歐盟關鍵原材料循環利用發展對我國的啟示

□ 李 丹

2015年12月2日，歐盟委員會通過了循環經濟一攬子計劃，其中包括針對廢棄物修訂立法和行動計劃提案，以刺激歐洲向循環經濟過渡，這將增強全球競爭力，促進經濟可持續增長，創造新的就業機會。根據循環經濟行動計劃指出，2018年1月16日，歐盟委員會首次發布《關鍵原材料及循環經濟》報告[1]，確保采取一致和有效措施，提供關鍵數據來源，推廣最佳經驗，提出可采取的下一步工作。該報告有力支撐了歐盟委員會主席容克先生在2017年國情咨文中提出的對歐盟產業政策戰略的更新，歐盟應重視適應低碳和循環經濟轉型帶來的新變化，認識到關鍵原材料對歐盟制造業發展的重要性。歐洲對關鍵原材料及循環經濟發展的重視，對提高我國原材料的支撐和保障能力、加快關鍵材料的回收利用具有重要的指導意義。

一、歐盟關鍵原材料及循環經濟戰略

1.背景介紹

原材料的生產和保障是歐洲強大工業的重要基礎，是歐盟經濟增長和競爭力提升的重要組成部分。為確保歐盟經濟發展過程中能夠獲取足夠有價值的原材料，歐盟委員會于2008年啟動了歐洲原材料倡議，旨在制定有針對性的措施，確保和改善歐盟原材料的獲取。該倡議的優先行動之一是在歐盟層面制定一份關鍵原材料（Critical Raw Materials, CRM）清單。

關鍵原材料清單中包含的原材料均達到或超過了經濟重要性和供應風險的閾值。歐委會于2011年制定了第一份清單，并承諾至少每3年更新1次，以反映市場、生產和技術的發展。 在2011年進行的第一次評估中，從41種非能源、非農業原材料中確定了14種關鍵原材料。在2014年的評估中，從接受評估的54種材料中，確定了20種關鍵原材料。在2017年的評估中，依據修訂后的評估方法，在接受評估的61種原材料（包括58類單一材料和重稀土、輕稀土、鉑族3類原材料，共78種單個原材料）中，有27種被認定為關鍵原材料（歐盟2017年關鍵原材料清單：銻、螢石、輕稀土元素、磷、重晶石、鎵、鎂、鈧、鈹、鍺、天然石墨、硅金屬、鉍、鉿、天然橡膠、鉭、硼酸鹽、氦、鈮、鎢、鈷、重稀土元素、鉑族金屬、釩、練焦煤、銦、磷礦石）。

循環經濟行動計劃指出，循環經濟就是產品、材料和資源的價值盡可能長時間地維持在經濟狀態，最大限度地減少廢棄物的產生。循環經濟涉及包括生產、消費、維修和再制造、廢棄物管理及反饋到經濟中的二次原材料等價值鏈的每個環節。擴大向循環經濟的過渡，可推動歐盟經濟努力實現低碳化和可持續化，加大資源節約力度。

盡管很多關鍵原材料在技術和實際經濟價值方面有很大的回收利用潛力，而且政府鼓勵回收，但是關鍵原材料的回收利用率普遍較低。造成這種現象的原因可能包括：一是部分關鍵原材料的分類和回收技術在成本方面尚不具備競爭力；二是部分關鍵原材料的應用產品生命周期較長，在制造和報廢之間存在延遲，尚未進入回收期；三是各個領域對關鍵原材料的需求都在增長，關鍵原材料的循環回收量難以滿足日益增長的需求。例如，釩、鎢、鈷和銻等關鍵原材料具有較高的回收利用率，鉑族金屬在工業催化劑中的回收率達95%，在汽車催化劑中達50%～60%，但對于不斷增長的需求來說，這些回收量是遠遠不夠的，因此整體回收投入比例很低，回收鉑族金屬再利用的比例僅為11%，詳見圖1。

圖1 滿足歐盟關鍵原材料需求的回收貢獻率

關鍵原材料的循環利用受多種因素影響：一是受其應用行業發展的影響很大；二是對關鍵原材料的使用需求和使用時間嚴格依賴于其應用產品，回收率的高低通常取決于應用產品報廢時的性質；三是部分關鍵原材料的循環利用直接受益于各部門實施的回收計劃。

加強關鍵原材料的循環利用具有十分重要的意義：一是確保為歐洲工業發展提供足夠的原材料，在制定歐盟關鍵原材料清單的過程中，材料的替代和循環使用是降低風險的措施之一；二是二級關鍵原材料對能源和水的使用通常遠低于一級關鍵原材料；三是擴大對原材料的循環利用也會帶來環境效益。

