有色金属工业发展循环经济的预测分析

摘要：本文以我国28个省份“十一五”及“十二五”时期有色金属工业各流程能源消耗量、各类污染物 排放量为原始数据，选用经典灰色预测模型GM（1，1）对“十三五”期间的各流程能源消耗和 各类污染物排放情况进行预测。结果表明，我国有色金属工业各流程的能源消耗、污染物排放均 呈增长趋势，能源消耗和节能减排压力形势严峻。

有色金属工业资源、能源消耗量大， 同时生产过程会产生大量废弃物，如不 加以回收利用，不但造成资源的浪费， 还会对环境产生严重的污染。有色金属 工业发展规划（2016 ～ 2020 年）明确 了绿色可持续发展理念，将“绿色制 造”“循环经济”和“重金属污染防治” 等作为有色金属工业未来发展的重中 之重。 循环经济强调以循环发展模式替代 传统的线性增长模式，表现为以“资 源 - 产品 - 再生资源”和“生产 - 消 费 - 再循环”的模式，有效地利用资 源和保护环境，最终达到以较小发展成 本获取较大经济效益、社会效益和环境 效益的目的。通常情况下，循环经济可 以实现资源的高效利用，以及资源的循 环利用，这种优势和可持续发展理念 比较相符。走出一条适合我国有色金 属工业发展的道路，就需要采取有效 措施，将循环经济的思想应用到有色 金属工业生产过程中的各个环节，同 时借鉴发达国家的优势或经验，从而 有效降低能源的消耗，减少污染物的 排放。要坚持走新型工业化的发展道 路，合理转变经济增长方式，建设资 源节约型和环境友好型社会。同时还 要加强环境保护的力度，有效减轻因 有色金属工业发展所带来的环境压力， 进而实现可持续发展道路。 国内许多学者对有色金属循环经济 进行了不同方向的研究，王华俊根据循 环经济原则，结合有色金属工业各环节 节能降耗和废弃物处理等建立了评价指 标体系，综合评价有色金属循环经济 ； 王恭敏探讨了有色金属循环经济发展的 模式 , 并提出政策建议 ；张晓缝分析了 湖南省郴州市有色金属工业发展存在的 问题 , 指出循环经济是有色金属工业实 现可持续发展的必然选择 , 并从完善法 律、政策体系 , 引进先进技术 , 建立生 态工业园等方面探讨有色金属工业如何 发展循环经济。可以看出，国内研究目 前大多是基于定性角度进行现状分析、 模式探索、政策建议。本文利用经典灰 色预测模型 GM（1，1）对“十三五” 时期我国有色金属工业的能源消耗、污 染物减排进行预测与定量分析，并给出 切实可行的对策建议，以助于我国有色 金属工业顺应全国经济发展理念和方 向，进一步发展循环经济，走可持续发 展道路。

一、 模型及数据选取

 灰色系统理论诞生于 20 世纪 80 年 代，主要用于一些存在未知因素及不定 因素领域的问题研究。其中灰色预测是 灰色理论系统的重要研究内容之一。经 典灰色预测 GM（1,1）模型是灰色预 测理论的核心模型，具有灰色系统的小 样本特性和贫信息特征。灰色系统理论 认为，尽管数据是杂乱的，但在其背后 一定存在规律，而我们要做的正是寻找 这种内在规律。作为其核心的灰色模型 （Gray  Model）具有以下特点 ：（1）对 数据量要求不高，不少于四个即可；（2） 建模结果真实且精度高 ；（3）对于不知 道分布规律的原始数据可生成转化为有 序序列；（4）在预测时间段上不受约束。本文以我国 28 个省份“十一五” 和“十二五”时期的能源消费总量、污 染物排放量作为原始数据序列，运用经 典灰色预测模型 GM（1，1）对“十三五” 期间有色金属工业能源消耗、污染物排 放进行预测。 

二、预测与分析

1.“十三五”期间我国有色金属工 业能源消耗预测 

“十二五”时期以来，有色金属工 业合理规划产业结构，在节约能源方面 取得了显著成效。本文根据灰色预测模 型的原理和步骤，对“十三五”期间有 色金属工业能源消耗进行预测，得到的 矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金 属工业的能源消耗灰色预测模型。从矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金属工业的模拟结果可知，三 个 GM（1,1）模型中灰参数 -a 均小于 0.3，因此模型可用于“十三五”期间 我国有色金属工业能源消耗的预测。根 据小误差概率 P 和均方差 C 可以看出， 矿采选业、冶炼和压延加工业及有色金 属工业的预测模型均处于一级精度，说 明模型可以充分地模拟能源消耗变化的 全过程，且精度得以保障。根据模型对 “十三五”期间能源消耗情况进行预测。根据预测结果，有色金属矿采选业、 冶炼和压延加工业及有色金属工业的能 源消耗随着时间的推移均呈增长态势， 表明我国“十三五”期间有色金属工业 能源消耗形势严峻。在未来，城市化深 入、居民消费结构提升都将在我国“新 常态”的经济增长模式下促进有色金属 工业的发展。

