资源循环利用与产业融合

2019-04-13杨敬增

再生资源与循环经济 2019年3期

杨敬增

（中国电子工程设计院，北京100142）

1 背景

经历多年的快速增长后，经济发展进入新常态。中国创新宏观调控方式，着力推进结构性改革，着力培育新动能，改造提升传统动能，不仅保持了经济稳定发展，增长速度居世界主要经济体前列，而且结构调整也取得积极进展。较之以前的蒸汽技术，电力技术以及信息技术革命，以互联网产业化和工业智能化为代表四次工业革命所涉及到的领域更加广泛，应用的技术更加先进。这一轮工业革命的影响将渗透到各个行业全产业链，生产方式从大规模生产转到规模化定制阶段，网络化、扁平化的工业趋势已经成型。企业必须开展转型升级，促进产业创新，以降低成本，节能减排，在这一过程中，不仅仅需要产业自身的进步和发展，还需要不同产业的融合与协作。通过分析资源循环产业的特点和开展产业融合的必要性，结合工程实例，提出利用好相关产业的优秀生产要素，大力开展该领域产业融合的建议。

2 产业融合

2.1 定义

产业融合（Industry Convergence）是指不同产业或同一产业不同行业相互渗透、相互交叉，最终融合为一体，逐步形成新产业的动态发展过程。产业融合可分为产业渗透、产业交叉和产业重组三类。当前，产业融合已是产业发展的现实选择。

产业融合的内涵则分别从技术创新、边界模糊、过程统一、产业组织等不同角度加以研究。而融合方式又包括吸收融合，即原来的两个或多个产业实现融合，形成一个共同产业，原来的各个产业被吸收进新的产业之中而不再独立存在。扩展融合，即在原来两个产业或多个产业的交叉处融合产生新产业，在新产业里实现内部化，而原有的各产业仍然独立存在。

2.2 从分工到融合

从经济学角度，产业融合其实是产业分工的再组织。而分工理论是经济学研究重要组成部分，1776年亚当·斯密在《国富论》中第一次提出了劳动分工的观点，明确阐述了分工与增进劳动生产力的关系。斯密指出，劳动才是最重要的，而劳动分工将能大量的提升生产效率[1]。马克思集中研究了分工起源、性质及效率问题。他指出了分工在一定的条件下将趋于收敛，出现分工基础上的结合生产，这实际上就是融合思想的发端[2]。马歇尔则展示了他对产业融合的朦胧感知和预见，他说：“当分工的精细不断增大时，名义不同的各种行业之间的分界线，有许多正在缩小，而且不难越过。”[3]之后几代经济学家分别推出不同的产业集群理论，特别是由哈佛大学商学研究院迈克尔·波特提出“波特竞争优势理论”，阐述了产业集群对于生产效率的提高及对于创新的促进作用，强调了政府政策对于集群的形成、发展模式和发展周期都有重要影响[4]。

随着数理统计技术的发展，20世纪80年代以杨小凯为代表的新兴古典经济学者，则用非线性规划和其他非古典数学规划方法，将古典经济学中关于分工和专业化的思想，变成决策和均衡模型，为后续的产业融合研究起到了理论支撑作用[5]。

2.3 融合所产生的效应

产业融合所产生的效应是多方面的。

首先，融合过程中催生出的新技术融合更多传统产业部门，改变着传统产业的生产与服务方式，促使其产品与服务结构的升级，推动市场结构在企业竞争合作关系的变动中不断趋于合理化。产生的新技术、新产品、新服务在客观上提高了消费者的需求层次，取代某些传统技术、产品或服务，推进产业结构优化与产业发展，有助于促进传统产业创新。比较典型的如联网新技术引领，融合商业、快递、交通和金融为一体的电商和共享单车等新兴产业。

同时，产业融合能够通过建立与实现产业、企业组织之间新的联系而改变竞争范围，促进更大范围的竞争。产业融合使市场从垄断竞争向完全竞争转变，经济效率大幅度提高。它与产业竞争力的发展过程具有内在的动态一致性，因而也有助于产业竞争力的提高。例如信息产业界的“三网融合”，电信网络、有线电视网络和计算机网络相互渗透和兼容，打破了此前单一部门在运营领域各自的垄断，并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。

更为重要的，由于产业融合能够提高区域之间的贸易效应和竞争效应，加速区域之间资源的流动与重组，打破传统企业与行业之间的界限，特别是地区之间的界限，利用信息技术平台实现业务重组，产生贸易效应和竞争效应，促进企业网络的发展，提高区域之间的联系水平，有助于推动区域经济一体化。

