资源循环利用基地建设模式与案例研究

文/张佳琪 林朋飞 温宗国 李越 丁相彬 傅岱石

一、研究背景

随着城镇化的快速发展，日趋增多的城市垃圾已成为全球公共卫生领域、经济发展领域及生态环境领域共同面临的问题。采用填埋、堆肥、焚烧等技术原理处置城市多源固废（生活垃圾、餐厨废弃物、园林垃圾、建筑垃圾、可回收垃圾、城市污泥等）是减少城市垃圾存储量的传统途径。由于固废处置设施大多单独选址，工程建设布局较为分散，各类固废处置设施单独运行、资源效率低，设施之间缺乏有效协同，产生的能、水、渣的代谢未能实现科学化处理，导致城市固体废物的综合利用率较低、二次污染或副产物问题突出。

建设资源循环利用基地，是完善城市功能的重要举措。资源循环利用基地通过科学规划选址，集中建设可进行协同处置的多类固废处置设施集群，打通处置过程中不同项目设备间的物质流与能源流，最大限度地做到城市固废的无害化、减量化、资源化。资源循环利用基地是对城市废弃物进行分类利用和集中处置的新型城市功能区，为集中、高效、安全地处置城市垃圾提供了创新方案[1]。

二、资源循环利用基地建设进程

我国资源循环利用基地建设与发达国家相比虽然起步较晚，但也取得了一定的进展与成果。我国推行资源循环利用基地最早开始于20 世纪90 年代，1996 年深圳率先提出的“环境园”概念是资源循环利用基地的早期雏形。

2006 年8 月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》首次将建设“循环经济示范企业和产业园区，再生资源回收利用市场和加工示范基地”列为“十一五”建设期间的重大工程和项目，我国开始在重点行业领域开展城市固体废物综合利用与资源再生回收体系。

2011 年9 月，国务院印发《“十二五”节能减排综合性工作方案》，通过建设城市餐厨废弃物资源化利用和无害化处理示范工程、“城市矿产”资源综合利用示范基地、废旧商品回收体系城市示范试点等推广城市固废资源循环利用。

2017 年11 月，国家发展改革委办公厅、财政部办公厅、住房和城乡建设部办公厅联合印发了《关于推进资源循环利用基地建设的指导意见》（发改办环资〔2017〕1778 号），提出“到2020 年，在全国范围内布局建设50 个左右资源循环利用基地”的要求[1]。自此，国内掀起了资源循环利用基地建设的新热潮。

截至目前，全国多地已启动了城市资源循环利用基地建设项目。2018 年9 月，国家发展改革委、住房和城乡建设部发布《关于建设国家资源循环利用基地单位的公示》，经评估筛选出符合条件的备案基地共50 家，主要集中在北京、江苏、河南、山东、浙江、四川、广西、山西、河北等地，为推进全国资源循环利用基地建设提供了基础与经验。

三、资源循环利用基地建设特点

从已备案城市资源循环利用基地的公示规划方案来看，基地建设主要基于当地废弃物的种类及产生量、分类、收运、处置方式，结合城市近期发展需求与现有资源再利用项目，提出建设的总体思路、主要目标与任务、重点支撑项目等，同时根据基地建设内容优化功能区划与布局形式、搭建项目间物质与资源流通网，从而形成具有区域特色的城市废弃物协同处理和资源化高效利用模式[2]。

（一）建设类型与内容

资源循环利用基地可分为以生活垃圾处置为主和以城市固废综合资源化利用为主两种类型。在建设内容上，前者侧重生活垃圾的无害化处置，同时再利用其他类城市固废处置过程中产生的水、热、能源，如北京市朝阳区资源循环利用基地、中国环保（临沂）生态循环产业园、大理市资源循环利用基地、邯郸市资源循环利用基地等；后者则在无害化处置前，对多源固废精细分类，细分出建筑垃圾、废弃电子产品、塑料、金属、纺织品、报废汽车等类别，再将其制造为可利用的产品，高效实现物质的再生与资源化，如襄阳市老河口资源循环利用基地、滨州市资源循环利用产业基地、北方（定州）再生资源循环利用基地、湖北省松滋市资源循环利用基地等[3]。

