金涌：碳中和下的循環(huán)經(jīng)濟(jì)

當(dāng)前，全球氣候變化和環(huán)境退化問(wèn)題日益嚴(yán)峻，推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型已成為國(guó)際社會(huì)的共同目標(biāo)。中國(guó)一直致力于踐行綠色發(fā)展理念，不僅向國(guó)際社會(huì)做出碳達(dá)峰碳中和的莊嚴(yán)承諾，而且以實(shí)際行動(dòng)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)向綠色轉(zhuǎn)型。黨的二十屆四中全會(huì)明確提出，加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，以碳達(dá)峰碳中和為牽引，協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)。

在中國(guó)工程院院士金涌看來(lái)，在共同促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的雙重要求下，循環(huán)經(jīng)濟(jì)通過(guò)資源高效利用和廢棄物再利用推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，重要性日益凸顯，已成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)意義重大

中國(guó)石油石化：金院士，您好！在您看來(lái)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有怎樣的意義？

金涌：我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的根本目的是不斷滿(mǎn)足人民對(duì)美好生活的向往。這就需要大量的生產(chǎn)、大量的消費(fèi)，由此產(chǎn)生了資源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。當(dāng)前，資源稟賦不足、發(fā)展方式粗放、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化等問(wèn)題對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的制約日益凸顯。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為一種新型經(jīng)濟(jì)模式，致力于在生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)“減量化、再利用、資源化”。這種經(jīng)濟(jì)模式徹底顛覆了傳統(tǒng)的大量生產(chǎn)、大量消耗、大量廢棄的生產(chǎn)與消費(fèi)模式，追求低消耗、低排放和高效率。通過(guò)高效和循環(huán)利用資源，能顯著降低能源、水資源和土地的消耗強(qiáng)度，減少污染物和溫室氣體的排放，從而以最小的資源環(huán)境代價(jià)換取最大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。

例如，每回收利用1噸廢舊物資，平均可節(jié)約礦產(chǎn)資源約4.12噸、能源約1.4噸標(biāo)煤，可減少碳排放約3.72噸，可有效降低產(chǎn)業(yè)鏈碳排放強(qiáng)度。據(jù)測(cè)算，“十三五”期間，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)我國(guó)碳減排的綜合貢獻(xiàn)率達(dá)25%左右，2023年我國(guó)通過(guò)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)約減少排放35億噸二氧化碳。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)的意義顯而易見(jiàn)。但是，根據(jù)艾倫·麥克阿瑟基金會(huì)的研究，在全球范圍內(nèi)，只有8.6%的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)了循環(huán)，而超過(guò)91%的經(jīng)濟(jì)仍然沿用線(xiàn)性模式。近年來(lái)，我國(guó)再生資源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模快速擴(kuò)張，特別是“十一五”以來(lái)，主要類(lèi)別再生資源回收總量整體呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)。而有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國(guó)仍有20億噸/年的固體廢棄物沒(méi)有被利用。

為促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，2024年8月印發(fā)的《關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見(jiàn)》強(qiáng)調(diào)，要大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，到2030年大宗固體廢棄物年利用量達(dá)到45億噸左右。2024年9月，中國(guó)資源循環(huán)集團(tuán)有限公司成立。這是黨中央著眼健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系，全面推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)作出的重要決策部署。中國(guó)資源循環(huán)集團(tuán)將以“國(guó)家隊(duì)”的龍頭作用，引領(lǐng)我國(guó)資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

促進(jìn)資源再生利用

中國(guó)石油石化：循環(huán)經(jīng)濟(jì)如何助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)？

金涌：循環(huán)經(jīng)濟(jì)通過(guò)“減量化、再利用、資源化”原則重構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈，能夠?qū)崿F(xiàn)資源高效利用，助力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

