有色金屬工業發展循環經濟的預測分析

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摘要：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。

一、 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。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。 

二、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。從礦采選業、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。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。

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。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。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。“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。

 三、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。  

作者:祁彬 郝榮 單位:中國有色金屬建設股份有限公司