城市矿产研究的理论与方法探析

2018-01-05 12:56王昶孙桥左绿水
中国人口·资源与环境 2017年12期
关键词:资源环境理论方法

王昶+孙桥+左绿水

摘要 城市矿产是工业化和城市化过程的产物,是一种载能性、循环性、战略性资源,引起了各国政府和学者的高度关注,但目前国内外针对城市矿产的研究还未形成完整的理论体系和研究方法。本文指出,城市矿产是指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,是相对于蕴藏于地下的原生矿产的另一种重要资源,在蓄积、回收和处理等方面都具有鲜明的特征。结合生命周期分析和物质流分析方法,认清城市矿产形成的过程和规律,揭示城市矿产成矿机理,是城市矿产研究的理论基础;立足于满足战略性新兴产业发展的需要,以“资源-技术-环境”为主轴,构建城市矿产战略性筛选体系,对城市矿产进行动态筛选并进行国际比较,把握城市矿产开发重点和时序,是城市矿产有序开发利用的前提条件;以城市矿产流量与存量关系刻画为主线,对重点城市矿产进行分类评估,测算其开发潜力,分析其时空格局历史演变模式,预测未来发展趋势,绘制城市矿产潜力时空图谱,是城市矿产研究的重点;以城市矿产与原生矿产、海外矿产的关系为主线,结合系统动力学研究城市矿产开发利用的资源效应、环境效应和文化效应,把握城市矿产开发利用的综合影响,是城市矿产研究的关键;以城市矿产全生命周期管理为主线,研究城市矿产政策演变、对政策效果进行评价,充分发挥市场、政府、社区的作用,并结合移动互联网时代特征进行管理和政策设计,是城市矿产研究的落脚点。基于现有的研究基础和实际需求,未来应进一步加强城市矿产大数据、都市圈城市矿产开发、中小城镇城市矿产开发、互联网+城市矿产回收等领域的研究。

关键词 城市矿产;资源环境;理论;方法

中图分类号 F290 文献标识码 A 文章编号 1002-2104(2017)12-0117-09

DOI:10.12062/cpre.20170441

城市矿产是工业化和城市化过程的产物,是一种载能性、循环性、战略性资源。各种原生资源从自然界中采掘出来经过加工制造等工业生产环节之后,以产品和材料的形式堆积在城市当中。产品和材料的高度集中与有序运行,使得城市能够为人类社会的生产和生活提供各种各样的服务与功能。同时,这个过程也伴随着各种产品和材料的报废、废弃、回收及循环利用,城市矿产由此形成[1]。随着工业化、城镇化和消费持续升级,中国的各种城市消费废弃物每年以10%的年平均速度增长,年均产生量超过40亿t。“垃圾围城”已然成为许多大中城市亟需解决的环境问题,严重阻碍中国的可持续发展。但另一方面,城市废弃物中蕴含着丰富的金属资源,是高品位的“城市矿产”[2-3]。与原生矿相比,城市矿产的开发利用具有绿色、高效、低碳等优点[4-5],是实现“零废弃物”、达到可持续发展目标的有效手段,能有效化解中国所面临的资源与环境双重约束。

城市矿产的开发利用也引起了国家的高度重视,中国从2005年开始循环经济试点、2006年回收体系试点、2010年城市矿产基地试点。截至目前,国家发展改革委会同有关部门已经累计确定了五批100个园区循环化改造示范试点园区、六批49个国家级“城市矿产”示范基地和五批100个餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点城市(区)。2016年11月29日,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,将“城市矿产开发”明确列为战略性新兴产业之一,提出“到2020年,力争当年替代原生资源13亿t”。《“十三五”国家科技创新规划》也明确将城市矿产精细化高值利用技术列为重点突破领域。《矿产资源规划(2016—2020)》则进一步提出要“开展钢铁、有色金属、稀贵金属等城市矿产的循环利用……缓解原生矿产资源利用的瓶颈约束”。但目前国内外针对城市矿产的研究,还未形成完整的理论体系和研究方法。