2. 發展現狀

歐洲工業并沒有完全涵蓋關鍵原材料的整個價值鏈，其在上游生產和下游應用制造環節之間存在明顯的不平衡。與礦山和運輸等采掘業相比，歐洲工業在最終產品的應用制造和冶煉等領域占據了主導地位。歐洲工業對包括礦石、精礦等加工精煉原材料的需求巨大。目前，歐洲工業所需的大多數一級原材料都由非歐洲國家生產供給。許多關鍵原材料的開采生產都不在歐盟，例如銻、鈹、硼酸鹽、鎂、鈮、鉑族金屬、磷、稀土、鈧、鉭和釩。一是由于歐洲地區缺乏這些材料；二是出于某些經濟和社會因素考慮，歐洲反對對材料的勘探和開采。除上述非生物原料外，天然橡膠也完全在歐盟以外種植和采集。為獲取這些關鍵原材料，目前歐盟只能從其他國家進口礦石、精礦或精煉材料，以滿足其行業和市場需求。鉿是唯一歐盟可生產的關鍵原材料，法國是全球主要生產國。由于歐盟能夠生產足夠多的鉿和銦原材料，避免了從歐洲以外大量進口。

二、歐盟重點領域關鍵原材料供需現狀

1.采礦

采礦業為下游工業和經濟部門提供了至關重要的礦物原材料。歐盟框架計劃7、ProMine項目、Minerals4EU項目及由歐洲地質調查推動的“新地平線”項目中已逐步建立起一級關鍵原材料庫存分布數據庫。奧地利聯邦科學、研究和經濟部的《世界礦業數據》報告每年公布來自168個國家的63種礦產品的生產數據；英國地質調查局的年度出版物《世界礦物生產》也會發布類似信息。

（1）當前歐盟政策

2008年，歐委會啟動了1項“原材料倡議”，補充規定了歐盟成員國相關原材料領域的國家政策，重點包括確保公平且可持續的全球原材料供應，確?？沙掷m的歐盟內主要原材料供應，確?；厥召Y源利用率和二級原材料供應。

采礦廢棄物指令（2006/21/EC）通過一系列措施、程序和指南，防止或盡量減少采礦廢棄物對環境和人類健康造成的不利影響。根據該指令，成員國必須確保采礦經營者制定廢棄物管理計劃，預防或減少廢棄物的產生及危害，特別是在設計和選擇礦產品開采處理方法時就考慮廢棄物管理，同時計劃還應鼓勵通過各種對環境無害的方法回收和再利用廢棄物。

歐委會已開展對成員國“采礦廢棄物指令”實施情況的研究，分析有關采礦廢棄物后續處理的政策和做法。匈牙利開展針對采礦廢棄物處理設施中二級原材料的質量、數量和可能的開采方案的評估。循環經濟行動計劃宣布要對采礦廢棄物管理計劃領域的經驗進行總結。2017年7月，歐委會公開征集意見，支持制定采礦廢棄物管理計劃領域的指導性文件。

（2）最佳經驗

系統集成材料生產。在金屬礦產品開采和回收過程中優先考慮金屬開采伴生性。作為關鍵原材料潛在來源的賤金屬被視為系統集成金屬生產的一部分。

為采礦廢棄物后處理制定專門的國家（區域）戰略。

技術進步有助于促進金屬開采。例如，2011年西班牙Penouta礦重新開始采礦，處理采礦廢棄物，提取錫、鉭和鈮等金屬，獲取其他礦產品。

“地平線2020計劃”的SCALE項目通過從歐洲鋁土礦殘渣中提取鈧，創新開發歐洲鈧金屬價值鏈。

改善采礦廢物場的知識狀況。ProSUM項目和SMART GROUND項目重點提高采礦廢棄物中關鍵原材料的數據可用性，建立整合采礦廢物場地的綜合泛歐數據庫。

（3）下一步工作

一是加強對采礦廢物場中廢棄礦物數據的收集和管理。二是支持開發相關工具，評估采礦廢棄物中相關關鍵原材料的回收可行性和效益。三是改進技術，從初級礦石和采礦廢棄物中提取關鍵原材料。

2.填埋

歐洲的垃圾填埋場約有50多萬個。廢棄電子設備和工業廢棄物是回收某些關鍵原材料的潛在來源。據歐盟統計局統計，歐盟填埋廢棄物從1995年的1.44億噸減少到2015年的6 100萬噸。2014年，歐盟廢棄物填埋率為47%，除去主要礦物廢棄物的填埋率為27%。

