循环经济是指在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、资源化活动的总称。传统的经济是资源从开采、利用、直到废弃的生命周期线性经济，而循环经济则是利用3R（Reduce,Reuse,Recycle）的原理，使所用资源最少、利用效率最高、产生废物最少、对环境影响最小的经济运行方式。从图1可以帮助理解这两种经济方式的区别。

　　传统生命周期模式，采自大自然的原料，经过供应商提供到制造厂，制造成成品后，经过分销商销售到用户手中，经过数年/数十年的使用，达到了产品寿命周期终点，最终成为垃圾被抛弃。这是线性经济的模式，这种模式不断吸取自然界资源来满足不断增加的人口需要，根据联合国《世界人口展望2022》，2022年世界人口约79.8亿；2030年预计人口约85.2亿；预测全球人口将在2080年代达峰（约104亿）。以有限的自然界资源来满足这样增长的人类需要，这显然不可持续。此外，还涉及碳排放引起气候改变，使大家认识到这种线性经济模式无以为继了。

　　而循环经济模式利用减量化、再利用、资源化3R的理念，学习自然生态系统物质循环利用的法则，尽可能地使用可再生资源和能源、废弃物资源化、废热和废水的回用，使工业的发展与自然生态和谐共生。

　　我国在《“十四五”循环经济发展规划》《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》等文件均将循环经济作为核心战略，立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，坚持节约资源和保护环境的基本国策，遵循“减量化、再利用、资源化”原则，着力建设资源循环型产业体系，加快构建废钢铁、废有色金属、废塑料、废旧轮胎、废旧动力电池等再生资源废旧物资循环利用体系，全面提高资源利用效率，提升再生资源利用水平，建立健全绿色低碳循环发展经济体系，为经济社会可持续发展提供资源保障。明确提出要推动化工园区循环化改造，构建绿色低碳循环产业体系。

　　我国以化工行业为核心的循环经济发展正处在从 “理念倡导”和“试点示范”向“系统化、规模化、深度化” 转变的关键阶段。

化工园区的绿色低碳闭环供应链系统 

　　如果人类也能仿照自然界生态过程物质循环利用的方式来规划工业生产系统，将一个生产过程产生的废弃物（或副产物）变成另一生产的原料，使得工业发展模式改成：资源—生产—产品—消费—废弃物再资源化，将原来的单向发展变成循环发展，这样就成为可持续发展。但直到1989年丹麦卡伦堡（Kalundborg）生态工业园进入公众视野，世界范围内才注意到这种工业共生循环经济思想已不仅是一种美好的理念，而是已成为成功的现实。21世纪工业园区转向生态工业园区（Ecological Industrial Park, EIP）循环经济的方向已历经35年。工业园区生态化经历了4种不同的范式：以废物处理为核心的末端治理范式；以生产过程改善为核心的清洁生产范式；以产品改进为核心的生命周期管理范式和以整体系统优化为核心的绿色发展范式。其中，前两种范式主要作用于单一过程或企业，产品生命周期范式主要作用于产业链层面，而系统优化范式则主要在园区整体层面表现为当前世界范围内普遍推行的生态工业园区 EIP、绿色园区和园区循环化改造等形式。在中国目前化学工业的生产总值已经有56%产自工业园区，其中能做到绿色园区或生态工业园区是少数，但正在朝这个方向努力。

　　所以，化工园区成为循环经济必然的主要承载地。例如，淮南煤化工园区聚力打造“零碳”产业园取得值得注意的进展。他们以入选国家《绿色低碳先进技术示范项目清单（第一批）》的普碳公司年产30万吨二氧化碳基聚碳酸酯多元醇项目（一期）为契机，以中安联合为龙头，锁定“固碳”一条龙技术，引进二氧化碳基聚碳酸酯多元醇、碳捕集综合利用等项目，构建了中安联合的CO₂（碳排放）→淮南金宏碳捕集综合利用项目（碳捕集）→普碳二氧化碳基聚碳酸酯多元醇项目（碳利用）→赛纬锂电池电解液项目（碳产业链延伸）的循环低碳经济产业链，形成了以产业链关联为纽带的CCU产业集群。 