從“減量化”角度來(lái)看，要求減少資源開(kāi)采與加工排放。傳統(tǒng)的“開(kāi)采—生產(chǎn)—廢棄”的線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)模式導(dǎo)致資源枯竭和環(huán)境污染。目前，鋼鐵、石化、化工、有色金屬等重點(diǎn)行業(yè)固廢產(chǎn)生量仍然較高，源頭減量潛力有待進(jìn)一步挖掘。這要求企業(yè)從生產(chǎn)工藝的源頭進(jìn)行根本性革新，而非僅僅滿(mǎn)足于末端治理。在這些行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，可以有效減少產(chǎn)品的加工和制造步驟，延長(zhǎng)材料和產(chǎn)品生命周期，從而減少資源消耗和二氧化碳排放，降低單位產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性降碳的有效途徑。

從“再利用”角度來(lái)看，我國(guó)很多重要戰(zhàn)略資源對(duì)外依存度長(zhǎng)期偏高，如石油和天然氣的對(duì)外依存度分別超過(guò)70%和40%，同時(shí)鐵礦石、鋼材、銅、鋁等大宗商品的國(guó)際定價(jià)權(quán)受制于人。據(jù)《中國(guó)再生資源回收行業(yè)發(fā)展報(bào)告（三十周年特別版）》，我國(guó)回收的再生資源主要品類(lèi)有廢鋼鐵、廢有色金屬、廢塑料、廢紙、廢輪胎、廢電器電子產(chǎn)品、報(bào)廢機(jī)動(dòng)車(chē)、廢舊紡織品、廢玻璃及廢電池等多個(gè)品類(lèi)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，可有效回收利用我國(guó)的廢棄物資源，相當(dāng)于開(kāi)啟了“第二礦山”，可以大幅減少對(duì)原生礦資源的依賴(lài)。例如，用廢鋼鐵替代天然鐵礦石用于鋼鐵冶煉，每回收利用1噸廢鋼鐵，相當(dāng)于減少進(jìn)口62%品位的鐵礦石約1.6噸。有數(shù)據(jù)顯示，每回收利用1噸再生資源，可減少碳排放約1.95噸。

從“資源化”角度來(lái)看，比如農(nóng)林廢棄物是可以利用的資源。例如，秸稈做燃料，熱值為11825千焦/千克，而秸稈壓塊燃料熱值達(dá)43631千焦/千克；秸稈發(fā)酵做沼氣，可滿(mǎn)足農(nóng)戶(hù)用能及獲得生物肥的需求；秸稈加工成生物炭，可以用作土壤改良劑、能源替代品以及碳匯材料。二氧化碳也是一種資源。通過(guò)碳捕集與封存技術(shù)（CCUS）等負(fù)碳技術(shù)的應(yīng)用，可以減少二氧化碳進(jìn)入大氣。被捕集的二氧化碳有許多用途，如用于食品保鮮、氣體肥料以及轉(zhuǎn)化成甲醇等其他清潔能源。

中國(guó)石油石化：我們雜志是屬于能源行業(yè)的媒體，因此特別關(guān)注循環(huán)經(jīng)濟(jì)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。您認(rèn)為能源行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)可以從哪些方面入手？

金涌：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，我國(guó)已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和世界上最大的能源消費(fèi)國(guó)，建立了煤、油、氣、核、水、風(fēng)、光等全面發(fā)展的能源供給體系，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展提供澎湃動(dòng)力。但是，能源既是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，又是碳排放的最主要來(lái)源。

現(xiàn)階段我國(guó)正著力推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，意味著能源供應(yīng)保障不僅要“跟得上、能滿(mǎn)足”，還要“提品質(zhì)、增效果”。這要求我們一方面要逐漸減少化石能源的利用，減少碳排放；另一方面要加大可再生能源利用，保證能源的供給。但無(wú)論是化石能源、可再生能源，都涉及到資源問(wèn)題，尤其化石能源是不可再生資源。因此，要在能源行業(yè)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，大的原則同樣是“減量化、再利用、資源化”，具體來(lái)說(shuō)可以從多個(gè)方面入手。