（1）當前歐盟政策

關于廢棄物的2008/98/EC48指令和垃圾填埋場的1999/31/EC指令，確保緩解和消除填埋給環境和人類健康帶來的風險。循環經濟行動計劃認為垃圾填埋場是回收關鍵原材料的來源。

（2）最佳經驗

歐盟垃圾填埋場開采網絡是歐洲原材料創新伙伴關系認可的一項關于原材料的約定，其能實現安全勘探、調節、挖掘和整合填埋廢棄物中材料和能源價值。

對歐盟垃圾填埋場的調查和特征描述，例如，正在進行的地平線2020計劃中的SMART GROUND項目。

（3）下一步工作

研究促進垃圾填埋場回收材料和能源的經濟可行性方案。

3.電子和電氣設備

電子和電氣設備發展涉及銻、鈹、鈷、鍺、銦、鉑族金屬、天然石墨、稀土、金屬硅和鎢等關鍵原材料。電子電氣設備中的關鍵原材料生命周期在很大程度上取決于最終應用產品類型。電子設備小型化的趨勢使零部件的拆卸愈加困難。同時，關鍵原材料在電子電氣設備中的應用類型和價值也影響其回收效果。

（1）當前歐盟政策

生態設計指令解決了能源相關產品可能對環境產生的潛在負面影響。能源標簽對該指令實施進行了補充，通過能源標簽向消費者告知產品的能源性能，推動更節能產品在市場的推廣。循環經濟行動計劃通過制定歐洲標準，加強對復雜報廢電子電氣產品關鍵原材料的有效回收。

（2）最佳經驗

根據生態設計指令改進電子電氣設備設計，加強對關鍵原材料的回收。若干生態設計法規要求制造商提供“與報廢時拆卸、回收或處置相關信息”的技術文件。

支持關鍵原材料創新回收技術的開發，歐委會資助相關開發方案。

（3）下一步工作

根據生態設計指令提出建議，確保在關鍵原材料應用產品生命周期結束時，能夠更容易地回收關鍵原材料，并建議公布其中部分關鍵原材料的組分。

進一步與利益相關方探討新衛星技術的潛力，以便更好地發現和處理電子廢棄物犯罪。

4.電池

廢電池中包含的關鍵原材料主要是銻、鈷、天然石墨、銦和稀土。近年來，電池市場中銻的使用量下降，鈷的使用量相對增加，全球鈷用量占比從2005年的25%增加到2015年的44%。2010—2017年，全球銦在堿性電池領域的應用消費占比約為5%，稀土中10%的鑭和6%的鈰用于鎳氫電池。廢電池的實際回收率取決于電池類型、壽命和最終使用行為。汽車鉛酸電池的回收利用率遠高于其他電池。由于回收鈷比從礦石中提取鈷的成本低，因此鈷的回收利用率較高；石墨的回收非常有限；鑭和鈰的回收率低于1%。

（1）當前歐盟政策

電池指令（2006/66/EC）規定各個成員國有義務盡其最大可能收集廢電池和蓄電池，并確保所有收集的電池都經過適當的處理和回收。

2017年11月8日，歐盟提出第二個低排放出行計劃，提高了2020年后新生產機動車輛的碳排放標準，實施替代燃料基礎設施行動計劃，而電池技術有力支撐了計劃目標的實現。

（2）最佳經驗

提高電池中關鍵原材料回收率。在歐洲，一些回收商已投資開展此項研究，以提高對關鍵原材料的回收率。

政策項目是一項旨在利用研究和創新項目成果來支持政策制定的舉措。其中數個電池項目解決了諸如使用壽命、再利用和回收等問題，并對政策制定提出了建議。

（3）下一步工作

改善電子電氣設備拆解設計，以便可以輕松拆卸電池。對其他政策選擇進行鑒定和評估。

5.汽車

汽車領域涉及的關鍵原材料包括石墨、鈷、鉑族金屬、鈮和稀土等。2011年，全球約有14%的石墨應用在汽車零部件。2012年，歐盟對汽油發動機中鈀的需求占比為69%，70%的鉑用于輕型柴油發動機，80%的銠用于三元催化轉化器。2012年，歐盟44%鈮的需求是來自汽車行業。稀土元素中鈰應用于汽車催化劑，占2013年消費量的35%。2015年，歐盟電動汽車市場對鈷和石墨電池的需求分別達到510t和8 330t。2015年，歐盟電力牽引電動機市場稀土的使用量為50t釹，16t鐠和16t鏑，而混合動力汽車稀土使用量為33t釹、11t鏑和11t鐠。歐盟輪胎行業中天然橡膠的使用率高達75%。

