基于资源―技术―环境的高技术城市矿产战略性筛选

摘要

城市矿产中蕴含大量的高技术矿产，它们是战略性新兴产业发展的关键原材料。本文从中国国情出发，界定了涵盖新能源技术、通讯设备、交通工具、电池、电器电子产品等5大类共计27种高技术城市矿产，从资源、技术、环境三个维度设计了11项指标，对高技术城市矿产进行战略性筛选；并通过半定量化不确定性分析方法确定研究结果的可靠性。结果显示：①从资源-技术两维度看，电器电子产品用电池资源指数高，且技术相对成熟；动力汽车电池资源指数值略低，但未来开发潜力大。②从资源-环境两维度看，电池是拆解处置重点。③从资源-技术-环境三维度来看，高技术城市矿产可以分为四个梯队：高资源指数、高技术指数、高环境指数的“三高”梯队，包括EEE用镍氢电池、EEE用镍镉电池、EEE用锂离子电池；中高资源指数、中高技术指数、中高环境指数的“三中高”梯队，包括手机和动力汽车电池；低资源指数、低技术指数、中高环境指数的“二低一中高”梯队，包括风涡轮机、荧光灯、动力汽车永磁电机和电话机；资源指数、技术指数、环境指数都相对较低的“三低”梯队，包括电器电子产品和光伏电板。此外，随着时间的推移，筛选结果会发生动态变化，因此高技术城市矿产的战略性筛选是一个持续动态的评估过程，需要建立与之相适应的“开发一批、储备一批、谋划一批”的动态管理系统。基于研究结论，本文从高技术城市矿产的基础数据库建立、重点开发目录制定与调整、在线回收与交易平台构建、拆解技术储备以及可持续供应体系建立等方面提出了建议。

关键词高技术矿产；城市矿产；战略性新兴产业；战略性筛选

中图分类号C939；F426

文献标识码A文章编号1002-2104（2017）07-0025-10DOI：10.12062/cpre.20170460

高技术矿产指那些地球上存量稀少，因技术和经济因素提取困难，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须的矿产，它们用于在低碳经济条件下生产精密的高科技产品及环保型产品[1]，尤其是在新能源部门中扮演重要角色[2]，因此也被称作能源金属（energy metal）或新时代金属（new age metal）[3]。随着风力发电、太阳能光伏发电、电动汽车、3D打印、电子信息等技术创新及其商业化步伐加快，全球对锂、钴、铌、铟、镓、锗、钒、钨、稀土等高技术矿产需求强劲，高技术矿产成为各国利益争夺的焦点，供需矛盾凸显。从需求侧来看，自2010年以来，美国、欧盟、日本纷纷围绕本国或本地区战略新兴产业筛选高技术矿产[4-5]，视为未来掌控的重点，并采取了全球资源控制、循环替代研发、战略收储等一系列措施来保障资源供给。从供给侧来看，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[6]。未来10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。另一方面，随着自然资源的生产和消费，大量矿产资源蓄积在产品中，以在用存量或废弃物的形态不断堆积在城市中，形成丰富的城市矿产。随着技术发展、消费升级，富集在城市矿产中的高技术矿产种类越来越丰富。以Intel芯片为例，20世纪80年代左右，它只含有11种元素，到20世纪90年代，元素种类达到了15种，而在21世纪初时其元素种类已经超过60种[7]。同时金属元素的循环性使得城市矿产对资源供给具有重要的乘数效应，一单位的任意城市矿产，如果其回收利用率达到90%，则一次循环可增加0.9倍的资源量，二次循环可增加1.7倍的资源量，而无限次循环则可增加9倍的资源量[8]。城市矿产已成为高技术矿产的重要来源，界定高技术城市矿产并进行战略性筛选对保障战略性新兴产业发展具有重要现实意义。然而现有文献关于高技术城市矿产战略性筛选的研究还比较少，主要集中在原材料的关键性评估方面[4-5， 9-12]，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；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[13-15]。当前，中国正大力发展战略性新兴产业，而城市矿产可为其发展提供关键原材料――高技术矿产。因此，本文将从中国国情出发，首先界定高技术城市矿产范围，然后从“资源-技术-环境”三个维度构建指标体系，再对其进行战略性筛选，为国家高技术城市矿产开发利用的战略和政策设计提供科学依据。

