基于报废量预测的电子废弃物回收产业现状与对策——以 长 三 角 为 例

李 虹,姚 莉,姚沛帆,胡梦鑫,许梦想

(上海第二工业大学a.经济与管理学院;b.电子废弃物研究中心,上海201209)

0 引言

电子废弃物(waste electrical and electronic equipment,WEEE)是指包括电视机、电冰箱、空调、洗衣机等传统家电和手机、电脑等通信电子产品在内的废弃不再使用的电子电器产品[1]。我国是WEEE产生大国,2018年其产生量已超过700万t,居世界第一。然而,我国WEEE规范收集和处理量不到20%,远低于世界先进水平[2]。长三角作为我国经济最活跃的地区之一,废弃电子电器产生量巨大。大量的WEEE如不进行妥善的回收、处理和处置,不仅将对资源造成巨大的浪费,而且会对环境造成严重的污染。一方面,以手机为例,2020年,长三角地区的手机预测报废量高达12 000部(后文中计算所得),根据2019年苹果公司发布的《环境责任报告书》[3]显示,每10万部手机可回收1.1 kg金、6.3 kg银、1 000 kg铜、1 500 kg铝、790 kg钴、29 kg锡等有价金属,经计算得,长三角2020年废旧手机中可提取的有价金属价值高达3 200万元;另一方面,电视机、手机的主要零部件中含有锑、砷、铍等约20余种有毒有害物质[4],WEEE处置不当则极有可能导致有害物质迁移至土壤和地下水中,造成极大污染。

2020年5月14日,国家发展与改革委员会发布关于印发《关于完善废旧家电回收处理体系推动家电更新消费的实施方案》(《方案》)的通知,强调废旧家电回收行业应以形成强大国内市场为目标,完善回收处理体系,聚焦生产、消费、回收、拆解全链条中的薄弱环节和关键领域。因此,科学、合理规划WEEE回收产业、探究WEEE回收体系建设对于《方案》的实施具有重要意义。

国内外学者也对于WEEE回收产业方面进行了研究,其主要集中于WEEE回收的经济效益以及政策制定方面。在WEEE回收的效益指标评价方面,Cucchiella等[5]测算了包括LED灯在内的14种WEEE的回收潜在收入,分析了回收过程中某些关键变量对回收经济效益的影响;Awaasthi等[6]发现全球WEEE增长与GDP之间具有很强的线性关系,回收不断增长的WEEE,将会带来巨大的经济效益;Kang等[7]利用技术成本模型(TCM)评估了回收WEEE的经济效益,分析并计算在回收过程中产生的收入与成本;Lee等[8]分析了日本、韩国和中国等国家的WEEE回收系统,对其中的成本分摊、环境经济影响和回收合作可能性三方面进行了探索;陈盼等[2]全面系统地评估了京津冀地区的WEEE产生量及回收利用的资源环境效益,通过WEEE协同精准管理来解决资源环境问题,提供科学依据和方法支撑。就WEEE回收政策制定而言,Cao等[9]研究了中国自2009年建立的基于生产责任延伸制为原则的WEEE回收管理系统,从政府政策、企业和公众意识三方面对中国的WEEE回收产业进行了分析;Lin等[10]从国家政策制定的角度,利用层次分析法(AHP)评估包括手机在内的3种WEEE进行回收的可能性及回收优先顺序;Wei等[11]通过回顾中国WEEE回收的发展历程和法律制度,分析了当前WEEE回收产业中的问题与障碍,借鉴发达国家管理经验,提出解决措施;鲁修文等[12]在分析了中国WEEE回收处理现状及存在问题的基础上,提出了WEEE的回收政策。综上所述,在WEEE回收产业管理方面,国内外研究大多集中在WEEE回收产业经济效益影响和相关法律政策方面,极少有研究基于WEEE预测量,分析某区域WEEE回收产业发展现状。

本文通过时间序列预测模型及改进的消费使用模型预测长三角地区WEEE的报废量,预估了未来30年的长三角地区WEEE回收规模以及潜在回收利用空间。针对长三角地区WEEE回收产业存在的问题,提出了相应的解决措施及改善路径。

