金涌：碳中和下的循環(huán)經(jīng)濟

當前，全球氣候變化和環(huán)境退化問題日益嚴峻，推動綠色轉(zhuǎn)型已成為國際社會的共同目標。中國一直致力于踐行綠色發(fā)展理念，不僅向國際社會做出碳達峰碳中和的莊嚴承諾，而且以實際行動推動經(jīng)濟社會向綠色轉(zhuǎn)型。黨的二十屆四中全會明確提出，加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，以碳達峰碳中和為牽引，協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長。

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

循環(huán)經(jīng)濟意義重大

中國石油石化：金院士，您好！在您看來，循環(huán)經(jīng)濟對實現(xiàn)“雙碳”目標有怎樣的意義？

金涌：我國經(jīng)濟社會發(fā)展的根本目的是不斷滿足人民對美好生活的向往。這就需要大量的生產(chǎn)、大量的消費，由此產(chǎn)生了資源問題和環(huán)境問題。當前，資源稟賦不足、發(fā)展方式粗放、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化等問題對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的制約日益凸顯。

循環(huán)經(jīng)濟作為一種新型經(jīng)濟模式，致力于在生產(chǎn)、流通和消費的全過程中實現(xiàn)“減量化、再利用、資源化”。這種經(jīng)濟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)與消費模式，追求低消耗、低排放和高效率。通過高效和循環(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)境代價換取最大的經(jīng)濟社會效益，助力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標。

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)鏈碳排放強度。據(jù)測算，“十三五”期間，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟對我國碳減排的綜合貢獻率達25%左右，2023年我國通過發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟約減少排放35億噸二氧化碳。

循環(huán)經(jīng)濟的意義顯而易見。但是，根據(jù)艾倫·麥克阿瑟基金會的研究，在全球范圍內(nèi)，只有8.6%的經(jīng)濟活動實現(xiàn)了循環(huán)，而超過91%的經(jīng)濟仍然沿用線性模式。近年來，我國再生資源產(chǎn)業(yè)的規(guī)模快速擴張，特別是“十一五”以來，主要類別再生資源回收總量整體呈現(xiàn)逐年遞增趨勢。而有數(shù)據(jù)顯示，當前我國仍有20億噸/年的固體廢棄物沒有被利用。

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

促進資源再生利用

中國石油石化：循環(huán)經(jīng)濟如何助力實現(xiàn)碳中和目標？

金涌：循環(huán)經(jīng)濟通過“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，助力實現(xiàn)碳中和目標。

從“減量化”角度來看，要求減少資源開采與加工排放。傳統(tǒng)的“開采—生產(chǎn)—廢棄”的線性經(jīng)濟模式導(dǎo)致資源枯竭和環(huán)境污染。目前，鋼鐵、石化、化工、有色金屬等重點行業(yè)固廢產(chǎn)生量仍然較高，源頭減量潛力有待進一步挖掘。這要求企業(yè)從生產(chǎn)工藝的源頭進行根本性革新，而非僅僅滿足于末端治理。在這些行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，可以有效減少產(chǎn)品的加工和制造步驟，延長材料和產(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)品碳排放強度，是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性降碳的有效途徑。

從“再利用”角度來看，我國很多重要戰(zhàn)略資源對外依存度長期偏高，如石油和天然氣的對外依存度分別超過70%和40%，同時鐵礦石、鋼材、銅、鋁等大宗商品的國際定價權(quán)受制于人。據(jù)《中國再生資源回收行業(yè)發(fā)展報告（三十周年特別版）》，我國回收的再生資源主要品類有廢鋼鐵、廢有色金屬、廢塑料、廢紙、廢輪胎、廢電器電子產(chǎn)品、報廢機動車、廢舊紡織品、廢玻璃及廢電池等多個品類。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，可有效回收利用我國的廢棄物資源，相當于開啟了“第二礦山”，可以大幅減少對原生礦資源的依賴。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，相當于減少進口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43631千焦/千克；秸稈發(fā)酵做沼氣，可滿足農(nóng)戶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。通過碳捕集與封存技術(shù)（CCUS）等負碳技術(shù)的應(yīng)用，可以減少二氧化碳進入大氣。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)濟在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。您認為能源行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟可以從哪些方面入手？

金涌：經(jīng)過長期發(fā)展，我國已成為世界上最大的能源生產(chǎn)國和世界上最大的能源消費國，建立了煤、油、氣、核、水、風、光等全面發(fā)展的能源供給體系，為經(jīng)濟社會持續(xù)快速發(fā)展提供澎湃動力。但是，能源既是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，又是碳排放的最主要來源。

