。發展硅產業要建立在循環經濟的模式下，要盡可能地減少環境負荷。運用循環經濟理論，對當前云南省硅產業發展過程中存在的問題進行分析，并借鑒硅產業發達地區的經驗，對云南省建立循環經濟模式下的硅產業鏈提出建議。

云南省；硅產業；循環經濟；產業鏈

2010年，云南省的生產總值突破7 000億元大關，達到7 220.14億元，同比增長12.3%。人均GDP達到15 749元，比上年增長11.6%。云南省正處于工業化、城市化加速發展階段，同時也進入了資源緊缺、環境污染和生態保護壓力巨大的時期，硅產業正是在這樣的背景下所被關注。云南省是我國最大的硅鐵生產基地，2007年全球硅鐵生產量為200萬t，中國產量為120萬t，是全球最大的硅鐵生產國，云南省硅鐵產量為25萬t，居中國之首，并居于全球之冠〔1〕。硅產業已經成為云南省工業發展的重要亮點，西部的保山市、德宏州、怒江州等地區硅產業已成為當地經濟發展的支柱。

但是，相對于國內外硅產業成熟地區的發展，云南省硅產業則處于技術落后、設備陳舊、產業鏈不完善的狀況，急需解決中高端產品產能低（部分高端產品產能為零），產業類型主要集中在初級加工領域，以及研發能力不足和高耗能、高污染、高排放的問題。

同時，如果延續目前云南硅產業為代表的傳統粗放型的經濟增長模式，依靠高耗能、高污染支撐云南省經濟發展，不僅資源難以為繼，環境也將不堪重負。唯有發展循環經濟，切實構建節約型增長方式（以集約性、循環性、清潔性為主要特征），走新型工業化道路。

一、循環經濟相關內涵及研究現狀

根據生態學和系統論的觀點，經濟系統被看作是一個可以從生態系統中獲取自然資源，進而支撐社會、經濟和環境發展的一個體系。整個體系各部分相互作用，各自循環，以保證各部分之間物質、能量和信息的交流保持著一種動態的平衡。這樣的平衡是實現人與自然、科學與社會和諧發展的紐帶。進入21世紀，這樣的紐帶正遭受工業文明的破壞，人類不得不深刻反思和重新審度“現代化”的生產方式、消費行為、價值觀念和科學方法。在這樣的背景下，產業生態學、循環經濟理論相繼出現。

20世紀80年代末，N.Gallopoulos等人從生態系統的角度提出了“產業生態系統”和“產業生態學”的概念。1991年，美國國家科學院與貝爾實驗室共同對產業生態學的概念、內容和方法以及應用前景進行了全面、系統的總結，認為產業生態學是研究社會生產活動中自然資源從源、流到匯的全代謝過程，組織管理體制以及生產、消費、調控行為的動力學機制、控制論方法及其與生命支持系統相互關系的系統科學，其興起包括了循環經濟學、景觀生態學、人類生態學、系統生態學四大理論〔2〕。產業生態學涉及三個方面，宏觀上，它是國家產業政策的重要理論依據，即圍繞產業發展，如何將生態學的理論與原則融入國家法律、經濟和社會發展綱要中，以促進國家及全球尺度的生態安全和經濟繁榮；中觀上，它是部門和地區生產能力建設及產業結構調整的重要方法論基礎，通過生態產業將區域國土規劃、城市建設規劃、生態環境規劃和社會經濟發展規劃融為一體，促進城鄉結合、工農結合、環境保護和經濟建設結合；微觀上，則為企業提供具體產品和工藝的生態評價、生態設計、生態工程與生態管理方法，涉及企業的競爭能力、管理體制、發展戰略及行動方針等。

循環經濟理論是產業生態學發展的基礎理論之一，是基于循環生態原理運行，并按系統工程方法組織的具有高效的資源代謝過程、完整的系統藕合結構及整體的、協同的、循環的、自生功能的網絡型、進化型復合生態經濟〔3〕。20世紀60年代末由美國經濟學家鮑爾丁提出，并在90年代正式形成理論體系。影響力較大的有美國的萊斯特·R·布朗《B模式：拯救地球延續文明》把循環經濟模式定義為A模式（強物質化）和B模式（減物質化）兩種模式〔4〕；德國的伍帕塔爾認為，必須提高資源生產率來發展循環經濟等等。

