線性經(jīng)濟使自然資源日益枯竭并對環(huán)境造成極大破壞,“自然資源—產(chǎn)品—再生資源”的循環(huán)經(jīng)濟模式應(yīng)運而生。城市生活源 固體廢棄物分選 及資源化作為循環(huán)經(jīng)濟的重要組成部分,近年來逐漸受到國家和市場重視。陶朗循環(huán)經(jīng)濟研究院和科茂化學(xué)回收研究院整理多年科研和商業(yè)發(fā)展成果,撰寫《中國城市固廢分選及資源化行業(yè)系列報告》。本系列報告分為“行業(yè)篇”、“市場篇”、“政策篇”、“企業(yè)篇”和“技術(shù)裝備篇”,本篇為第二篇:市場篇。
本篇要點:
1.“日本模式(精細(xì)化垃圾分類)”誕生于特殊時代背景,需長期公眾教育,系統(tǒng)總成本巨大,復(fù)制難度大,不適宜在中國推廣;“挪威模式(簡單分類+分選+資源化)”更符合中國國情,擁有在中國蓬勃發(fā)展的土壤和機會。
2.分選及資源化行業(yè)在歐洲歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展,政策相對完善且市場成熟;中國過去以末端處置為主要目標(biāo),分選及資源化發(fā)展空間狹窄。近年來,國家相關(guān)政策逐步建立健全,該領(lǐng)域開始起步,打下了良好的基礎(chǔ)。
3.供需因素加持下,分選及資源化的經(jīng)濟性逐漸凸顯,尤其是廢塑料化學(xué)循環(huán)技術(shù)的興起,給分選及資源化注入巨大的經(jīng)濟動力。
4.分選及資源化在上游 固廢減量化 和下游資源化再利用過程中起核心樞紐作用,憑借卓越的經(jīng)濟效益、減碳效益、資源替代能力,將成為碳中和時代環(huán)衛(wèi) 固廢行業(yè) 的“第二增長曲線”。
5.分選及資源化市場空間巨大,每年新增市場潛力千億級別,存量市場萬億級別,且全球最大市場在中國。
一、日本模式與挪威模式對比
業(yè)內(nèi)存在日本模式(精細(xì)化垃圾分類)與挪威模式(簡單分類+自動化分選+資源化)兩種發(fā)展模式的討論,陶朗循環(huán)經(jīng)濟研究院和科茂化學(xué)回收研究院經(jīng)過研究分析,認(rèn)為挪威模式更適宜中國國情,擁有在中國蓬勃發(fā)展的土壤和機會。
表1 日本模式和挪威模式對比
(一)日本模式——精細(xì)化垃圾分類
日本精細(xì)化垃圾分類模式誕生于特殊的時代背景和政策方向,投入了長期且巨大的社會成本,是長期發(fā)展逐步演變的結(jié)果,復(fù)制難度大、花費代價高、所需時間長,且回收利用率不高。從時間階段、成本收益、目標(biāo)結(jié)果等各方面考慮,日本模式不適用于中國國情。
1. 日本模式是長期發(fā)展逐步演變的結(jié)果,精細(xì)化程度舉世僅有。
早在1970年,日本政府頒布《廢棄物的處理及清掃相關(guān)法律》,由于引入了垃圾焚燒以逐步替代填埋,政府要求居民將家庭垃圾分為可燃和不可燃兩大類,可燃垃圾被送去焚燒以供熱和發(fā)電,不可燃垃圾則被送去填埋。90年代頒布《再生資源利用促進(jìn)法》,奠定了日本垃圾分類的基本大類,即可燃垃圾、不可燃垃圾、資源類垃圾、大件垃圾、電子廢棄物等。
經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展,日本資源類垃圾不僅有細(xì)致的小類劃分,還有極致的分類投放要求。例如:玻璃瓶要清洗干凈,有塑料瓶蓋的話要拆掉分別投放;牛奶盒要清洗干凈后剪開;塑料瓶瓶蓋瓶身和標(biāo)簽要分離,瓶身要洗干凈再壓扁,然后分別投放。
綜合考慮垃圾分類大類以及資源類垃圾細(xì)分小類,日本垃圾分類投放是十幾種分類投放及單獨收運的復(fù)雜體系,個別地區(qū)甚至高達(dá)51類細(xì)分。
2. 日本模式建立在特殊國情基礎(chǔ)上,且需要投入長期巨大的社會成本。
日本政府花費大量人力、物力和財力,經(jīng)過幾十年長期不懈的公眾宣傳與教育,才能夠?qū)⑷绱藦?fù)雜的垃圾分類規(guī)則宣傳到家喻戶曉的地步并監(jiān)督實施。
居民需按當(dāng)?shù)匾髮⒚糠N細(xì)分垃圾單獨裝袋,并按規(guī)定時間放在指定地點,以便收運。居民要為此投入大量時間和精力,消耗了巨大的社會成本。
另外,幾乎每個細(xì)分小類都有配套的單獨收集轉(zhuǎn)運、資源化再生或者末端處置系統(tǒng),這意味大量的物流與加工處理投入。