尽管Journal of Cleaner Production 杂志曾于2010年率先向全球征集“城市矿产”研究主题的专辑[6],引发了学术界对城市矿产开发潜力、开发价值、开发主体行为动机、回收网络、政策工具等方面的研究兴趣[7],但城市矿产研究仍需要进一步构建系统的研究框架,凝練研究议题,设计科学研究方案。因此,从科学角度系统梳理城市矿产的内涵、主要研究内容及方法、未来研究重点等问题,对于厘清城市矿产成矿机理、明确城市矿产的开发潜力,分析产生的综合效应,以及探索城市矿产管理与政策,都具有十分显著的现实意义和理论价值。

1 城市矿产的概念与特征

1.1 城市矿产的定义及概念体系

城市矿产是在工业化、城镇化过程中,伴随着产品的生产、加工制造、使用和废物管理而产生,包括在用存量(in-use stock),隐伏存量(hibernating stock)、实际处理量(virtual disposals)、耗散存量(dissipated stock)以及填埋/焚烧存量(landfill / incineration stock)(图1)。在不同国家和不同研究领域,城市矿产具有不同的定义,被赋予了不同的内涵。

1961年,美国城市规划学家Jacobs提出“城市是未来的矿山”的设想[8],城市与矿山的概念首次被结合在一起,随后各国政府与学术界围绕城市矿产均有不同的提法。日本率先提出都市矿山(也称城市矿山)的概念。日本国土面积狭窄,矿产资源贫乏,但是经济高速增长,科学技术也突飞猛进,极大地推动了工业化与城市化进程。到20世纪80年代左右,日本已进入稳定的城市化阶段,许多已逐步达到报废年限的工业制品蓄积于城市当中,因此日本从蓄积场所的角度提出都市矿山的概念(都市鉱山urban mine)[9],并在此基础上衍生出人工矿床(artificial deposits)的概念,即物品转化为自然资源的中间过程的储存场所[10]。瑞典、奥地利等欧洲国家则偏爱用城市采矿(urban mining)的提法。与原生矿采矿的概念类似,城市采矿强调城市矿产勘探、回收、拆解、利用等过程[11-12],关注利用物质流分析或其他方法勘探城市矿产、回收网络的建设、回收主体的行为、拆解技术等。瑞典联邦环境保护署最早提出延伸生产者责任( Extended Producer Responsibility) 的概念,随后欧盟也开始推行,该理念强调生产者不仅要承担产品质量和性能等经济责任,还要承担产品报废后的环境责任和社会责任。因此,欧洲国家提出城市采矿,侧重从工程技术角度考虑回收和拆解城市矿产以落实生产者责任。中国政府与学者多用“城市矿产”的提法。李克强总理指出,“中国是一个有着13亿人口、正处于工业化、城镇化快速推进关键时期的发展中大国,必须提高资源保障能力、化解瓶颈制约”,但是国内矿产资源不足,重要矿产资源对外依存度越来越高,开发利用城市矿产可以缓解中国资源与环境双重约束。在国家资源安全和生态文明建设背景下,中国从资源的角度提出了“城市矿产”。2010年,国家发改委、财政部发布《关于开展城市矿产示范基地建设的通知》,提出“城市矿产”是指工业

化和城镇化过程产生和蕴藏在废旧机电设备、电线电缆、通讯工具、汽车、家电、电子产品、金属和塑料包装物以及废料中,可循环利用的钢铁、有色金属、稀贵金属、塑料、橡胶等资源,其利用量相当于原生矿产资源。此后,城市矿产的概念在中国得以广泛使用[13]。

由于各国国情特点差异,产生了不同的城市矿产常用概念,但这些概念之间并不矛盾,只是强调城市矿产的不同维度。本文认为城市矿产是指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,是相对于蕴藏于地下的原生矿产的另一种重要资源。广义的城市矿产通常包含两类:一类是指进入现代社会领域生命周期终结后的各种制品(如废旧机电、设备、电线电缆、通讯工具、汽车、家电、电子产品等);另一类是指城市生产及建设过程中产生的各种含有较高利用价值的各种物料。这两类城市矿产资源中含有可循环利用的钢铁、有色金属、稀贵金属、塑料橡胶等资源。狭义的城市矿产主要指城市居民生活中产生的废弃金属及其它有价资源。其内涵包括三个方面:①成矿场所:“城市”表明城市矿产是人类社会经济活动的产物,其产生地和蓄积地主要是城市;②成矿成因:城市矿产在成矿条件和机理上完全不同于原生矿地质成矿规律,并不是自然发生的过程,而是取决于经济社会的发展水平、技术水平和居民的消费行为等;③产生环节:从广义上来说,城市矿产有生产端和消费端两类产生环节,其中消费端是最主要的产生环节。

