（产业经济学专业论文）资源循环利用的应用模型及政策研究.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 党的十六大提出全面建设小康社会目标:预计到 2020 年，我国全面实现小康社 会，gdp 将在 2000 年的基础上再翻两番。如果按照传统“ 三高” 的粗放型经济增长模 式，我国的资源供给远远不足以支撑经济的高速增长。因此，以资源循环利用为核 心的循环经济在中国未来 10 年的经济社会发展中必将盛行，必须牢牢抓住循环经济 这一理念以指导中国未来经济发展。 循环经济的核心是资源循环利用。本论文先阐释并论证这一理念，后在系统论 思想的指导下，运用物质流动平衡分析法和系统动力学的方法，从全社会、产业以 及企业三个层面建立资源循环的数理结构模型和政策变量及技术环境变量对资源利 用的系统动力学模型；从全社会、产业及企业三个层面评析我国资源循环利用的状 况；针对我国资源循环利用的进展与差距，建立相应的政策制度保障。 本文在理论与实践结合的系统研究中，重点分析阐述了以下内容： 通过分析循环经济理论演进、基本内涵及资源循环利用的基本内涵、经济价 值和生态价值，从循环经济“ 3r” 原则的角度，论证资源循环利用和循环经济的关系 循环经济的核心是资源循环利用。 构建反映全社会、产业及企业三个层面的资源循环利用的数理结构模型，并 给出测定全社会及产业之间资源循环利用效率的方法和公式；建立政府政策和技术 环境对资源循环利用的系统动力学控制模型，并在假定条件下作关于三种政策环境 和三种技术环境的系统仿真。 根据我国资源循环利用的现状，分析建立我国资源循环利用的调控体系；并 从法律、技术、资金筹措、宏观调控等方面探索建立资源循环利用的政策制度保障。 本文的创新之处在于： 1、对产业的分类方法。模仿自然生态系统生产者、消费者以及分解者的关系， 将产业划分为产品制造产业系统、消费产业系统和静脉产业系统。 2、从全社会、产业以及企业三个层面建立资源循环利用的模型。在系统论思 想的指导下，将资源循环利用过程抽象为数学模型。 3、研究方法创新。运用系统动力学的方法研究资源循环利用。 关键词：循环经济资源循环利用系统动力学资源循环利用模型 重庆大学硕士学位论文英文摘要 ii abstract the 16th party congress submited the goal of comprehensive building an affluent society: it is expected that in 2020, our affluent society come true fully, and gdp is four times in 2000. according to the traditional three high extensive economy growth mode, the resources available are far from adequate to support the rapid economy growth. therefore, in the next 10 years, resources recycling which is the core of the recycling economy will prevail in the economic and social development of china. we must firmly grasp this concept to guide chinas future economic development. the core of recycling economy is resources recycling. firstly, this paper explained and reasoned the concept, secondly, in guidance of system theory, made use of the material flow balance analysis method and system dynamics, from the whole of society, industry and enterprise established three levels of the structure models of resources recycling and the systems dynamics model for policy variables and technological environment variables to resources recycling, thirdly, made assessment on the condition of china s resources recycling from the three dimensions of society, industry and enterprise, finally, according to the progress and the gap of china s resources recycling, put forwards the corresponding policies and systems. the theory