這樣的精細(xì)化分類及投放幾乎只有日本能夠做到,原因主要有兩點,一是日本人遵從性高;二是有大量家庭主婦可以在家完成細(xì)致的分類與分別裝袋,并按時間表等候收運車輛到來。
3. 日本模式?jīng)]有帶來很高的垃圾回收利用率。
在極致的分類情況下,日本生活垃圾回收利用率只有20%左右。主要原因有兩點,一是日本垃圾管理體系過于依賴焚燒,廚余、餐廚等有機廢棄物也被劃分為“可燃垃圾“而被焚燒處理;二是過去幾十年日本建設(shè)了大量垃圾焚燒廠,形成了龐大的既得利益集團(tuán),不僅得到了巨額政府補貼,也在一定程度上”綁架”了政府,使焚燒處置成為優(yōu)先路徑,從而阻礙了分類后的資源化和循環(huán)利用。
(二)挪威模式——簡單分類+自動化分選+資源化
相較于日本模式,“簡單分類+自動化分選+資源化”的挪威模式與我國現(xiàn)行垃圾管理模式在前端分類環(huán)節(jié)具有相似性,在收運、分選、再生環(huán)節(jié)具有很高的借鑒價值和可復(fù)制性,能夠在基本不增加民眾負(fù)擔(dān)和政府資源投入的情況下,大幅提升垃圾回收利用率。挪威模式已在歐洲多點開花,中國的客觀條件適宜該模式推廣和發(fā)展。
1. 挪威模式起源于對垃圾統(tǒng)籌管理的探索,初期與歐洲其他國家差別不大。
挪威模式最早發(fā)起于首都奧斯陸附近的7個城市聯(lián)盟。該聯(lián)盟于1991年共同出資組建了RoAF公司以統(tǒng)籌管理該地區(qū)垃圾分類、分選及資源化,早期與歐洲其他國家和地區(qū)差別不大。
2. 歐盟設(shè)定垃圾回收利用率目標(biāo),挪威模式助力提前達(dá)成。
2008年歐盟頒布《廢棄物管理框架指令》,設(shè)定“生活垃圾回收利用率要在2025年達(dá)到55%,在2035年達(dá)到65%”的目標(biāo)。
RoAF公司管理地區(qū)的生活垃圾回收利用率自21世紀(jì)初達(dá)到40%左右后,難以突破。為滿足歐盟要求,RoAF公司轉(zhuǎn)變了垃圾管理模式。首先,在前端取消“塑料類”垃圾袋/桶,居民不再需要單獨裝袋投放塑料垃圾,而是將其與其他干垃圾混合投放;其次,投放后的生活垃圾被統(tǒng)一收運到混合垃圾分選廠;接下來,采用自動化分選線,從進(jìn)料中細(xì)分出兩類金屬、多種塑料、兩類紙等可回收物,分別打包出售給下游資源化企業(yè)。
2014年,隨著分選廠投產(chǎn)及“干垃圾混合收集與焚燒前分選+資源化”模式的應(yīng)用,該地區(qū)提前達(dá)成“2025年生活垃圾回收利用率達(dá)到55%”的目標(biāo)。
3. 挪威模式在歐洲迅速普及,促使垃圾回收利用率大幅增長。
該模式成功運營后,在挪威乃至歐洲多國得以復(fù)制推廣,均取得明顯效果。挪威西海岸地區(qū)垃圾管理企業(yè)IVAR迅速復(fù)制該模式,并在分選中心基礎(chǔ)上進(jìn)一步投資了本地化塑料再生加工廠。項目投產(chǎn)兩年后,該地區(qū)生活垃圾回收利用率達(dá)到56.4%,可回收物回收率從28%提升至82%,提達(dá)到現(xiàn)歐盟目標(biāo)。此外,該項目通過“焚燒前分選”,有效避免了塑料廢棄物的焚燒,每年減少3萬多噸碳排放。荷蘭AVR垃圾管理公司等企業(yè)也迅速跟進(jìn),很快復(fù)制該模式的成功。
這些成功案例激發(fā)了歐洲其他地區(qū)政府與垃圾管理企業(yè)的興趣,多地區(qū)開始投建焚燒前分選中心。對分選中心的投入也為市場帶來顯著的再生資源原料增量,從而激發(fā)了對資源化工廠的投資,形成良性循環(huán)。近年來,歐洲塑料廢棄物收集量持續(xù)增長,且越來越多進(jìn)入到再生利用環(huán)節(jié),填埋比例明顯減少,焚燒比例目前維持穩(wěn)定,今后也將逐步下降。
4. 挪威模式對我國垃圾管理的借鑒價值。
(1)分類環(huán)節(jié):與我國有相似性。
挪威模式采用“可回收物+混合干垃圾+有機垃圾”的前端分類方式,與我國當(dāng)前生活垃圾四分類模式有一定相似性,皆為前端適度分類投放,這一點區(qū)別于日本的精細(xì)化分類。
(2)收運、分選、再生環(huán)節(jié):與我國不同,具有很高借鑒價值。
挪威模式的“干垃圾混合收運+自動化分選+資源化”對我國有很高借鑒價值。挪威合并兩類垃圾桶后,對混合干垃圾進(jìn)行集中分選,以塑料為代表的“可回收物”回收總量顯著提升,且由于自動化分選出料純度高,是資源回收市場的高品質(zhì)原料,更利于高值化再生。該模式能夠在基本不增加民眾負(fù)擔(dān)和政府資源投入的情況下,大幅提升垃圾回收利用率,值得借鑒學(xué)習(xí)。