1 长三角WEEE回收产业发展现状

1.1 回收产业规模

2010年6月,国家发改委印发《长江三角洲地区区域规划》,规划范围包括上海市、浙江省、江苏省在内的两省一市,辐射泛长三角地区,规划期为2009—2015年,展望至2020年。2019年12月,国家发改委印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》,将长三角地区规划范围扩大至安徽省,共上海市、浙江省、江苏省和安徽省四省一市全域,规划期至2025年,展望至2035年。由于本文关于WEEE报废量预测方面采用了2001—2017年的数据,到2017年为止,长三角地区仍采用《长江三角洲地区区域规划》,因此,本文界定的长三角地区为上海市、浙江省和江苏省。

20世纪90年代以来,以上海、江苏、浙江为代表的长三角区域形成了包括WEEE在内的废旧资源回收产业[13]。如表1所示,2018年长三角废弃物回收企业总产值达到了416.02亿元,占GDP 0.23%。其中,上海市废弃资源综合利用业企业总产值达37.37亿元,占当年GDP的0.11%;浙江省废弃资源综合利用业企业总产值达234.57亿元,回收企业135个,年平均促进就业1.18万人;江苏省废弃资源综合利用业企业总产值达144.08亿元,回收企业128个,年平均促进就业0.86万人。

表1 2018年长三角区域废弃物资源回收利用企业发展状况Tab.1 Enterprises development status of waste resource recycling in the Yangtze River Delta in 2018

总体来看,长三角区域废弃物资源综合利用企业产值可观,但所占产值比例仍然太低,企业发展环境不容乐观。由表1可知,2018年浙江省有135家废弃物资源综合利用企业,但其中有30家濒临破产,废弃物回收产业的发展仍存在很多问题。

国家为了促进WEEE回收行业健康发展,基于生产责任制的要求,向电子电器产品生产企业征收废弃产品处理费用,建立基金机制,以补贴正规WEEE回收拆解企业。2012年,国家财政部等部门公布了第一批WEEE回收处理企业基金补贴名单,并自2015年起,基金补贴企业一直维持在109家。其中,长三角区域一共有基金补贴的再生资源回收拆解企业19家,具体分布如图1所示[14]。长三角平均各企业年处理废家电能力在120～150万台左右,其中,江苏省8家电子电器拆解处理企业年处理能力高达1 053万台[15];自2009年实行“以旧换新”政策的29个月以来,上海新金桥环保有限公司共处置各类废旧家电共计374万台[16]。

图1 基金补贴回收企业分布图Fig.1 Distribution of fund subsidy recovery companies

但是废弃物正规回收拆解企业一直面临产能不够的问题。根据调查数据显示[9],目前正规的废旧电气电子处理企业的处理能力远远大于实际的WEEE处理量,80%的WEEE仍流向非正规回收部门,正规企业实际回收量不到企业处理能力的50%,企业产能过剩,WEEE规范回收处理偏低[17]。2013年,浙江省3家基金补贴企业的年处理能力可达350万台[9],但实际加工处理总量为182万台,只占全部处理能力的一半。

1.2 回收体系

1.2.1 回收渠道

长三角区域回收体系中,从政府角度看,回收渠道主要包括正规渠道、非正规渠道两种。正规渠道包括家电生产、销售、回收、拆解企业和电商平台,发展废旧家电回收逆向物流;非正规渠道包括个体维修经营者通过在社区设置回收点或走街串巷进行回收。

以浙江省为例,Cao等[9]走访调查研究浙江省居民对回收渠道的选择(见表2),平均27.57%的居民在废弃物回收时选择正规渠道(以旧换新、官方售后服务中心),28.22%的居民选择非正规渠道(私人商贩、二手商店),选择其他(闲置、送人等)占比44.21%。由表2可知,居民在对各类废旧家电选择回收渠道时,对手机、电脑、笔记本电脑等具有私密性的个人物品选择正规回收渠道较多,对于其他类似电视机、洗衣机等传统废旧家电,居民仍大多选择非正规渠道,但正规与非正规渠道选择差距并不大。

表2 浙江省居民对各类废旧家电回收渠道选择意向[9]Tab.2 Intentions of residents in Zhejiang Province on choosing recycling channels for various types of used home appliances %

非正规回收渠道出现在正规渠道之前,由于规模小、成本低、利润高,占据了较大的市场规模,目前,仍是WEEE回收市场的主力军。2007年,我国WEEE回收行业从业人员超出70万人[5],其中98%的人员在非正规回收行业就业。