現(xiàn)階段我國正著力推進能源轉(zhuǎn)型，意味著能源供應(yīng)保障不僅要“跟得上、能滿足”，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。但無論是化石能源、可再生能源，都涉及到資源問題，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，大的原則同樣是“減量化、再利用、資源化”，具體來說可以從多個方面入手。

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油為介質(zhì)，通過熱裂解和催化裂解生產(chǎn)燃料油；成分單一、清潔無污染的廢塑料可以通過簡單物理法再生技術(shù)制造成再生制品，或通過改性再生技術(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、風電等新能源，而光伏組件、風電機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)計與工程施工及運維質(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。風力發(fā)電機組的設(shè)計使用壽命為20~25年。我國從2000年左右開始大規(guī)模推進風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2025年，國內(nèi)風電產(chǎn)業(yè)已迎來一波風電機組退役潮。

退役光伏組件、風電機組的處置成為我國發(fā)展新能源的一大難點痛點。國際可再生能源署（IRENA）預(yù)測，到2030年，中國退役光伏組件將達150萬噸，2040年達700萬噸，2050年突破2000萬噸。有專業(yè)機構(gòu)統(tǒng)計，到2030年我國預(yù)計有超過3萬臺風電機組退役，產(chǎn)生的固體廢物總量將突破300萬噸，其中退役風機葉片重量將突破50萬噸。這就可以通過循環(huán)經(jīng)濟實現(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)電量達標的退役組件，可優(yōu)先選擇梯次利用。損壞或性能不達標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、銅等原材料價值在200元以上。近年來，相關(guān)回收企業(yè)通過攻堅克難，自主開發(fā)了22臺（套）光伏組件回收設(shè)備，建成了國內(nèi)首條年處理能力達4000噸的光伏組件規(guī)模化回收生產(chǎn)線，實現(xiàn)鋁型材、玻璃、貴金屬、高純硅材料等高價值原材料的大規(guī)模完全回收。風電設(shè)備中的各類零部件主要由鋼、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)計進行考量，強調(diào)全生命周期可循環(huán)利用的概念。進入循環(huán)利用階段后，技術(shù)路線眾多，但經(jīng)濟性更好的新技術(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)濟的視角，更好地利用這種資源？

金涌：世界氣象組織的報告稱，2023—2024年，全球二氧化碳平均濃度激增了3.5ppm，達到423.9ppm，較20世紀60年代已增加了3倍。即使到2060年，我們已經(jīng)實現(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瓦時每千克，而當前主流鋰電池的能量密度僅為250~300瓦時每千克，即使未來技術(shù)成熟的固態(tài)電池預(yù)計也難以突破500瓦時每千克。因?qū)δ芰亢凸β拭芏鹊目量桃螅L航程、大載重的干線客機仍將依賴燃油。相比汽車的電動化，航空燃油在當下和未來都很難被電儲能技術(shù)取代。這種情況下，雖預(yù)計2060年化石能源在一次能源消費中的占比將顯著下降，但一次能源消費占比的較低預(yù)測為20%~30%，較高預(yù)測為47%。這說明屆時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。

二氧化碳可以分為灰碳、綠碳、白碳等類型。灰碳由燃燒化石燃料生成。綠碳指陸地生態(tài)系統(tǒng)通過光合作用捕集的二氧化碳。這類碳在自然碳循環(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)或二氧化碳氣體礦化，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10萬噸/年“液態(tài)陽光”項目，利用太陽能、風能等可再生能源產(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行定向合成，加氫精制后航煤產(chǎn)品收率達到90%，是綠色航空燃料的低碳制備的可行技術(shù)路線。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，在實驗室里我們已經(jīng)做成了。在一些飲料廠，捕集來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)的進步，更是資源循環(huán)利用觀念的升級。所以說，循環(huán)經(jīng)濟不是垃圾經(jīng)濟，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，是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑。

說一句題外話，通過低碳生活方式，人人都可以為實現(xiàn)“雙碳”目標盡一份力。聯(lián)合國環(huán)境署有研究指出，在公園慢跑代替跑步機跑步45分鐘，可減排二氧化碳1千克；不用洗衣機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旅行，可減排二氧化碳1.7千克/8千米。總而言之，實現(xiàn)“雙碳”目標是一項系統(tǒng)工程，需要產(chǎn)業(yè)體系和個體行為的共同轉(zhuǎn)型與革新。