例如，塑料廢棄物與煤、原油密切相關(guān)。PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）、PS（聚苯乙烯）等塑料制品可以沸點(diǎn)油為介質(zhì)，通過(guò)熱裂解和催化裂解生產(chǎn)燃料油；成分單一、清潔無(wú)污染的廢塑料可以通過(guò)簡(jiǎn)單物理法再生技術(shù)制造成再生制品，或通過(guò)改性再生技術(shù)等恢復(fù)塑料的使用性能。這樣就可以減少煤、原油在制造塑料方面的消耗。

再例如，在能源轉(zhuǎn)型背景下，我們大力發(fā)展光伏、風(fēng)電等新能源，而光伏組件、風(fēng)電機(jī)組都有一定的使用期限。光伏組件壽命約為20~30年，但綜合考慮組件質(zhì)量及失效情況、光伏電站設(shè)計(jì)與工程施工及運(yùn)維質(zhì)量、光伏電站技改替換等因素，已有不少光伏組件早于平均壽命提前退役。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)使用壽命為20~25年。我國(guó)從2000年左右開(kāi)始大規(guī)模推進(jìn)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2025年，國(guó)內(nèi)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已迎來(lái)一波風(fēng)電機(jī)組退役潮。

退役光伏組件、風(fēng)電機(jī)組的處置成為我國(guó)發(fā)展新能源的一大難點(diǎn)痛點(diǎn)。國(guó)際可再生能源署（IRENA）預(yù)測(cè)，到2030年，中國(guó)退役光伏組件將達(dá)150萬(wàn)噸，2040年達(dá)700萬(wàn)噸，2050年突破2000萬(wàn)噸。有專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，到2030年我國(guó)預(yù)計(jì)有超過(guò)3萬(wàn)臺(tái)風(fēng)電機(jī)組退役，產(chǎn)生的固體廢物總量將突破300萬(wàn)噸，其中退役風(fēng)機(jī)葉片重量將突破50萬(wàn)噸。這就可以通過(guò)循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)資源化利用。

退役的光伏組件可以走“梯次利用+拆解再生”的雙重路徑。品相完整、發(fā)電量達(dá)標(biāo)的退役組件，可優(yōu)先選擇梯次利用。損壞或性能不達(dá)標(biāo)的退役組件選擇拆解回收，回收成本大概一塊30元，可獲得的玻璃、銀、鋁、銅等原材料價(jià)值在200元以上。近年來(lái)，相關(guān)回收企業(yè)通過(guò)攻堅(jiān)克難，自主開(kāi)發(fā)了22臺(tái)（套）光伏組件回收設(shè)備，建成了國(guó)內(nèi)首條年處理能力達(dá)4000噸的光伏組件規(guī)模化回收生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)鋁型材、玻璃、貴金屬、高純硅材料等高價(jià)值原材料的大規(guī)模完全回收。風(fēng)電設(shè)備中的各類(lèi)零部件主要由鋼、銅、鋁、熱固性復(fù)材、磁鋼等組成，每千瓦用鋼量約為0.11噸，每千瓦用銅量為2.9~3.52千克。除葉片較難處理外，其余85%~90%的部件可以進(jìn)行回收利用。

但要注意，首先要注重從源頭上將再回收、可循環(huán)因素納入整體設(shè)計(jì)進(jìn)行考量，強(qiáng)調(diào)全生命周期可循環(huán)利用的概念。進(jìn)入循環(huán)利用階段后，技術(shù)路線(xiàn)眾多，但經(jīng)濟(jì)性更好的新技術(shù)新工藝還需不斷打磨。而且循環(huán)利用是有科技含量的，需要有一定水平的回收企業(yè)去做，否則容易造成二次污染。

資源化利用二氧化碳

中國(guó)石油石化：您前面提到二氧化碳也是一種資源。如何以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的視角，更好地利用這種資源？