1.2.2 回收方式

长三角区域,从消费者角度出发,主要存在5种回收方式:小商贩上门回收、社区固定回收点回收、以旧换新、二手市场回收以及事业单位统一交投[18-23]。除此之外,长三角区域创新新型回收方式,完善回收体系。一是经销商自行开展“以旧换新”活动,在2012年全国范围的“以旧换新”政策到期后,我国越来越多家电零售商和生产商每年对其产品进行1～3次的短期“以旧换新”活动作为推广;二是鼓励发展“互联网+”绿色回收渠道,长三角区域积极响应国务院发布的《关于积极推进互联网+行动的指导意见》,提倡利用互联网平台,拓宽废弃物回收渠道,建立WEEE线上交易平台。其中,格林美企业在武汉积极推广回收哥WEEE回收平台,包括APP、微信、网站和400电话等联系方式,消费者若有需求,即可通过以上方式呼叫附近回收哥上门回收。回收哥要求回收资源价格公开透明,回收之后直接进入正规回收拆解企业,促进了当地的废旧资源回收市场发展。

1.2.3 回收点覆盖

根据调查研究显示,江苏省扬州市作为长三角区域较早一批开始着力WEEE回收的地区,在回收网点布置、回收网络设计上相对较为合理,具有参考意义。

据资料显示[24],扬州市市内WEEE回收网店根据规模大小主要分为大型、中型、小型中转站以及回收站点4种。其中,大型中转站作为回收网络中的第3级,每年回收WEEE数量在30～40万台左右,由于规模较大,为形成规模效益及方便管理,主要回收某一种WEEE,兼顾回收其他WEEE;中型中转站每年回收WEEE近10～20台,其种类较多,会定期将WEEE送到正规处理拆解企业;小型中转站的WEEE来源主要为小型回收站点,但小型回收站点的WEEE回收数量较少,大约每年在1 000台。扬州市的“三级”网络回收设置目前基本建成,配合政府出台的相关管理办法,能够满足居民目前的回收要求,使再生资源得到有效回收和利用。

表3 扬州市回收站点WEEE年回收数量[24]Tab.3 Annual WEEE recycling quantity in Yangzhou city recycling sites[24]

在回收点设置方面,长三角地区回收网络覆盖全面,层级设置比较合理,其中,江苏省扬州市设置“三级”回收网络;上海聚焦完善废旧资源专项回收系统,打造“点、站、场”回收网络布局;浙江省杭州市推广先进回收模式,对标准化回收网点连续补贴3年等。

1.2.4 处理技术

废弃物处置技术是对废家电正确无害化处置的关键[20,25-31]。一般应用最多的为机械物理法和冶金处置法,一般正规的回收处理企业采用机械物理法和火法冶金技术相结合的方法,非正规回收处理的个体回收户缺乏专业的拆解工具和拆解技能,拆解手法较为粗放,一般采用机械物理法。这两种方法虽然应用广、存在时间较长,但仍会带来的较大环境问题。目前,相关企业及科研人员正在开发气化、热解、微生物法等新技术,这些新技术可以减轻二次污染,具有较好的应用前景。

综上,长三角区域WEEE回收体系已初具规模,回收渠道较为健全,回收方式多样,回收点设置覆盖合理,但其中非正规渠道占比过高,不利于市场规范管理;回收处理技术过于基础,非正规回收处理的个体回收者仍大多采用粗暴简陋的拆解处理技术,导致环境污染。政府应落实基金补贴制度,引导支持回收处理企业发展,加大市场份额;鼓励企业创新引进新型回收处理技术,降低回收处理过程产生的污染影响。

1.3 地方性法律政策

以上海市、江苏省、浙江省为代表的长三角区域制定了以下主要政策文件(见表4)。截至2019年,长三角区域地方政府共颁布了8部主要政策文件,用于完善WEEE行业规范以及回收网络的规划,主要集中在WEEE的污染防治方面。以上海市为例,从2012年起,上海市人民政府、环保局发布了《上海市再生资源回收管理办法》、《上海市电子废物、废轮胎、废塑料、废旧衣服、废家电拆解等再生利用行业清理整顿工作方案》和《废弃电器电子产品拆解处理情况审核工作指南(2019年版)》等文件,要求建设再生资源回收网络,规范废旧资源回收市场,建立审核监察体制机制,以促进废旧再生资源行业的健康发展。

