基于资源综合利用的新材料绿色产业链构建研究

■刘研 黄妍 陈韧 李晓亮 曹艺 王艳 赵岩（辽宁科技学院 辽宁省本溪低品位非伴生铁矿优化应用重点实验室）

近年来，我国高度重视新材料产业的发展，先后将其列入国家高新技术产业（高新技术产业“十一五”规划）、重点战略性新兴产业（“十二五”“十三五”国家战略性新兴产业发展规划）和《中国制造2025》十大重点领域。“十九大”报告也明确提出，我国必须从制造大国转向制造强国，培育若干世界级先进制造业集群。“十二五”以来，虽然我国新材料产业发展迅速，但产业竞争力依然薄弱，在核心关键新材料方面自给率不足，对外依存度较高，且在热门新材料方面也出现了结构性过剩。

东北老工业基地具有雄厚的工业基础，但是由于计划经济来得早、走得晚，造成了国有经济比重大，传统产业偏多，创新不足，管理落后等问题，经济发展逐渐落后于东部沿海地区，急需在原有工业基础上发现新的经济增长点。而新材料产业正是老工业基地传统产业升级发展的机遇。本文以冶金工业为例，应用资源综合利用理念，探讨在传统工业基础上发展新材料产业，构建基于资源综合利用的新材料绿色产业链的思路。

一、绿色产业链与资源综合利用

资源、环境、能源和人口的协调发展是当今世界各国共同面临的重大社会问题[1]。冶金工业一直是资源型、高消耗、高污染的行业，资源综合利用已经成为冶金工业发展循环经济，创造经济效益和社会效益的重要途径[2]。

资源综合利用主要有三方面涵义，第一，在矿产资源开采过程中，对共生、伴生的矿物进行综合开发与合理利用；第二，对生产过程中产生的废渣、废水(液)、废气、余热余压等进行回收和合理利用；第三，对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。对于冶金工业而言，传统的经济模式偏重于资源的粗放式索取利用，挑战生态承载力极限。随着环境压力的日益增大，虽然也相继出现了高炉煤气回收和余压发电、冶金渣制作建筑材料等技术，但利用率不高，缺乏产业链整体布局。据统计[3]，当下我国冶金工业固体废弃物年产量已达到4 亿吨，而综合利用率仅为18%，工业尾矿产生量近3 亿吨，但利用率不足2%，钢铁生产量为3800 余万吨，但利用率仅为10%左右。冶金工业想要进一步创新发展，不仅要考虑产品升级，创造更大的经济效益，也要兼顾社会效益和生态效益。这就需要冶金行业在调整产品结构的同时，对产业结构做出有力调整，从而打造可持续的冶金资源综合利用与新材料耦合的绿色产业链。

所谓绿色产业链，是指在整个产业价值链中，在各个环节均贯彻绿色发展理念，实现与自然、与社会各相关群体的良性互动，达到短期利益和长期的发展统一，实现产业的可持续发展。该理念注重对生态环境的保护和对资源的有效利用，通过重构经济系统，使发展与环境负荷有机统一，达到生产与环境协调发展的目的[4]。

二、基于资源综合利用的新材料绿色产业链构建

传统的冶金工业的产业链由 “原料——冶炼成型——应用——报废”构成的线性经济活动，上游主要是矿山等原料供应产业，中游为钢铁企业等生产企业，下游则是销售以及机械制造、交通运输、建筑等各行各业应用。

引入循环经济的理念后，产品报废已经不是终点，通过回收处理，将“垃圾”转变为再生资源，作为生产的原料重新进入产业链，使传统产业链升级为一个循环的闭环。

而基于资源综合利用理念，是将传统产业链上各环节产生的次生产品依据不同的用途分类利用，形成一个复杂的开闭环结合的体系。就冶金工业而言，从矿产开采出来的矿石经选矿处理作为冶金原料开始，在传统产业链中作为废弃物堆积的尾矿可以用于建材等行业[5]；作为冶金燃料的焦炭在生产过程中产生的焦炉煤气，回收其中的焦油和粗苯可以作为化工原料，衍生出了煤化工产业；冶炼成型过程中产生的炉渣、煤气、烟尘等，可以用于建筑、能源、交通等多个行业；金属材料应用后产生的废钢可以直接回收至冶金行业；由此形成了一个各行业交叉融合的工业体系。

可以将冶金工业产生的废弃物简单分类成固废资源和气废资源，固废资源包括尾矿、炉渣、冶金尘泥、废钢等，气废资源包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉烟气等，且往往含有余热资源。在固废资源综合利用方面，目前废钢利用等比较成熟，但在冶金渣利用方面还有很大的提升空间。我国每年大约产生1 亿吨冶金渣，在现阶段，主要用于路基材、预拌砂浆、多孔砖、混合材、砌筑水泥以及等各类附加值不高的建筑产品，且利用率不高。气废资源方面，除了焦炉煤气的利用比较成熟外，高炉和转炉煤气只有部分余热、余压利用，气体往往经净化处理后直接排入大气，由于其中含有大量的二氧化碳，温室气体给环境带来了极大的负担。

最近几年国家格外注重节能减排事业的推进，积极落实可持续发展战略。单纯依靠目前的基于资源综合利用的冶金产业链已经不能满足冶金工业的长远发展，尤其是在着手对传统产业改造升级方面，规划一定要立足于长远目标。

新材料是指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料，或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料。传统产业升级和新兴产业发展离不开新材料的支撑，冶金工业要实现产业升级，除了调整产品结构，将产品转向以基础零部件用钢、高性能海工钢等先进钢铁材料为代表的先进基础材料，也应该考虑建筑产业升级对轻量化材料、新型建材的需求，以及新能源、节能环保等新兴产业发展对能源材料、结构材料、节能环保材料的需求，将传统的冶金工业耦合入新兴的新材料产业，综合发展各项产业。国内外已经有许多成功案例可作为经验，如美国的美国钢铁公司、欧盟的米尔塔钢铁、俄罗斯的谢韦尔钢铁集团、日本的住友金属、韩国的浦项钢铁公司等，既是传统的钢铁企业，又是国际知名的新材料企业。以日本住友为例[2]，涉足新材料产业已经有30多年，主攻方向为电子信息材料、沥青基碳纤维、化工新材料、钛合金、钢铁渣材料等，开发出了系列产品，可满足半导体、锂电池、平板显示、航空航天、建筑和海洋环境保护等市场的需求，一些产品甚至已经占据了全球领先地位。

根据“十三五”规划，从政策引导和市场来看，未来轻质材料、动力电池材料、节能环保材料是需求重点，属于成长性市场，冶金企业可以重点耦合汽车轻量化产业、电动汽车产业以及节能环保产业协同发展。

三、结论

为促进东北老工业基地传统冶金产业升级，更好的地向绿色化方向发展，应用资源综合利用理念，充分利用冶金生产中的固废、气废资源，发展轻质材料、动力电池材料、节能环保材料等未来成长性市场，引导传统产业与汽车轻量化、电动汽车以及节能环保产业协同发展，产生产业耦合效应，以促进冶金工业的经济效益和生态效益均衡发展。