and practice of systematic research in this paper, analysis focuses on the following: analyzed the theory evolution and basic content of recycling economy, and the basic content, the economic value and ecological value of resources recycling, from the 3r principlesperspective, demonstrated the relations between recycling economy and resources recycling the core of recycling economyis resources recycling. established the structure models of three levels of society, industry and enterprise resources recycling, and gave the measurement methods and formulas on the efficiency of social and industrial resources recycling, and established the system dynamics models for government policy and technical environment to resources recycling and made simulations of the three policy environment and three technology environment on certain assumption. on the basis of the current state of china s resources recycling, established the regulations and control systems of china s resources recycling, and from the respects of the law, technology, financing and etc, explored and established macro- control policies and systems of resources recycling. 重庆大学硕士学位论文英文摘要 iii the innovations in this paper as follows: 1. industrial classification. replicating of the relationship among producer, consumer and disintegrator in an ecosystem, the writer will be divided into manufature system, consumption industries system and “ intravenous industries”system. 2. establishing the resources recycling models of three levels of society, industry and enterprise. in the system theory s guidance, the process of resources recycling abstracted the mathematical models. 3. the innovation in the methods of research. the writer made use of system dynamics to research in resources recycling. key words: recycling economy, resources recycling, system dynamics, the model of resources recycling 重庆大学硕士学位论文1 绪论 1 1 绪 论 1.1 研究背景 人与自然是人类社会永恒的主题。17 世纪人类社会进入工业革命阶段，工业 化进程加快，改造自然的能力大大增强，经济社会取得长足的进步，创造了几倍 于几千年来创造的物质财富。然而长期以来，在“ 人主导自然，人支配一切” 的片面 发展观的指引下，自然界被深深的打上人类活动的印记。随之而来的是自然灾害 频繁爆发 大自然报复了人类，给人类敲响了警钟：人不可能征服自然。 19 世纪五六十年代中国开始进入工业化阶段。在半个多世纪的发展历程中， 长期受“ 发展压倒一切” 、“ 高耗费、高增长” 等传统发展观的影响，人与自然的矛盾 变得异常尖锐，已经出现资源危机、生态危机。 1.1.1 资源危机 2003 年中国地质科学院报告指出，除煤之外，中国所有的矿产资源目前都处 于紧张之中，今后两三年内将面临资源短缺，进口依赖度增加，这可能危及国家 安全。