1995-2015年美国钴物质流演变

钴作为最重要的汽车电池材料之一,其供需平衡和物质流对全球主要国家交通绿色转型和应对气候变化至关重要.为揭示区域钴物质流的变化趋势,刻画其供应格局,本文以典型发达国家美国为例,构建了基于全生命周期贸易关联的钴物质流分析框架,开展了1995-2015年美国钴物质流量、存量和供应格局分析.研究显示:①从流量分析来看,美国采矿...     

2011—2020年中国镥资源动态物质流分析

【目的】稀土镥是全球新材料产业的关键矿产之一,厘清镥资源在中国社会经济系统的代谢过程及动态演变规律是保障中国镥资源供应安全的重要基础。【方法】运用动态物质流分析法,本文定量刻画了2011—2020年中国镥资源的物质代谢全景图,追踪了镥资源在全生命周期各阶段的流动规律及关键驱动因素,分析了镥资源的存量分布及报废量,并提出针对性的镥资源管理建议。【结果】(1)2011—2020年中国镥资源的消费量持续增加,且在核医疗器械和激光器等新兴产业的消费占比稳步上升,其中正电子发射断层成像设备（PET）的消费增速最快,是镥资源的“明星”产品。(2)镥产业具有典型的需求驱动特征,新兴产业政策刺激终端产品消费量及其结构演变,并进一步驱动中上游的资源与材料供应。(3)中国镥资源的对外依存度大幅上升,进口成为满足国内强劲需求的重要途径,国际贸易政策及地缘政治风险是影响镥资源国际贸易格局的重要因素。(4)中国镥资源的社会存量和理论报废量均呈直线上升趋势,具有可观的二次资源开发潜力。【结论】在人口老龄化和产业政策的驱动下,中国镥资源的新兴战略价值正在凸显,具有多元化和高端化的应用趋势。然而,中国镥资源的国际供应...     

家用空调制冷剂物质流动态演化特征——以中国澳门特别行政区为例

由于制冷剂较高的臭氧层消耗潜势和气候变化影响,政府和公众对于制冷剂的重视程度正不断加深.《蒙特利尔议定书》虽从源头上限制了臭氧消耗类物质(ODS)的生产和使用,却忽略了ODS的产品生命周期过程中潜在的释放风险.基于物质流分析方法,本文构建了中国澳门特别行政区(以下简称澳门特区)家用空调制冷剂的动态分析框架,并从生命周期...     

中国钢结构建筑的物质流分析

钢结构建筑因自重较轻、施工方便成为主流的建筑类型,但过去对该产业评估研究较少,缺乏对其资源生产率及环境影响的充分认识。本文选择中国西部、东北和中部地区的15个钢结构建筑设施作为研究对象,利用物质流分析钢结构建筑物质流动过程中输入、输出物质种类和重量,结合钢结构建筑所产生的经济价值,核算其资源生产率,同时对钢结构建筑中钢铁的物质流全过程进行生命周期评价。结果表明：①生产过程中95%的钢铁得到利用,5%成为废钢铁,钢结构建筑中单位建筑面积资源消耗量从高到低排序为矿物、水、氧气、化石能源、生物质,其中东北地区钢结构建筑的矿物质消耗量最大,达到107 kg/m²;②根据钢结构建筑直接输入物质所占比例,西部地区、东北地区、中部地区钢结构建筑资源生产率分别约为692元/t、512元/t、610元/t;③钢结构生命周期对环境影响最大的阶段为钢铁生产阶段;如果考虑循环利用,其环境影响最大出现在钢结构加工阶段,且钢铁循环利用可显著降低钢结构产业的环境影响。依据以上研究结果,东北地区钢结构建筑资源生产效率最低,应提高其资源生产效率,大幅度促进循环利用,实现可持续发展。     

1991年～2007年中国铝物质流分析（Ⅱ）：全生命周期损失估算及其政策启示

铝在社会经济系统中的损失可分为数量损失和质量损失,数量损失又分为库存性损失和散失性损失。基于金属元素物质流分析的存量与流量框架,本文开发了用于估算铝的全生命周期数量损失的方法,并以此分析了1991年～2007年我国铝的数量损失量及其影响因素。主要结论包括：①采矿损失量占我国铝的全生命周期总损失量的比重最大,减少损失的潜力也最大;②排除采矿损失量,1991年～2007年我国铝的总损失量逐年递增;③由于拜耳法产能不断扩张,2003年以后全国氧化铝平均回收率不升反降,氧化铝冶炼阶段的铝损失量快速增长;④散失性损失量不断增加,但其占总损失量的比重近年来有所降低;⑤每生产1t原生铝损失的铝资源量不断降低。为了减少或避免铝的损失从而促进其可持续利用,我国铝工业界应当在未来的几十年内持续关注如下整体性的战略：①不断降低铝生命周期各子阶段的损失率;②重视回收与循环过程中铝的数量损失问题;③重视回收与循环过程中铝的质量损失问题。     