类似于原生矿产包括矿物、矿石、矿体、矿床、矿田等概念,本文认为城市矿产也是由一组具有相互逻辑关系的相关概念构成,因此借鉴原生矿产学科的术语体系,构建了包括城市矿物、城市矿石、城市矿体、城市矿床、城市矿山、城市采矿等一组相关概念体系(如图 2所示)。其中城市矿物是指蕴藏于耐用品、建筑、基础设施等产品元器件和部件当中,由人工制成,处于相对稳定的有价组元,如电脑印刷电路板当中的铁、铝、镁、铜等金属[14];城市矿石是城市矿物的集合体,如电池、内存条、硬盘、线路板、显示器、键盘、外框等报废电脑零部件;城市矿体是蕴藏大量城市矿石,已达到开采利用条件的产品终端或设施,如报废的笔记本电脑等;城市矿床是指城市中某一特定的具有明显区域界线的功能分区,这些功能区内富集的矿体种类是不同的[15],如高校城市矿床中主要含有废弃电器电子产品、废纸等城市矿体,而居民区则以报废家电居多;城市矿山是指城市矿产蓄积与开发利用的场所,包括回收、拆解与处理设施、运输通道和其他辅助设施;城市采矿是指对城市矿山中的城市矿产进行回收利用的一系列活动与过程[16]。

1.2 城市矿产的特征

通过以上的概念解析,结合产业链的视角,可以从城市矿产的蓄积、回收和处理三个方面分析城市矿产的特征。

一是城市矿产的蓄积方面。城市矿产的蓄积特征主要体现在以下几点:数量大、品位高、构成复杂、形态多样。与日渐枯竭的原生矿相比,城市矿产的蓄积量大且不断增加,而且是高品位的富矿。据估算,世界范围内每年从地下转移到地上的物质材料已达57亿t[17],铜的地上蓄积量已经和地壳中的查明储量相当[18]。随着技术进步,消费升级,产品设计当中所用到的矿物种类不断增加,城市矿石中蓄积的矿物也快速增加,构成复杂并且具有多种形态,尤其是电子废弃物中含有的金属成分种类复杂、价值高、开发难度大。

二是城市矿产的回收方面。城市矿产的回收特征主要体现在回收种类的偏好性、回收时间的周期性、回收距离的约束性、回收体系的网络性。城市矿产的回收种类偏好性主要体现在回收物品的经济价值和体积大小上。对于回收商而言,更加偏好于经济价值大的城市矿产,而对于用户而言,偏好于将体积大的报废产品进行回收。时间的周期性主要是因为城市矿产回收时间与产品更迭周期紧密相关,以电视机为例,自20世纪80年代兴起的CRT显像管电视到21世纪初已逐渐退出市场,当前正是大规模报废和回收的高峰期。目前占市场主导地位的平板电视和3D电视则将在未来10年进入报废和回收期。受物流渠道、成本等因素影响,城市矿产的回收距离会限制在一定的半径范围内,如中国电子废弃物的回收半径为300 km左右,远大于报废汽车的回收半径,因此呈现出回收距离的约束性。由于城市矿产分布于千家万户当中,其分布还天然地具有网络性,主要包括物理网络和虚拟网络。物理网络是由回收网点、回收中心、集散交易市场的数量和位置所构建的线下回收网络。虚拟网络主要是指随着互联网时代的兴起,出现了大量的城市矿产线上回收平台,这种线上的回收网络建立在数字化平台基础上,突破时空限制,将消费者和回收商通过虚拟网络联系起来,有效地解决信息不对称的问题。