（1）當前歐盟政策

報廢車輛2000/53/EU指令（ELV指令）提出自2015年起，汽車回收再利用率需達95%，每輛車每年循環再利用的平均重量達到總重量的85%。目前，幾乎所有成員國都達到了85%的回收再利用率和80%的循環再利用率。ELV指令的第7（4）條要求設計車輛時車輛制造商需考慮車輛報廢后其零件和材料的可重復使用性和可回收利用性。因此，新車要達到ELV指令標準，才能在歐盟銷售。

有關車輛的可重復使用性、可回收性和可恢復性的機動車輛類型批準2005/64/EC指令已開始實施。電池指令2006/66/EC也適用于汽車和牽引電池。

循環經濟行動計劃提出歐委會承諾采取進一步措施，以確保歐盟關于廢棄物運輸條例得到適當實施，并說明要特別針對高價值廢棄物（如報廢車輛）防止原材料遺失。

（2）最佳經驗

車輛制造商已建立國際拆解信息系統，為報廢車輛處理運營商提供編制信息，從而經濟環保地拆解和處理車輛，實現ELV指令中設定的目標。

為了便于控制報廢車輛裝運，特別是制定能夠區分二手車和廢棄車輛的標準，成員國自2011年9月1日起開始實施廢棄車輛指南。

根據歐委會關于解決未知行蹤報廢車輛問題的建議，一些成員國修訂了國家法律，控制登記車輛，以避免與報廢車輛合法處置和二手車輛合法銷售無關的撤銷登記。

比利時優美科和法國Recupyl電池回收有限公司等已開始在歐洲投資回收二手電動汽車電池；法國新金屬精煉協會、意大利Snam燃氣公司和優美科已與豐田、標致雪鐵龍和特斯拉等汽車制造商合作，收集和回收電池。

歐盟資助項目開展對電動汽車電池再應用的研究。

（3）下一步工作

推廣用標簽等方式公示車輛關鍵部件關鍵原材料組分。

制定歐洲標準，對報廢車輛關鍵原材料進行有效回收。進一步支持研發和產業化創新，開發有競爭力的回收技術，重點關注鋰、石墨和稀土等目前尚未（或幾乎不）回收的材料。繼續監控電動汽車市場發展，預測相關關鍵原材料的需求和庫存。

在歐盟內部協調車輛登記/注銷程序，加大成員國之間的信息交流，并確保針對臨時注銷車輛的處理決定采取后續行動。

鼓勵成員國利用收費或退款等經濟激勵措施，將報廢的車輛運送到授權的處理機構。

6.可再生能源

可再生能源技術主要依賴于釹、鐠、鏑、銦、鎵和硅金屬共6種關鍵原材料。歐盟對這些材料的需求取決于可再生能源技術進展。例如，歐盟大多數在用的風力渦輪機不使用永磁發電機，因此不需要稀土；然而，隨著未來10～15年風能市場發生顯著變化，引入大型高效渦輪機和海上風力發電，可能對永磁鐵的需求會大幅提升。從光伏組件回收硅、銦、鎵、玻璃、鋁、銅和銀等原材料的潛力巨大，超過95%可實現經濟回收。但由于光伏組件使用周期較長，預計到2030年，全球才會產生200萬～800萬噸光伏廢棄物，到2050年將增至6 000萬～7 500萬噸。

（1）當前歐盟政策

可再生能源指令（2009/28/EC）制定了2020年歐盟可再生能源目標，提出到2020年，歐盟可再生能源占比達20%。歐委會提出修訂可再生能源指令，以加強國家層面的可再生能源政策，使歐盟成為全球可再生能源的領導者，確保到2030年歐盟實現可再生能源占最終能源消耗比重達到27%的目標。

2016—2019年生態設計工作計劃開展對太陽能電池板和逆變器等具有顯著節能潛力的產品研究，研究提高材料耐用性和可回收性等使用效率方面的問題。

（2）最佳經驗

瑞典為光伏設立強制性回收目標，以提高回收利用率。

國際環保協會成立于2007年，致力于免費進行歐洲光伏報廢產品的回收再利用。

歐盟資助項目支持開發在風力設備中應用關鍵原材料的解決方案。

（3）下一步工作

檢查歐盟是否應制定有關風力渦輪機生態設計和報廢管理的具體政策，以支持相關的制造和回收行業。

專門支持創新和研究行動，促進關鍵原材料在風能和光伏能源技術中的應用。

7.國防

為建立關鍵防御能力，歐洲國防工業依賴于各種原材料，已認定39種“重要”原材料用于生產制造各種國防相關部件和子系統所需的高性能加工和半成品材料。這39種原材料中有17種在2017年被評估為關鍵原材料。航空和電子防御子部門是使用關鍵原材料的主要部門。由于信息敏感，關于歐洲國防應用中使用材料的類型、組分和數量的準確信息有限。目前，從飛機結構和發動機部件生產廢棄物和退役飛機再生部件中回收的材料包括鋁、鎂、鈦和鋼，其他稀土等關鍵原材料仍只是少量回收。