基于物质流分析的中国塑料资源代谢研究

随着塑料生产和消费的快速增长,塑料资源浪费和环境污染也日益严重,对塑料资源代谢过程的研究对节约资源和保护环境十分重要。本文基于物质流分析方法,构建了塑料物质流分析动态模型,研究了1949—2018年中国的塑料从生产、使用到最终废弃的生命周期代谢过程。结果显示：①1949—2018年,塑料累计消费2205.6 Mt,共产生废塑料1404.8 Mt,其中30.0%被回收再利用,14.0%被焚烧,36.0%进入填埋场,20.0%未经处理直接进入环境;②塑料的使用存量为630.0 Mt,损失存量为870.2 Mt,其中66.7%堆积在填埋场中,33.3%被随意丢弃在环境里;③2018年,消费量为193.1 Mt,塑料消费产生了废塑料140.5 Mt,废塑料后续处理中,回收占32.0%,焚烧占26.0%,填埋占35.4%,废弃占6.6%。研究表明：中国塑料的代谢规模庞大,一次性塑料产品对塑料代谢影响非常大;废塑料是资源损失的关键节点,应加强对其的回收利用;对于已经进入环境中废塑料的污染管控非常重。因此,今后的研究重点应在于环境中废塑料的风险和污染机理以及提高废塑料的回收利用效率,以减少塑料资源损失,降低环境污染。     

1991年～2007年中国铝物质流分析（Ⅰ）：全生命周期进出口核算及其政策启示

基于金属元素物质流分析的"存量与流量"框架,本文定量分析了1991年～2007年我国铝的全生命周期进出口规模及其结构.研究发现:我国是铝的净进口国且净进口量不断增长,从进出口结构上看,我国日益成为铝土矿、氧化铝、铝废料等原材料的进口国和未锻轧铝、铝中间产品、铝最终产品的出口国.导致铝进出口结构变迁的主要因素是我国的资源禀赋、经济发展水平和所实行的产业政策.未来几年内,我国铝进出口政策的重点应该是:继续鼓励进口铝土矿、氧化铝、铝废料等国内短缺的原材料;限制出口并鼓励进口高能耗、高污染物排放、低附加值的原生铝、再生铝和部分中间产品如铝挤压材;暂时不对高附加值的铝中间产品如高端铝板带、铝箔和铝最终产品的进出口实行管制政策;同时国家应支持我国企业到国外购买铝土矿山,建立全球性的铝废料回收与运输网络,开办氧化铝、电解铝和再生铝厂并将产品运回国内.     

环境经济系统物质流可持续性与循环经济物质流特征分析

目前物质流分析的理论研究明显滞后于实证方法.本文借助物质流分析原理和循环经济理论,建立了环境经济系统及循环经济系统的物质流分析模型,并利用模型中各段物质流之间的质量平衡关系,讨论了满足环境经济系统界面可持续约束条件下经济系统内部物质流动必须遵循的若干基本规律.通过对模型的解析研究,在物质运动规律分析的基础上论证得到以下结论:①满足环境经济系统界面可持续约束条件是实现经济系统物质流动可持续的基础;②为实现经济系统物质流的可持续,必须通过减少经济系统对环境系统稀缺性资源的消耗速率并同时降低经济系统对环境系统的废弃物排放速率有可能实现;③以往过分依赖于经济系统末端的残余物处理达到改善特定区域范围某一环境要素的局部环境质量的做法,只会加剧或导致经济系统的稀缺性资源输入及废弃物输出这两种物质流的不可持续;④实现环境经济系统之间可持续的物质流动,既取决于生产过程也取决于消费过程,二者缺一不可;⑤循环经济核心原则至少应增加Raise原则(即提高生产过程的物质累积在其整个物质产品结构中的比例.以及增加消费过程总物质输入在消费过程中的物质累积比例).     

