什么是城市矿产(城市矿产循环经济分析)

城市矿产是什么?

随着城市化和工业化的快速发展,各种原生资源从自然界被采掘并经过加工制造等生产环节,最终以产品和材料的形式堆积在城市中以满足人类的生产消费需求。在这个过程中伴随着的各种产品和材料的报废、废弃和回收,就形成了城市矿产。简言之,城市矿产是蕴藏于城市中具有较高经济价值并可回收利用的二次资源。

据统计,全球各种废弃物正在以每年10%的速度增长,年均产生量超过40亿吨。“垃圾围城”已经成为威胁人类的严峻的环境问题,严重阻碍可持续发展。开发城市矿产,将废弃物变废为宝,成为解锁原生资源短缺和环境污染的密匙。

物质的使用存量被看做是"城市矿产"的储量,是未来可再生资源的矿床。与原生矿产不同,城市矿产的储量和空间分布格局随着城市扩张、经济增长和技术进步迅速发生变化。因此,识别城市矿产在社会经济系统的储量及其时空变化特征,成为合理有效开发城市矿产的重要基础。

城市矿产循环利用的重要性

与原生矿产相比,城市矿产的开发利用具有高效、低碳、绿色等优点。城市矿产的循环利用不仅可以减少产废量,还可以减少原生资源和能源消耗、降低温室气体排放,是落实循环经济政策的重要途径。

(图片来自网络)

以往研究表明,城市矿产的生态、经济和环境效益巨大:仅2019年产生的废旧电脑和手机中就蕴藏着8.6万吨铜、380吨银、160吨金以及多种其他金属;若2030年的回收率达到85%,仅通过回收废电脑和手机中的金和钯就可完全满足该行业对原生资源的需求量;手机和电脑中的金、银、铝、铜等金属通过循环利用的能源消耗仅为原生资源开采制造过程的10%,可减少2200万吨碳排放。

目前,减量化、再利用、资源化的原则(Reduce-Reuse-Recycle, 3R原则)虽已得到广泛认可,但在实际操作中,远未发挥出其蕴含的巨大潜力。大部分固废或是被丢弃在垃圾填埋场或是被焚烧。据统计,中国每年产生的建筑垃圾达到20亿吨,占城市垃圾总量的40%,且以每年10%的速度增长。但中国目前建筑垃圾的回收率仅为5%,较之日本的95%、荷兰的94%和英国的87%,实在是相形见绌。因此,以城市为研究单元,厘清城市物质代谢过程所产生的城市矿产的种类、数量和时空动态特征是实现资源有效管理和持续推进循环经济政策的有力支撑。

在深化城市化过程中,我国应加强对城市矿产的开采利用,避免落入发达国家“开发-制造-废弃”的线性发展路径陷阱。然而,当前我国城市矿产的开发潜力和资源环境效益的定量化评估仍然有待深入开展,以期为有序合理开发城市矿产、实现可持续发展和碳中和目标提供科学支撑和理论依据。

近来,中国科学院城市环境研究所陈伟强研究团队基于构建的pMAC(provincial MAterial Cycles and MAnufactured Capital)数据库,评估了省级、城市和网格尺度的城市矿产储量的时空分布格局,为城市矿产的精准核算及其资源环境效益评估提供了数据基础。