　　放眼世界，现代的化工生态园区已归纳为以下几个共同的特点：①通过企业之间的物料和能量交换集成，提高资源的总体利用效率，因而可以降低成本，提高竞争力。例如通过跨工厂的能量阶梯利用和废热发电联产提高能源利用率，跨企业的废水重复利用，使新鲜水消耗总量下降。②先进的EIP都有完善的公用工程基础设施服务，使入园企业可以分享水、电、气/汽服务，使投资下降。通常是引入第三方专业公司（例如气体生产公司、水处理公司、物流公司等） 来进行专业服务。③园区功能多样。园区不仅是生产单位，也是员工的温馨生活园地，还应有好的社会服务。例如可达性好的交通运输，为物料运输及人员流动提供便捷的手段。④可持续发展的三维度经济—生态—社会统一协调发展。留有足够的绿地供景观设计，并考虑到与邻近周边城市的经济社会协调发展。一来用作园区的边界隔离和缓冲带，二来用作园区内部潜在的产生污染地区的隔离带，三来作为人员交流集聚地区的景观设计用地。⑤网络化知识共享。在企业数字化转型的基础上，园区内实现网络化的各企业和管理中心联网，企业可以分享到园区获得的信息，管理中心也可以监控到企业的信息，在紧急事故发生时可以切换到事故应急状态，进行统一的应急指挥管理。⑥园区内有发达的静脉产业，产生的废弃物尽可能要自行消解处理，尽量做到零垃圾废物排出。园区内的三种产业应该平衡发展：即生产企业—消费企业—分解业（静脉企业）；例如法国里昂的Salaise-Sablons EIP一共22家企业，不到1000名员工就包括2家静脉企业，而且这两家处理废物的企业员工占园区总员工数的30％左右。⑦尽量做到能源自给。新设计的EIP要最大化采用可再生能源，例如光伏发电、风力发电、生物质气体（Biogas）等，至少是部分能源要自行解决，这也是绿色化的标志之一。⑧新园区特别注意知识共享和创新，园区内配备一定的科学研发机构和/或技术中心，特别是环境保护科研机构，这也是园区保持活力和吸引力的原因所在。例如，荷兰调查了77家中、小企业倾向于生态工业园的原因是有更多的创新机会、更好地改进产品质量机会和新市场的机会（而不是资源优化利用使成本降低）。

　　我国现有国家认定的650家化工园区，只有极少数达到生态工业园区的要求，大多数还有较大差距，这是今后需要努力的方向。

化工废品回收产业的发展

　　化学工业内部各个子制造行业都有制成品生命终结之后的废品回收问题，这正是循环经济的要义所在，这里不能都一一介绍，只举最迫切的三个行业为例。

　　1.塑料行业

　　塑料行业是累计产量最大的制造行业，根据联合国环境规划署2021年发布的统计，1950—2017年间全球累计生产约 92亿吨塑料，而且到2030年之前还以4.1%的速率在增长。预计到2050年，全球塑料累计产量将增长到340亿吨。平均使用周期短、不当处置以及多年的累积效应造成了环境污染和资源浪费严重，是最需要循环利用的行业。而且在太阳光照射、生物降解和风化作用下，塑料会部分降解为微型（小于5 mm）或纳米（小于1000nm）颗粒，这些“微塑料”能吸附环境中的重金属、病原体和有机污染物，甚至造成海洋的污染，鱼类已经是普遍的受害者，通过食物链也威胁到人类的生命健康。

　　我国是全球最大的塑料生产国，塑料生产量占全球的 30%。统计显示，塑料制品产量约为0.8亿吨（按可比价计算）。其中，汽车制造占比较大，约占整体产量的60%以上，其次为建筑材料业。2022年我国产生废弃塑料6300万吨，其中被回收处置的仅有约30%，而填埋量为2016万吨、焚烧量为1953万吨，分别占比32%和31%。这种情况亟待改变成用化学方法来处理回收的塑料，使其资源化利用。目前我国塑料回收产业已形成了千亿级产值的产业。

　　从原料来源看，废旧塑料主要来自汽车制造和建筑施工。汽车制造占比较大，70%~80%的塑料用于汽车生产，而建筑施工中的塑料产量约为20%。资源化价值较好的工程塑料、瓶体类塑料等基本采取物理回收方式，实现了较好的回收利用；但占塑料产量45%左右的包装类塑料，特别是膜袋类塑料基本不具备开展物理回收的技术、经济条件。大量废弃塑料被直接混入生活垃圾中，尤其是近年来，电商、快递、外卖等行业逐渐成为塑料袋及塑料包装使用的重点领域，大量外卖塑料包装被丢弃在垃圾堆中。图2为高品质回收塑料的供需示意图。