三是城市矿产的处理方面。城市矿产处理最大的特征是技术依赖性及垄断性。根据物质守恒定律,城市矿产中的有价元素被完全提取出来,形成闭环循环的过程是客观存在的,这些有价物的提取与恢复程度则主要依赖于技术水平。此外,因为城市矿产的开发利用是一项专业性强、技术含量高的工作。正规且集中处理,不仅有利于形成規模经济效应,提高资源利用率,而且有利于污染物的集中处理,减少二次污染,因此当前城市矿产的正规处理一般都是由具有资质的正规处理企业承担,具有垄断性特征。但并不是所有的城市矿产开发利用都具有经济性,因此政府会对具备资质的企业进行补贴以提高其开发利用的经济意义,如中国的废弃电器电子产品处理基金。这种基金的补贴资质具有稀缺性,成为行业兼并购的首要诱因,进而形成区域垄断。

2 城市矿产研究的主要内容和方法

2.1 城市矿产成矿机制

城市矿产成矿机制是城市矿产研究的理论基础。成矿是一个系统的过程,成矿系统包括控制成矿因素、成矿要素、成矿作用过程、成矿产物等有机组合而成[19]。城市矿产成矿机制研究即是要把城市矿产的形成因素、过程、产物、格局等解析清楚。已有研究结合生命周期分析和物质流分析方法从静态、动态角度解析了铁、铜、铝、铅等金属的物质流动过程[20-22],并通过社会存量的演变来分析影响成矿类别、成矿速度和成矿量的因素。如Chen等讨论了美国91种产品以及9个产品组在用存量的历史演变,认为新产品的出现和成长促进了在用产品存量的多样性,产品间的替代则反映了在用产品存量的质量提升[1]。岳强等研究认为金属物质的社会蓄积量与经济产出之间具有一定的关联度[23],同时产品的使用寿命对金属物质社会蓄积量及回收率都将产生影响[24]。Zhang等认为产业结构、产品普及程度以及消费习惯等会影响不同国家的城市矿产存量[25]。现有研究主要是对城市矿产物质流动进行描述,以及在测算社会蓄积量时简要分析影响因素,并没有系统地深入剖析城市矿产成矿的原因、过程及格局。

城市矿产成矿机制研究是要认清城市矿产形成的过程和规律,回答城市矿产是如何形成的、当前格局是什么、哪些因素影响了城市矿产成矿等问题。需要以社会经济代谢为视角,以城市矿产物质流动为主线,通过研究城市矿产成矿要素、成矿过程及驱动因素、流动格局、演化规律,揭示城市矿产成矿机理(图 3)。重点从以下方面开展研究:①城市矿产构成要素分析。采用物理化学方法和抽样调查法对城市矿产的主要成分进行定量分析,明确城市矿产主要成分构成及其含量情况。②城市矿产成矿作用过程及驱动因素分析。结合全生命周期分析(LCA)方法和元素流(SFA)分析方法,沿“资源开采-生产加工-消费-废弃”的产业链,研究主要金属产品的流动状况,解析城市矿产的形成过程。并分析城市化、工业化进程中人口集聚、城镇化、产业升级、技术变革、消费升级等因素对城市矿产成矿的影响,揭示各主要因素的作用机理及因素间的互动。③城市矿产资源流动格局。识别城市矿产的输出源地和输入汇地,运用物质流分析(MFA)方法从区域尺度、行业尺度研究城市矿产流向、流量,确定城市矿产蓄积场所、流动的时空过程和格局。④城市矿产成矿演化规律。动态分析不同发展阶段城市矿产成矿特征,探寻演变趋势,解析演变动力和机制。