1研究方法

1.1高技术城市矿产范围界定

自2008年以来，美国、日本、欧盟、中国纷纷根据自己的产业发展需求确定了高技术矿产，尽管稀土金属、铂族金属、镓、铌、钽、铟等是各国和地区公认的高技术矿产，但由于产业发展差异，各国和地区确认的高技术矿产不尽相同。因此，本研究根据中国国情，采用中国国土资源部国土资源战略研究重点实验室对高技术矿产的界定，主要包括稀土金属（包括 17 种元素）、钨、锑、锂、镓、锗、铍、镁、铟、铋、锶、钒、钪、钛、镉、硼、钡、钼、铂族金属（特别是铂、钯、钌）、钴、铌、钽、锆、铪、碲、铷、铯、铬、铼、硒、铊、铀、钍等33种。

本文把富含高技术矿产的城市矿产称为高技术城市矿产。高技术城市矿产主要有两方面的来源：一方面是传统产业产品，但富含高技术矿产，如电器电子产品等，该类城市矿产已经到了成矿成熟期，有一定的回收规模；另一方面是战略性新兴产业产品，未来将大规模消耗高技术矿产，如风涡轮、光伏电板、动力汽车等，该类产品当前还处于成矿初期，但已形成较大的在用存量规模，且在快速增长。本文在详细分析比较现有文献的基础上，借鉴欧盟、美国能源局、麻省理工大学、联合国环境署等机构对高技术矿产主要应用领域的分析和界定[4-5，9，16]，咨询相关产业和矿产资源领域专家，并结合中国国情最终界定了5大类27种高技术城市矿产（表1）。

1.2构建筛选指标体系

对原材料的关键性评估主要有双因素和三因素分析框架。美国国家研究委员会、欧盟委员会等组织和机构构建了双因素评价框架，从供应风险、脆弱性或经济重要性两方面来评估原材料的关键性，重点考察可开采年限、进口依赖、社会发展水平、回收潜力、经济重要性、原材料价值等指标，并把环境影响作为供应风险的一个测量指标。考虑到环境风险对于评估矿产品生产出口国（地区）V产资源关键性具有重要意义，耶鲁大学将环境影响作为与供应风险、供应受限的经济影响并列的第三个维度，提出了三因素分析框架。在具体评估方法方面，主要有关键性矩阵、关键性指数等。

目前关于城市矿产的战略性评估研究还比较少，尚没有形成完善的评估体系。Kim 等[14]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。Nelen 等[13]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。Sun 等[15]站在拆解处理企业的角度构建了两个指标即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。总结发现，回收的资源效益、回收利用技术以及环境污染是城市矿产战略性评估的共性指标。在具体评估方法方面，有比重分析法、德尔菲法和指数法等。

本文在前人研究的基础上，构建了资源指数、技术指数、环境指数对高技术城市矿产进行战略性筛选。①资源指数。城市矿产的本质是资源，其内含的丰富的金属元素，具有可循环利用的特性。耶鲁大学的研究表明随着人类技术水平的提升，其研究的56种以金属为主的元素中，可回收利用比例低于90%的资源类型仅有锌、砷、硒、铥、镱、镥、汞和铋8种元素[17]。因此，资源是高技术城市矿产战略性筛选的首要指标。②技术指数。根据物质不灭定律，城市矿产中的元素是可以永远循环的，但作为人类活动的产物，其实际回收主要取决于技术水平。因此，技术是高技术城市矿产战略性筛选的重要指标。③环境指数。城市矿产的社会属性决定了其开发利用具有环境价值，一方面可以减少城市固体废弃物，缓解垃圾围城困境，另一方面相对于原生矿开采，城市矿产开发利用可以大大降低能源消耗，实现节能减排[18]。因此，环境是高技术城市矿产战略性筛选不可或缺的指标。基于此，本文最终确定了包含11个测量指标的高技术城市矿产“资源-技术-环境”战略性筛选指标体系（见图1）。

