欧盟关键原材料循环利用发展对我国的启示

2019-09-19□李丹

冶金经济与管理 2019年4期

□ 李丹

2015年12月2日，欧盟委员会通过了循环经济一揽子计划，其中包括针对废弃物修订立法和行动计划提案，以刺激欧洲向循环经济过渡，这将增强全球竞争力，促进经济可持续增长，创造新的就业机会。根据循环经济行动计划指出，2018年1月16日，欧盟委员会首次发布《关键原材料及循环经济》报告[1]，确保采取一致和有效措施，提供关键数据来源，推广最佳经验，提出可采取的下一步工作。该报告有力支撑了欧盟委员会主席容克先生在2017年国情咨文中提出的对欧盟产业政策战略的更新，欧盟应重视适应低碳和循环经济转型带来的新变化，认识到关键原材料对欧盟制造业发展的重要性。欧洲对关键原材料及循环经济发展的重视，对提高我国原材料的支撑和保障能力、加快关键材料的回收利用具有重要的指导意义。

一、欧盟关键原材料及循环经济战略

1.背景介绍

原材料的生产和保障是欧洲强大工业的重要基础，是欧盟经济增长和竞争力提升的重要组成部分。为确保欧盟经济发展过程中能够获取足够有价值的原材料，欧盟委员会于2008年启动了欧洲原材料倡议，旨在制定有针对性的措施，确保和改善欧盟原材料的获取。该倡议的优先行动之一是在欧盟层面制定一份关键原材料（Critical Raw Materials, CRM）清单。

关键原材料清单中包含的原材料均达到或超过了经济重要性和供应风险的阈值。欧委会于2011年制定了第一份清单，并承诺至少每3年更新1次，以反映市场、生产和技术的发展。在2011年进行的第一次评估中，从41种非能源、非农业原材料中确定了14种关键原材料。在2014年的评估中，从接受评估的54种材料中，确定了20种关键原材料。在2017年的评估中，依据修订后的评估方法，在接受评估的61种原材料（包括58类单一材料和重稀土、轻稀土、铂族3类原材料，共78种单个原材料）中，有27种被认定为关键原材料（欧盟2017年关键原材料清单：锑、萤石、轻稀土元素、磷、重晶石、镓、镁、钪、铍、锗、天然石墨、硅金属、铋、铪、天然橡胶、钽、硼酸盐、氦、铌、钨、钴、重稀土元素、铂族金属、钒、练焦煤、铟、磷矿石）。

循环经济行动计划指出，循环经济就是产品、材料和资源的价值尽可能长时间地维持在经济状态，最大限度地减少废弃物的产生。循环经济涉及包括生产、消费、维修和再制造、废弃物管理及反馈到经济中的二次原材料等价值链的每个环节。扩大向循环经济的过渡，可推动欧盟经济努力实现低碳化和可持续化，加大资源节约力度。

尽管很多关键原材料在技术和实际经济价值方面有很大的回收利用潜力，而且政府鼓励回收，但是关键原材料的回收利用率普遍较低。造成这种现象的原因可能包括：一是部分关键原材料的分类和回收技术在成本方面尚不具备竞争力；二是部分关键原材料的应用产品生命周期较长，在制造和报废之间存在延迟，尚未进入回收期；三是各个领域对关键原材料的需求都在增长，关键原材料的循环回收量难以满足日益增长的需求。例如，钒、钨、钴和锑等关键原材料具有较高的回收利用率，铂族金属在工业催化剂中的回收率达95%，在汽车催化剂中达50%～60%，但对于不断增长的需求来说，这些回收量是远远不够的，因此整体回收投入比例很低，回收铂族金属再利用的比例仅为11%，详见图1。

图1 满足欧盟关键原材料需求的回收贡献率

关键原材料的循环利用受多种因素影响：一是受其应用行业发展的影响很大；二是对关键原材料的使用需求和使用时间严格依赖于其应用产品，回收率的高低通常取决于应用产品报废时的性质；三是部分关键原材料的循环利用直接受益于各部门实施的回收计划。

加强关键原材料的循环利用具有十分重要的意义：一是确保为欧洲工业发展提供足够的原材料，在制定欧盟关键原材料清单的过程中，材料的替代和循环使用是降低风险的措施之一；二是二级关键原材料对能源和水的使用通常远低于一级关键原材料；三是扩大对原材料的循环利用也会带来环境效益。