我國學者對于循環經濟的研究開始于90年代末，其中最具代表性的是諸大建，在其論著里不僅總結了國外生態效率，生態產業園區、靜脈產業等思想，同時提出了我國建立循環經濟思想對于可持續發展的意義。在這之后的張穎、張思鋒等一大批學者，基于我國國情開展了循環經濟的理論與實踐的不同角度和不同程度的研究〔5〕。目前，關于礦產循環經濟的研究還是較少，主要集中在鐵礦資源和鋼鐵生產方面，而專門針對硅產業的循環經濟模式的研究幾乎為空白。

二、礦業循環經濟理論基礎

循環經濟是物質閉環流動性經濟、資源循環經濟的簡稱，是以資源的高效利用和循環利用為目的，以“減量化、再利用、資源化”為原則（3R原則），以物質閉路循環和能量梯次使用為特征，按照自然生態系統物質循環和能量流動方式運行的經濟活動〔6〕。根據系統論、生態學、經濟學的原理，充分利用自然資源，同時不過度開采資源，使自然與人類的關系得到協調，保障人類社會的發展同環境的保護得到和諧發展。循環經濟的特點可以概括為：物質以網狀循環的方式進行運動，在資源開發和利用的過程中追求科學化的管理和經營，降低開采度，同時盡可能地提高利用率；在環境承載力方面，追求低排放，使得經濟的發展同環境保護協調統一。

礦產資源可持續發展是指人類對礦產資源的開發利用，既滿足經濟社會發展的需要，又不對人類生存的環境與生態、健康與生命造成不能容忍的破壞；既滿足當代人對礦產資源的需求，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害。其基本內涵是以科學、合理地開發礦產資源為目的，以努力協調好人類與礦產資源的關系為形式，以十分珍惜和充分、合理利用礦產資源為手段，從兼顧各代人利益的角度考慮礦產資源的跨代、跨區配置問題，滿足各代、各區人類的共同需要，實現資源共享〔7〕。

礦業循環經濟是指在開采礦產和加工生產礦產品的過程中，根據循環經濟的模式，在勘探、采選、冶煉生產、初加工、深加工、消費等過程中形成一個構成閉環的物質流動，在這個循環里面同時疊加了相應的信息流、能量流，并最終通過商流得以實現經濟利益最大化。礦業循環經濟的核心是礦產資源合理有效的開發和利用。相對于傳統的礦產資源的開發和利用，循環經濟模式下使得資源處于一個閉環的運動狀態，經濟的發展由鏈條轉變成了環狀〔8〕8。礦產資源循環利用的模式見圖1〔8〕10。

圖1 礦產資源循環利用模式

三、云南硅資源綜合開發利用現狀分析

（一）硅資源綜合開發利用現狀

地處中國西南地區的云南省，水電資源極其豐富，豐水期電價成本優勢明顯，是適宜大力發展電冶工業的地區。云南省的硅藏量應有30×108 t以上，以現有年開采量26×104 t計算，尚可開采11 538年〔9〕。主要分布在大理、保山、怒江等地，且硅礦純度高，雜質少，屬高品位礦藏，開采價值極高。根據中國有色網公布的數據，2011年云南省硅廠達到68家，金屬硅產能將達到125萬t，占全國總產能的35%；其年內產量或達70萬t，占全國總產量的45%以上。目前，云南金屬硅生產企業的爐子型號主要以12500 kva為主，數量在100臺左右；剩下小型冶煉爐有望在未來兩年全部更新改造；當地也有不少12500 kva-25000 kva的大型冶煉爐。云南省金屬硅企業產能分布情況見表1〔10〕。

表1 云南省金屬硅企業產能分布情況

（二）硅資源開發利用存在問題

1.政策法規不完善

人類對自然資源的索求應當是有節制的，而約束向自然索求資源的行為應該是法律或者法規。政策法規不完善是當前云南省資源利用中最為突出的問題之一。資源綜合利用的地方性法規的缺失，以及激勵和約束政策的缺乏和不足，導致包括開采硅資源在內的行為得不到規范，地方政府以及企業各自為政，為了各自利益大肆開采；稅收優惠政策的惠及面不寬，落實措施不力，導致部分資源綜合利用高成本無法得到彌補，影響資源利用工作的推進；生產者責任延伸規章制度不健全，企業應負的環境保護責任、污染防治責任沒有得到很好的落實。

