再生资源价值回收率分析

摘要 目前国内关于再生资源利用水平评价方法的研究仍较少,本文着眼于构建一种再生资源有效价值利用水平的评价方法,并用于实例分析。首先从再生资源利用总量的角度,提出了衡量再生资源利用水平的评价指标及其计算方法;然后基于再生资源加工利用过程中的价值变化,定义了以原生资源生产的零部件或产品的价值为基准价值的回收指标,将再生资源整体价值回收率作为评价再生资源利用水平的新指标,并结合价值回收流程构建了以再生资源不同用途下的利用量和价值回收率为变量的计算模型;最后选取某再生资源园区,计算其近期和中远期的废旧物资价值回收率,说明在资源化率基本不变的情况下,通过提高再利用率和再制造率可提升再生资源的价值回收率。

关键词 再生资源;价值回收率;评价指标

中图分类号 P968 A 文献标识码 文章编号 1002-2104(2010)04-0165-04 doi:10.3969/j .issn.1002-2104.2010.04.029

国内针对再生资源利用的研究方法或者研究方法的推广研究较少,主要有:王雨雷等[1]对钢铁产业中废钢铁资源的回收利用情况应用现代物流理论指导,对废钢铁 这一特殊的逆向物流进行了供应链规划;罗来军等[2]根据金属平衡原理,按照废钢铁的三个来源,建立了三种废钢铁的生成模型;刘光复等[3]对通过对废旧汽车回收模型的研究以及资源化技术的进展回顾,建立了废旧汽车资源化系统模型;秦晔等[4]基于废旧汽车循环再利用模型,建立了回收经济性评估模型;姜金龙等[5]运用生命周期评价的方法,对用二段法生产再生铜过程的环境协调性进行了研究,得到了再生铜生产过程中各工序的环境负荷数据;沈东升等[6]以浙江台州为例,对进口的含有色金属废料进行了较深入的研究,确定了进口废金属料拆解过程的主要污染因子及其排污系数;王浩东等[7]对我国废电子电器回收处理体系进行了研究,提出了一种适合我国国情的废电子电器回收处理体系模式。其他如对废塑料的研究主要集中在再利用技术以及作为燃料的研究上,如高炉喷吹废塑料技术、废塑料炼油技术等,废纸、废轮胎橡胶的利用研究也以再生技术和回收体系建设为主。

1 再生资源利用分析

再生资源优化资源配置利用,是关系到再生资源产业经济社会效益最大化与可持续发展的重要手段。再生资源优化配置,是指将再生资源与其他经济要素之间的组合关系在时间结构、空间结构和产业结构等方面进行合理分配、调控,使再生资源的开发利用最优化,使尽量多的再生资源原级使用甚至升级使用,减少再生资源降级使用或不能使用情况,使再生资源价值得以最大的回收,发挥其最大利用价值。

废旧物资拆解后的零部件或产品的用途可分为三类,即再利用、再制造和资源化,其余不可资源化的部分作为废弃物处理。资源配置水平可以用几个宏观指标表示,即再生资源回收率Rr、再生资源循环率Rc、再生资源再利用率Ru和再制造率Rm以及废弃物产生率Rw。资源化和再利用过程又可分为拆解料的原级使用和降级使用,分别用mc1,mc2和mu1,mu2表示,相应的利用率用Rc1,Rc2,Ru1,Ru2表示。因此废旧物资拆解后物料使用途径如图1所示。

旧物资产生总量,mr是回收的废旧物资总量,mc是废旧 物资资源化量,mn为拆解出零件或废弃产品再利用量,mm拆解出零件或废弃产品再制造量,mw拆解后不可再生的废弃物量,以上各量单位均为吨/年。废旧物资的再利用主要是指废弃产品或者拆解后的零部件的继续使用;再制造是通过一系列的处理过程,将已经报废的产品进行拆卸,不能使用的零部件通过再制造技术进行修复或这翻新,使得修复或翻新以后的零部件的性能与寿命期望值具有或者高于原来的零部件。

上述各量之间的关系如式(6),(7):