表4 长三角主要政策文件Tab.4 Main policy documents of the Yangtze River Delta

由此可见,长三角区域以地方性政府政策文件为主导进行区域性的WEEE回收产业的管理[32]。长三角区域出台关于WEEE回收政策相对来说较为全面,明确规定了WEEE回收的种类以及针对回收处理企业的各项规定,在政府政策支持下,回收处理企业基本可以正常运转,并朝着良好的态势发展。特别是上海,出台的政策标准相对较为完善、细致,包括WEEE的回收网络体系规划、具体的拆解技术指南等。未来,长三角区域在进行WEEE产业管理时,应不断完善相关政策的制定和鼓励支持回收拆解企业基础设施的建设。

1.4 公众意识

公众对WEEE的合理规范回收一般受到政府政策要求、公益广告宣传等方式影响。目前公众对WEEE的认知调查显示[9],浙江省居民对WEEE处理不当造成的环境污染和健康损害的认识比例较高,约占74%。其中65.4%的居民了解WEEE处理不当的危害,8.52%的居民非常了解WEEE中含有的贵金属和有毒物质。大约81%的受访者已经收到关于WEEE污染危害和预防的出版物,甚至超过27%的受访者经常或通常会收到此类宣传。同时,86.4%的受访者愿意回应政府或社会团体的宣传活动。

2 WEEE报废量预测

据中国再生资源回收利用协会数据统计,2019年废家电拆解行业年规范拆解量已经达到9 000万台,年拆解能力达到了1.4亿台,有力解决了我国作为世界上最大的消费电子产品生产国和消费国的污染问题[5,33-34]。经过多年发展,我国规范废家电企业的技术规范、拆解流程、环保措施和内部管理等方面处于世界领先地位,相关政府主管部门对拆解企业的监控和相关拆解物的复核、废弃物流向管控等方面的管理日趋完善和规范,从拆解到监管已经形成具有中国特色的环境管理体系。

2.1 社会保有量预测

刘志峰等[35]认为在建立WEEE预测模型时应充分考虑人均可支配收入、人口密度等因素对家电报废量的影响;Awaasthi等[6]认为WEEE数量与国内生产总值GDP之间存在着强烈的线性关系;Ghinea等[36]建立了城市固体废物数量预测模型,认为城市固体废物数量与人口密度、人民年龄等因素等因素有关。因此,本文以2001—2017年长三角区域手机、电视机社会保有量数据为基础(数据来源于上海统计年鉴、江苏统计年鉴、浙江统计年鉴),由于2013年与2014年的社会保有量数据为全国普查数据,与其他年份采用统计抽样方法的数据差别较大,不利于预测,故预测时去掉2013、2014年的数据。建立考虑地区GDP、人口密度以及人均可支配收入等因素的手机电视机的多元回归数据模型:

式中:D it为第t年某i区域的社会保有量;β1为某i区域的自变量的系数;X it为第t年某i区域的自变量(人均可支配收入,元;人口密度,万人/km2;地区生产总值,亿元);β0为常数项;εit为随时间而变的随机扰动项。

WEEE社会保有量:

式中:D t为第t年的社会保有量;Q t为第t年每百户耐用品数量;H t为第t年的户数。

运用stata软件进行回归分析,回归结果如表6所示。通过Holt模型预测人均可支配收入等相关变量,预测长三角区域手机与电视机的社会保有量规模(见图2)。

图2 (a)手机社会,(b)电视机保有量Fig.2 Social inventory of(a)mobile phones,(b)TV sets

2.2 报废量预测

近年来,国内外学者关于废弃报废量的预测研究创建了许多种数学模型,李博等[29]根据报废量现有预测方法在应用环境、数据要求方面的不同,归纳总结出13种WEEE预测方法;孙黎宏[37]为提高预测准确性,提出考虑科技进步和经济发展的因素下构建改进的消费使用模型以预测家电回收量;刘志峰等[35]在分析家电报废量影响因素的基础上,运用多元回归方法建立了考虑人口密度、人均可支配收入等因素的废旧家电产生量预测模型。本文采用适用于社会保有量数据的改进的消费使用模型计算电子电器产品的报废量:

式中:B(t+j)为第t+j年某电子电器产品的报废量;D t为第t年某电子电器产品的社会保有量;p j为使用寿命为j的报废比例。

报废量预测结果如图3所示,电子电器产品不同使用寿命下所对应的报废比例如表5所示。

图3 电视机、手机报废量预测Fig.3 Forecasting scrap of TV sets and mobile phones

表5 电子电器产品不同废弃年限的废弃比例[37]Tab.5 Electrical and electronic product life tables[37]