　　所谓塑料废品主要的成分为PE、 PET、PP、PS和PVC，这五种塑料占据总废塑料的99.4%。不同种类的塑料在回收处理过程中需要采用不同的技术，因此，分类回收是废塑料处理的第一步。目前，企业主要采用人工分拣和自动化分拣相结合的方式，人工分拣依靠经验丰富的工人进行初步筛选；自动化分拣利用近红外光谱、X射线等技术实现精准分类；最新的发展是人工智能AI的应用。AI的作用就是在光传感器和红外光谱仪的帮助下，识别分类塑料废品，以决定它的去向，如图3所示。用傅里叶红外光谱仪配上卷积法神经网络或其他的神经网络对塑料废品进行分类，一般精确度都在80%以上，好的可以达到90%~95%。

　　从所用的处理技术来看，可以分为下列三类：

　　一是物理循环回收利用。又称机械回收，即仅改变废塑料的形状，并未改变其成分，也就是回收的废塑料磨成粉料，重新再注塑成各种零件。只有热塑性的塑料可以用这种方法。

　　二是化学循环回收利用。又可以分为化学裂解法和化学解聚法。化学裂解法：包括热解、催化裂解、催化氢解、共混裂解、微波裂解、部分氧化法、超临界溶剂法等技术，都是以热解为基础，能够处理不同类型塑料的混合物，废弃塑料在加或不加催化剂、高温条件下裂解，分子链分解成更小的中间产物，得到热解气体（C1~6）、液体油和蜡等。化学解聚法：通过不同的化学反应重新回收聚合物单体或将其转化为其他有用的化学品或材料，回收的聚合物单体在纯化后可再聚合为新的塑料。 

　　三是生物降解回收。值得注意的是今年《Nature》刊出的一篇文章称，找到了一种革命性创新可以实现塑料循环利用。称为Mura的技术把塑料加热到450℃放进200大气压不加氧气反应器，用超临界高压水使聚合物分解成石脑油（C₅~C₁₂,20%~30%）；蒸馏汽油（C₁₂~C₃₀,20%~30%）；重燃料油（C₂₀~C₅₀, 20%~30%）；重残渣油（C₅₀~C₁₀₀,10%~20%）。经过精馏分离得到这四类产品，其中第一类石脑油可以直接返回乙烯裂解炉成为再制造的原料，后面大分子的回收油只能作为燃料利用。这项发明之所以被称为“革命性”，不但因为它能处理过去分类为不可回收的塑料，而且因为不用燃烧因此CO₂排放比一般热裂解低80%。这个技术已经商业化，英国东北部已建成2.3万吨/年的工厂，后续德国、美国、新加坡、日本和韩国也在用Mura专利建厂。

　　2.动力电池

　　据国际能源总署（IEA），2021年全球新登记的电动汽车达到675 万辆，而中国是最大的电动汽车生产国，电动汽车产量占全球总库存量的60%。到2030年到期的EV电池估计达到100~120 GWh。预计到2025年底，全球累计电动汽车会达到5000万辆。目前世界上动力电池回收率到2023年只有10%左右，欧盟要求2025年回收率应达到65%，2030年达到70%。这个产业有很大的发展空间，所以2020年以来，这方面的研究论文明显多起来。

　　根据表1估算，新能源汽车用的锂电池一般寿命为5~6年，每年的汽车废电池淘汰速率在快速上升，如果回收率不上升，则会成为灾难。尤其是我国，2023年安装量为145GWh，实际规范化的回收率不足25%，每年均会有数百万台废弃电池淘汰下来，乃至上千万台废弃电池得不到规范回收处理。这个问题不解决，局面将不堪设想。

　　所以，发展动力电池回收利用产业是目前迫不及待的项目，也是一个相当大的市场。现在市场上的动力电池主要以磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰（三元）等为主。光大证券分析认为，2030年新能源汽车动力电池回收将成为千亿市场。其中，三元电池金属合计回收空间在均价情况下将达600亿元，磷酸铁锂电池的梯次利用和回收市场空间预计480多亿元。数据显示，仅2021年和2022年，国内电池回收企业的数量分别增加了2.5万家、3.5万家，目前总数已经超过7万家。

　　新能源汽车动力电池中，蕴含丰富的锂、钴、镍资源，具备良好的梯次利用价值和再生资源价值。我国镍、钴储量分别占全球的3%与1.1%，目前九成以上的镍、钴资源仍需进口。因此，回收提炼出的锂、钴、镍等高价值的金属材料可以相对解决我国原材料资源储量较小与我国巨大的新能源汽车市场需求不匹配的问题。像宁德时代这种国际知名企业，自行回收产业早已布局，镍、钴、锰的回收率已经达到99.3%，锂达到90%以上。到2035年后，公司循环利用退役电池中的材料就可以满足很大一部分生产需求。