2.2 城市矿产战略性筛选

城市矿产战略性筛选是城市矿产有序开发利用的前提条件,是为解决产业发展的资源供给对城市矿产进行综合考量。现有文献主要集中在原材料的关键性评估方面[26-28],重点评估原生矿的供应风险,少有从二次资源的角度考虑如何缓解供应风险。当前关于城市矿产战略性筛选的研究还比较少,一般采用比重分析方法、德尔菲法和指数法等方法,从回收的资源效益、回收利用技术以及环境污染等构建指标进行评估。如Kim等从排放率、回收效益、EPR项目以及塑料处置费用四个方面考虑韩国电子废弃物回收的优先序,其中回收效益指标包括回收利用技术、金属回收利用以及回收系统[29]。Nelen等从目标原材料回收占比、关键性金属回收、原材料回收闭环程度以及减少的环境负担四个方面对电子废弃物的回收效应进行了评估[30]。Sun 等站在拆解处理企业的角度构建了两个指标-资源指数和技术指数来衡量城市矿产的重要性排序,其中资源指数考虑了市场价值、经济重要性和供应风险,技术指数考虑了回收率、环境影响、物理处理成本和冶炼成本[3]。但现有研究对城市矿产的战略性筛选也只停留在特定产业和企业层面,缺乏从国家产业发展需求的角度衡量城市礦产开发的战略价值。

城市矿产中蕴含着丰富的高技术矿产,是现代工业以及未来伴随着技术革命所形成的新兴战略产业所必需的矿产。然而,高技术矿产在地球上存量稀少,且通常是主要工业金属如铜、锌、铝开采和加工的副产品,其可供性主要受主产品可供性的制约。未来十年主要工业金属矿产陆续进入需求峰值,供应增幅也随之逐步放缓,高技术矿产的供应风险将进一步加大。因此,城市矿产战略性筛选是要以新兴产业发展的资源保障为出发点,回答哪些城市矿产需要重点开发的问题。应立足于满足战略性新兴产业发展的需要,以“资源-技术-环境”为主轴,构建城市矿产战略性筛选体系,对城市矿产进行动态筛选并进行国际比较,把握城市矿产开发重点和时序。重点从以下方面开展研究:①城市矿产战略性筛选。界定城市矿产来源终端的范围,构建“资源-技术-环境”的三维立体战略性筛选模型,制定城市矿产重点开发目录。②城市矿产战略性筛选的时序演化。以中国制造强国战略三步走为时间节点,对城市矿产进行动态筛选,建立城市矿产动态管理系统。③城市矿产战略性筛选的国际比较。建立与欧盟、美国、日本、韩国等地区和国家城市矿产筛选的比较框架,分析经济发展、产业结构等对城市矿产开发重点的影响。

2.3 城市矿产开发潜力测算

城市矿产开发潜力测算是城市矿产研究的重点,是对城市矿产社会蓄积量进行定量测度和评价,明确城市矿产的社会存量和时空分布。现有研究主要以物质流方法为基础,运用“由上至下(Top-down)”和“由下至上(Bottom-up)”方法进行社会存量测算;对于缺乏产品或部门统计数据的区域则采用夜间灯光卫星观测数据(Satellite Nighttime Light Observation Data)方法。运用以上成熟的计算方法,学者们已经测算出部分国家或地区的某些金属的社会存量。如基于物质流的方法,Chen等测算了美国1900—2009年间的铝社会存量[21],王俊博等测算得出中国1990—2013年间铜社会蓄积量为6 504万t[31]。采用“由上至下”的方法,岳强等计算得到了中国1990—2010年期间铝的社会蓄积量从723万t增加到10 355万t[32]。Zhang 等则结合“由上至下”和 “由下至上”的方法计算中国2012年的铜人均社会存量在44 kg至60 kg之间,并预测到2030年将达到106 kg[33]。Ryoma Hattori等用夜间灯光卫星图像数据计算得出2010年世界土木工程建筑中铁的在用存量为11.3 Gt[34]。但现有研究在测量过程中,均把社会蓄积量作为一个整体,结合产品设计生命周期进行理论推算,没有考虑消费者的行为对产品实际使用寿命的影响,也没有结合产品实际报废情况和回收渠道对社会蓄积量进行细分,因此数据结果对现实的指导作用有限。