2.產品單一，研發力量薄弱

根據云南省工業和信息化委的統計數據顯示，2010年納入統計的46戶工業硅生產企業，共計生產硅產品28.1萬t，產品主要是金屬硅和鋁硅合金。而國際上硅產業發達國家無一不把發展的重點集中在晶體硅材料、有機硅材料、高端石英晶體元器件等主要行業領域，其中半導體硅和太陽能硅以及有機硅材料是國際上硅產業競相發展的核心，更是發展前景良好的產業類型。云南省硅產業起步晚，技術工藝落后，長期以來產品主要以金屬硅為主，市場競爭力弱，導致整個產業規模小，企業無法做大做強，形成不了龍頭企業。加之小企業在融資能力上的不足，研發能力上的薄弱，同行業之間缺乏技術分工與技術合作，同時業內存在重復研發、設備裝置重復建設等問題。

3.生產要素“瓶頸”

云南經濟社會發展水平相對滯后，高素質人才稀缺，加之云南硅產業發展層次相對較低，很難吸引高層次的管理人才、專業技術人才和高級技術工人。人力資源的匱乏，在很大程度上制約了產業發展。

從資本資源看，云南省金屬硅及相關材料生產的中小企業客觀上存在著因地質勘探不準確給投資企業帶來的技術性風險，國際國外市場供求關系變化給投資項目帶來的市場性風險，國家對高能耗污染產業限制政策帶來的政策性風險等方面的投資風險，使投資主體投資信心不足。金融機構對中小企業信貸的“邊緣化”以及眾多硅生產企業遠離上市公司準入門檻的現實，使其難以擺脫“貸款難、融資難”的困境〔11〕。

從產品能耗和資源利用率來看，2010年云南省工業和信息化委關于工業硅企業資源能源消耗情況的通報顯示：單位產品冶煉平均電耗13 465 kWh/t，高于國家規定的限額值；單位產品平均綜合能耗3 463.9 kg標煤/t，略低于限額標準；全省平均單位產品消耗硅石（折純）3.14 t/t，共有14戶能耗超標企業被黃牌警告〔12〕。

此外，電價仍占多晶硅生成成本的1/4，隨著各地電能并入南方電網，電價均有所提升，勢必提高硅產品的生產成本。而目前部分硅企業在生產過程中使用了大量的木炭作為還原劑，不僅破壞了大量森林植被，所產生出來的廢氣、廢渣、廢水給環境造成了巨大的污染，一旦相關政策的落實，使用替代品作為還原劑，無疑將增加生產成本，加重企業經營負擔。

4.市場風險問題

隨著全球經濟狀況的惡化，各國對光伏產業的投資熱度將會降低。反觀國內現在有10多個省市50多家企業在建和籌劃上馬多晶硅項目，截至2011年全國多晶硅總產能超過11萬t。但是，2011年國內光伏產業整體面臨較大的庫存消化壓力。其中，受歐美終端光伏市場下滑直接影響的中下游硅片及組件企業，從第三季度開始出現了虧損，其第四季度將很可能出現減產甚至停產，由此而及，上游多晶硅訂單低價出售以較少損失的概率較大，這使得第四季度多晶硅市場價格有可能會雪上加霜。因此，多晶硅企業將整體面臨利潤理性回歸，而為確保利潤穩定，只有通過技改降低成本，提升市場競爭力。

四、云南硅產業循環經濟發展分析

（一）硅產業循環經濟的動力模型分析

云南省硅產業發展長期處于產業鏈的最底部，市場利益各方不愿暫時性地減少既得利益，使得整個產業的發展舉步維艱。面對全球高端硅材料需求的日益增加，云南省硅產業處在尷尬的境地。首先，一方面是傳統金屬硅市場的利潤嚴重縮水，企業必須要提升產品質量和檔次，卻發現無能為力；另一方面，長期粗放型的開發資源，已經使得環境承受了巨大的壓力，隨著國家產業政策的調整，硅企業被迫處在變革的前沿。采用硅產業循環經濟的模式，是解決云南硅產業尷尬境地的有效方法。

硅產業循環經濟發展的動力是由市場需求所決定和提供的（見圖2）。而市場的需求來源于整個社會，有市場需求就會有競爭的存在，這種競爭是技術、資金的推動力，同時也是政府行政規范的驅動力。