Rc+Ru+Rm+Rw=(Rc1+Rc2)+(Ru1+Ru2)+Rm+Rw=1(6)

mc+mu+mm+mw=(mc1+mc2)+(mu1+mu2)+mm+mw=mr(7)

各利用率指标对再生资源优化利用程度影响如下:

做好再生资源的优化配置首先要做好再生资源的回收,高回收率是推进资源优化配置,增加产业收益的基础。

资源循环率是反映再生资源的优化配置水平的基本指标,表示废旧物资被循环利用的比率,也从侧面反映了再生资源的利用技术水平和管理水平。

再利用率和再制造率是提高再生资源优化配置水平的重要手段,是再生资源分类拆 解后分级利用的体现。

2 再生资源价值回收率

2.1 价值回收率定义

资源回收利用指标只能从宏观角度对再生资源优化配置水平进行评估,但对全面评估优化配置水平还远远不够,这其中要综合考虑市场因素、产业发展水平、技术发展水平等。另外,再生资源优化配置过程中,必须要考虑其经济特性。

定义的指标及算式均以质量做基准表达再生资源优化利用水平,而对加工利用 过程中价值的变化进行分析时以拆解废料的价值做基准较合适,鉴于此,以原生资源生产的 零部件或产品的价值为基准作者提出并定义再生资源价值回收利用指标:价值回收率RV, 定义式为式(8)。

Rv=Vr-CrV0×100%(8)

其中V0为新零部件或产品的价值,Vr为拆解后所得的零部件或产品的价值,Vr大小与拆解材料的利用途径直接相关,各种利用途径的价值回收率大小可按以下考虑进行初步估计:

不可作为原料再生利用的废料价值回收率为零或小于零,如拆解过程中产生的铁锈泥土等夹杂物,还需一定的处理成本,价值回收率小于零。

可资源化的拆解材料价值回收率,根据拆解料再生利用属降级利用或是原级利用,其价值回收率前者大约为10%-20%,后者为20%-40%,具体零部件可根据实际情况进行计算。

可再利用的零部件或产品,如拆解下来可再用的汽车零部件等,按照其属降级利用或是原级利用,价值回收率分别按照50%-70%和70%-90%计算,具体零部件可根据实际情况进行计算。

可再制造的零部件或产品,其价值回收率约为80-100%。

2.2 价值回收率计算模型

图1是废旧物资价值回收流程,根据价值回收流程构建价值回收率计算模型。

图2中V总代表以原生资源生产的新商品的价值,计算时以商品销售价代替p(i=1,2,……,n)等代表各类拆解料的价格,如Pu1i表示原级再利用零部件或产品中第i类物资的价格;C表示投入的成本。价值回收率的计算模型可表示式(9),每一类拆解料的价值可以用拆解料的质量乘以价格计算得到。式(9)中r代表各类拆解料的价格的价值回收率。Rv=Vm+Vu+VcV总×100%-Cm+Cu+Cc+Cw V总×100%

=∑Nmi=1mmipmirmi+∑Nu1i=1mu1ipu1iru1i+∑Nu2i=1mu2ipu2iru2i+∑Nc1i=1mc1ipc1irc1i+∑Nc2i=1mc2ipc2irc2iV总×100%-Cm+Cu+Cc+CwV总×100%

=mr(∑Nmi=1Rmipmirmi+∑Nu1i=1Ru1ipu1iru1i+∑Nu2i=1Ru2ipu2iru2i+∑Nc1i=1Rc1ipc1irc1i+∑Nc2i=1Rc2ipc2irc2i)V总×100%-Cm+Cu+Cc+CwV总×100%(9)

需要说明的是价值回收分析只针对再生资源的回收、拆解、修复和翻新,不考虑再生资源的深加工。从资源化率、再利用率和再制造率和价值回收率所代表的质量、价值两个角度衡量再生资源产业发展水平更加客观,兼顾了再生资源加工利用的数量和质量。

3 案例分析

研究案例选取我国某再生资源园区,该园区是集进口的第七类废料与国内废旧物资的拆解、分类、初加工、深加工、科技开发、废旧金属材料贸易为一体的再生资源拆解和深加工园区,其建设分两个时期:近期2007-2012年,中远期2013-2020年。

