中國廢鋼資源化利用趨勢：2020—2035年分析預測

賈逸卿，段紅梅，柳群義

(1.中國地質大學(北京)，北京 100083；2.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3.商務部國際貿易經濟合作研究院，北京 100710)

0 引 言

廢鋼是重要的可再生資源，對鋼鐵產業降低能耗、減少環境污染、實現綠色發展具有重要意義。中國廢鋼產業雖然不斷發展，但升級緩慢，在一定程度上制約了鋼鐵產業改造升級。因此，未來中國廢鋼利用水平如何，能否滿足鋼鐵產業發展需求一直是研究的熱門話題。

目前對廢鋼利用的預測分析主要有兩種方法。一種是趨勢外推法，即在鋼鐵蓄積量折算法的基礎上，基于發達國家廢鋼回收經驗，利用定性或定量的方法進行趨勢外推，如李健[1]參照世界各國的廢鋼消耗情況，對中國廢鋼產業的現狀及發展進行了研究；孫婧雅[2]在對日本廢鋼產業的生產、消費和管理等方面情況論述后，對中國廢鋼產業的未來發展進行了分析等。另一種是基于物質流的生命周期法，即對構成廢鋼的各部分來源進行測算，進而得出廢鋼回收利用總量，如卜慶才等[3]在鋼鐵產品生命周期的基礎上，對組成廢鋼的各部分進行計算，預測了2020—2030年中國廢鋼的資源量；宣艷妮[4]在中國鐵循環的基礎上，利用鐵量平衡法和改進的IPAT模型預測了中國2015—2030年廢鋼的資源量。

綜上，前人在中國廢鋼資源化利用的趨勢分析上已經做了大量工作，但是在預測過程中，選取的預測方法較為單一，將兩種方法結合進行分析的文獻較少。本文綜合趨勢外推法和生命周期法，預測了中國2020—2035年廢鋼利用趨勢及當量，進而為中國廢鋼產業發展與升級提供參考。

1 中國廢鋼的利用現狀

廢鋼來源主要包括三部分：自產廢鋼(鋼鐵及產品制造環節新廢料)、社會回收廢鋼(加工廢鋼和老舊廢鋼)和進口廢鋼。目前，中國是廢鋼生產消費大國，1990—2019年，廢鋼產量從2 152萬t增長至24 000萬t，增長了10余倍[5]。其中，社會回收廢鋼占比大幅上升，從46.8%上升至83.3%；自產廢鋼占比從46.9%下降至16.7%；進口廢鋼占比從7.1%增長至2003年的峰值22.8%之后逐漸下降，2016年為2.3%，在2017年洋垃圾禁令實行后快速下滑，2019年占比不足0.1%(圖1)。

盡管近年來中國廢鋼回收狀況不斷好轉，但是仍存在著許多問題：①由于中國工業化進程較短，較低的社會廢鋼蓄積量導致電爐鋼發展緩慢，影響了廢鋼利用；②前期鋼鐵產能過剩導致鐵水價格低于廢鋼價格,使得廢鋼在價格上不具備優勢；③廢鋼分揀分類不精細，加工配送的成本和技術要求仍較高；④盡管近年來發布了廢鋼回收政策和準入標準，但是符合條件的企業數量仍較少。

圖1 1990—2019年中國廢鋼來源

從分指標看則有以下幾方面。①廢鋼比方面。1990—2016年，中國粗鋼產量的年均增長率約為10%，而同期廢鋼僅為6%左右，近兩年因取締“地條鋼”和環境保護壓力，廢鋼的產量才出現明顯回升(圖2)。②廢鋼單耗方面。1990—2019年，中國廢鋼的單耗趨勢呈現V型。1990—2016年，廢鋼單耗從363.9 kg/t降至103.6 kg/t，之后受益于去產能、取締“地條鋼”等政策，廢鋼單耗回升到200 kg/t左右，但仍低于世界600 kg/t以上的平均水平(圖3)。③電爐鋼產量方面。1990—2019年，中國電爐鋼產量從1 402萬t增長至1.12億t，整體呈不斷上漲趨勢。但是電爐鋼產量占比卻呈現先下降后上升的趨勢，1990—2016年，電爐鋼的產量占比從21.5%下降至6.3%，之后逐漸上升至2019年的11.2%，但仍低于世界40%的平均水平(圖4)。綜上所述，中國廢鋼產業仍處于大而不強的局面，與世界平均水平仍有一定差距。

圖2 1990—2019年中國廢鋼與粗鋼產量情況

圖3 1990—2019年中國廢鋼單耗情況

圖4 1990—2019年中國電爐鋼產量情況

2 廢鋼回收預測

本文利用趨勢外推法和鋼鐵產品生命周期法分別對中國廢鋼資源化利用趨勢進行分析。其中，趨勢外推法是根據廢鋼歷史發展狀況推斷未來趨勢的一類方法總稱，對于具有趨勢性的事物有較為準確的預測；鋼鐵產品生命周期法利用鐵物質流循環，從鋼鐵產品的工業代謝角度，對未來粗鋼利用進行系統性的分類預測。

