中國有色金屬工業發展循環經濟的預測和分析

祁彬 郝榮|文

本文以我國28個省份“十一五”及“十二五”時期有色金屬工業各流程能源消耗量、各類污染物排放量為原始數據，選用經典灰色預測模型GM（1，1）對“十三五”期間的各流程能源消耗和各類污染物排放情況進行預測。結果表明，我國有色金屬工業各流程的能源消耗、污染物排放均呈增長趨勢，能源消耗和節能減排壓力形勢嚴峻。

有色金屬工業資源、能源消耗量大，同時生產過程會產生大量廢棄物，如不加以回收利用，不但造成資源的浪費，還會對環境產生嚴重的污染。有色金屬工業發展規劃（2016～2020年）明確了綠色可持續發展理念，將“綠色制造”“循環經濟”和“重金屬污染防治”等作為有色金屬工業未來發展的重中之重。

循環經濟強調以循環發展模式替代傳統的線性增長模式，表現為以“資源-產品-再生資源”和“生產-消費-再循環”的模式，有效地利用資源和保護環境，最終達到以較小發展成本獲取較大經濟效益、社會效益和環境效益的目的。通常情況下，循環經濟可以實現資源的高效利用，以及資源的循環利用，這種優勢和可持續發展理念比較相符。走出一條適合我國有色金屬工業發展的道路，就需要采取有效措施，將循環經濟的思想應用到有色金屬工業生產過程中的各個環節，同時借鑒發達國家的優勢或經驗，從而有效降低能源的消耗，減少污染物的排放。要堅持走新型工業化的發展道路，合理轉變經濟增長方式，建設資源節約型和環境友好型社會。同時還要加強環境保護的力度，有效減輕因有色金屬工業發展所帶來的環境壓力，進而實現可持續發展道路。

國內許多學者對有色金屬循環經濟進行了不同方向的研究，王華俊根據循環經濟原則，結合有色金屬工業各環節節能降耗和廢棄物處理等建立了評價指標體系，綜合評價有色金屬循環經濟；王恭敏探討了有色金屬循環經濟發展的模式,并提出政策建議；張曉縫分析了湖南省郴州市有色金屬工業發展存在的問題,指出循環經濟是有色金屬工業實現可持續發展的必然選擇,并從完善法律、政策體系,引進先進技術,建立生態工業園等方面探討有色金屬工業如何發展循環經濟。可以看出，國內研究目前大多是基于定性角度進行現狀分析、模式探索、政策建議。本文利用經典灰色預測模型GM（1，1）對“十三五”時期我國有色金屬工業的能源消耗、污染物減排進行預測與定量分析，并給出切實可行的對策建議，以助于我國有色金屬工業順應全國經濟發展理念和方向，進一步發展循環經濟，走可持續發展道路。

模型及數據選取

灰色系統理論誕生于20世紀80年代，主要用于一些存在未知因素及不定因素領域的問題研究。其中灰色預測是灰色理論系統的重要研究內容之一。經典灰色預測GM（1,1）模型是灰色預測理論的核心模型，具有灰色系統的小樣本特性和貧信息特征。灰色系統理論認為，盡管數據是雜亂的，但在其背后一定存在規律，而我們要做的正是尋找這種內在規律。作為其核心的灰色模型（Gray Model）具有以下特點：（1）對數據量要求不高，不少于四個即可；（2）建模結果真實且精度高；（3）對于不知道分布規律的原始數據可生成轉化為有序序列；（4）在預測時間段上不受約束。

表1 我國有色金屬工業能源消耗GM（1,1）模型模擬結果

本文以我國28個省份“十一五”和“十二五”時期的能源消費總量、污染物排放量作為原始數據序列，運用經典灰色預測模型GM（1，1）對“十三五”期間有色金屬工業能源消耗、污染物排放進行預測。

預測與分析

1.“十三五”期間我國有色金屬工業能源消耗預測

“十二五”時期以來，有色金屬工業合理規劃產業結構，在節約能源方面取得了顯著成效。本文根據灰色預測模型的原理和步驟，對“十三五”期間有色金屬工業能源消耗進行預測，得到的礦采選業、冶煉和壓延加工業及有色金屬工業的能源消耗灰色預測模型如表1所示。

從表1礦采選業、冶煉和壓延加工業及有色金屬工業的模擬結果可知，三個GM（1,1）模型中灰參數-a均小于0.3，因此模型可用于“十三五”期間我國有色金屬工業能源消耗的預測。根據小誤差概率P和均方差C可以看出，礦采選業、冶煉和壓延加工業及有色金屬工業的預測模型均處于一級精度，說明模型可以充分地模擬能源消耗變化的全過程，且精度得以保障。根據模型對“十三五”期間能源消耗情況進行預測，如表2所示。

根據預測結果，有色金屬礦采選業、冶煉和壓延加工業及有色金屬工業的能源消耗隨著時間的推移均呈增長態勢，表明我國“十三五”期間有色金屬工業能源消耗形勢嚴峻。在未來，城市化深入、居民消費結構提升都將在我國“新常態”的經濟增長模式下促進有色金屬工業的發展。

表2 我國有色金屬工業“十三五”期間能源消耗預測結果 （單位：萬噸標準煤）

2.“十三五”期間我國有色金屬工業減排預測

有色金屬工業是高耗能、高污染的產業，2015新環保法的實行必然給我國有色金屬工業的發展帶來巨大的環保壓力。本文分別對我國有色金屬工業的礦采選業、冶煉和壓延加工業“十三五”期間的廢氣、廢水及固體廢棄物排放情況進行預測，為政府、有色金屬工業協會、企業等制定相應的環保政策和措施提供依據，灰色預測模型如表3所示。