改革开放以来，中国工业化进程突飞猛进，经济总量成倍扩张，已跃居世 界第六大经济实体。然而，高速的经济增长是以资源的巨大消耗和资源的低效率 使用为代价。 从 1990 年到 2001 年， 中国石油消费量增长 100%， 天然气增长 92%， 十种有色金属增长 276%。50 多年来，中国 gdp 增长 10 多倍，而矿产资源消耗 增加 40 多倍。单位 gdp 所消耗的矿物原料比发达国家高 24 倍，能源利用效率 只有 32%左右，比国外先进水平低 10 个百分点，单位 gdp 能耗是发达国家的 3 4 倍。此外，有关资料显示中国耕地在 19571986 年间，每年减少 53.5 万公顷； 1993 年和 1994 年每年平均减少 40 万公顷。1994 年全国耕地总面积为 9467 万公 顷，人均耕地已不足 0.08 公顷，大大低于世界人均占有耕地 0.37 公顷的水平。我 国经济正处于高速增长期，人与自然的矛盾从未像今天这样紧迫。目前中国已成 为煤炭、钢铁、铜等资源的第一消费大国，继美国之后的世界第二石油和电力消 费大国。2005 年以来，“ 电荒” 、“ 煤荒” 、“ 油荒” 接踵而至。资源危机、能源短缺已 是 21 世纪中国发展必须直面的难题。 1.1.2 生态危机 一个世纪以来，由于世界人口的增长，工农业生产的发展，加上战争和社会 动乱，人类干预自然界的规模和强度不断地扩大和深化，全球多处出现森林覆盖 面积缩小、草原退化、水土流失、沙漠扩大、水源枯竭、环境污染、环境质量恶 化、气候异常、生态平衡失调等等现象。20 世纪 30 年代美国西部由于滥垦滥牧， 植被遭到破坏，导致三次“ 黑色风暴” 的发生。1934 年 5 月 911 日的“ 黑色风暴” 重庆大学硕士学位论文1 绪论 2 以每小时 100 多公里的速度，从美国西海岸一直刮到东海岸，带走 3 亿多吨表土， 毁坏数千万亩农田。50 年代苏联盲目开荒，也先后出现过几次“ 黑色风暴” ，使 3 亿亩农田受害。非洲撒哈拉大沙漠在 19681974 年期间，每年向南延伸 50 公里， 使萨赫勒地区生态平衡遭到严重破坏，直接威胁当地人民的生活和发展。 当前中国的环境和生态平衡也遭到严重破坏。江河湖海普遍受到污染，全国 75%的湖泊出现不同程度的富营养化。 江河断流、 地面沉降、 湖泊萎缩、 滩涂消失、 天然湿地干涸、水源涵养和调节能力下降、大旱之后接大涝、大涝之后接大旱的 现象频繁。大气环境污染严重，尤其是城市空气污染。酸雨污染突出，国土面 积的三分之一左右受酸雨影响。固体废物和噪声污染日益突出，电子垃圾产生 的高峰期已经来临。2003 年有关部分监测的 401 个城市中，21%的道路交通噪声 超标。352 个城市中近一半区域环境噪声超标，有些城市属重度污染。全国沙漠 和沙化土地总面积达 174.3 万平方公里，占国土面积的 18%。沙化面积不断扩张， 20 世纪 90 年代前 5 年平均每年扩展 2460 平方公里，后 5 年平均每年则高达 3436 平方公里。生物多样性锐减。全国共有濒危或接近濒危的高等植物 4000 至 5000 种，占我国高等植物总数的近 20%。同时，外来物种入侵加剧，导致原有生物群 落衰亡。 1.2 问题的提出 1987 年世界环境与发展委员会的我们共同的未来报告第一次阐述可持续 发展的概念，得到国际社会的广泛共识。可持续发展，即指既满足当代人的需求 又不损害后代人满足需求的能力。换句话说，就是指经济、社会、资源和环境保 护协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护 好人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境，使子孙后 代能够永续发展和安居乐业。 20 世纪 60 年代，美国经济学家鲍尔丁提出的“ 宇宙飞船理论” ，即阐述了循环 经济理念。循环经济作为一种新的经济发展范式被提出，是对传统的经济发展观 （“ 先发展，后治理” ）的修正，很快被世界各国所认同。在发达国家，如德、日、 美、瑞典、丹麦等开始实施，并取得了一些初步成果，但仍在探索阶段，尚未形 成完整成熟的体系。 怎样将循环经济理念落到实处，以指导经济发展？循环经济的核心内涵是什 么？资源循环利用的理想结构是什么？怎样评价资源循环的效率和监控、调节 它？以怎样的政策及制度保障、促进资源循环利用？本篇论文将着重讨论以上五 个方面的问题。 重庆大学硕士学位论文1 绪论 3 1.3 有关资源利用的理论综述 目前，已有的关于资源利用的成熟理论主要有 ricardomalthus 模型、 hotelling 模型、markal 模型等。 1.3.1 ricardomalthus 的人口 资源分析模型 ricardomalthus 模型在不考虑技术进步的前提下，运用人口动力学中使用的 lotkavolterra 的猎手 猎物模型 （predatorpreymodel） ， （其中人被视为猎手而资 源则被视为猎物） ，构造了一个普适的关于可再生资源与人口变动之间的均衡模型， 并将此模型用于解释复活节岛文明的兴起与衰落，描述了一种发生在人口与资源储 备之间的周期性调整的“ 盛宴 饥荒” 模式。同时还阐述了其他可能因人口过度繁殖 及内生资源退化而衰落的文明。 ricardomalthus 模型包括三个主要因素： 第一是马尔萨斯的人口论提出的人口 增长可能超过产品增长，从而引起随之而来的痛苦的调整过程；第二个要素是假设 一个所有人共享共用的开放性的可再生资源的存在。