2. 发展现状

欧洲工业并没有完全涵盖关键原材料的整个价值链，其在上游生产和下游应用制造环节之间存在明显的不平衡。与矿山和运输等采掘业相比，欧洲工业在最终产品的应用制造和冶炼等领域占据了主导地位。欧洲工业对包括矿石、精矿等加工精炼原材料的需求巨大。目前，欧洲工业所需的大多数一级原材料都由非欧洲国家生产供给。许多关键原材料的开采生产都不在欧盟，例如锑、铍、硼酸盐、镁、铌、铂族金属、磷、稀土、钪、钽和钒。一是由于欧洲地区缺乏这些材料；二是出于某些经济和社会因素考虑，欧洲反对对材料的勘探和开采。除上述非生物原料外，天然橡胶也完全在欧盟以外种植和采集。为获取这些关键原材料，目前欧盟只能从其他国家进口矿石、精矿或精炼材料，以满足其行业和市场需求。铪是唯一欧盟可生产的关键原材料，法国是全球主要生产国。由于欧盟能够生产足够多的铪和铟原材料，避免了从欧洲以外大量进口。

二、欧盟重点领域关键原材料供需现状

1.采矿

采矿业为下游工业和经济部门提供了至关重要的矿物原材料。欧盟框架计划7、ProMine项目、Minerals4EU项目及由欧洲地质调查推动的“新地平线”项目中已逐步建立起一级关键原材料库存分布数据库。奥地利联邦科学、研究和经济部的《世界矿业数据》报告每年公布来自168个国家的63种矿产品的生产数据；英国地质调查局的年度出版物《世界矿物生产》也会发布类似信息。

（1）当前欧盟政策

2008年，欧委会启动了1项“原材料倡议”，补充规定了欧盟成员国相关原材料领域的国家政策，重点包括确保公平且可持续的全球原材料供应，确保可持续的欧盟内主要原材料供应，确保回收资源利用率和二级原材料供应。

采矿废弃物指令（2006/21/EC）通过一系列措施、程序和指南，防止或尽量减少采矿废弃物对环境和人类健康造成的不利影响。根据该指令，成员国必须确保采矿经营者制定废弃物管理计划，预防或减少废弃物的产生及危害，特别是在设计和选择矿产品开采处理方法时就考虑废弃物管理，同时计划还应鼓励通过各种对环境无害的方法回收和再利用废弃物。

欧委会已开展对成员国“采矿废弃物指令”实施情况的研究，分析有关采矿废弃物后续处理的政策和做法。匈牙利开展针对采矿废弃物处理设施中二级原材料的质量、数量和可能的开采方案的评估。循环经济行动计划宣布要对采矿废弃物管理计划领域的经验进行总结。2017年7月，欧委会公开征集意见，支持制定采矿废弃物管理计划领域的指导性文件。

（2）最佳经验

系统集成材料生产。在金属矿产品开采和回收过程中优先考虑金属开采伴生性。作为关键原材料潜在来源的贱金属被视为系统集成金属生产的一部分。

为采矿废弃物后处理制定专门的国家（区域）战略。

技术进步有助于促进金属开采。例如，2011年西班牙Penouta矿重新开始采矿，处理采矿废弃物，提取锡、钽和铌等金属，获取其他矿产品。

“地平线2020计划”的SCALE项目通过从欧洲铝土矿残渣中提取钪，创新开发欧洲钪金属价值链。

改善采矿废物场的知识状况。ProSUM项目和SMART GROUND项目重点提高采矿废弃物中关键原材料的数据可用性，建立整合采矿废物场地的综合泛欧数据库。

（3）下一步工作

一是加强对采矿废物场中废弃矿物数据的收集和管理。二是支持开发相关工具，评估采矿废弃物中相关关键原材料的回收可行性和效益。三是改进技术，从初级矿石和采矿废弃物中提取关键原材料。

2.填埋

欧洲的垃圾填埋场约有50多万个。废弃电子设备和工业废弃物是回收某些关键原材料的潜在来源。据欧盟统计局统计，欧盟填埋废弃物从1995年的1.44亿吨减少到2015年的6 100万吨。2014年，欧盟废弃物填埋率为47%，除去主要矿物废弃物的填埋率为27%。