（1）當前歐盟政策

2016年11月30日，歐委會通過“歐洲防務行動計劃”，通過動員現有的歐盟工具來確保歐洲國防工業基地能夠滿足歐洲未來的安全需求，并提出建立歐洲國防基金，為優先領域的歐盟國家所擁有的合作研究項目及國防能力的聯合開發提供資金；通過促進對國防供應鏈的投資來支持中小企業；確保歐洲擁有開放且具競爭力的單一防御市場等措施，以支持歐盟國家商定的強大和創新的歐洲國防工業和國防能力優先事項。

（2）下一步工作

收集有關半成品防御產品的材料供應鏈信息，并根據具體評估確定基于防御的歐洲工業是否面臨供應風險。

為協作性防御研究提供資金支持，以減輕與歐洲國防工業發展關鍵防御能力所需的原材料供應風險，并找到提高資源效率、加大回收和替代率的解決方案。

8.化學品和化肥

歐洲化學品和化肥生產依賴于銻、重晶石、鉍、硼酸鹽、鈷、螢石、鉿、天然石墨、鈮、鉑族金屬、磷礦、稀土、硅金屬、鉭、鎢、釩等多種關鍵原材料，主要應用于催化劑、肥料、聚合物、制藥和染料中。例如，86%的磷酸鹽巖用于生產肥料；90%的白磷用于生產洗滌劑和其他化學品；60%的鉍用于制造藥品和其他化學品；54%的金屬硅用于制造硅酮和硅酸鹽。

（1）當前歐盟政策

現行的“肥料法規”（No 2003/2003）確保法規所列化肥產品在歐盟內部市場自由流動，標記為“EC（European Commission）肥料”。公司要想銷售其他類型產品，必須首先通過歐委會修改清單獲得批準。目前，歐盟市場上約50%的肥料都不包括在該清單中。

循環經濟行動計劃中提出修訂歐盟化肥法規，以促進對單一市場中有機廢棄物和廢棄物肥料的識別，從而鼓勵施肥產品生物營養素的再循環利用。

2016年3月17日，歐盟委員會提出協調歐盟的有機廢棄物和副產品衍生產品，并將營養素安全回收到二級原料；當有機廢棄物符合規定時，可成為CE（CONFORMITY WITH EUROPEAN，歐共體市場統一認證）標記肥料產品的組成部分，進入成員國單一市場時不受限制。

（2）最佳經驗

從化學品行業使用的催化劑廢棄物中回收關鍵原材料。2012年，歐洲催化劑制造商協會制定了可用于回收關鍵原材料的催化劑廢棄物管理的一般指導原則。從化學工藝使用的催化劑中回收的鉑族金屬實現了80%～90%的回收利用率。

（3）下一步工作

支持創新技術，優化現有技術，以加強關鍵原材料的安全回收再利用。

三、對我國的啟示

歐盟保障未來關鍵原材料的措施主要有：一是增加關鍵原材料的供應；二是提高回收率?；趪H經驗，建議我國從以下方面加大對關鍵原材料的供給和回收利用。

1.加強對關鍵礦產品的勘查和前瞻布局

一方面將關鍵礦產作為主攻礦種，進一步創新找礦機制，采取有效激勵措施，吸引社會資本對關鍵礦產勘查的投入。另一方面，加強對國外關鍵礦產戰略布局的研究和前期基礎調查，引導企業“走出去”獲得礦權。尤其要關注“一帶一路”沿線國家集中度高的關鍵礦產，如南美的銅、鋰礦，非洲的鎳、銅、鈷礦等，要作為戰略布局的重點。

2.加快原材料回收利用核心技術創新

增加對資源回收利用科技開發的投入，加強對回收電子垃圾的相關技術和設備的研究，重點是加強關鍵原材料的高效利用、循環利用及替代品研究，提高國內關鍵礦產資源的利用效率。

3.建立基于全生命周期的材料設計、生產、循環利用體系

圍繞我國建設制造強國、質量強國對材料領域的迫切需求，在材料領域大力開展生命周期研究，實現生態設計理念、節能減排制造技術、清潔生產技術等在材料生命周期各環節的推廣應用。