马尔萨斯曾指出：缺乏明确界 定的财产权，将加剧人口增长带来的负面影响。而这一开放性的可再生资源正是不 完全财产权的极端情形；第三个要素是 ricardo 的实时产品结构模型。 该模型没有考虑技术进步因素，对于复活节岛例子是适当的，但若用之观察现 代社会则是不恰当的，因为技术进步是现代社会发展的主要推动力。 1.3.2 不可再生资源开发利用的 hotelling 模型 美国数理经济学家 harold hotelling 的经典论文 可枯竭资源经济学 ， 奠定了不 可再生资源经济学的坚实基础,其结论被称为 hotelling 规则。hotelling 指出，一个有 限资源（如煤炭或石油）的均衡价格以等于利率的均衡速率随时间增长。如果年利 率是 a%，则均衡价格每年应增长 a%。需要指出，他说的是存量的自然资源（即未 开采资源）价格，因此： 某种资源的价格=开采边际成本+运输边际成本+其作为自然资源的价格。 hotelling 指的价格是最后一项。在论文中他回答了“ 决定一个有限资源价格的因 素是什么” 问题，即某种资源的现行价格这样确定：其价格以利率速度增长，当价格 增长到某一高位时，对该资源的需求等于零，正好在此时，该资源被全部耗尽。其 巨大影响在于它部分说明了自然资源价格应该怎样变动。 可耗尽资源的“ 社会价值” 用于判定这种资源的开采方式具有合理性。其边际单 位产出或开采的总社会价值是用为得到该单位产出社会愿意支付的价格来度量的社 会净价值是总价格减去开采该单位产出的成本： 0)()( t eqcqp 其中 p 为资源价格，c 为资源开采总成本，为常数。当拉格朗日乘数为常 数时，此条件的经济学解释是：沿着最优开采路径，与任何时刻相联系的 重庆大学硕士学位论文1 绪论 4 )()(qcqp的值必须具有一个统一的现值。也就是要求)()(qcqp以速率 增 长： t eqcqp )()(社会最优 若知道)(qp和( )c q函数具体表达，可以求解得到用和 t 表示的),(tq。将 其代入约束条件可求得。 1.3.3 能源管理和利用中的 markal 模型 marakl 模型就是国际能源总署(international energy agency，简称 iea)根据 能源技术系统分析研究计划 (energy technology systems analysis program，简称 etsap)在 20 世纪 80 年代初开发的。 markal 模型是由能源数据库及线型规划模 型两部分所组成的一个局部（不完全）均衡模型(partial equilibrium model)。 能源数据库组成如下表所示： 数据库组成内容 能源服务需求一国之各部门 (包括工业、住宅、商业、运输等使用能 源的各部门) 在未来数十年内各期的能源服务 (energy service) 需求。 能源技术目前既有及规划期间可能的能源转换、 处理与终端使用 技术。能源技术资料内容包括：投资成本、固定及变动 运维费、使用年限、使用能源类别、效率、可用度、输 出及最大市场穿透力预估等。 初级能源供应包含未来数十年各种能源（煤、油、气、核能、水力和 其它各种再生能源等）的自产数量、进口量与价格。 表 1.1 能源数据库表 table1.1 the table of the energy database 线型规划模型 markal 模型本质上应用提供的有用能源需求来确定满足该需求的最佳能源 供应以及使用终端设备的网络。模型的优化目标是在满足各种有用能需求下规划期 内能源系统贴现的总供能成本最低。具体数学模型如下： 令 xi 表征调查到的能源与物质系统行为，系数 ci 是它们的单位成本，在初始 化问题中目标函数的最小化用向量符号表示为： min c = min (c x) 约束条件为： axb 此处 ci 不仅仅依赖于（关于能源、需求、污染、废品产出）的初始值。对任一 技术，成本 ci 能够被分解到众多的部分中，最重要的是投入成本、固定/可变运行及 重庆大学硕士学位论文1 绪论 5 维护成本、燃料成本；a 为系数矩阵，而向量 b 表征外生的给定资源（能源需求， 资源使用限制以及相关的技术可行性，排放配额） 。 markal 模型为单一目标的线型规划。在能源服务需求、能源技术与初级能源 供应等各项资料齐备基础上，markal 可以求得成本最小化的最优解，即能源系统 的可行 (feasible) 且最优（optimal）的能源技术以及能源使用组合。它主要用于解决 区域内工业、商业、建筑及交通等领域的能源总需求，以及评价新能源以及满足环 境排放限制的能源技术。 1.3.4 三种模型的评价 通过对以上三种关于资源利用经典模型的阐述，我们可以看到，每个模型在分 析人类面临的可再生资源的可持续利用以及不可再生资源的最优化利用问题时都具 有较大的局限性。如 hotelling 模型虽然可以得出不可再生资源的最优开采路径，但 它没有考虑可再生资源对不可再生资源的替代因素，同时也不能充分说明如何保障 资源的可持续利用。markal 模型为单一目标的线型规划，求解的结果是唯一最 优解，放弃了其它次优解，且不能解决多个具有冲突性目标的最优化问题。此外， markal 模型将能源服务需求设为外生给定，与现实经济体系的状况不相符。从另 一方面看，这三个模型又具有良好的互补性。 