2.“十三五”期间我国有色金属工 业减排预测

 有色金属工业是高耗能、高污染 的产业，2015 新环保法的实行必然给 我国有色金属工业的发展带来巨大的 环保压力。本文分别对我国有色金属 工业的矿采选业、冶炼和压延加工业 “十三五”期间的废气、废水及固体废 弃物排放情况进行预测，为政府、有 色金属工业协会、企业等制定相应的 环保政策和措施提供依据。8 个 GM（1,1） 模 型中灰参数 -a 均小于 0.3，根据模型 GM（1,1）适用范围的判断标准，可 知得到的模型可用于“十三五”期间我 国有色金属工业的废水、废气和废渣 等污染物排放的预测。根据小误差概 率 P 和均方差 C 的结果可以看出，有 色金属工业废气排放量、烟粉尘排放 量、废水排放量、化学需氧量排放量、 固体废弃物产生量和危险废弃物产生 量的预测模型均处于一级精度 ；二氧 化硫排放量和氨氮排放量的污染物排 放预测模型均处于二级精度，这说明 模型可以充分地模拟这些污染物排放 变化的全过程，且精度得以保障。模拟模型 GM（1,1）对 “十三五”期间的废水、废气和固体废 弃物的污染物排放情况进行预测。“十三五”期间我国有色金属工业废水、废气和固体废 弃物的预测结果，我们不难发现随着有 色金属工业各类金属产量的增加，其所 排放的污染物也呈现增长趋势。其中除 废水中的化学需氧量变化微弱外，其他 各类污染物排放增长均较为明显。由此 可知，将循环经济的发展理念与有色金 属工业减排相融合，提高再生金属企业 在资源综合利用等方面的技术水平，如 将熔池熔炼技术、烟气二次燃烧和重介 质分选等运用到有色金属工业的生产 中，对我国有色金属工业推行大规模生 产具有重要意义。在有色金属工业现有 的减排设备、技术水平下，我国有色金 属工业的减排压力仍然十分严峻。有色金属企业如果可以加大二次资源的无害 化处理 , 如电锌废渣中的金属化合物在 回转窑内与煤发生氧化还原反应后转变 成金属氧化物，金属气化挥发在冷却过 程中由收尘设备回收，回收的金属混合 物含氧化锌、锗、铟等，主要为氧化锌 粉，再进行综合回收利用，氧化锌粉经 过浸出后，用单宁沉锗的方式回收，剩 余含锌废液会再次进入电解锌过程生产 精锌 ；水萃渣经过磁选，将其中的铁、 银分离出来，形成铁银渣，铁银渣可以 作价出售，磁选过后的剩余废渣主要成 分是碳硅钙，对环境没有危害，以煤 渣的形式外销给水泥厂、砖厂实现全 部转化等，均能提高能源效率减少污 染物的排放。2014 年，我国再生有色 金属产业和生产等量的原生金属相比， 节约总量约 2398.4 万吨标准煤，节水 总量 16.4 亿立方米，减少固体废弃物 排放量约 14.7 亿吨，减少二氧化硫排 放量 209.5 万吨。

 三、结论及建议 

本文以 28 个省份为研究对象，以 各省“十一五”时期及“十二五”时 期的能源消耗、废弃物排放总量为原 始数据，通过灰色预测模型对我国有 色金属工业“十三五”期间的能源消 耗和污染物排放情况进行预测。基本 结论如下 ： （1）根据灰色 GM（1,1）模型对 我国有色金属工业“十三五”期间能源 消耗的预测结果，有色金属矿采选业、 冶炼和压延加工业及有色金属工业的能 源消耗随着时间的推移均呈现增长态 势。这说明，我国“十三五”期间有色 金属工业能源消耗形势依然严峻。虽然， 我国目前处于“新常态”的经济增长模 式下，但是我国城市化进程进一步加深， 居民消费结构升级等因素将继续推动有 色金属工业的发展。 （2）根据灰色预测模型对“十三五” 期间我国有色金属工业废水、废气和固 体废弃物的预测结果，我们不难发现随 着有色金属工业各类金属产量的增加， 其所排放的污染物也呈现增长趋势。其 中除废水中的化学需氧量变化微弱外， 其他各类污染物排放增长均较为明显， 如废气排放量可从 2016 年的 38305 亿 立方米增长至 2020 年的 57147 亿立方 米。由此可知，在有色金属工业现有的 减排设备、技术水平下，我国有色金属 工业的减排压力依然十分严峻。 基于此，从循环经济角度对我国有 色金属工业发展提出如下建议 ： （1）以结构调整优化为主线，加 快产业结构的调整和生产力合理布局， 构建资源节约型、循环型产业结构，促 进循环经济的发展。完善行业相关政策 和行业准入的规范要求，推动产业结构 的调整升级。 （2）制定激励循环经济发展的优 惠政策，从税收等经济手段来促进再 生资源产业发展。加大科研投入，鼓 励科技进步与创新，推进循环经济技 术的研发。 （3）从统计等信息化建设手段入 手，强化国内有色金属再生回收统计体 系的建设，调动更多的社会力量促进有 色金属工业发展循环经济。 （4）加大宣传力度，让循环经济 观念深入人心，同时增强全行业的紧迫 意识和危机意识。通过大力宣传在发展 循环经济方面做得比较好的企业和企业 家，总结其成功经验，推广新技术，从 而为整个国民经济的健康协调发展作出 贡献。  

作者:祁彬 郝荣 单位:中国有色金属建设股份有限公司