　　3.废旧橡胶

　　中国是全球最大的橡胶消费国和废橡胶产生国。根据中国橡胶工业协会废橡胶综合利用分会的统计和数据估算，我国每年产生的废旧轮胎数量约在3.5亿条以上（约合重量超过1400万吨）。此外，还有大量其他来源的废旧橡胶制品。但是我国通过正规渠道回收的废弃橡胶制品数量还没有达到总量的一半。

　　废旧橡胶回收利用途径大致分下列四种：

　　一是废旧橡胶回收中废旧轮胎是大头，废旧轮胎回收利用最常用的方式便是旧胎翻新。在高超的技术下, 一条轮胎可以翻新多次，循环使用，每翻新一次，可重新获得相当于新轮胎60%~90% 的使用寿命, 也就是说一次翻新可以延长到其正常使用期的3/5到更多，多次翻新后，一条轮胎可以当两条或者三条轮胎来用，也就是增强了其的使用价值，降低了成本。可是我国翻新轮胎只占废弃轮胎的10%左右。芬兰法律规定轮胎厂商有回收旧胎义务，每年200万条废旧轮胎中有35万条被制成再生轮胎，100余万条分别用作燃料发电、道路建设或建材等，每年可为芬兰创造近12亿美元产值。

　　二是可以通过捆绑、裁剪等各种方式，将废旧轮胎进行改动，使其保留橡胶的原有价值。如因橡胶制品具有弹力，因此可以对旧轮胎进行裁剪，改装成船舶的缓冲防撞装置 ；同时橡胶制品的密度大，可以用作消音墙的建设中 ；可以对橡胶进行切割，将橡胶条进行编织，制成橡胶防护网、防滑垫等。同时，因为橡胶本身的特殊性质，橡胶具有高效的防范金属污染的性能， 因此可以将橡胶投入到受重金属污染的环境中，有效地吸收重金属分子，净化环境。

　　三是机械方法制成橡胶粉粒。通过常温粉碎法、低温冷冻粉碎法、水冲法等机械的方式将废旧橡胶粉碎，可以用来做改性沥青或塑胶跑道，提高材料的性能和使用寿命。

　　四是用热裂解方法把废橡胶制品制成裂解油，进入炼油厂的原料，变成燃料油或润滑油。

　　整个废弃橡胶综合利用行业的年产值预计在300亿~500亿元,是一个规模不小但利润薄、产业集中度有待提高的产业。国家发布的《“十四五”循环经济发展规划》《废旧轮胎综合利用行业规范条件》等文件，明确鼓励热裂解等先进技术，淘汰“土法炼油”作坊，推动行业规范化、规模化发展。橡胶回收行业正从传统的“胶粉、再生胶”向“绿色化、高值化、智能化” 方向转型。

挑战和发展前景

　　 2024年开始国家对建立循环经济的“静脉产业”引起特别重视，国务院办公厅印发《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》（国办法[2024]7号）要求：新增固体废弃物综合利用率达到 60%，主要再生资源年利用量达到4.5 亿吨，资源循环利用产业年产值达到5万亿元。但是，要完成这样的任务面临的挑战十分严峻。

　　1.我国“静脉产业”微利难续

　　我国的“静脉产业”还十分薄弱，经济上处于微利或亏损状态，难以为继，这种状态往往是由于主体责任不清造成的。德国、法国等国家均以法律的形式规定了包装链的企业必须要承担相应的废弃物处理责任，并要求各企业参与到包装物处理的废弃物行业组织中去，德国为此建立了专门的包装物回收处理协会，法国建立生态回收公司等，荷兰建立了垃圾处理管理理事会。法国有75%的包装物垃圾被顺利回收利用，德国有65%以上的包装物垃圾能够被回收利用，荷兰的包装物垃圾回收利用率也达到了60%。

　　又如明确动力电池回收的主体责任。日本是明确汽车厂商为主体，欧盟2008年国家开始强制实施废旧动力电池回收，并明确由电池生产商承担回收费用。美国国家国际电池理事会作为一个权威的电池回收第三方组织，不仅统筹各州的电池回收，并且具体细化到了电池回收的分类流程、规范等知识的普及。我国目前主要的回收模式有四种：一是以动力电池生产商为主，典型代表为宁德时代、中创新航和亿纬锂能；二是汽车生产商自建回收体系，以回收所售车辆的退役动力电池，典型代表为北汽新能源和比亚迪；三是生产商联合体主导的回收体系；四是由第三方回收企业主导进行回收，典型代表为格林美和天奇股份。工信部定期公布《废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单，截至2022年底，白名单企业达到88家。这种民间自发和政府指导形式能否适应当前动力退役电池快速发展局面？