ricardomalthus 模型虽然没有考虑技 术进步对资源利用的影响，但蕴含了资源可持续利用的思想。只要从市场的价格反 馈机制出发，确定不可再生资源（主要是矿产资源）供给不足所必需的替代量，并 将科技进步因素考虑进来，就可以得出资源可持续利用的状态描述。 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 6 2 循环经济与资源循环利用 2.1 循环经济概述 2.1.1 循环经济溯源 循环经济的思想萌芽可以追溯到环境保护兴起的 60 年代。 “ 循环经济” 一词， 首先由美国经济学家 波尔丁提出。其“ 宇宙飞船理论” 可以作为循环经济的早期 代表。大致内容是：地球就像在太空中飞行的宇宙飞船，要靠不断消耗自身有限 的资源而生存，如果不合理开发资源、破坏环境，就会像宇宙飞船那样走向毁灭。 因此，宇宙飞船经济要求一种新的发展观：第一，必须改变过去那种“ 增长型” 经济 为“ 储备型” 经济；第二，要改变传统的“ 消耗型经济” ，而代之以休养生息的经济； 第三，实行福利量的经济，摒弃只看重生产量的经济；第四，建立既不会使资源 枯竭，又不会造成环境污染和生态破坏，能循环使用各种物资的“ 循环式” 经济，以 代替过去的“ 单程式” 经济。 20 世纪 90 年代之后，循环经济迅速兴起，并为国际社会广泛认同，在瑞典、 德国、 日本以及美国等发达国家迅速应用于经济实践。 瑞典形成“ 生产者责任” 模式； 日本形成“ 立法” 模式，建立“ 循环型” 社会等。 1998 年我国引入德国循环经济概念，确立“ 3r” 原则的中心地位；1999 年从可 持续发展的角度对循环经济发展模式进行整合；2002 年从新型工业化的角度认识 循环经济的发展意义；2003 将循环经济纳入科学发展观，确立物质减量化的发展 战略；2004 年，提出从不同的空间规模：城市、区域、国家层面大力发展循环经 济。 2.1.2 循环经济内涵 循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“ 减量化、再利用、 资源化” 为原则，以低消耗、低排放、高效率为特征的可持续经济增长模式。即在 经济发展中，遵循生态学规律，将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续 消费等融为一体，实现废物减量化、资源化和无害化，使经济系统和自然生态系 统的物质和谐循环，维护自然生态平衡。 循环经济的本质是生态经济，它要求运用生态学规律而不是机械论规律来指 导人类社会的经济活动。与传统经济相比，循环经济的不同之处在于：传统经济 是一种由“ 资源产品污染排放” 单向流动的线性经济， 其特征是高开采、 低利用、 高排放。在这种经济中，人们高强度地把地球上的物质和能源提取出来，然后又 把污染和废物大量地排放到水系、空气和土壤中，对资源的利用是粗放型的和一 次性的，通过把资源持续不断地变成为废物来实现经济的数量型增长。而循环经 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 7 济倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式。它要求把经济活动组织成一个“ 资源 产品再生资源” 的反馈式流程，其特征是低开采、高利用、低排放。所有的物 质和能源要能在这个不断进行的经济循环中得到合理和持久的利用，把经济活动 对自然环境的影响降低到尽可能小的程度。循环经济为工业化以来的传统经济转 向可持续发展的经济提供了战略性的理论范式，从根本上消解长期以来环境与发 展之间的尖锐冲突。 循环经济要求以“ 3r” 原则为经济活动的行为准则。减量化原则(reduce)，要 求用较少的原料和能源投入来达到既定的生产目的或消费目的，进而到从经济活 动的源头就注意节约资源和减少污染。减量化有几种不同的表现。在生产中，减 量化原则常常表现为要求产品小型化和轻型化。此外，减量化原则要求产品的包 装应该追求简单朴实而不是豪华浪费，从而达到减少废物排放的目的。再使用 原则(reuse)，要求制造产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用。再使用原则 要求抵制当今世界一次性用品的泛滥，生产者应该将制品及其包装当作一种日常 生活器具来设计，使其像餐具和背包一样可以被再三使用。再使用原则还要求制 造商应该尽量延长产品的使用期，而不是非常快地更新换代。再循环原则 (recycle)，要求生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源， 而不是不可恢复的垃圾。按照循环经济的思想，再循环有两种情况，一种是原级 再循环，即废品被循环用来产生同种类型的新产品，例如报纸再生报纸、易拉罐 再生易拉罐等等；另一种是次级再循环，即将废物资源转化成其它产品的原料。 原级再循环在减少原材料消耗上面达到的效率要比次级再循环高得多，是循环经 济追求的理想境界。 2.1.3 循环经济理念 循环经济理念是在全球人口剧增、资源短缺、环境污染和生态蜕变的严峻形 势下，人类重新认识自然界、尊重客观规律、探索经济规律的产物，其主要特征 如下： 新的系统观。循环经济系统是由人、自然资源和科学技术等要素构成的大系 统。