（二）基地建设功能区划

资源循环利用基地一般分为固废综合处理区、资源回收利用区、科研宣教办公区3 大功能区，其中资源回收利用区又可细分为再生资源区、清洁能源区、回收拆解区。

固废综合处理区以城市固废的最终处置为目的，区域建设以生活垃圾填埋场或生活垃圾焚烧发电厂为主导项目，还可包含餐厨处置厂、建筑垃圾等一般工业固废处置厂、医疗垃圾等危险废物处置厂。

资源回收利用区以城市固废资源化、再利用为目的，该区域内集合了多个领域的循环利用工厂，其中包括：回收拆解类型的企业，如报废汽车拆解厂、废旧电器拆解厂、铅蓄电池拆解厂、物资（金属）回收中心；清洁能源的企业，如再生水厂、热电中心；再生资源的企业，如污泥处理厂、污水处理厂、各类（塑料、工业废油、废纸、废钢、废旧轮胎、废电池）再生企业等。

科研宣教办公区是以进行科研、教育与宣传活动为目的，为基地提供环保科技服务、办公配套、环保设备研发与制造等[4]。

以城市生活垃圾处置为主的基地其功能区划以固废综合处理区为核心；以城市固废综合资源化利用为主的基地其功能区划中固废综合处理区与资源回收利用区并重。

（三）重点项目运营方式

基地内固废综合处理区的生活垃圾处置项目运营方式主要采取PPP、BOT 模式投资建设，即政府和企业之间达成协议，由政府向企业颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设固废处置基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务；资源回收利用区中的建设项目与设施多由企业投资建设；科研宣教办公区一般由政府作为投资主体统一建设[5]。

（四）资源循环利用链构建

基地内资源循环利用链建设主要以打造“以垃圾为源头的内循环”与“以产品为始端的外循环”为目标，基于落地项目与设施特点，构建项目间的水循环链条（回用水）、气循环链条（填埋气发电）、电循环链条（焚烧发电）及热循环链条（余热循环）。以城市建设生活垃圾处置为主的资源循环利用基地为例：

①打造以垃圾为源头的内循环。生活垃圾运输至焚烧厂进行焚烧发电，产生的电力输送至园内物流车充电站，产生的余热通过地下供热管线为企业办公、员工生活供暖，焚烧炉渣送至卫生填埋场填埋；餐厨垃圾、城市污泥预处理及焚烧发电过程中产生的废水、填埋厂产生的渗滤液经处理后补充园区绿化用水或生产用水；餐厨垃圾处理厂、建筑垃圾处理厂、废弃物资源化处理企业处置过程中产生的不可用残渣送到卫生填埋场填埋，填埋过程产生的沼气用于发电并网[6]。以此构成基地内项目设施间的物质与能源链接。

②打造以产品为始端的外循环。焚烧产生的电力输送至电力网供周边居民生活用电；餐厨垃圾、园林废弃物经处理后生产为微生物肥料菌剂，用于有机农业、土壤植被修复等；建筑垃圾、其他可回收废物经资源化项目产出为建材产品、其他加工产品或再生制品[7]。以此构成基地与城市间的物质与能源链接。（见图1）

图1 资源循环利用基地物质能源链搭建示意图

四、典型案例研究：张家港市静脉科技产业园

（一）建设思路与目标

张家港市是江苏省内的一座中小型新兴港口工业城市，全市面积999 平方公里，常住人口约143 万人，生活垃圾日均产生量超过1800 吨。张家港市静脉科技产业园位于张家港南丰镇东部，园区建设以提升城市废弃物综合利用和处置水平、优化各类固废处理处置设施布局、带动环保装备制造等新兴产业壮大、加强区域研发和创新能力为总体思路，以成为系统性解决张家港城市垃圾的新兴产业化基地与静脉产业的科创高地为目标，主要处理生活垃圾、餐厨垃圾、市政污泥、病死动物、本地产报废汽车、一般工业固废及部分危险废物。园内资源循环利用企业以工业固废旧产品拆解、加工、综合再利用、橡胶和塑料再生产品制造、化工原料再生等为主，配套物流产业及环保设备生产企业。