金涌：世界氣象組織的報(bào)告稱(chēng)，2023—2024年，全球二氧化碳平均濃度激增了3.5ppm，達(dá)到423.9ppm，較20世紀(jì)60年代已增加了3倍。即使到2060年，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)碳中和，也不可能完全不利用化石能源。比如在民航領(lǐng)域，航空燃油（如航空煤油）的能量密度約為12000瓦時(shí)每千克，而當(dāng)前主流鋰電池的能量密度僅為250~300瓦時(shí)每千克，即使未來(lái)技術(shù)成熟的固態(tài)電池預(yù)計(jì)也難以突破500瓦時(shí)每千克。因?qū)δ芰亢凸β拭芏鹊目量桃螅L(zhǎng)航程、大載重的干線(xiàn)客機(jī)仍將依賴(lài)燃油。相比汽車(chē)的電動(dòng)化，航空燃油在當(dāng)下和未來(lái)都很難被電儲(chǔ)能技術(shù)取代。這種情況下，雖預(yù)計(jì)2060年化石能源在一次能源消費(fèi)中的占比將顯著下降，但一次能源消費(fèi)占比的較低預(yù)測(cè)為20%~30%，較高預(yù)測(cè)為47%。這說(shuō)明屆時(shí)必然還有大量的二氧化碳排放，還需要把二氧化碳利用起來(lái)。

二氧化碳可以分為灰碳、綠碳、白碳等類(lèi)型。灰碳由燃燒化石燃料生成。綠碳指陸地生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)光合作用捕集的二氧化碳。這類(lèi)碳在自然碳循環(huán)中起到固碳作用，有助于緩解氣候變化。白碳是通過(guò)模仿光合作用，利用一氧化碳加綠氫生產(chǎn)的生物質(zhì)或二氧化碳?xì)怏w礦化，使二氧化碳減量。

更好地利用二氧化碳，首先要捕集灰碳。一是收集化石燃料燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳，比如火電站廢氣中二氧化碳的濃度大約14%，水泥廠(chǎng)廢氣中二氧化碳的濃度大于20%。二 是燃燒前預(yù)處理，采用富氧空氣燃燒，可以大幅度提高廢氣中二氧化碳的濃度。

然后要規(guī)模化利用二氧化碳。例如，注入地下油藏用于驅(qū)油，提高原油采收率。或者轉(zhuǎn)化為化肥、甲醇、合成燃料，甚至成為新型建材原料。中煤鄂爾多斯能源化工有限公司10萬(wàn)噸/年“液態(tài)陽(yáng)光”項(xiàng)目，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源產(chǎn)生的電力電解制綠氫，再將化工裝置排放尾氣提純精制的二氧化碳與綠氫轉(zhuǎn)化為甲醇，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化綠電綠氫消納和二氧化碳資源化利用。清華大學(xué)研發(fā)的綠色航煤合成技術(shù)，不僅能采用一氧化碳和氫氣作為原料，而且可以采用二氧化碳和綠氫為原料進(jìn)行定向合成，加氫精制后航煤產(chǎn)品收率達(dá)到90%，是綠色航空燃料的低碳制備的可行技術(shù)路線(xiàn)。二氧化碳與含鈣、鎂或鈉等金屬離子的化合物反應(yīng)，能夠生成穩(wěn)定的固體碳酸鹽礦物。這就是效仿地球初期的地質(zhì)變化，在實(shí)驗(yàn)室里我們已經(jīng)做成了。在一些飲料廠(chǎng)，捕集來(lái)的二氧化碳還能用于生產(chǎn)碳酸飲料。

二氧化碳從排放之害變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)之材，轉(zhuǎn)變背后不只是技術(shù)的進(jìn)步，更是資源循環(huán)利用觀(guān)念的升級(jí)。所以說(shuō)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)不是垃圾經(jīng)濟(jì)，而是可持續(xù)發(fā)展的資源保障，是環(huán)境污染的源頭防止，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑。

說(shuō)一句題外話(huà)，通過(guò)低碳生活方式，人人都可以為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)盡一份力。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署有研究指出，在公園慢跑代替跑步機(jī)跑步45分鐘，可減排二氧化碳1千克；不用洗衣機(jī)甩干而自然晾干衣服，每人每天可減排二氧化碳2.3千克；不自駕旅行而用火車(chē)旅行，可減排二氧化碳1.7千克/8千米。總而言之，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要產(chǎn)業(yè)體系和個(gè)體行為的共同轉(zhuǎn)型與革新。