圖2 硅產業循環經濟的動力模型分析

（二）硅產業循環經濟模式分析

楊曉勇、崔彬等認為，礦業循環經濟主要有三種模式：單個礦業企業（或礦業集團型）、礦業生態園區和社會大循環模式〔13-14〕。云南省要發展循環經濟下的硅產業，著重點同樣是這三個方面。其中單個礦業企業（或礦業集團型）是企業內部的循環，是循環經濟在微觀層次的基本表現形式，硅生產企業不僅要將生產過程中所產生的廢料進行收集，防止對環境造成污染，還要對收集后的廢料采用適當的技術手段進行處理。對廢氣、廢渣、廢水等物質進行過濾和回收，不僅減少了污染，還可以節約成本。在建設以硅產業生態園的過程中，圍繞企業生產過程中產生的不同產物（包括廢料）進行企業間的耦合，組成企業網絡，在這個網絡里實現信息、能量、原材料、廢料的有機流動，處在網絡里的各個企業不僅存在著競爭的關系，同時也存在著相互依存的關系。同時要強調從全社會的角度出發，以節約資源需求，減少浪費為基礎，提高資源的二次回收利用率和循環利用率，最終達到減少環境污染，尋求人類與自然和諧發展的根本目的。

（三）產業鏈模式的構建

硅產業鏈模式的構建應當根據當前國內外硅產業的發展趨勢，結合云南省硅產業發展的實際情況，同時要兼顧環境和資源的承載能力。雖然目前云南省硅工業主要集中在工業硅的生產上，對電子級硅材料、太陽能光伏硅材料以及相關產品的生產還處于空白，但是未來硅工業的發展必定是要朝著高尖端方向的，所以在構建未來硅產業鏈的模式時要緊緊圍繞在電子級硅材料、太陽能光伏硅材料以及光伏產業配套產品的研發和生產上〔15〕。

本文借鑒四川省樂山市硅材料及光伏產業發展規劃中硅產業鏈模式，提出構建硅工業產業鏈。樂山市是我國國家硅材料開發及副產物利用產業化基地，僅2008年硅材料產業集群實現主營業務收入69.6億元，其中多晶硅產量1 230 t。2009年上半年多晶硅產量943 t，同比增長139.34%，預計到2020年將形成3.5萬t的多晶硅生產規模。從資源要素上看，樂山同云南大部分地區有著相似的地方。首先，水資源豐富，適宜發展電冶工業。樂山市多年平均地表水資源量為123.18億m3，而云南省保山、大理、德宏等地平均地表水資源量均超過130億m3。其次，硅礦儲藏豐富。2007年，樂山市工業硅年生產能力達9.2萬t，而云南則達25萬t。第三，地形地貌、環境特征相似。均屬于山地丘陵地區，森林覆蓋率均超過50%，植被種類豐富。除此之外，樂山市硅產業在很多方面值得云南省借鑒：①技術、人才獨具優勢，科技創新體系基本形成；②區域資源和相關產業配套優勢突出；③核心技術攻關和綜合利用日趨完善；④硅材料產業基礎好，示范作用突出；⑤硅材料企事業單位相對集中，聚集效應明顯。

基于以上因素，可以充分借鑒四川省樂山市硅產業發展的經驗，構建適合云南省發展的硅產業產業鏈。

第一，構建電子級硅材料和太陽能光伏硅材料產業鏈。電子級硅材料產業鏈的構建依循的路徑為：工業硅—電子級多晶硅—單晶硅—硅片—硅外拋光延片—硅半導體器件—集成電路產業鏈。太陽能光伏硅材料產業鏈構建依循的路徑為：工業硅—太陽能級多晶硅—單晶硅及切片—太陽能電池片及組件—太陽能發電設備—太陽能民用產品產業鏈。

第二，硅化工循環利用產業鏈。形成“四氯化硅（生產多晶硅的主要副產物）—氣相白炭黑、有機硅單體—硅橡膠、硅油、硅涂料、硅活性中間體以及四氯化硅—光纖級四氯化硅—光纖預制棒—光纖—光纜”雙產業鏈。

第三，硅材料及光伏產業配套生產設備制備制造產業鏈。目前，國內外建設大功率光伏并網發電系統集成設備的重點是并網系統、平衡部件、逆變器、光伏控制器和蓄電池等集成系統。太陽能光伏電池生產用各種電極漿料、組件制造中的封裝材料（如EVA熱熔膠、TPT膜、鋁型材邊框、接線盒等）及激光切片機。此外，石英陶瓷坩堝等多晶硅生產配套設備也是需求量較大，生產技術難度高的生產容器。