　　只有责任主体明确了，政府该补贴的对象才能明确。静脉产业没有政府补贴是难以发展起来的，特别在创始阶段。这是日本经验证明过的。

　　2.政策与市场壁垒

　　“废物”跨区域运输、交易存在严格的行政壁垒和法规风险，阻碍了资源在更大范围内的优化配置。

　　又如，再生塑料产品的推广使用难。目前，全国范围内还没有政策对再生塑料产品的使用比例作出规定，再生塑料的大规模应用难以开展。有些公司可以生产多种高端再生塑料制品，出口至欧洲提供给各类汽车生产商，但国内市场有限。再生塑料价格因技术、回收成本等原因普遍比原生塑料材料价格要高一些，国内加工型企业少有使用。如果没有政策上规定必须使用再生塑料比例，好的再资源化产品只能提供外国。

　　3.标准体系不健全

　　 特别是对于“废弃物”变成“产品”的认定标准缺失。例如，用废塑料热解油生产的新塑料，其食品安全性认证（食品级接触材料）仍是巨大障碍。还有应加强新能源汽车动力电池溯源管理，组织开展生产者回收目标责任制行动，建立健全动力电池生态设计、碳足迹核算等标准体系，积极参与制定动力电池循环利用国际标准，推动标准规范国际合作互认等。

　　又如，国家标准化管理委员会已经发布了8个车用动力电池回收利用的相关国家标准，这标志着我国正在逐步建立电池回收利用的标准体系，但是目前已发布的标准体系还不能满足行业的发展要求。行业普遍关注的“剩余寿命评估规范”“回收处理报告编制规范”“动力电池行业碳核算方法”“动力电池绿色生产”等标准体系仍未出台。

　　4.废旧物品资源化利用的技术创新和管理制度创新

　　再生资源年利用量达到4.5亿吨，利用产业年产值达到 5万亿元，这需要众多创新技术才能够实现。每年4.5亿吨的廉价宝库，应该鼓励各行各业集中力量开发，正如前文所述，在高超的技术下，一条轮胎可以翻新多次，一条轮胎可以当两条、甚至三条用，而这种轮胎翻新技术我们尚不掌握。

　　从管理上看，这是一个产值万亿的新兴行业，其管理技术必然要求一系列创新。传统供应链中物质流为：资源—产品—废弃物的单向模式，并未考虑废弃物的回收问题，导致资源浪费及环境受损。鉴于此，越来越多的学者将闭环供应链应用于回收模式的研究上，最近将区块链技术运用于电池回收的闭环供应链上方兴未艾。2019年瑞典汽车生产企业沃尔沃与宁德时代、LG新能源两家汽车动力电池生产商达成协议，在业内首次采用区块链技术进行全球追溯用于生产电池的钴材料；2020年国内电池生产企业宁德时代、国轩高科等与长城、奇瑞等汽车生产企业联合区块链企业进行电池溯源区块链平台的联调联试工作等等。研究证明使用区块链技术，不论哪种回收模式，都比不用区块链从回收效率和成本收益都要好一筹。

　　从技术上看，回收物料的资源化利用还有许多课题有待研究开发。例如目前动力电池性能衰减机理、健康状态评价以及一致性检测等问题还没有相对有效的解决方案。又如，回收动力电池的梯次利用是指将回收的动力电池经过评估，筛选出性能较为优良的动力电池用于储能等领域，这方面无论从技术上和从管理上，我国都还没有形成气候。

结束语

　　遵循“减量化、再利用、资源化”原则，着力建设资源循环型化学工业体系，是我们一直努力的目标。化学工业不仅要自身形成循环经济体系，还要发挥化学“变废为宝”的特殊作用，协助其他行业形成资源循环型产业（例如，电力行业实施碳中和的CCU捕集和利用等），因而，化学工业率先发展循环经济有着特殊重要意义。

　　然而，我国化学产业的循环经济虽然有长足的进展，但与国家的规划和先进的工业国家发展水平还有很大的差距。各有关企业和政府的各级领导对于发展循环经济的理念还应该进一步提高。只有思想认识提高了，政府政策和企业规划才能体现循环经济的理念。

　　我们期待，除了废塑料回收产业还会有更多的千亿级的静脉产业出现，化工园区里会有更多的人在循环经济配套行业里就业。总而言之，在这个新兴产业一定会有更繁荣的前景。