1.3指标测量与数据获取

本文数据来源首先选择公开出版的文献、报告以及政府或行业协会统计数据，其次为行业专家意见、产品说明、生产标准等，个别数据无法直接获取则通过其他相关数据进行推算。具体来看，城市矿产内高技术矿产含量数据主要来源于文献及政府研究报告，高技术矿产资源产量、储量、价格等数据主要来源于中国国土资源部、美国地质调查局、亚洲金属网、中国有色金属网、wind数据库、中国有色金属统计年鉴等，城市矿产报废量及在用存量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网、主要生产商官网、研究报告、统计年鉴等。本文在系统回顾多种描述城市矿产战略性评估、原材料关键性评估的模型和方法的基础上[4-5， 9， 15-16]，对指标进行定义和测量，指标的详细描述和测量如下。

1.3.1资源指数

资源指数衡量某一城市矿产的资源价值，评估城市矿产经济重要性以及未来回收潜力[15]。资源指数值越高，表示城市矿产回收利用产生的经济效益越高，反之亦然。资源指数从经济重要性、供应风险、回收潜力三个方面进行测量。

（1）经济重要性（ECI）。某一高技术城市矿产的经济重要性可从两个方面来衡量，一是城市矿产回收提炼出的高技术矿产的市场价值，直接体现了其所能产生的经济效益；二是高技术矿产创造的战略性新兴产业增加值，体现了城市矿产对国家未来产业发展的支持。

济价值（MV）。某一城市矿产回收利用的经济价值是由其内含高技术矿产的市场价格决定的，矿产价格越高，且含量越丰富，经济价值越大。由于高技术矿产价格最大值与最小值分别为248 152.2万元/t和0.079万元/t，且方差较大。因此，借鉴Graedal 等[10]提出的换算方法，通过公式（1）把高技术矿产价格转换为取值[0，100]的指标Vi・tran：

其中，Vi代表i矿产在2016年5月15日至2016年8月15日近3个月的市场平均价格。在此基础上，计算城市矿产j的经济价值MVj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

矿产价格数据来源于海通证券以及中国金属新闻网http：///。

战略性新兴产业影响值（SI）。SI集中体现了城市矿产中高技术矿产在战略性新兴产业中的应用，主要由其内含高技术矿产的战略性新兴产业影响值决定，创造的战略性新兴产业影响值越大，其对国家产业升级的支持越大。城市矿产j的战略性新兴产业影响值指数SIj计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，ECj代表i矿产对战略性新兴产业影响值。参考飞等[19]的研究提出的稀有矿产资源的战略性新兴产业增加值，本文计算得到城市矿产的战略性新兴产业经济影响指标值。

汇总经济价值和战略性新兴产业影响值两个指标得到经济重要性指标：

（2）供应风险（SR）。高技术城市矿产的供应风险可从其内含矿产资源的可开采年限、进口依存度、价格波动性三个方面来衡量。这三者分别体现了国内供应风险、海外供应风险以及供应价格风险。

可开采年限（RY）。可开采年限反映了在现有规模生产条件下，剩余储量可以支撑的年限，体现了我国资源的国内供给情况，可开采年限越长，风险越小。为了将矿产资源的可开采年限转换为和供应风险方向一致，并减小不同矿产之间的量级差别（最大值2 350，最小值1.1），通过公式（5）把高技术矿产可开采年限转换为取值[0，100]的正向指标（R/P）i・tran：

其中，（R/P）i为i矿产2015年可开采年限。在此基础上，计算高技术城市矿产j的可开采年限指标RYj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

矿产资源的储量、产量数据主要来源于USGS和中国国土资源部。

对外依存度（ED）。对外依存度体现了对海外资源的依赖程度，依赖程度越高，则当海外资源供给出现问题时，带来的风险越大。城市矿产j的对外依存度EDj计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，EDi代表i矿产2015年的对外依存度。