二、固廢分選及資源化市場發(fā)展歷程
作為分選及資源化行業(yè)發(fā)源地,歐洲用大半個世紀(jì)時間探索城市固廢管理方式,從最初以填埋和焚燒為主,到3R理念和EPR制度興起帶來簡單分類和資源化出現(xiàn),再到政策提出強制要求促使分類、分選及資源化體系逐步完善。歐洲分選及資源化市場發(fā)展經(jīng)歷了從被動處理垃圾到科學(xué)管理垃圾,再到政策強制驅(qū)動,最終發(fā)展成熟、走向海外、引領(lǐng)全球的過程,值得其他國家和地區(qū)參考學(xué)習(xí)。
中國在上世紀(jì)八十年代以前主要依靠簡易處理,改革開放以后衛(wèi)生填埋成為主流,本世紀(jì)以來焚燒處置迅速崛起,近兩年超越填埋成為主導(dǎo)方式。過去幾十年,中國的固廢管理模式都以末端處置為目標(biāo),分選及資源化發(fā)展空間狹窄。近兩年,國家政策體系逐步建立健全,焚燒處置也遇到瓶頸,分選及資源化領(lǐng)域開始起步,現(xiàn)已打下很好的基礎(chǔ),具備蓬勃發(fā)展的潛力。
歐洲發(fā)展情況
表2 歐洲固廢分選及資源化市場發(fā)展歷程
(一)起始階段:戰(zhàn)后歐洲經(jīng)濟快速發(fā)展,垃圾體量快速增長,填埋和焚燒逐漸興起。
二戰(zhàn)結(jié)束后,歐洲進(jìn)入經(jīng)濟重建階段,工業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟活動恢復(fù),城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快,消費迅速增長,城市生活垃圾越來越多,各國規(guī)劃設(shè)立了專門的垃圾堆放場地。進(jìn)入六七十年代,越來越多的專業(yè)垃圾填埋場和焚燒廠投入運行。
(二)發(fā)展階段:末端處置無法根本解決垃圾問題,依托3R理念初步建立分選和資源化體系。
1. 單純依賴末端處置無法從根本上解決問題,3R理念被提出。
隨著垃圾量不斷增長,單純依賴?yán)┒颂幹脽o法從根本上解決問題,而且會陷入末端處置能力增長總是落后于垃圾產(chǎn)生量增長的惡性循環(huán)。在此背景下,3R理念被提出并得到廣泛認(rèn)同,即在生產(chǎn)和消費中把避免廢棄物產(chǎn)生放在首位(Reduce);如無法避免使用,則優(yōu)先考慮使用后的產(chǎn)品及包裝要循環(huán)再用,包括重復(fù)使用和再生利用(Reuse & Recycle);只有實在無法進(jìn)行資源化利用的剩余部分,才進(jìn)行末端處置(焚燒或填埋)。
2. 依托3R理念,垃圾分類投放和配套收運、分選及資源化體系開始建立。
德國是最早踐行3R理念的國家之一。1986年,德國頒布《廢棄物避免及處理法》,明確3R指導(dǎo)思想,鼓勵廢棄物資源化利用。該法規(guī)極大推動了垃圾分類投放和與之配套的收運及資源化體系快速發(fā)展。德國城鎮(zhèn)生活垃圾通過不同的垃圾桶/箱進(jìn)行分類投放和單獨收集,之后紙、玻璃等被分別送到對應(yīng)的再生工廠進(jìn)行利用,有機垃圾進(jìn)行堆肥或厭氧發(fā)酵,剩余垃圾則進(jìn)行填埋或焚燒予以末端處理。
這一階段的生活垃圾分類還推動了針對單獨收集的紙、玻璃等物料的分選+資源化的市場需求及項目投資。主要原因是,即便實行分類投放和收集,誤投現(xiàn)象仍難避免,收集到的物料會混有目標(biāo)物之外的其他雜質(zhì),必須通過分選進(jìn)行去除,才能便于資源化再生加工。但這一時期的分選技術(shù)較為初級,相當(dāng)程度上依賴人工分揀,機械化分選手段主要有篩分、色選、磁選、風(fēng)選等。
(三)提速階段:生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度被提出,政府制定回收率法定目標(biāo),促使分選及資源化體系逐步完善。
1. 為解決與日俱增的包裝廢棄物,生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度(EPR)被提出。
由于包裝廢棄物在城市生活垃圾中占比越來越高,且具有更大的回收利用潛力,歐洲各國政府和研究機構(gòu)開始針對包裝廢棄物建立新的管理體系,推動減量與資源化利用。