2.3 预测结果分析

长三角区域WEEE回收市场潜力巨大。在社会保有量方面,由图2(a)可知,电视机社会保有量从2001～2006年呈现显著增长趋势,增长量为1 768万台;到2011年,电视机社会保有量呈现短暂平稳状态;2014年,社会保有量开始下滑,平均增长率为−0.92%。由于当代手机的功能越来越强大,很大程度上代替了电视机的一部分功能,所以电视机的数量在未来将会呈现负增长态势。与之相反,图2(b)中手机社会保有量明显出现加速上升趋势,长三角区域的手机保有量从2001年的1 958万台到2011年的1亿台,10年增长量为8 042台,平均增长率为15%,预测到2050年,长三角区域手机社会保有量将达到2亿台,约为2001年的11倍,增速明显。随着手机更新换代的加快,可以预测未来手机的社会保有量将会持续增长。

由图3可知,在报废量方面,电视机报废量从2013—2022年呈现快速增长,平均增长率为3.12%;从2022年起,由于电视机社会保有量的减少,报废量开始保持平稳,不再增长;2025年报废量开始逐年下降;手机报废量增长趋势明显,未来40年,平均增长率为4.07%,累计将报废65亿台手机。

由表6可知,R2>0.95,拟合程度理想;其中,自变量人口密度p<0.01,说明人口密度与电视机、手机社会保有量显著相关;地区生产总值p<0.05,说明地区生产总值对电视机、手机社会保有量影响较为显著;人均可支配收入的p值均<0.1,表明其对社会保有量影响程度不明显。所以,在社会保有量预测中应充分考虑人口密度和地区生产总值的影响。

3 结论和建议

3.1 结论

本文通过时间序列Holt模型对长三角区域WEEE报废量预测。结果显示,2020—2050年电视机社会保有量将保持在0.6亿台左右,累计报废量达到35亿台。手机社会保有量为2.2亿台,是2010年的2倍,且增速为15%,其累计报废量将达到65亿台。因此,长三角WEEE回收潜力巨大,具有丰富的可再生资源。在对WEEE回收量预测的基础上,通过对长三角区域WEEE回收产业发展现状分析,发现长三角区域WEEE回收产业规模较大,但产值占比较低;回收体系中非正规回收渠道相对占比较大,导致正规回收企业产能过剩;地方性法律政策制定比较全面,涵盖WEEE回收的各项规定以及对回收企业的标准要求;公众对WEEE回收的意识比较强,宣传WEEE的危害以及合理规范回收在一定程度上起了一定的影响作用。未来,长三角地区WEEE回收产业的蓬勃发展将离不开地方政府政策的大力支持和指导。该行业的早期发展虽主要由政府驱动,随着废弃物回收需求的大量增加,政府主导将逐渐转为市场驱动。因此,政府应将积极引导回收需求,不断增强市场驱动力,对当地正规回收企业给予政策支持。本文虽对长三角地区的WEEE报废量进行了相关预测,但未对WEEE中关键金属,如金、银和钯等进行定量评估。因此,未来的研究方向应关注WEEE中多种关键金属回收量的评估。

3.2 政策建议

长三角区域WEEE回收产业已初见规模,为了更好地管理WEEE回收行业,促进其行业健康有序发展,本文提出以下建议:一是提倡区域合作,共用环境基础设施,降低基建成本,形成回收产业链,扩大规模经济;二是建立建设合理的废旧电子电器产品回收体系,整合正规与非正规回收渠道,鼓励发展新型“互联网+”绿色回收渠道,提高正规回收渠道所占比例,保证回收拆解企业“原材料”充足;三是完善WEEE回收网络体系,合理设置回收点覆盖范围,保证居民方便投放WEEE;四是搭建回收平台,规范回收流程,官方统计各区域的WEEE回收量,通过正规渠道和非正规渠道处理的数量,为制定政策提供决策依据;五是补贴鼓励回收拆解处理企业研发处理技术,减少污染环境可能性,降低WEEE回收处理成本;六是规范明确WEEE回收机制及补贴标准,加速更新周期,完善商业模式,促进WEEE回收产业发展;七是地方性政府既要加大支持力度,制定相关扶持政策,借鉴其他地区效果比较好的方法,又要发挥牵引作用,帮助回收企业保证WEEE的回收量。