城市矿产开发潜力评估是要测算城市矿产社会蓄积量,回答国家或者地区到底有多少城市矿产可以开发、在哪里开发、什么时机开发等问题。以城市矿产流量与存量关系刻画为主线,对重点城市矿产进行分类评估,测算其开发潜力,分析其时空格局历史演变模式,预测未来发展趋势,绘制城市矿产潜力时空图谱。重点从以下方面开展研究:①存量与流量关系刻画。研究城市矿产在社会经济系统中的存量和流量,绘制城市矿产社会存量流量平衡表(表1),掌握其来源、流向和渠道,构建城市矿产流量与存量关系模型(图4)。②分类潜力测算。考虑其作为工业化、城镇化的产物,分析消费升级、消费者行为对产品使用寿命的影响,结合物联网、大数据优化城市矿产蓄积量测算模型;参考地质储量分类,根据城市矿产开发的经济性、可行性,将城市矿产分为在用存量、隐伏存量、耗散存量、填埋/焚烧存量、实际处理量,分类进行测算。③时空图谱绘制。分类测算国家尺度、地区尺度、城市尺度的城市矿产存量,结合情景分析,判断未来演变趋势,并通过可视化模拟绘制城市矿产储量空间分布地图。

2.4 城市矿产开发综合效应评估

城市矿产开发综合效应评估是城市矿产研究的关键,是指对城市矿产开发所产生的综合影响进行系统评估和判断。国内外学者从产品、原材料等尺度对城市矿产开发利用的资源和环境效应进行了研究。一方面,城市矿产开发能够带来显著的资源效应。研究表明,未来永磁材料废物流将急剧增加,从其中回收稀土金属可成为全球稀土供应的重要部分[35];在高回收、资源减量化等政策组合情景下,铟和金的资源供给量将快速增长19倍,自2037年均达到强可持续目标[36]。另一方面,城市矿产开发的环境效应也很明显。Simoni等的研究表明相比原生矿开采,稀土回收能够节约57.37%的能耗,减少57.81%的温室气体排放[5]。此外,不同处理方式带来的资源环境效应有显著差异。Van等对比利时的研究发现,相比于填埋,台式电脑和笔记本回收分别能够减少80%和87%的资源消耗[14]。但现有研究主要还是以资源物质流动的描绘为主,没有建立城市矿产与原生矿的系统耦合模型,无法清晰体现两者在资源利用过程中的动态拟合关系。

城市矿产开发的综合效应评估是要回答城市矿产开发能够替代多少原生矿、海外矿产,降低多少能耗和污染的问题。以城市矿产与原生矿产、海外矿产的关系为主線,通过研究城市矿产开发利用的资源效应、环境效应和文化效应,把握城市矿产开发利用的综合影响。重点从以下方面开展研究:①资源效应。用系统动力学的方法讨论城市矿产与原生矿、海外矿产的耦合关系,分析城市矿产对原生矿和海外矿产的替代效应和替代时机。②环境效应。核算城市矿产开发所产生的能源成本和生态环境影响,测算相对于原生矿开采所能节省的能耗和降低的环境污染。③文化效应。运用问卷调查法、实验法等研究城市矿产回收、再制造产品消费对居民绿色消费行为的影响。

2.5 城市矿产管理与政策

城市矿产管理与政策是城市矿产研究的落脚点,是要加强城市矿产开发利用的管理体系与顶层设计。现有研究主要从三个方面开展了研究:第一,突出政策体系现状分析。这类研究主要是通过分析一国城市矿产政策体系的发展现状及存在问题、或通过对比与发达国家政策体系的差距,提出产业发展的政策建议[37];第二,着力于政策工具效果评价。这类研究划分城市矿产政策工具类别,并对不同类别的政策工具对于产业发展的作用机制及其应用效果有着激烈讨论[38];第三,立足于政策顶层设计。这类研究结合城市矿产产业特色,基于产品全生命周期、政策顶层设计等理论设计出兼顾全产业链的政策体系[39]。但目前针对城市矿产政策体系的系统性定量研究还较为薄弱,此外在移动互联网的时代背景下,也应充分利用信息技术建立城市矿产管理体系。