矿产资源开发的物质流分析

我国是矿产资源的生产大国也是矿产资源的消费大国,矿产资源的开发利用在国民经济的发展中起着重要作用。而开展矿产资源开发的物质流分析可以有效的对矿产资源的开发环境进行压力分析,为矿业实现经济的可持续发展提供有力支持。本文主要从矿产资源开发物质流分析的原则出发,详细阐述了矿产资源开发物质流的分析方法,并就此提出了建构账户体系及指标体系的设想。     

基于物质流和生命周期分析的石油行业碳排放

国内关于石油生命周期内的碳排放的研究主要集中在石油制品的消费环节,不能真实地反映石油流动生命周期内的碳排放。为了探寻石油生命周期内真实碳排放以及未来发展趋势,本文结合了物质流分析（Material flow analysis,MFA）和生命周期评估（Life Cycle Assessment,LCA）方法,建立了石油生命周期内碳元素流动模型。以国内某大型炼化企业为例,计算了各个环节的隐含碳排放和石油燃烧碳排放量,分析了影响隐含碳排放的关键影响因素,同时,设计了四种不同的情景,分别预测了2015—2050年间中国石油生命周期内的隐含碳排放发展和变化趋势。研究结果表明：①在石油生命周期内,每吨石油在生命周期总碳排放量约为670kg（约折合CO₂ 排放量为2457kg）,其中隐含碳占总碳排放量的23%;②开采环节和炼化环节隐含碳排放分别占隐含碳总量的46%和54%,其中开采环节主要隐含碳排放来自天然气消耗和电力的消耗,分别占总量的47%和30%,炼化环节的隐含碳排放主要来自焦炭燃烧,占总量的46%;③在消费环节中,汽油、柴油和煤油在交通运输业中的消耗量最大,分别占各自总量的42%、53%和80%。提高石油行业能源利用效率和优化能源消费结构是实现国家2030年碳排放达到峰值目标的有效途径。     

2000—2015年中国铜废碎料贸易及效益风险分析

铜是具有重要战略意义的关键金属。中国长期以来进口“六类废杂铜”和“七类废杂铜”两种废碎料来冶炼再生铜。本文基于海关贸易和有色金属工业统计数据,利用物质流分析和生命周期评价方法研究了铜废碎料贸易的资源、环境和经济效益以及环境与健康风险。结果显示：①2000—2015年,中国累计进口铜废碎料实物量6680万t,其中含金属铜约2000万t,占同期国内再生铜累计产量的56%;②相比利用铜矿石生产精炼铜,利用进口铜废碎料生产再生铜在非生物性资源消耗、温室效应和人体毒性等方面减少了一系列环境影响,同时累计节约铜矿山投资成本约580亿美元。然而,进口的“七类废杂铜”在带来资源效益的同时也造成严重的区域性环境与健康风险：一是进口低品位铜废碎料中夹杂大量有机物,在拆解和熔炼过程中容易产生二恶英等有毒有害物质;二是部分工业园区和小企业在工艺、技术、空间布局和生产管理等方面的落后引发了局部地区较为严重的环境和健康危害。因此,建议辩证和全面地认识铜废碎料进口带来的效益和风险,在坚决禁止进口“以回收铜为主的废电机、电线、电缆和五金电器”这些“七类废杂铜”的同时,继续利用进口“六类废杂铜”作为重要的铜资源,以降低中国对原生铜矿石的依赖以及造成的采矿和原矿冶炼阶段的环境影响。     

生态工业园区物质流探析

循环经济是一种先进的可持续发展模式,而生态工业园区是实现循环经济的重要载体。在园区内,通过清洁生产以及生态产业链的衔接,可以充分地利用现有资源,达到废弃物排放最小化和环境污染最小化的目的。生态工业园区在我国尚处于起步阶段,文章针对我国生态工业园区的发展现状,利用循环经济理论对其物质流进行了分析,并提出适合我国生态工业园区发展的对策建议。     