循环经济观要求人在考虑生产和消费时不再置身于这一大系统之外，而是将 自己作为这个大系统的一部分来研究符合客观规律的经济原则， 将“ 退田还湖” 、 “ 退 耕还林” 、“ 退牧还草” 等生态系统建设作为维持大系统可持续发展的基础性工作来 抓。 新的经济观。在传统工业经济的各要素中，资本在循环，劳动力在循环，而 唯独自然资源没有形成循环。循环经济观要求运用生态学规律，而不是仅仅沿用 19 世纪以来机械工程学的规律来指导经济活动。不仅要考虑工程承载能力，还要 石嘴山市经济网循环经济简报第 15 期。 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 8 考虑生态承载能力。在生态系统中，经济活动超过资源承载能力的循环是恶性循 环，会造成生态系统退化；只有在资源承载能力之内的良性循环，才能使生态系 统平衡地发展。 新的价值观。循环经济观在考虑自然时，不再像传统工业经济那样将其作为 “ 取料场” 和“ 垃圾场” ，也不仅仅视其为可利用的资源，而是将其作为人类赖以生存 的基础，是需要维持良性循环的生态系统；在考虑科学技术时，不仅考虑其对自 然的开发能力，而且要充分考虑到它对生态系统的修复能力，使之成为有益于环 境的技术；在考虑人自身的发展时，不仅考虑人对自然的征服能力，而且更重视 人与自然和谐相处的能力，促进人的全面发展。 新的生产观。传统工业经济的生产观念是最大限度地开发利用自然资源，最 大限度地创造社会财富，最大限度地获取利润。而循环经济的生产观念是要充分 考虑自然生态系统的承载能力，尽可能地节约自然资源，不断提高自然资源的利 用效率，循环使用资源，创造良性的社会财富。在生产过程中，循环经济观要求 遵循“ 3r” 原则：资源利用的减量化原则，即在生产的投入端尽可能少地输入自然 资源；产品的再使用原则，即尽可能延长产品的使用周期，并在多种场合使用； 废弃物的再循环原则，即最大限度地减少废弃物排放，力争做到废弃物的零排放， 实现资源再循环。同时，在生产中还要求尽可能地利用可循环再生的资源替代不 可再生资源，如利用太阳能、风能和农家肥等，使生产合理地依托在自然生态循 环之上；尽可能地利用高科技，尽可能地以知识投入来替代物质投入，以达到经 济、社会与生态的和谐统一，使人类在良好的环境中生产生活，真正全面提高人 民生活质量。 新的消费观。 循环经济观要求走出传统工业经济“ 拼命生产、 拼命消费” 的误区， 提倡物质的适度消费、层次消费，在消费的同时就考虑到废弃物的资源化，建立 循环生产和消费的观念。同时，循环经济观要求通过税收和行政等手段，限制以 不可再生资源为原料的一次性产品的生产与消费，如宾馆的一次性用品、餐馆的 一次性餐具和豪华包装等。 2.2 资源循环利用 2.2.1 资源循环利用的概念 资源循环利用是指根据资源的成分、特性和赋存形式对自然资源综合开发、能 源原材料充分加工利用和废弃物回收再生利用，通过各环节的反复回用，发挥资源 的多种功能，使其转化为社会所需物品的生产经营行为。 对此应当有两个基本认识：首先，资源短缺和市场需求是资源综合利用的根本 陈德敏教授，博士论文资源循环利用论 ，2004 年。 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 9 引导力量。其次，资源循环利用的根本推动力是科技进步。每当新技术出现总会开 拓出新的资源领域及新的使用方式，推动资源综合利用不断向广度和深度发展。 图 2.1 资源循环利用示意图 fig 2.1 the process of resources recycling 2.2.2 资源循环利用的基本特征 客观性：也可称为内在规律性，是指资源循环利用的出现是人类社会经济发展 进程中所必然出现的一种社会生产和再生产方式，是不依人们的意志为转移的社会 经济发展的客观现象，是人类社会发展到一定程度之后的面对有限的资源与环境承 载力所做出的必然选择。 科技性：资源循环利用的出现和发展以先进的科技作为依托。只有通过不断的 技术进步，才能实现更大范围和更高效率的资源循环利用，同时不断拓展可供人类 使用的资源范围，从源和流两个方面解决人类所面临的资源短缺和生态环境保护问 题。 系统性：资源循环利用是一个涉及到社会再生产领域各个环节的系统性、整体 性经济运作方式。在不同的社会再生产环节上，它有不同的表现形式，但不能因此 将其割裂开来看，只有通过整个社会再生产体系层面的系统性协调，才能真正实现 资源的高效循环利用。 统一性：包括两个层面的含义。第一层含义是指通过资源循环利用的社会再生 产方式，既可以解决人类目前所面临的资源、环境两大危机，又能实现人类社会经 济的可持续发展，因此资源循环利用与人类社会经济发展和生态环境保护的统一。 第二层含义是指资源循环利用无论是在社会再生产的宏观层面还是在产业和企业的 中微观层面，物质生产与产品流通实现形式都体现于资源的循环利用。 能动性：资源循环利用是人类对自身面临的资源和环境危机的理性反思的产 物，是人类对客观世界认识的进一步深化。 2.2.3 资源循环利用的生态价值 资源循环利用的生态价值，表现在资源循环过程不会或尽可能少的向外界排 陈德敏教授，博士论文资源循环利用论 ，2004 年。 