2.1 趨勢外推法預測

2.1.1 世界各國的廢鋼利用現狀

近年來，全球廢鋼利用水平較穩定。2008—2019年，全球廢鋼的使用量從5.30億t增長至7.39億t，年均增幅約0.19億t，廢鋼比為30%～40%(圖5)。

本文選取廢鋼利用量合計占比超過全球60%的7個國家和地區進行分析。從歷史數據來看，除中國外，其他國家和地區的廢鋼利用量相對穩定。近年來，歐盟、美國、日本、俄羅斯、土耳其和韓國每年的利用量大致為9 000萬t、6 000萬t、3 500萬t、3 000萬t、3 000萬t和3 000萬t。這表明當一個國家和地區的鋼鐵蓄積量達到一定水平后，其廢鋼利用量也會相對穩定(圖6)。

圖5 2008—2019年全球廢鋼供應情況

圖6 2008—2019年世界主要國家和地區廢鋼利用量

從各國廢鋼利用情況看，廢鋼比最高的國家為土耳其，達到85%～90%；美國、歐盟和韓國的廢鋼比分別為60%～75%、55%～60%和40%～55%；日本因其鋼廠可以參股或控股全球部分主流礦山，且能夠獲得較低價格的優質鐵礦石資源，因此廢鋼的消費并不多，廢鋼比在35%左右，接近世界平均水平(圖7)。

從樣本國的人均GDP與人均廢鋼利用量來看，隨著經濟發展，各國的人均廢鋼利用量也逐漸趨于穩定，美國、日本、韓國、俄羅斯和土耳其的人均廢鋼利用量分別穩定在160～230 kg/人、 260～350 kg/人、530～650 kg/人、100～220 kg/人和290～400 kg/人。

圖7 2008—2019年世界主要國家和地區廢鋼比

圖8 世界主要國家的人均GDP與廢鋼利用量關系投圖

2.1.2 預測過程

從人均廢鋼利用水平和經濟發展水平來看，2030—2035年中國人均GDP將達到30 000蓋凱美元，相當于目前日本人均水平，可參照日本廢鋼利用情況進行中國的趨勢分析(圖9)。

為了提升預測結果的合理性，本文分別利用多項式回歸模型和ARIMA數學模型對中國未來人均廢鋼利用量進行趨勢外推，綜合兩種結果測算人均廢鋼利用量，再根據未來中國人口預測數據，預測中國未來廢鋼利用情況。

1) 多項式模型。基于日本的人均GDP與人均廢鋼利用量關系進行多項式回歸分析，構建多項式模型，用該曲線對中國人均廢鋼利用量進行預測(圖10)。通過對函數的擬合性檢驗，表明擬合效果較好(表1)。

圖9 2020—2035年中國人均GDP預測及對比

圖10 人均GDP與人均廢鋼利用量的擬合曲線

表1 多項式擬合結果

2) ARIMA模型預測。利用SPSS軟件對日本人均GDP與人均粗鋼利用量的曲線進行模型構建，通過對數據的平穩性分析和自相關系數的檢驗，多次調整，最終構成ARIMA(0,1,0)，并用該模型對中國的人均廢鋼利用量做出預測(圖11)。

2.1.3 預測結果

綜合多項式回歸模型和ARIMA模型的預測結果得出，中國未來人均廢鋼的利用量將不斷增加，2025年、2030年和2035年人均廢鋼的利用量分別為213 kg/人、275 kg/人和293 kg/人，廢鋼利用量分別為30 300萬t、38 400萬t和41 800萬t(圖12和表2)。

圖11 日本人均廢鋼利用量ARIMA擬合模型

圖12 中國人均廢鋼利用量預測結果(趨勢預測法)

表2 中國廢鋼利用量預測結果(趨勢外推法)

2.2 鋼鐵產品生命周期法預測

鋼鐵產品的生命周期，包括鋼鐵生產、鋼鐵制品的加工及使用、以及制品使用壽命終了后的回收/拋棄等階段，是一個漫長、復雜的過程，而鐵則是貫穿鋼鐵產品生命周期的樞紐[6]。根據鐵物質流循環過程，本文對廢鋼資源進行定量分析，將組成廢鋼的三部分：自產廢鋼、社會回收廢鋼和進口廢鋼分別進行測算后，得出廢鋼資源利用總量。

2.2.1 預測參數

1) 自產廢鋼。自產廢鋼=粗鋼產量×自產廢鋼收得率。粗鋼產量：關于粗鋼產量的預測文獻很多，參照相關研究[7-8]，預測中國粗鋼產量的峰值約11億t，之后維持在7億t左右。自產廢鋼收得率：隨著連鑄比的提高和生產工藝和技術的不斷更新，自產廢鋼的收得率逐年下降。而近幾年鋼鐵生產工藝并沒有大幅改善，因此從廠內廢鋼產生率(廠內廢鋼產量/粗鋼產量)來看，2004—2018年期間較為穩定在4.0%～5.5%之間[5]，未來的參考值為3.5%～4.5%。