（1）当前欧盟政策

关于废弃物的2008/98/EC48指令和垃圾填埋场的1999/31/EC指令，确保缓解和消除填埋给环境和人类健康带来的风险。循环经济行动计划认为垃圾填埋场是回收关键原材料的来源。

（2）最佳经验

欧盟垃圾填埋场开采网络是欧洲原材料创新伙伴关系认可的一项关于原材料的约定，其能实现安全勘探、调节、挖掘和整合填埋废弃物中材料和能源价值。

对欧盟垃圾填埋场的调查和特征描述，例如，正在进行的地平线2020计划中的SMART GROUND项目。

（3）下一步工作

研究促进垃圾填埋场回收材料和能源的经济可行性方案。

3.电子和电气设备

电子和电气设备发展涉及锑、铍、钴、锗、铟、铂族金属、天然石墨、稀土、金属硅和钨等关键原材料。电子电气设备中的关键原材料生命周期在很大程度上取决于最终应用产品类型。电子设备小型化的趋势使零部件的拆卸愈加困难。同时，关键原材料在电子电气设备中的应用类型和价值也影响其回收效果。

（1）当前欧盟政策

生态设计指令解决了能源相关产品可能对环境产生的潜在负面影响。能源标签对该指令实施进行了补充，通过能源标签向消费者告知产品的能源性能，推动更节能产品在市场的推广。循环经济行动计划通过制定欧洲标准，加强对复杂报废电子电气产品关键原材料的有效回收。

（2）最佳经验

根据生态设计指令改进电子电气设备设计，加强对关键原材料的回收。若干生态设计法规要求制造商提供“与报废时拆卸、回收或处置相关信息”的技术文件。

支持关键原材料创新回收技术的开发，欧委会资助相关开发方案。

（3）下一步工作

根据生态设计指令提出建议，确保在关键原材料应用产品生命周期结束时，能够更容易地回收关键原材料，并建议公布其中部分关键原材料的组分。

进一步与利益相关方探讨新卫星技术的潜力，以便更好地发现和处理电子废弃物犯罪。

4.电池

废电池中包含的关键原材料主要是锑、钴、天然石墨、铟和稀土。近年来，电池市场中锑的使用量下降，钴的使用量相对增加，全球钴用量占比从2005年的25%增加到2015年的44%。2010—2017年，全球铟在碱性电池领域的应用消费占比约为5%，稀土中10%的镧和6%的铈用于镍氢电池。废电池的实际回收率取决于电池类型、寿命和最终使用行为。汽车铅酸电池的回收利用率远高于其他电池。由于回收钴比从矿石中提取钴的成本低，因此钴的回收利用率较高；石墨的回收非常有限；镧和铈的回收率低于1%。

（1）当前欧盟政策

电池指令（2006/66/EC）规定各个成员国有义务尽其最大可能收集废电池和蓄电池，并确保所有收集的电池都经过适当的处理和回收。

2017年11月8日，欧盟提出第二个低排放出行计划，提高了2020年后新生产机动车辆的碳排放标准，实施替代燃料基础设施行动计划，而电池技术有力支撑了计划目标的实现。

（2）最佳经验

提高电池中关键原材料回收率。在欧洲，一些回收商已投资开展此项研究，以提高对关键原材料的回收率。

政策项目是一项旨在利用研究和创新项目成果来支持政策制定的举措。其中数个电池项目解决了诸如使用寿命、再利用和回收等问题，并对政策制定提出了建议。

（3）下一步工作

改善电子电气设备拆解设计，以便可以轻松拆卸电池。对其他政策选择进行鉴定和评估。

5.汽车

汽车领域涉及的关键原材料包括石墨、钴、铂族金属、铌和稀土等。2011年，全球约有14%的石墨应用在汽车零部件。2012年，欧盟对汽油发动机中钯的需求占比为69%，70%的铂用于轻型柴油发动机，80%的铑用于三元催化转化器。2012年，欧盟44%铌的需求是来自汽车行业。稀土元素中铈应用于汽车催化剂，占2013年消费量的35%。2015年，欧盟电动汽车市场对钴和石墨电池的需求分别达到510t和8 330t。2015年，欧盟电力牵引电动机市场稀土的使用量为50t钕，16t镨和16t镝，而混合动力汽车稀土使用量为33t钕、11t镝和11t镨。欧盟轮胎行业中天然橡胶的使用率高达75%。