中国产业部门碳足迹流追踪分析

研究利用投入产出技术综合分析了2007年中国52个产业部门碳足迹的流动情况。该年中国产业部门完全碳足迹为71.0亿tCO2,其中直接碳足迹与间接碳足迹分别为52.5亿与18.5亿tCO2;支持本国终端消费发生的碳足迹为47.0亿tCO2,支持出口发生的碳足迹为24.0亿tCO2。在国际贸易中,中国碳足迹是赤字的,赤字幅度达5.5亿tCO2,占本国源碳足迹总量的10.5%。产业部门之间的碳足迹流动非常活跃,82.3%的完全碳足迹发生了产业部门再分配。间接碳足迹流活跃组(B1组)与直接碳足迹流活跃组(B2组)的产业部门是中国碳足迹流动的主体部门,也是碳足迹管理的核心对象。B1组部门的间接碳足迹是其直接碳足迹的12.6倍,在贸易中是碳足迹盈余的,盈余量合计为31.9亿tCO2。B2组部门的直接能耗碳足迹高居全国前10位,合计为39.5亿tCO2,其中89.9%的碳足迹转移到其他部门终端产品之中。从碳足迹的性质上,B1组部门属于实质高碳型部门,碳足迹管理应走"减物质化"的道路;B2组中有一半部门属于表观高碳型部门,碳足迹管理应以提高能源效为核心,另一半部门属于实质高碳与表观高碳并存型的部门,碳足迹管理应走"减物质化"与提高能效率并重的道路。     

基于物质流分析的中国金属铜资源生态效率研究

铜是战略物资,其高效利用关系国民经济发展及国家工业化进程。本文运用物质流分析方法,建立了金属铜资源物质流模型,在此基础上,通过层次分析与熵权法构建了铜资源生态效率评价体系,对中国1990年、1995年、2000—2015年铜资源生态效率进行评价,结果显示：单位时间内铜资源生命周期内所产生的可有效利用的金属铜及其附属产品的物质及经济价值总量在1990—2015年间呈先降、后升、再降趋势;铜资源生产、加工、消费和回收过程中所消耗的能源总量及废弃物排放所产生的环境负荷自1990年开始逐年减小;生态效率在1990—2015年期间逐年攀升,于2011年进入中效状态。之后基于未来铜资源生态效率的三种情景进行分析,在情景1和情景2下：2050年中国铜资源生态效率分别达到3.10和3.65,是中效的中等水平和中效的偏高水平;在情景3中：2050年生态效率为4.45,分别为1990年、2000年、2010年、2015年生态效率的3.89、4.15、2.32、1.80倍,铜行业发展状态已达到“微耗损型发展,可持续”的初等水平,预计之后将稳定在4.45左右。依照以上研究结果,铜行业的发展应坚持经济效益和节能环保相结合的方式,以期未来走上绿色、可持续的发展道路。     

基于物质流分析的中国机械行业铁资源代谢过程研究

科学分析金属资源代谢过程和计算金属制品报废量是新时代下推进资源节约和循环利用的关键性问题之一。本文使用了动态物质流与静态物质流相结合的方法、生命周期方法、Weibull分布模型和Minitab软件,计算了1949—2016年中国机械行业铁资源的理论报废量,并对13类机械产品在不同消费结构下的报废量进行动态对比。研究发现：① 1949—2016年中国含铁产品理论报废量为21.20亿t,其中机械行业理论报废量为4.10亿t,实际回收量分别为17.60亿t和2.80亿t;② 机械行业报废回收效率为68.3%,其中农业机械类、石油化工机械类、电工电器机械类和汽车（非交通运输类）等产品的报废量增长显著;③ 2016年铁资源生产阶段中国共投入铁矿石11亿t,经加工阶段后得到7.31亿t粗钢,进入社会终端消费量为6.73亿t,代谢过程资源损失率达38.8%;④ 2016年中国铁产品社会存量为83亿t,预计2025年将进入存量铁制品的快速报废期。未来中国钢铁产业的战略重点应侧重生产阶段的技术创新,以减少资源损失和环境影响,通过供给侧改革提高钢铁二次资源循环利用效率来解决一系列资源环境问题。     

基于物质流分析方法的区域可持续发展动态研究——以广东省为例

为探讨区域可持续发展的程度,本文综合运用物质流分析方法和IPAT方法,对广东省经济系统在1990年~2005年期间的自然物质输入与物质输出进行计算分析,并与江苏省进行了对比。结果表明,广东省的物质利用效率在1990年~2005年期间低于江苏省,物质输出效率在1990年~1996年、2000年~2005年期间高于江苏省,在1997年~1999年期间低于江苏省;物质消耗强度在1990年~2005年期间高于江苏省,物质输出强度在1990年~1996年、2003年~2005年期间低于江苏省,在1997年~2002年期间高于江苏省。2001年~2005年是其中发展最好的一个阶段,初步实现了可持续发展,在此期间,广东省经济系统在保持自然物质输入少量增加(DMI年均增长5.47%)的基础上实现了经济的较高速发展(GDP年均增长13.95%),同时污染物质排放量增长较小(RPO年均上升1.68%)。     