3 生产要素

3.1 生产要素

生产要素（Factors of Production），指进行社会生产经营活动时所需要的各种社会资源，是维系国民经济运行及市场主体生产经营过程中所必须具备的基本因素。包括劳动力、土地、资本、企业家才能4种，在社会经济发展的历史过程中，生产要素的内涵日益丰富，不断地有新的生产要素，如现代科学、技术、管理、信息、新型资源等进入生产过程，在现代化大生产中发挥各自的重大作用。这些要素进行市场交换，形成各种各样的生产要素价格及其体系。生产要素的结构方式也将发生变化，而生产力越发达，这些因素的作用越大。

3.2 生产要素的跨领域融合

经济学家熊彼特认为，“创新”就是把生产要素和生产条件的新组合引入生产体系，“建立一种新的生产函数”，以获取潜在的利润[6]。传统工业形式中，特定的生产要素，如掌握某项技能的人、原材料、技术、机械设备以及通过内部的管理和外部的产供销渠道，形成了特定的产业结构，在经济活动中发挥作用。

而后工业时代的“生产要素的重新组合”，已经不仅仅获得潜在或超额的利润，更是从资源和环境等多重因素对产业提出挑战。传统的开放式、直线型生产模式耗费大量能源，碳排放严重，难于避免污染因素和扩散因子，产业环节松懈，物流低效，要依靠生产要素的新型组合来解决这些问题。以本产业而言，需要遵循产品全生命周期理论，将资源综合利用与清洁生产紧密结合，完成“再生资源—回收处理—原料制备—新品生产”的循环系统，集中各种兄弟产业的优秀生产要素，使得产业链条更加延伸，生产工序更为紧凑，扬弃传统流程中重复熔炼、重复配料、重复加工的重叠、交叉和冗余部分，节能减排，极大地降低碳排放，可以从根本上解决污染与生产的矛盾，成本和效益的矛盾。形成集资源循环和可持续发展为一体的新型生产模式。

4 资源循环亟需产业融合

4.1 产业体系建设的需要

资源循环集资源、物流、处理处置和绿色制造等环节为一体，需要完善回收体系、物流体系、制造体系、仓储空间、销售渠道等一系列环节，并且需要通过法律法规、行业标准规范和各种先进技术的整合将各环节充分调动起来，这势必需要不同产业的融合与协作。当前，单一拆解行业逐步建立起具有产业延伸性质的产业链，上延原生矿石或“城市矿产”的原料端，下达新材料和新产品的清洁生产端，这势必引入冶炼、化工、机械等相关产业。而随着工业的发展和社会的现代化进程，大量的复合型产品如电子电器、汽车等逐渐退役或报废，产品都涉及有色和黑色、有机和无机、机械和电子、软件和硬件这些科技前沿诸多领域，不仅使用金属、橡塑、玻璃、陶瓷等常用材料，也有贵金属、稀土材料、燃料、添加剂和润滑绝缘等物质参与其中。只有吸收多种产业中的先进生产要素，结合多学科知识和高科技手段，才能实现无害高效处置利用。

4.2 逆向生产的需要

逆向生产对于产业融合具有十分紧密的关系。如拆解和再利用等汽车循环利用与资源化的过程，其实是汽车逆生产的过程。与正向生产一样，也是多学科、多领域和多种专业的集合。这样一个“多角螃蟹”的每一只脚都是独立的分支产业链，只有融合钢铁、冶金、橡胶、石化、塑料、玻璃、机械、电子、纺织等产业的优秀生产要素，才能物尽其用，变废为宝，开发好这一最重要的“城市矿产”。

4.3 规模化生产的需要

规模化生产对于产业融合提出迫切需求。再生资源产业资源回收的不稳定与不确定性，对于产业规模和产业链边界的确定有较大影响，某些价值高但数量少的再生资源，由企业自身开展，如冶炼、化工等产业运作有一定困难。如业界多年热议的电路板和手机，都知道其中的有色和稀贵等有价金属价值很高，但单一企业回收的绝对数量却远远达不到规模化运作的最低值。虽有企业独自建立一些小规模的处理装置，也往往达不到工业化的精度和质量，成本倒挂。而融合规模化的相关产业，多种物料汇集，广开渠道，组成稳定的原料供应链，有效避免因原料对于生产的制约，实现规模化运行，符合可持续发展的原则。