由表3可知，8個GM（1,1）模型中灰參數-a均小于0.3，根據模型GM（1,1）適用范圍的判斷標準，可知得到的模型可用于“十三五”期間我國有色金屬工業的廢水、廢氣和廢渣等污染物排放的預測。根據小誤差概率P和均方差C的結果可以看出，有色金屬工業廢氣排放量、煙粉塵排放量、廢水排放量、化學需氧量排放量、固體廢棄物產生量和危險廢棄物產生量的預測模型均處于一級精度；二氧化硫排放量和氨氮排放量的污染物排放預測模型均處于二級精度，這說明模型可以充分地模擬這些污染物排放變化的全過程，且精度得以保障。根據表3所示的模擬模型GM（1,1）對“十三五”期間的廢水、廢氣和固體廢棄物的污染物排放情況進行預測，預測結果如表4所示。

根據表4所示的“十三五”期間我國有色金屬工業廢水、廢氣和固體廢棄物的預測結果，我們不難發現隨著有色金屬工業各類金屬產量的增加，其所排放的污染物也呈現增長趨勢。其中除廢水中的化學需氧量變化微弱外，其他各類污染物排放增長均較為明顯。由此可知，將循環經濟的發展理念與有色金屬工業減排相融合，提高再生金屬企業在資源綜合利用等方面的技術水平，如將熔池熔煉技術、煙氣二次燃燒和重介質分選等運用到有色金屬工業的生產中，對我國有色金屬工業推行大規模生產具有重要意義。在有色金屬工業現有的減排設備、技術水平下，我國有色金屬工業的減排壓力仍然十分嚴峻。有色金屬企業如果可以加大二次資源的無害化處理,如電鋅廢渣中的金屬化合物在回轉窯內與煤發生氧化還原反應后轉變成金屬氧化物，金屬氣化揮發在冷卻過程中由收塵設備回收，回收的金屬混合物含氧化鋅、鍺、銦等，主要為氧化鋅粉，再進行綜合回收利用，氧化鋅粉經過浸出后，用單寧沉鍺的方式回收，剩余含鋅廢液會再次進入電解鋅過程生產精鋅；水萃渣經過磁選，將其中的鐵、銀分離出來，形成鐵銀渣，鐵銀渣可以作價出售，磁選過后的剩余廢渣主要成分是碳硅鈣，對環境沒有危害，以煤渣的形式外銷給水泥廠、磚廠實現全部轉化等，均能提高能源效率減少污染物的排放。2014年，我國再生有色金屬產業和生產等量的原生金屬相比，節約總量約2398.4萬噸標準煤，節水總量16.4億立方米，減少固體廢棄物排放量約14.7億噸，減少二氧化硫排放量209.5萬噸。

表3 我國有色金屬工業污染物排放GM（1,1）模型模擬結果

表4 我國有色金屬工業“十三五”期間污染物排放預測結果

中色股份在印度承建的德里巴年產十萬噸鉛冶煉項目

結論及建議

本文以28個省份為研究對象，以各省“十一五”時期及“十二五”時期的能源消耗、廢棄物排放總量為原始數據，通過灰色預測模型對我國有色金屬工業“十三五”期間的能源消耗和污染物排放情況進行預測。基本結論如下：

（1）根據灰色GM（1,1）模型對我國有色金屬工業“十三五”期間能源消耗的預測結果，有色金屬礦采選業、冶煉和壓延加工業及有色金屬工業的能源消耗隨著時間的推移均呈現增長態勢。這說明，我國“十三五”期間有色金屬工業能源消耗形勢依然嚴峻。雖然，我國目前處于“新常態”的經濟增長模式下，但是我國城市化進程進一步加深，居民消費結構升級等因素將繼續推動有色金屬工業的發展。

（2）根據灰色預測模型對“十三五”期間我國有色金屬工業廢水、廢氣和固體廢棄物的預測結果，我們不難發現隨著有色金屬工業各類金屬產量的增加，其所排放的污染物也呈現增長趨勢。其中除廢水中的化學需氧量變化微弱外，其他各類污染物排放增長均較為明顯，如廢氣排放量可從2016年的38305億立方米增長至2020年的57147億立方米。由此可知，在有色金屬工業現有的減排設備、技術水平下，我國有色金屬工業的減排壓力依然十分嚴峻。

基于此，從循環經濟角度對我國有色金屬工業發展提出如下建議：

（1）以結構調整優化為主線，加快產業結構的調整和生產力合理布局，構建資源節約型、循環型產業結構，促進循環經濟的發展。完善行業相關政策和行業準入的規范要求，推動產業結構的調整升級。

（2）制定激勵循環經濟發展的優惠政策，從稅收等經濟手段來促進再生資源產業發展。加大科研投入，鼓勵科技進步與創新，推進循環經濟技術的研發。

（3）從統計等信息化建設手段入手，強化國內有色金屬再生回收統計體系的建設，調動更多的社會力量促進有色金屬工業發展循環經濟。

（4）加大宣傳力度，讓循環經濟觀念深入人心，同時增強全行業的緊迫意識和危機意識。通過大力宣傳在發展循環經濟方面做得比較好的企業和企業家，總結其成功經驗，推廣新技術，從而為整個國民經濟的健康協調發展作出貢獻。