2) 社會回收廢鋼。折舊廢鋼=T年前的鋼鐵產品表觀消費量×折舊廢鋼收得率+加工廢鋼(鋼鐵產品當年表觀消費量×加工廢鋼收得率)。T年前的鋼鐵產品表觀消費量：根據中國鋼鐵工業協會統計，中國鋼鐵制品的平均使用壽命為20～27 a，選取T值為17～26；表觀消費量在中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心的預測結果上進行調整。折舊廢鋼收得率：在發達國家，老舊廢鋼的產生量的經驗公式是本國17年前鋼材消費量的70%，根據中國廢鋼回收現狀，本文調整的范圍值為40%～65%。鋼鐵產品當年表觀消費量=當年的產量+凈進口-庫存量。加工廢鋼收得率：指在鋼鐵制品的生產過程中產生的廢鋼。中國目前的加工廢鋼收得率為4.5%～5.5%，平均為5%[5]。

3) 凈進口廢鋼。凈進口廢鋼=進口量-出口量。因當前政策因素，凈進口廢鋼量很少，故不參與預測。

2.2.2 預測結果

利用生命周期法，根據調整后的參數，預測2020—2035年中國廢鋼利用量不斷增加，2025年、2030年和2035年三個節點的廢鋼利用量分別為33 300萬t、37 600萬t和42 100萬t，其中社會回收廢鋼占比分別為86.6%、90.0%和94.2%(圖13)。

2.3 綜合預測結果

綜合上述兩種方法的預測結果，中國廢鋼利用量呈不斷上升的趨勢，2025年、2030年和2035年的利用量分別為31 800萬t、38 000萬t和42 000萬t(表3和圖14)。

圖13 我國廢鋼利用量預測結果(生命周期法)

表3 我國廢鋼利用量預測結果

圖14 2020—2035年中國廢鋼利用量預測結果

表4 不同機構、學者預測的未來中國廢鋼利用情況

2.4 預測結果對比

將本文與不同機構和學者的預測結果進行對比，結果顯示本文預測結果整體偏高，主要原因有兩點：一是在國家清理“地條鋼”后，大量廢舊鋼鐵制品進入市場增加了社會蓄積量，增加了廢鋼的利用量；二是在國家頒布禁止洋垃圾進口和鼓勵資源利用等政策下，未來廢鋼產業有較好的發展前景(表4)。

2.5 討論與建議

2019年，中國廢鋼比低于世界平均水平約20%，而隨著中國鋼鐵行業進入從數量到質量、從規模到效益的結構性調整階段，增加廢鋼量，提高廢鋼比是鋼鐵行業綠色發展的必然要求，也是企業謀利的現實需要[11]。 根據本文預測結果，未來中國廢鋼利用量將快速增長，2035年左右廢鋼利用達到世界平均水平。 為了進一步促進廢鋼資源利用，提出如下建議。

1) 針對中國目前快速工業化現狀和廢鋼利用率約20%的現狀，應堅持在新一輪產能置換中提升電爐鋼的比例，鼓勵將剩余產能轉移到廢鋼資源豐富的地區。

2) 雖然中國未來廢鋼行業長期向好，但是仍要加強市場監管，落實廢鋼生產的企業或個人主體責任，如建筑工程、機動車輛、機械設備等責任主體將廢鋼移交正規企業。防止“地條鋼”死灰復燃，打擊不正規回收企業，引導市民做好廢鋼分類。

3) 推動廢鋼“降成本”。隨著《再生鋼鐵原料》的發布，中國的鋼鐵供需緊張局面會有所緩和，但是廢鋼價格短期內仍處于相對高位。相關部門可以考慮推出廢鋼期貨，減稅降費，嘗試廢鋼“專項供電”等手段，促進廢鋼行業良好發展。

3 結 論

1) 利用趨勢外推法，預測2020—2035年中國廢鋼的人均利用量呈上升趨勢，2025年、2030年和2035年人均利用量分別為213 kg/人、275 kg/人和293 kg/人，廢鋼利用量分別為30 300萬t、38 400萬t和41 800萬t。

2) 利用生命周期法，預測2020—2035年中國廢鋼社會蓄積量將快速增加，年均廢鋼利用量不斷增長，2025年、2030年和2035年廢鋼利用量分別為33 300萬t、37 600萬t和42 100萬t。

3) 綜合利用趨勢外推法和生命周期法預測，2020—2035年中國廢鋼利用量將不斷增長，2025年、2030年和2035年三個時點的回收量分別為31 800萬t、38 000萬t和42 000萬t。

4) 2035年左右，廢鋼將成為中國主要煉鋼原料，屆時廢鋼比約為40%，達到世界平均水平。