（二）科学规划空间布局

园区规划布局坚持“同类集聚、协同优化、安全保障”3 大原则：同类集聚是指按照项目设施功能及技术原理将焚烧类、填埋类、研发装备制造类等分门别类的集聚布局；协同优化是指对存在物质或能量交换的项目就近布局，如就近布局有机固废处置类与焚烧类项目以便协同处置沼渣，就近布局再生资源加工类与危废处置类项目以便协同处置机油、线路板等危险废物；安全保障是指为减弱“邻避效应”，按照建设标准设置足够距离和面积的绿化防护区，使环境风险相对较高的终端处置设施尽可能远离居民生活居住区。园区规划形成“两区、十中心”的总体格局，其中“两区”是指终端设施协同处置区、新兴技术转化引领区；“十中心”是指能源中心、填埋中心、有机处置中心、危险废物处置中心、再生资源利用中心、污水处理中心、研发中心、中试/工程中心、环保装备制造中心、宣教会展与生活管理中心。（见图2）

图2 张家港市静脉科技产业园布局示意图

（三）强化多源固废协同处置

张家港市静脉科技产业园的最大亮点在于科学高效的多源固体废物园区化协同处置模式，具体构建流程如下：①通过对城市固体废物流的定量化分析，以满足处理需求为约束，以总成本最小化为目标函数，确定可采用的最优化工艺技术；②基于园区规划，依托现有项目设施，结合新增项目技术特点，以处置残余物为介质搭建技术间协同耦合链条；③通过计算资源/能源消耗及污染物排放量，结合项目间的协同共生关系优化处置技术规模；④利用协同处置工程投资决策多目标优化模型，评估技术协同后的经济效益，以强化资源集约利用、减少工程投资与运营管理投入，并通过优化项目设施间关联物质的交易价格吸引投资者；⑤采用能值分析法、生态网络分析法（ENA）、社会网络分析法（SNA）对园区的共生代谢系统网络进行解析，评判园区共生代谢系统的稳定性，以及各协同处置项目是否达到互利共生。

五、资源循环利用基地优化建议

当前，国家高度重视生态文明建设，积极发展循环经济产业，大力推进低碳经济。建设具有中国特色的资源循环利用基地，既是缓解资源环境瓶颈约束的重要举措，又是新形势下实现经济增长的客观要求，开展资源循环利用更是落实“双碳”战略的重要举措之一。展望未来，我国资源循环利用基地建设还需从以下方面进行优化提升：

（一）探索区域固废系统性解决方案

系统解决区域城市固废问题，不仅需要关注产业园或基地内资源回收、综合利用、无害化处置等末端项目设施建设，还应做好城市固废的源头减量、分类投放、收集与运输等前端基础工作。要立足于产品全生命周期控制源头资源消耗，以点带面逐步推进垃圾分类工作，创新多源城市固废回收模式，建设专业运输体系并完善监管制度，强化终端处置设施技术能力，从而提升区域固废处置效率。

（二）研发固废资源化利用关键技术

科学分析、认真筛选适合城市发展阶段、社会经济基础、环境资源属性以及当地固废分类水平的工艺技术。搭建产（企业）—学（高校）—研（科研机构）—政（政府与行政管理部门）全方位的科技创新、应用与推广平台，优先构建适用性强的策略与模式，如基于城市规模与居民生活习惯的垃圾分类收集收运策略、基于能值分析的资源循环利用基地产业共生网络模型等。研发针对性强的处置技术与管理平台，推广应用效果好的固废协同处置技术模式与管理经验，切实解决基地建设运营效率、共生网络弹性和风险安全保障难题。如基于多源遥感的垃圾堆场高精度识别技术、基于物联网的生活垃圾收集收运智能管理平台、城市多源垃圾高精细分选技术和装备、资源循环利用基地建设多主体投资决策模型、基地建设能源—环境—经济综合评价及多目标优化模型、基地固废—水—能系统耦合及智能优化调控平台等[8]。

（三）推广固废园区化协同处置模式

基于城市发展需求与基地规划定位，结合多源城市废弃物代谢特征、土地地理空间结构、现有项目类型与位置、处置技术特点及规模、新增项目与现有项目协同效能，统筹划分资源循环利用基地功能区，科学优化空间布局，合理安排项目设施选址，围绕基地内水、气、电、热及物质、能量循环，提升基地二次污染处理与控制设施、基础生产生活配套设施的共享与管理，多维度构建固体废弃物处置项目设施设备间的物质代谢链网与协同共生系统，确保城市固废处理处置过程中的物质流、能量流、价值流、信息流畅通。