（1）当前欧盟政策

报废车辆2000/53/EU指令（ELV指令）提出自2015年起，汽车回收再利用率需达95%，每辆车每年循环再利用的平均重量达到总重量的85%。目前，几乎所有成员国都达到了85%的回收再利用率和80%的循环再利用率。ELV指令的第7（4）条要求设计车辆时车辆制造商需考虑车辆报废后其零件和材料的可重复使用性和可回收利用性。因此，新车要达到ELV指令标准，才能在欧盟销售。

有关车辆的可重复使用性、可回收性和可恢复性的机动车辆类型批准2005/64/EC指令已开始实施。电池指令2006/66/EC也适用于汽车和牵引电池。

循环经济行动计划提出欧委会承诺采取进一步措施，以确保欧盟关于废弃物运输条例得到适当实施，并说明要特别针对高价值废弃物（如报废车辆）防止原材料遗失。

（2）最佳经验

车辆制造商已建立国际拆解信息系统，为报废车辆处理运营商提供编制信息，从而经济环保地拆解和处理车辆，实现ELV指令中设定的目标。

为了便于控制报废车辆装运，特别是制定能够区分二手车和废弃车辆的标准，成员国自2011年9月1日起开始实施废弃车辆指南。

根据欧委会关于解决未知行踪报废车辆问题的建议，一些成员国修订了国家法律，控制登记车辆，以避免与报废车辆合法处置和二手车辆合法销售无关的撤销登记。

比利时优美科和法国Recupyl电池回收有限公司等已开始在欧洲投资回收二手电动汽车电池；法国新金属精炼协会、意大利Snam燃气公司和优美科已与丰田、标致雪铁龙和特斯拉等汽车制造商合作，收集和回收电池。

欧盟资助项目开展对电动汽车电池再应用的研究。

（3）下一步工作

推广用标签等方式公示车辆关键部件关键原材料组分。

制定欧洲标准，对报废车辆关键原材料进行有效回收。进一步支持研发和产业化创新，开发有竞争力的回收技术，重点关注锂、石墨和稀土等目前尚未（或几乎不）回收的材料。继续监控电动汽车市场发展，预测相关关键原材料的需求和库存。

在欧盟内部协调车辆登记/注销程序，加大成员国之间的信息交流，并确保针对临时注销车辆的处理决定采取后续行动。

鼓励成员国利用收费或退款等经济激励措施，将报废的车辆运送到授权的处理机构。

6.可再生能源

可再生能源技术主要依赖于钕、镨、镝、铟、镓和硅金属共6种关键原材料。欧盟对这些材料的需求取决于可再生能源技术进展。例如，欧盟大多数在用的风力涡轮机不使用永磁发电机，因此不需要稀土；然而，随着未来10～15年风能市场发生显著变化，引入大型高效涡轮机和海上风力发电，可能对永磁铁的需求会大幅提升。从光伏组件回收硅、铟、镓、玻璃、铝、铜和银等原材料的潜力巨大，超过95%可实现经济回收。但由于光伏组件使用周期较长，预计到2030年，全球才会产生200万～800万吨光伏废弃物，到2050年将增至6 000万～7 500万吨。

（1）当前欧盟政策

可再生能源指令（2009/28/EC）制定了2020年欧盟可再生能源目标，提出到2020年，欧盟可再生能源占比达20%。欧委会提出修订可再生能源指令，以加强国家层面的可再生能源政策，使欧盟成为全球可再生能源的领导者，确保到2030年欧盟实现可再生能源占最终能源消耗比重达到27%的目标。