矿产资源的对外依存度数据主要来源于中国国土资源部。

价格波动性（PV）。价格波动性体现了以合理价格稳定获得资源的风险，波动性越大，风险越大。城市矿产j的对价格波动性指标计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，PVi代表i矿产近3个月价格序列标准差变异系数。

矿产价格数据来源于海通证券以及中国金属新闻网http：///。

汇总可开采年限、对外依存度和价格波动性三个指标得到供应风险指标：

（3）回收潜力（RP）。高技术城市矿产的回收潜力可从两个方面来衡量，一是当前报废量，二是当前社会存量。报废量体现了当前的回收潜力，在用存量体现了未来回收潜力。

报废量（WQ）。由于研究范围内的城市矿产2015年报废量最大值为616 500 t，最小值为0.1 t，且方差较大，因此，通过公式（10）将其转换为取值[0，100]的指标：

其中，Qj为城市矿产j在2015年的报废量。

报废量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网，部分产品单位重量来源于生产商官网。

在用存量（IS）。由于研究范围内的城市矿产2015年报废量最大值为6 750 000 t，最小值为443 t，且方差较大，因此，通过公式（11）将其转换为取值[0，100]的指标：

其中，IQj为城市矿产j在2015年的社会存量。

在用存量数据主要来源于中国电器研究院、光伏等各行业协会官网，部分产品单位重量来源于生产商官网。

汇总报废量和在用存量两个指标得到回收潜力指标：

汇总经济重要性、供应风险和回收潜力，得到资源指数：

1.3.2技术指数

技术指数衡量某一城市矿产回收利用的技术难度，即评估回收利用某一城市矿产的技术成本有多大。技术指数值越高，表示当前技术越成熟，城市矿产开发利用所需投入技术开发成本越低，反之亦然。本文从元素回收率、拆解技术成本、提炼技术三个方面构建技术指数。

（1）回收率（RR）。回收率指标衡量特定城市矿产中高技术矿产全部得到回收的潜力，一般基于矿产提取难度以及元素的回收率。城市矿产j的回收率指标计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，RRi代表i矿产的回收率。

回收率数据来源于Graedal 等[20]的研究中元素的全球平均报废后回收率（endoflife functional recycling rates，EOLRR）。

（2）拆解技术成本（MC）。拆解技术成本可用当前的拆解技术、设备以及研究水平来衡量。拆解技术越成熟、设备越完善，则所需的技术公关难度越小，用于拆解技术的成本投入越小，拆解技术成本指标值越高。由于目前缺乏拆解技术成本的量化数据，因此设计了城市矿产拆解技术评价的Likert五级量表（表 2），并请多位矿产资源、回收拆解领域专家依照量表对各类城市矿产进行打分，最后取均值作为最终结果MCj。

（3）提炼技术成本（MEC）。参考Sun等[15]的方法，可用城市矿产内含元素的集中性来评估提炼技术成本，城市矿产j的提炼技术成本MECj具体计算如下：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，xi代表i矿产在城市矿产j中的含量，n代表城市矿产j所含高技术矿产的种数，m代表城市矿产j所含其他金属矿产的种数。

汇总回收率、拆解技术成本和提炼技术成本，得到技术指数（TIj）：

1.3.3环境指数

环境指数衡量某一城市矿产回收利用创造的环境价值，即通过城市矿产回收利用所能减少的原生矿开采利用产生的环境影响。环境指数越高，表示城市矿产开发利用所减少的h境污染越多，创造的环境价值越高，反之亦然。

本文基于Steen[21]报告中的矿产品全生命周期环境影响来考察城市矿产的环境价值。由于本研究中26种高技术矿产的环境影响指数最高值为7 430 000 ELU/kg，最低值为0.952 ELU/kg，且方差很大，因此利用公式（17）将其转换为取值范围[0，100]的指标WFi・tran：