5 工程案例

5.1 铅酸电池循环产业的产业融合

我国每年报废5 000多万只铅酸蓄电池。如能无害化处理并再利用，相当于每年开采一座产量几十万吨的铅矿，可以有力支撑这一重要工业体系可持续发展。但回收环节不畅、工艺水平低下、环境污染问题严重和利用率低等问题长期以来都在困扰企业。

依据循环利用的先进理念建立起来的清洁生产闭环产业结构，处理废铅酸蓄电池10万t/a，生产新品蓄电池160万KVAH/a，将废电池处理同新电池生产有机结合，再生铅产品直接应用于新品生产线，有效地解决了产业短板，实现了“蓄电池生产→销售→废电池回收→处理→蓄电池生产”的产业循环。先进的无害化处理与再生铅生产线，保证了产品质量，资源利用率高，铅回收率达98%，熔炼法精铅纯度99.985%，废电池处置再生产的产出品可以直接纳入新电池产品的生产链。

图1示出铅酸电池循环产业的基本流程和产业融合。

图1 铅酸电池循环产业的基本流程和产业融合特点

产业融合是这一体系运行并取得效益的关键因素。机械产业要素完成破碎分选流程，其中独特的水介质分选将不同比重的物料清楚分开。借鉴成熟的化工产业要素加以定向应用，对于含有大量硫化铅的铅泥进行脱硫处理，为后边的冶炼提供了环保和节能的保障。有色行业的转炉熔炼和精炼产业要素保证了火法炼铅的高纯度，生产出合金铅和纯铅液等生产工艺需要的合格原料。由于在同一区域即开展电化学清洁生产，使合金铅液和纯铅液通过液气相氧化法（巴顿法）铅粉制备和连轧连铸等先进工艺直接用于生产，节约了二次熔化所需的大量能源，大幅度提高生产效率，节能效果显著。

系统还将营销与资源回收有效融合，充分利用生产企业遍布全国的营销资源，销售网点就是回收网点，安装队伍就是废电池召回队伍，送货车即是回运车，减少人力物力消耗，节能低碳。整个产业链设置在一个封闭厂区，可以综合考虑环境治理手段和设施，有利于开展全系列无害化处置和清洁生产的技术应用。

本案以铅酸电池产品全生命周期的有序流动为主线，以节能减排、高效低碳为原则，以废弃物最大限度资源化为目标，融合6个相关产业，发挥各产业先进生产要素的比较优势，打通产品和废弃物之间的隔阂，消除重复冗余环节，缩短流程，形成一种新型生产流程和要素组合，基本解决了该产业在技术与生产方面的若干瓶颈问题。

5.2 生物质能源协同水力发电的多产业融合

生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气，位居第4的消耗能源，在社会进化和发展过程中一直饰演基本燃料的角色，在人类赖以生存的能源中占有重要地位。生物质能环境友好，是典型的清洁能源，也是低碳减排的重要手段之一。但单纯依靠秸秆等季节性很强的基料，往往不足以维持规模化生物质燃料发电。水能是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源。水力发电效率高，发电成本低，机组启动快，调节容易，但由于利用自然水流，受自然条件特别是天旱枯水期的影响较大。

为满足两者都存在的“削峰填谷”的能源需求，本例中推出的生物质能源协同水力发电的多产业融合方法，较好地将水利、发电、生物质能源和农业4个产业相融合，保证两种可再生能源的常年稳定供应，形成一种以不间断发电为主，可再生资源和能源充分发挥作用的协同作业，特别是对于山区农村的小水电站的建设和持续运行可起到一定促进作用。

图2示出了协同发电的基本流程和产业融合特点。

图2 生物质能源协同水力发电基本流程和产业融合特点

本方法以适合中小流域特点的一体化协同发电装置和生物质/水力协同转化模组为技术保障，实时大数据为基础，采用自动检测控制系统判断地区丰水和枯水状况，合理设置生物质发电装置作业周期，收集和规模化种植生物质植物以聚集生物质能量，将这些植物进行厌氧发酵，生成清洁沼气，并完成电能输出无痕切换，从而达到生物质与水力协同发电作业。生物质转换产生的沼液沼渣用于养殖种植业，还可提高农民收入，加快新农村建设步伐。最终废弃物作为底肥，促进生物质植物生长。

本案中蓄能技术、协同发电、沼气工程和高效农业等不同产业领域的生产要素有机地结合，使再生资源和清洁能源发挥出最大的效能。