物 质 资 源 投 入 生 产 使 用 过 程 废 弃 物 产 生 利用与再利用 自身再利用 用于新的生产过程 可再生资源循环利用 回收 资源回收利用 回收副产品 最终废弃物 处置 消 费 过 程 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 10 放废弃物，消减对生态系统的影响，同时，对资源的净消耗减少，减轻自然生态 系统的压力，减少对自然生态系统的人为破坏。 热力学第二定律（熵增定律） ：封闭的系统，熵的总量不断趋于增加，最终将 走向热寂状态。但如果系统能不断从外界获取负熵（信息、能量等） ，那么系统仍 然可以有序发展。再者，物质状态，无论是物理状态还是化学状态，都可以相互 转换，只是转化过程需要耗散能量。因此，如果人类能更多更有效的利用太阳能， 则完全可以实现物质在人类社会体系中的完全循环而不产生所谓的废弃物，解决 目前人类所面临的各种生态危机、资源危机。 资源循环利用的生态价值，可以通过地球自然生态系统的进化过程得到完美 的论证。上个世纪 90 年代，工业生态学理论的主要探索者之一勃拉登 阿伦比 （braden rallenby）提出了工业体系三级生态系统的进化理论。借助三级生态 系统进化理论，我们可以更容易理解资源循环的生态价值。 一级生态系统（type i ecology） 形成初期的生态系统即属于一级生态系统。生态系统组成、结构简单（甚至 是单一） ，以生命形式使用物质与能量资源的组成部分在数量和种类上都是较少 的。相对而言，地球环境中潜在的资源是无穷无尽的，以至于生命形式的存在与 发展对可利用的资源总量基本上没有影响。在资源无限的前提下，生命形式生长 代谢而产生的废物也是无限的。资源在单一的生态系统组成部分中线性流动，即 物质与能量流动独立地进行。其物料流动如图所示。 图 2.2 一级生态系统物料流动图 fig 2.2 the material flowing of type i ecology 工业生态学的观点认为，工业文明初期，工业体系运行方式与地球生命的最 初阶段十分类似。当时的工业体系非常简单，在很大程度上生产与消费是一些相 互不发生联系的线性的物质与能量流动的叠加，而且对产生的废物不加处理和利 用。随着工业体系迅速发展，地球资源消耗越来越庞大，并将各种能降解的或难 以降解的“ 废物” 都丢弃给地球， 废物累积呈现出无限化趋势。 一级生态系统的运行 方式是建立在资源极大富足条件下的，不考虑资源利用的效率和持续性，造成地 球资源极大的浪费，必然引发资源危机，而且没有资源化的废物积累也会产生严 重的环境问题。 引邓南圣工业生态学 理论与应用（上） ，化学工业出版社，2002 年。 无限的资源无限的废物 生态系统 组成部分 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 11 二级生态系统（type ecology） 随着生态系统的进化，生态系统的组成和结构趋于复杂和庞大，系统所能利 用的资源越来越有限，生命体之间的联系变得更为紧密，由此形成更为复杂的物 质与能量流动网络。在二级生态系统中，物质和能量流动限制在系统附近区域， 物质与能量的流动量可以很大，但流入和流出该区域的资源和废物非常少。二级 生态学类型中准循环性的物料流动如图所示。 图 2.3 一级生态系统物料流动图 fig 2.3 the material flowing of type ecology 二级生态系统较一级而言更有效率，但从长远来看，显然也不具有可持续性。 因为物质与能量流动的方向是单一的“ 下流式” ， 其结果必然是资源不断减少和废物 不断增加。二级生态系统仍未实现物质与能量的循环利用。因此，在二级生态系 统内部资源和废物的进出量则受到资源数量与环境容量的共同制约。 三级生态系统（typeecology） 自然生态系统的进化最终将以完全循环的方式运行。在三级生态系统中，资 源与废物没有实质差别，一种生物的代谢废物对另一种生物来说就是资源。整个 生态系统与外部的联系就只有吸取外部的太阳能。三级生态系统中循环性物料流 动如图所示。 图 2.4 一级生态系统物料流动图 fig 2.4 the material flowing of typeecology 能量与 有限的资源 有限的 废弃物生态系统 组成部分 组成部分组成部分 能量 生态系统 组成部分 组成部分组成部分 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 12 在三级生态系统内，物质与能量的流动复杂而活跃。整个系统受太阳能驱动， 物质来源于系统本身，又消化于系统本身，被充分利用而没有废物产生。这种生 态学类型的物质与能量循环在时间尺度和空间规模方面与一级或二级生态系统都 有较大的差异。 早在人类工业文明前，自然生态系统就已经在漫长的进化历史过程中，形成了 近乎完美的三级生态系统，使地球生命得以持续发展。而现代工业系统是一个不 可持续的子系统，正艰难地，部分的从一级生态系统向二级生态系统过渡。工业 生态学的观点认为，由于人类控制自然生态系统的能力不断增强，现代工业系统 必然与可持续的三级生态系统发生冲突，人类必须解决这一矛盾，使人类社会与 自然生态系统得以持续协调地发展。 allenby 提出“ 理想工业系统” ， 它包括四类基 本组成：资源开采者、处理者（制造商） 、消费者和废料处理者（如图 2.5 所示） 。 理想的工业系统并不要求是完美的三级生态系统，因为自然生态系统具有一定的 生态进化功能，能将部分废弃物分解再转化为自然资源。