2005年中国国家尺度的铝物质流分析

以2005年为时间截面,以不包括港澳台在内的中华人民共和国其他地区为空间边界,定量地刻画了中国国家尺度的铝物质流静态图景.研究结果表明:2005年国内消费的原生铝为726.2×104t,再生铝(仅考虑来自旧废铝的量)为166.3×104t,再生铝占国内铝消费总量的18.6%;中国已经成为铝的净进口大国,2005年从各个环节净进口纯铝438.3×104t,铝的总对外依存度为43.7%,在各种舍铝物质中,属于净进口的有铝土矿、氧化铝和废杂铝等原材料,而属于净出口的有未锻轧铝、铝加工材和铝金属制品等初级产品;排除含铝产品的制造环节以及使用阶段,各个环节损耗纯铝348.2×104t,其中来自铝土矿开采环节的占54.0%.根据计算结果,提出了改善进出口结构、减少铝损耗量、增加铝循环利用量的政策建议.在现有的研究基础上,可以从多年演化、空间分布等角度进一步定量地刻画中国国家尺度的铝物质流图景.     

基于物质流分析方法的安徽省环境载荷及其减量化研究

采用物质流分析方法构建了表征环境压力总量的环境载荷指标,对1990年-2007年安徽省环境载荷变化趋势及其减量化状态进行了定量分析。结果表明:全省环境荷载输出占环境总荷载的比重较小,经济发展的驱动力主要依靠省内资源的开发利用;环境效率提高产生的减量效应明显,全省环境载荷实现了一定程度的相对减量化,但经济增长引起的反弹效应强于环境效率提高产生的减量效应,省内环境总载荷增加,尚未实现环境载荷绝对减量化;全省环境效率处于较低水平,实现环境载荷零增长甚至负增长,仍需要实现环境效率的倍数革命;按照2020年GDP在2000年基础上翻两番的经济发展目标,初步预测2020年环境载荷要在2007年基础上实现零增长,则需实现环境效率约2倍数革命。     

区域可持续发展生态评估的物质流分析研究进展与展望

可持续发展的生态评估是当前国际生态经济学与可持续发展研究的前沿问题之一，物质流分析通过度量人与自然之间的物质交换及其环境影响，定量评估人类社会经济系统的生态持续性，是一个重要的研究方向。本文在简述物质流分析及其发展历程的基础上，分析了该方法应用于区域可持续发展生态评估的基本原理。重点综述了国内外物质流分析相关研究进展，认为对比于国外的蓬勃发展，该方法在我国尚未获得普遍应用，尚处于起步阶段。同时，国内已有的研究也主要以实证分析为主，理论探讨相对薄弱；实证研究又以经济系统物质流分析为主，但多侧重国家尺度，少区域物质流分析；而产业部门物质流分析则相对较少，且偏重能源矿产采掘业，对其他物质生产部门的关注较少。研究同时指出，可持续性阈值、物质使用环境影响的度量、不同物质重量的可加和性、隐流系数的计算、系统内部物质流分析、数据获取与应用范围限制等理论与技术问题将是区域可持续发展生态评估物质流分析下一步的研究重点。     

优化企业生态效率评价的生命周期评价（LCA）-物质流成本会计（MFCA）整合方法

为更客观、准确评价企业制造过程的生态效率水平,弥补现有文献未见考虑结合生命周期分析（LCA）和物质流成本会计（MFCA）评价方法的缺失,通过探讨LCA和MFCA之间的联系和区别,开发整合LCA和MFCA的企业生态效率评价方法。LCA-MFCA方法主要包括3个步骤：采用物质平衡分析、MFCA、LCA量化企业有关物质和经济损失以及外部环境损害成本;通过帕累托法则原理和假设分析、实地采访和参考现有文献,识别企业经济活动每个流程或物量中心中对环境损害影响最大的因素,基于此提出改进方案;通过重新执行MFCA和LCA来验证所提建议的改进选项。将LCA-MFCA方法运用于A水泥生产企业生态效率评价,借鉴日本的环境损害综合系数表（LIME）计算其主要物量中心所产出废弃物的外部损害成本,认为生料制成中心、窑尾预分解中心和煤粉制备中心等急需进行改进,同时提出使用袋除尘器代替原来的电除尘器、以电石渣取代石灰石和安装低温余热系统等3种优化方案。经验证,LCA-MFCA评价方法可行,不仅能够给企业带来更多的利润,还能减少企业对不可再生资源的耗费,达到优化生态效率的目标。