2016—2019年生态设计工作计划开展对太阳能电池板和逆变器等具有显著节能潜力的产品研究，研究提高材料耐用性和可回收性等使用效率方面的问题。

（2）最佳经验

瑞典为光伏设立强制性回收目标，以提高回收利用率。

国际环保协会成立于2007年，致力于免费进行欧洲光伏报废产品的回收再利用。

欧盟资助项目支持开发在风力设备中应用关键原材料的解决方案。

（3）下一步工作

检查欧盟是否应制定有关风力涡轮机生态设计和报废管理的具体政策，以支持相关的制造和回收行业。

专门支持创新和研究行动，促进关键原材料在风能和光伏能源技术中的应用。

7.国防

为建立关键防御能力，欧洲国防工业依赖于各种原材料，已认定39种“重要”原材料用于生产制造各种国防相关部件和子系统所需的高性能加工和半成品材料。这39种原材料中有17种在2017年被评估为关键原材料。航空和电子防御子部门是使用关键原材料的主要部门。由于信息敏感，关于欧洲国防应用中使用材料的类型、组分和数量的准确信息有限。目前，从飞机结构和发动机部件生产废弃物和退役飞机再生部件中回收的材料包括铝、镁、钛和钢，其他稀土等关键原材料仍只是少量回收。

（1）当前欧盟政策

2016年11月30日，欧委会通过“欧洲防务行动计划”，通过动员现有的欧盟工具来确保欧洲国防工业基地能够满足欧洲未来的安全需求，并提出建立欧洲国防基金，为优先领域的欧盟国家所拥有的合作研究项目及国防能力的联合开发提供资金；通过促进对国防供应链的投资来支持中小企业；确保欧洲拥有开放且具竞争力的单一防御市场等措施，以支持欧盟国家商定的强大和创新的欧洲国防工业和国防能力优先事项。

（2）下一步工作

收集有关半成品防御产品的材料供应链信息，并根据具体评估确定基于防御的欧洲工业是否面临供应风险。

为协作性防御研究提供资金支持，以减轻与欧洲国防工业发展关键防御能力所需的原材料供应风险，并找到提高资源效率、加大回收和替代率的解决方案。

8.化学品和化肥

欧洲化学品和化肥生产依赖于锑、重晶石、铋、硼酸盐、钴、萤石、铪、天然石墨、铌、铂族金属、磷矿、稀土、硅金属、钽、钨、钒等多种关键原材料，主要应用于催化剂、肥料、聚合物、制药和染料中。例如，86%的磷酸盐岩用于生产肥料；90%的白磷用于生产洗涤剂和其他化学品；60%的铋用于制造药品和其他化学品；54%的金属硅用于制造硅酮和硅酸盐。

（1）当前欧盟政策

现行的“肥料法规”（No 2003/2003）确保法规所列化肥产品在欧盟内部市场自由流动，标记为“EC（European Commission）肥料”。公司要想销售其他类型产品，必须首先通过欧委会修改清单获得批准。目前，欧盟市场上约50%的肥料都不包括在该清单中。

循环经济行动计划中提出修订欧盟化肥法规，以促进对单一市场中有机废弃物和废弃物肥料的识别，从而鼓励施肥产品生物营养素的再循环利用。

2016年3月17日，欧盟委员会提出协调欧盟的有机废弃物和副产品衍生产品，并将营养素安全回收到二级原料；当有机废弃物符合规定时，可成为CE（CONFORMITY WITH EUROPEAN，欧共体市场统一认证）标记肥料产品的组成部分，进入成员国单一市场时不受限制。

（2）最佳经验

从化学品行业使用的催化剂废弃物中回收关键原材料。2012年，欧洲催化剂制造商协会制定了可用于回收关键原材料的催化剂废弃物管理的一般指导原则。从化学工艺使用的催化剂中回收的铂族金属实现了80%～90%的回收利用率。

（3）下一步工作

支持创新技术，优化现有技术，以加强关键原材料的安全回收再利用。

三、对我国的启示

欧盟保障未来关键原材料的措施主要有：一是增加关键原材料的供应；二是提高回收率。基于国际经验，建议我国从以下方面加大对关键原材料的供给和回收利用。

1.加强对关键矿产品的勘查和前瞻布局

一方面将关键矿产作为主攻矿种，进一步创新找矿机制，采取有效激励措施，吸引社会资本对关键矿产勘查的投入。另一方面，加强对国外关键矿产战略布局的研究和前期基础调查，引导企业“走出去”获得矿权。尤其要关注“一带一路”沿线国家集中度高的关键矿产，如南美的铜、锂矿，非洲的镍、铜、钴矿等，要作为战略布局的重点。