当工业系统产生废弃物 的速度小于生态进化速度，生态系统就能维持正常运转，人类社会就可以实现可 持续发展。 图 2.5 理想工业生态系统模式 fig 2.5 the mode of ideal industry ecosystem 2.3.4 资源循环利用的经济价值 资源循环利用的经济价值表现在以下几方面：其一，资源循环利用，废弃物 被资源化，其直接经济价值增加。其二，资源循环利用，向自然界排放的废弃物 减少，减少了生态环境恶化的可能性，间接增加资源化的生态效益。其三，资源 循环利用，减少了对自然资源的直接耗用，为人类的持续发展保有大量的存量资 源，增加人类可持续发展的可能性，间接增加资源化的社会收益。 从直接成本收益来看，产品在经过消费过程或直接报废，其经济价值减少为 零，甚至有时为了消除废弃物对自然界的影响不得不花费一定成本处理后再排放。 如果这些废弃物能被资源化再次进入生产领域，其价值必然增加。这个过程的经 济利润表现为废弃物资源化后的价值扣除该过程发生的成本。当资源化后的价值 有限的 资源 有限的 废弃物 资 源 开 采 者 废 物 处 理 者 消 费 者 加 工 者 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 13 大于其成本时， 这种行为是有利可图的。 在传统的“ 资源产品污染排放” 单向流 动的线性经济下，生产的末端过程和消费后，根本不重视废弃物资源化的价值， 将一些有再利用价值的“ 废弃物” 被一并抛弃。 废弃物资源化后的经济价值等同于一 次利用资源的价值，其成本主要表现为收集成本、分类成本以及转化成本等。在 循环经济理念深入民心，大众环保意识普遍形成后，废弃物的收集成本和分类成 本将大大降低。因此，废弃物资源化的成本主要集中于其转化成本，它又取决于 转化的技术可行性和低成本性。当一项先进的废弃物转化技术出现和推广后，将 有大量的废弃物转化为资源，资源循环的效率也将大大提高，其经济价值是巨大 的。因此，发展循环经济，则全社会必须营造积极的技术创新环境和技术转化环 境。 从间接成本收益来看，废弃物资源化的经济价值远远大于其直接经济价值。 废弃物资源化的间接价值取决于废弃物的社会成本和资源化的社会收益。废弃物 的社会成本主要是废弃物排放到自然界后，对自然生态系统的生态影响，造成生 态恶化，而由此导致的社会经济损失。其资源化的社会收益表现为资源化后减少 了对自然资源的直接耗费，为人类的持续发展节约了大量存量资源，增加了人类 可持续发展的可能性。通常这两项受主观因素影响很大，难以精确量化。但可以 确定的是废弃物资源化的社会收益大于其私人收益，废弃物的社会成本远远大于 私人成本。因此，废弃物资源化对社会的净收益是远大于私人收益的。正因为如 此，废弃物资源化存在严重经济负外部性，企业废弃物资源化的积极性较低。所 以政府必须采用税收、补贴等政策消除其外部性，鼓励企业或私人将废弃物资源 化，对废弃物资源化的企业实行减税或直接的经费补贴。 2.3 资源循环利用是循环经济的核心 2.3.1 资源循环利用的必然性 资源的有限性决定中国必须实现资源的循环利用。中国的基本国情是人口众 多，资源相对贫乏，生态环境脆弱。在资源存量和环境承载力两个方面都经不起传 统经济形式下高强度的资源耗费和环境污染。十六大提出全面建设小康社会目标： 到 2010 年我国 gdp 要在 2000 年的基础上翻一番。经济仍然需要保持较快的增长。 如果沿用传统“ 三高” （高消耗、高能耗、高污染）粗放型发展模式，那么我国现有 的资源和能源供给几乎不可能继续支撑高速的经济增长，严重影响社会经济发展的 可持续性。我国是一个资源大国，已探明的 49 种主要矿产的储量，居世界第三位， 但人均占有量仅为世界人均量的 1/41/2。据有关资料，我国部分矿产可开采年限： 铁矿约 70 年，铜矿约 69 年，钨矿约 15 年，汞矿约 18 年，原油约 19 年等。如果不 能找到可供开采的后备资源，这些资源必将很快耗尽。因此在利用现代科技找到更 重庆大学硕士学位论文2 循环经济与资源循环利用 14 多后备矿产资源的同时，必须不断开发资源综合利用技术，全面促进资源的循环利 用。 当前面临的经济、社会、环境问题决定了中国必须实现资源循环利用。我国 资源具有明显的双重性：资源总量大而人均拥有量低，在工业化进程中人口增长过 快而资源相对短缺，经济增长与资源供给始终存在尖锐的矛盾。矿产资源是国民经 济的基础，是制约一个国家经济和社会发展的重要因素。随着经济社会的迅速发展， 对矿物能源和矿物资源的需求将急剧增长。但是我国在矿产资源的开发利用方面浪 费现象十分严重，其综合回收率仅 40%50%。工业生产中浪费也很大。我国每万 美元的 gdp 能耗接近 20 吨标准煤，是发达国家的 510 倍，每年浪费能源近千万 吨的标准煤。未被利用的那部分能源和资源成了“ 三废” ，加上未能有效综合利用的， 不仅浪费资源还严重污染环境。 2.3.2 循环经济的核心是资源循环利用 全国人大环境与资源委员会曲格平教授 2000 年在发展循环经济是 21 世纪的 大趋势中明确提出：“ 所谓循环经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学 规律而不是机械论规律来指导人类社会的经济活动；循环经济倡导的是一种与环境 和谐的经济发展模式， 它要求把经济活动组织成一个 资源产品再