其中，WFi为i金属的全寿命环境影响指数。在此基础上，计算高技术城市矿产j的环境价值EIj：

其中，i代表城市矿产j中含的i矿产，Xi代表i矿产在城市矿产j中的含量。

Steen的报告中给出了除镉外的25种矿产开发利用的全寿命环境影响指数，本文中将25种矿产的平均值作为镉的环境指数值。

1.3.4筛选方法

本文借鉴欧盟联合研究中心[22]的做法，采用不聚合的方法进行战略性筛选，突出资源、技术、环境各指数的特点和影响，并结合美国国家研究委员会[23]的关键性矩阵表达形式，先分别构建了“资源-技术”、“资源-环境”的两维度筛选矩阵，最后构建了“资源-技术-环境”的三维立体筛选模型。

1.4不确定性分析方法

本研究的数据主要来源于公开发表的文献、报告、统计数据库，少部分来源于专家咨询、产品说明等，个别数据通过推算获得，不同来源数据可靠性不一样，因此本文参考Zhang 等的研究[24-25]，采用半定量化方法进行不确定性分析。根据获取数据的来源判断数据不确定性水平的原则见表3。

不确定性分析分为三个步骤：①确定各矿产数据的不确定性水平。②根据矿产数据不确定性水平及其在城市矿产中的相对占比，求出各测量指标的不确定性水平；报废量、在用存量、拆解水平及产品内含元素复杂性等四个直接关于城市矿产数据的指标，则直接根据城市矿产数据来源确定不确定性水平。③通过平均加权的方式，求出三个指数的不确定性水平。

2研究结果与讨论

2.1研究结果描述性统计分析

按照图1设计的“资源-技术-环境”指标体系，测算结果如表 4。

从三个维度来看，资源指数平均得分为28.76，标准差为31.97；技术指数平均得分为30.75，标准差为28.85；环境指数平均得分为56.52，标准差为25.70。可以看出，三个指数中环境指数平均值最高，且波动最小，资源指数平均值最低，波动最大；这说明高技术城市矿产回收利用均能产生比较好的环境效益，但资源效益差异大，且需提高拆解处理技术水平。

从各类高技术城市矿产来看，新能源技术资源指数均值为16.45，技术指数均值为9.33，环境指数均值为46.76；通讯设备资源指数均值为53.39，技术指数均值为52.30，环境指数均值为80.86；交通工具资源指数均值为20.17，技术指数均值为18.99，环境指数均值为64.17；电池资源指数均值为81.82，技术指数均值为79.76，环境指数均值为89.23；电器电子产品资源指数均值为8.41，技术指数均值为14.90，环境指数均值为40.63。由此可见，电池的资源指数、技术指数和环境指数均值均是最高的，这表明电池将是高技术城市矿产重点开发的对象。

2.2“资源-技术”两维度分析

“资源-技术”两维度结果如图2。其中，电器电子产品用镍氢电池（B4）、镍镉电池（B3）及锂离子电池（B5）的资源指数值和技术指数值均高于90；动力汽车用锂离子电池（B1）、镍氢电池（B2）资源指数值和技术指数值均在50上下的中等水平。数据表明EEE用电池回收能够提供大量的高技术矿产，且技术相对成熟，动力汽车电池资源指数值较低，但未来潜力大。2012―2014年，中国累计生产镍镉电池10.43亿只、镍氢电池23.33亿只、锂离子电池90.3|只，这些电池几乎已全部投入市场，根据混合动力汽车电池包平均6―9年的寿命分布，该批电池将在未来5年内进入报废高峰。

通信设备中手机（C1、C2）的资源指数值和技术指数值在65―75的较高水平，资源指数较高，拆解处理技术也相对成熟。但存在的现实问题是，目前手机的拆解回收还有相当大的一部分是手工作坊式，粗糙提取其中的贵金属，而对内含的其他高技术矿产关注较少。

新能源技术（G1、G2、G3）、动力汽车（V1、V2）以及电器电子产品（E1―E14）的资源指数值和技术指数值都相对较低，在0―30的范围内分布。新能源技术以及动力汽车资源指数和技术指数偏低，主要是由于风涡轮永磁电机、荧光灯以及动力汽车永磁电机中含有的主要高技术矿产“稀土”是我国的优势矿产，其资源储量在全球领先，供应风险小，从而导致资源指数较低。同时，由于新能源技术和动力汽车均是近些年才开始快速发展，尚未进入报废高峰，还未吸引市场对拆解回收技术、设备的研发投入，因此技术指数也较低。电器电子产品拆解技术和设备已经比较成熟，但由于内含元素的复杂性，对元素进行全部提取有一定困难，这也是未来要突破的重点。