五、結論

長期以來，云南省硅產業主要依靠豐富的電力，生產高耗電的電冶產品，并且受到電爐容量小、臺數多、產品單一、生產企業多而分散的困擾，使得云南硅產業一直處于典型的粗放型發展階段。不僅生產效益不高，而且給環境帶來了嚴重的影響。本文依據循環經濟理論，對硅產業循環經濟動力模型的分析，認為市場需求是改變當前硅產業現狀的動力；云南省要發展循環經濟下的硅產業，應在單個礦業企業（或礦業集團型）、礦業生態園區和社會大循環三個模式下，三者缺一不可；并通過對四川省樂山市硅產業發展的借鑒分析，提出建立適合云南省發展的硅產業產業鏈。

〔1〕王祝堂.云南將成為中國重要的鋁、鈦、硅產業基地之一〔J〕.輕金屬，2011（6）：55.

〔2〕〔美〕赫爾曼·E·戴利.超越增長：可持續發展的經濟學〔M〕.諸大建，胡圣，譯.上海：上海譯文出版社，2001：18-19.

〔3〕Pearce D.W，Turner R.K.Turner.Economics of Natural Resources and The Environment〔M〕.Baltimore：The Johns Hopkins University Press，1990：41.

〔4〕〔美〕萊斯特·R·布朗.B模式：拯救地球延續文明〔M〕.林自新，暴永寧，譯.北京：東方出版社，2004：123-124.

〔5〕王軍.循環經濟的理論與研究方法〔M〕.北京：經濟日報出版社，2007：35-36.

〔6〕毛如柏，馮之浚.論循環經濟〔M〕.北京：經濟科學出版社，2003：89-90.

〔7〕吳初國.國土資源可持續發展指標體系探索與實踐〔M〕.北京：地質出版社，2006：65-68.

〔8〕歐玲.基于循環經濟的礦業發展模式與機制研究〔D〕.北京：中國地質大學，2008.

〔9〕李濤，李軍凱，許開方.云南硅礦藏及開發前景〔J〕.中國工程科學，2005，7（S1）：281-283.

〔10〕張春甫.2011年云南金屬硅產量達70萬噸〔EB/OL〕.（2011-07-15）〔2011-11-11〕.http：//www.cnmn.com.cn/ ShowNews.aspx?id=210200.

〔11〕田子義，曹韓.云南德宏硅工業發展問題探析〔J〕.大理學院學報，2010，9（5）：39-43.

〔12〕云南省工信委.云南省工業和信息化委關于2010年工業硅企業資源能源消耗情況的通報〔EB/OL〕.（2011-07-13）〔2011-11-20〕.http：//www.smeyn.gov.cn/Mode001/ Info_Detail.aspx?ID=67623.

〔13〕楊曉勇.硅產業鏈及循環經濟〔J〕.有機硅材料，2009，23（4）：220-224.

〔14〕崔彬，李賦屏，王琴，等.礦業循環經濟模式〔J〕.資源·產業，2005，7（6）：42-44.

〔15〕方創琳，劉寶萍，鮑超，等.東海城鎮硅產業發展與布局規劃研究〔M〕.北京：中國科學技術出版社，2006：14-15.

（責任編輯 楊朝霞）

Recycling Economy Based Silicon Industry Development Model

CAO Han
（Department of Business and Management,Dehong Teachers College,Mangshi,Yunnan 678400,China）

Silicon resource abounds in Yunnan Province.A scientific and sustainable development of silicon industry has become an important aspect in the industry development in Yunnan.Traditional silicon industry which is highly energy-consuming and polluting has caused devastating ecological problems while gaining economic profits.With the establishment of new industrialization road in Yunnan,the development of silicon industry faces great challenges.Silicon industry should be developed under a recycling economy pattern with decreased environmental load.The paper,applying recycling economy theory,analyzes the existing problems,uses developed areas for reference and proposes suggestion to the establishment of silicon industrial chains under the recycling economy pattern in Yunnan.

Yunnan Province;silicon industry;recycling economy;industrial chain;

F427：F062.2

A

1672-2345（2012）07-0025-06

云南省教育廳科研基金資助項目（2010C002）；德宏師范高等專科學校校級課題（DSK201002）

2012-02-14

2012-05-04

曹韓，講師，主要從事產業經濟學研究.