1990年,生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度(EPR)概念被首次提出。EPR制度指出,應(yīng)將產(chǎn)品生產(chǎn)者對其產(chǎn)品及包裝承擔(dān)的資源環(huán)境責(zé)任從生產(chǎn)環(huán)節(jié)向上游延伸到產(chǎn)品設(shè)計,向下游延伸到流通消費、回收利用、廢物處置等全生命周期范疇。
2. 為落地EPR,歐洲提出包裝廢棄物回收率法定目標(biāo),進(jìn)一步促進(jìn)分選+資源化體系健全、技術(shù)進(jìn)步和眾多企業(yè)崛起。
德國是最早落地EPR的國家之一,1991年頒布《包裝法》,要求產(chǎn)品生產(chǎn)廠家以及進(jìn)口商或分銷商必須為其產(chǎn)品包裝全面負(fù)責(zé),包括回收消費后產(chǎn)品包裝,并對其中有再生價值的部分進(jìn)行再利用或循環(huán)再生;還針對金屬、紙、塑料、玻璃等材質(zhì)的包裝設(shè)定了回收率目標(biāo)和考核機制。
在該制度下,生產(chǎn)商組成生產(chǎn)者責(zé)任組織來共建包裝廢棄物收集和回收網(wǎng)絡(luò),但收集到的包裝廢棄物往往是塑料、金屬、紙基包裝等多種材質(zhì)的混合物,只有通過分選工藝按照不同材質(zhì)及其他參數(shù)進(jìn)行精細(xì)化分離,獲得單一材質(zhì)物料流,才能更好地進(jìn)行資源化再生利用。這推動了分選技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,因為此前分選的主要任務(wù)是針對較為單一的材質(zhì)進(jìn)行雜質(zhì)剔除,現(xiàn)在分選的主要任務(wù)是對混合物料進(jìn)行細(xì)分,以獲得高純度的單一材質(zhì)物料,為資源化工廠提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)料。
經(jīng)過多年發(fā)展,歐洲該領(lǐng)域誕生眾多領(lǐng)先企業(yè),如德國“綠點系統(tǒng)(Green Dot)”及相應(yīng)運營企業(yè)得到歐洲及北美地區(qū)認(rèn)可和廣泛復(fù)制;愛爾蘭Irish Packing Recycling公司將都柏林及周邊地區(qū)40萬戶居民約10萬噸/年包裝廢棄物分選出約7.5萬噸/年可回收資源,用以資源化利用;意大利Montello公司在米蘭、貝加莫及倫巴第部分地區(qū)回收超過15萬噸/年廢塑料,制成新包裝、日用品及建筑材料等;德國Titech公司首先實現(xiàn)以近紅外(NIR)光學(xué)識別+高壓空氣吹噴組合為技術(shù)特色的高速自動化光學(xué)分選設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)與工業(yè)化應(yīng)用,相較于簡單分選能夠更好地滿足下游資源化企業(yè)對原料的需求,該公司于21世紀(jì)初被挪威陶朗集團(tuán)全資收購。
(四)成熟階段:分選+資源化在歐洲成為生活垃主要處置路徑,行業(yè)日趨成熟,領(lǐng)先企業(yè)紛紛出海,布局全球。
近年來,歐洲市場得到長足發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計,僅德國就有上千個垃圾分選廠、上百個焚燒發(fā)電廠、數(shù)十個機械-生物處理廠(MBT),整個垃圾管理與資源化行業(yè)雇傭20萬從業(yè)人員,創(chuàng)造約每年500億歐元產(chǎn)值,成為國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)。
同時,歐洲市場孕育了一大批行業(yè)領(lǐng)先企業(yè),如綠點公司已在歐洲乃至全球多個國家落地;Alba(歐綠寶)、Remondis等垃圾管理公司業(yè)務(wù)也實現(xiàn)國際化;以Titech/陶朗為代表的分選設(shè)備企業(yè)和以Stadler、Sutoco等為代表的分選中心整廠設(shè)計與設(shè)備集成商則強強聯(lián)合,將先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備出口到世界各地。