城市矿产管理与政策研究是要根据国情和移动互联网时代特征,完善城市矿产开发利用的政策体系,回答如何对现行政策进行检讨与反思、如何结合现实情况设置合理的管理体系与政策等问题。以城市矿产全生命周期管理为主线,研究城市矿产政策演变、对政策效果进行评价,充分发挥市场、政府、社区的作用,并结合移动互联网时代特征进行管理和政策设计。重点从以下方面开展研究:①城市矿产政策演变。系统梳理国家城市矿产政策,构建政策数据库,运用文本量化分析方法研究城市矿产政策特征,探寻演变趋势,解析演变动力和机制。②城市矿产政策效果评价。采用严谨的计量经济学方法,实证检验城市矿产相关政策对产业绩效和产业发展的真实影响。③城市矿产顶层设计。立足现实国情、借鉴国际经验,从战略高度,构筑“两种资源”统筹使用的制度框架、组织架构、政府推进机制和市场引导机制。④城市矿产开发利用价值流转与补偿机制。运用价值流分析方法,揭示城市矿产开发利用中的价值流转规律,科学设计价值补偿方案,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府调节作用,构建城市矿产开发利用的市场实现条件。

3 城市矿产研究的展望

一是加强城市矿产大数据的研究。针对城市矿产产业发展目前存在着基础数据缺乏、资源分布零散,资源流向监控困难、回收交易渠道混乱、信息交流不通畅、产业布局不合理、经济效益低下等突出问题,有必要加强城市矿产大数据的建设。通过城市矿产领域大数据关联性研究、融合及全景式分析,采用动态计算、有效数据挖掘、关联性数据提取等手段,对数据进行仿真分析、效用决策和开发管理模拟评估。

二是加强都市圈城市矿产开发研究。针对大都市圈经济发达、基础设施齐全,人口密集、消费水平高且居民环保意识强,城市矿产富集程度高、来源丰富,开发利用具有相对规模性和经济性的特点,重点分析大都市圈城市矿产回收利用主体行为与激励模式,回收体系构建与资源化利用基地布局以及基础设施优化配置,设计大都市圈城市矿产开发利用的管理机制。

三是加强中小城镇城市矿产开发研究。针对中小城镇城市矿产富集程度不高,开发利用过程中存在着前端分类缺乏、运行成本高、收集与运输过程的环境污染、终端处置的二次污染等问题,重点分析中小城镇城市矿产回收利用主体行为与激励模式,回收网络与物流配送体系建设、环保集中化处理机制。

四是加强互联网+城市矿产回收研究。针对互联网+城市矿产回收利用平台发展尚不成熟、效果暂且不理想的实际情况,重点分析互联网+城市矿产回收利用的模式,数字化技术对其的赋能机制及居民参与度的提升对策。

4 结 论

本文系统梳理了城市矿产的内涵、主要研究内容及方法、未来研究重点等问题,认为城市矿产的系统研究应该从明晰定义、构建相关概念体系、明确基本特征出发,科学构建城市矿产研究框架。结合生命周期分析和物质流分析方法,认清城市矿产形成的过程和规律,揭示城市矿产成矿机理,是城市矿产研究的理论基础;立足于满足战略性新兴产业发展的需要,以“资源-技术-环境”为主轴,构建城市矿产战略性筛选体系,对城市矿产进行动态筛选并进行国际比较,把握城市矿产开发重点和时序,是城市矿产有序开发利用的前提条件;以城市矿产流量与存量关系刻画为主线,对重点城市矿产进行分类评估,测算其开发潜力,分析其时空格局历史演变模式,预测未来发展趋势,绘制城市矿产潜力时空图谱,是城市矿产研究的重点;以城市矿产与原生矿产、海外矿产的关系为主线,通过研究城市矿产开发利用的资源效应、环境效应和文化效应,把握城市矿产开发利用的综合影响,是城市矿产研究的关键;以城市矿产全生命周期管理为主线,研究城市矿产政策演变、对政策效果进行评价,充分发挥市场、政府、社区的作用,并结合移动互联网时代特征进行管理和政策设计,是城市矿产研究的落脚点。基于现有的研究基础和实际需求,未来应进一步加强城市矿产大数据、都市圈城市矿产开发、中小城镇城市矿产开发、互联网+城市矿产回收等领域的研究。

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