2.3“资源-环境”两维度分析

“资源-环境”两维度结果如图3。其中，EEE用镍氢电池（B4）、EEE用镍镉电池（B3）及EEE用锂离子电池（B5）的资源指数值和环境指数值均高于90；手机（C1、C2）的资源指数在70左右，环境价值大于85。数据表明：

电池以及手机不仅回收资源潜力比较大，环境效益也大。其中，镍镉电池中含有将近15%的有毒金属镉，不进行无害化回收处理将会对环境和人体健康造成巨大危害。因此，镍镉电池的回收利用能产生很大的环境效益。

新能源技术（G1、G3）、动力汽车（V1、V2）以及电话机（C3）的资源指数值在15―30的低水平，但环境指数在60―75的较高水平。这表明风涡轮和动力汽车中的永磁电机回收虽然目前来看资源价值相对较低，但能创造较高的环境价值高。

相比较而言，电器电子产品的环境指数值偏低，但绝大多数都接近或高于50，尤其是在当前电器电子产品已经进入大规模报废阶段，不进行回收处理，将严重危害环境。

从数据结果分析来看，为解决环境污染问题，目前应该把电器电子产品作为回收处理重点，但从长远来看，电池应成为解决资源瓶颈、环境污染问题的拆解处置重点。

2.4“资源-技术-环境”三维度分析

从资源-技术-环境三维度筛选结果来看，27种高技术城市矿产可以分为以下四个梯队（见图4、表5）：

第一梯队特点是“三高”：高资源指数、高技术指数、高环境指数，包括EEE用镍氢电池（B4）、EEE用镍镉电池（B3）、EEE用锂离子电池（B5）。位于第一梯队的高技术城市矿产是我们首要关注重点，EEE用各类电池内含高技术矿产品位高，含量合计占比达10%―30%，远高于其他类型城市矿产。当前该梯队高技术城市矿产尚未进入成矿高峰，还不具备大规模开发利用的条件，但未来一旦进入大规模报废阶段，将是一座高技术矿产富矿，需提前做指数、中高环境指数，包括手机（C1、C2）和动力汽车电池（B1、B2）。位于第二梯队的高技术城市矿产有两类，一类是已进入大规模报废阶段的手机，一类是正在快速发展的动力汽车电池。手机已纳入《电器电器电子产品处理目录》，得到了政策支持，同时市场针对手机的“互联网+”回收平台也正在构建和完善。动力汽车电池回收则刚刚起步，虽然在2016年1月，中国第一个新能源汽车动力电池回收国家标准《车用动力电池回收利用拆解规范》和《车用动力电池回收利用余能检测》通过审定，中国动力电池回收标准化、规范化大幕拉开，但在回收体系构建、技术攻关方面还需进一步提升，以应对未来的报废高峰。

第三梯队特点是“二低一中高”：低资源指数、低技术指数、中高环境指数，包括新能源技术（G1、G3）、动力汽车永磁电机（V1、V2）、电话机（C3）。位于第三梯队的高技术城市矿产需重点关注其未来潜力和环境影响。风涡轮、动力汽车的永磁电机是稀土的主要应用终端，由于当前中国稀土资源储量丰富、供应风险小、“白菜式”的低廉价格，稀土的战略价值没有得到很好的体现。但从长远来看，随着国内对稀土资源的高强度开采，以及对稀土金属需求的快速增长，未来稀土金属的供应风险将逐步加大，而新能源技术、动力汽车也将进入报废高峰，其资源效益将逐步增大，需要提前关注和布局回收。荧光灯因含汞而被列入《国家危险废物名录》，但却没有相应的法规配套和监督，废旧荧光灯的处理量远跟不上报废量。以北京为例，一年废旧荧光灯管产生量达1 000多万根，但实际处理不足100万根。完善回收体系，突破无害化资源化处理关键技术是废旧荧光灯回收处理的重点。