该园区产业发展目标是建成废旧汽车拆解、废电线电缆拆解、废电机拆解、废五金电器拆解、废旧电子家电产品拆解5条废旧物资拆解线,建成废钢铁、废杂铜、废杂铝、废杂锌、废塑料、废橡胶6条资源再生和深加工生产线和1条贵重金属提取生产线。

3.1 园区物质代谢分析

根据产业规划,近期和中远期回收到园区的五种废旧物资总量如图3所示。第七类废弃物的加工量都是园区中最多的。废旧塑料的回收数量其次、废旧橡胶的回收数

图2 再生资源价值回收流程

Fig.2 Recycling process of renewable resource value图3 近期和中远期废旧物资总量(单位:104 t/a)

Fig.3 Total waste in shortterm and longterm

量排第三。

经过拆解回收工段,得到橡胶、塑料、有色金属、钢铁等初级资源。由于第七类废料和废家电等含有大量的钢铁材料,因此各种初级资源中钢铁数量最多,其次是以铜、铝为主的有色金属。塑料数量排在第三位,其来源包括园区回收及废旧家电、废旧汽车等产品拆解获得。

3.2 价值回收分析

其中,因园区处于规划阶段,在此不区分拆解废料的原级利用和降级利用,只 按照再制造量、再利用量、再循环量计算。

由园区物质代谢分析得出再生资源近期和中远期的资源化率变化幅度不大,近期约为94%,中远期可达到95%以上,则各类再生资源循环率Rc、再利用率Ru和再制造率Ru以及废弃物产生率Rw汇总如表1。

价值回收率按照拆解废料的利用途径做简化处理,具

体为:再循环利用废料价值回收率按20-40%计,再利用和再制造废料价值回收率按70%-90%计算。对于价值回收过程中的成本投入,主要为拆解过程中的人工成本。

根据式(9),分别对废旧汽车,第七类废料、废电子家电以及废塑料和废橡胶(轮胎)的价值回收率进行计算,可分别得到近期和中远期园区的废旧物资的价值回收率:

近期:Rv=37%

中远期:Rv=41%

由资源化率与价值回收率的对比可以看出,在资源化率基本不变的情况下,提高再 利用和再制造的比例可以很大程度上提高资源的价值回收率。也可以看出,使用资源回收率 和价值回收率对再生资源生态产业园区进行资源优化配置评估时,能对再生资源的利用水平 进行更加客观的评价。

4 结 论

再生资源优化配置是使再生资源的循环利用最优化,通过原级循环利用甚至升级循环利用,使再生资源价值得以最大回收。本研究通过再生资源价值回收率Rv,构建价值回收率计算模型。本文运用价值回收模型从资源回收率和价值回收率两个方面对某园区规划案例进行分析,结果表明在资源化率变化不大的情况下,价值回收率可以有较大的提升,这一分析兼顾了再生资源加工利用的数量和质量,能够更为有效地对再生资源利用进行评价。

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Analysis on Recovery Rate of Renewable Resource Value

ZHANG Dawei1,2 HU Shanying2 SHEN Jingzhu2 LIU Yuan2

(Center for Industrial Ecology, Chemical Engineering Department, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

Abstract At present, there are few researches on assessment methodology of re cycling level of renewable resources in China. Accordingly an assessment methodology for the recycling level of effective renewable resources was created for case analysis. Firstly, in terms of the total recycling amount of renewable resources, the indicators and calculation methods for evaluating were proposed. Then, considering t he value changes in the processing and reutilization of renewable resources, the recycling indicator based on the value of the components and products manufactured with primary resource was defined, and the overall value recycling rate o f renewable resources was regarded as an evaluating indicator. Also a calculation model, with the variables of reusing amount and value recycling rate of renewabl e resources on the different uses, was built. Finally the waste value recycling rates of a certain renewable resource park in shortterm and longterm were c alculated, indicating that increasing the rate of reutilization and remanufactu ring can improve the value recycling rate of renewable resources with an invaria ble resources rate.

Key words renewable resources; recycling value; evaluating indicator