第四梯队特点是“三低”：资源指数、技术指数、环境指数都相对较低，包括电器电子产品（E1―E14）和光伏电板（G2）。位于第四梯队的高技术城市矿产和其他类别相比，资源指数、技术指数和环境指数都偏低，但不可忽视。电器电子产品当前正处于大规模报废的阶段，同时随着产品升级的加快、消费水平的提升，电器电子产品的实际使用时间远低于理论可使用寿命，产品生命周期大幅度缩短，将持续维持较高的报废量和在用存量水平，电器电子产品回收利用将是目前的重点。另一方面，中国太阳能光伏产业从2007年之后逐渐进入产业化发展阶段，以光伏电板平均寿命20年计算，首批规模报废将在10年之后，目前光伏电板还在快速发展布局，《电力发展“十三五”规划》计划到2020年太阳能发电装机达到110 GW以上，其中分布式光伏60 GW以上，未来光伏电板回收资源潜力巨大。

本文的筛选是基于我国城市矿产目前的在用存量、报废量进行的静态分析，随着时间的推移，筛选结果会发生动态变化。如动力汽车、风涡轮、光伏电板等目前大规模消费的战略性新兴产业产品未来将进入首轮报废高峰，其资源指数将大幅度提升；而CRT电视机等传统电器电子产品将逐渐退出市场，社会存量将逐步减小。因此高技g城市矿产的战略性筛选是一个持续动态的评估过程，需要建立与之相适应的“开发一批、储备一批、谋划一批”的动态管理系统。

2.5不确定性分析结果

半定量化不确定性分析结果如表 6。资源指数的平均不确定性水平为±16.21%，技术指数的平均不确定性水平为±16.67%，环境指数的平均不确定性水平为±10.96%。根据Zhang 等的判断标准[24-25]，本文的研究结果是可以接受的。

3结论与建议

随着新能源、3D打印、电子信息等战略性新兴产业的发展，以及国际矿业结构调整的深化，未来资源竞争将从大宗金属转向高技术矿产，高技术矿产安全形势严峻；城市矿产开发利用将开辟国家高技术矿产资源安全保障新路径。本文从中国国情出发，界定了5大类27种高技术城市矿产，从资源、技术、环境三个维度设计了11项指标对高技术城市矿产进行战略性筛选。结果显示：

（1）从资源-技术两维度看，EEE用电池资源指数高，且技术相对成熟；动力汽车电池资源指数值较低，但未来开发潜力大；新能源技术以及动力汽车资源指数和技术指数偏低；电器电子产品拆解技术和设备已经比较成熟，但由于内含元素的复杂性，全部提取有困难。

（2）从资源-环境两维度看，为解决环境污染问题，目前应该把电器电子产品作为回收处理重点，但从长远考虑，电池应成为拆解处置重点。

（3）从资源-技术-环境三维度来看，高技术城市矿产可以分为四个梯队：第一梯队是高资源指数、高技术指数、高环境指数的“三高”梯队，包括EEE用镍氢电池、EEE用镍镉电池、EEE用锂离子电池；第二梯队是中高资源指数、中高技术指数、中高环境指数的“三中高”梯队，包括是手机和动力汽车电池；第三梯队是低资源指数、低技术指数，中高环境指数的“二低一中高”梯队，包括风涡轮机、荧光灯、动力汽车永磁电机和电话机；第四梯队是资源指数、技术指数、环境指数都相对较低的“三低”梯队，包括电器电子产品和光伏电板。

城市矿产是高技术矿产的重要来源，为更好地促进高技术城市矿产的开发利用，本文提出以下几点建议：①加强城市矿产的流量和存量动态追踪，建立高技术城市矿产基础数据库。②制定高技术城市矿产重点开发目录，并予以动态调整。③构建在线回收与交易的公共信息服务平台，解决回收交易混乱、信息不通畅、布局不合理的问题。④绘制高技术城市矿产科技发展路线图，加大科研投入力度，做好拆解处置技术储备。⑤推动冶炼企业搭配使用城市矿产与原生矿，建立高技术矿产可持续供应体系。

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