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山西废钢再生利用影响因素及资源化潜力评估

冯琳 袁进 何泓 邓天陆

冯琳,袁进,何泓,等.山西废钢再生利用影响因素及资源化潜力评估[J].环境工程技术学报,2023,13(4):1544-1551 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220824
引用本文: 冯琳,袁进,何泓,等.山西废钢再生利用影响因素及资源化潜力评估[J].环境工程技术学报,2023,13(4):1544-1551 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220824
FENG L,YUAN J,HE H,et al.Assessment of influencing factors and resource potential of scrap steel recycling in Shanxi Province[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(4):1544-1551 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220824
Citation: FENG L,YUAN J,HE H,et al.Assessment of influencing factors and resource potential of scrap steel recycling in Shanxi Province[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(4):1544-1551 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220824

山西废钢再生利用影响因素及资源化潜力评估

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20220824
基金项目: 山西省发展和改革委员会研究项目
详细信息
    作者简介:

    冯琳(1999—),女,硕士研究生,主要从事循环经济与固体废物管理系统优化研究,fl_fenglin99@163.com

    通讯作者:

    袁进(1967—),男,研究员,主要从事废弃资源循环与碳中和技术政策研究,yuanjin@tyut.edu.cn

  • 中图分类号: X753

Assessment of influencing factors and resource potential of scrap steel recycling in Shanxi Province

  • 摘要:

    探究山西省内废钢再生利用影响因素及资源化潜力对加快循环经济发展、促进钢铁行业绿色低碳转型具有积极意义。在PEST(political、economic、social、technological)模型的基础上利用主成分分析法识别山西省废钢再生利用影响因素;运用系统动力学、生命周期法、GM(1,1)模型对2021—2035年山西省废钢资源化潜力进行综合评估。结果表明:山西省废钢再生利用的影响因素可归纳为企业综合实力、行业政策环境和行业市场环境3个方面;山西省废钢资源化潜力较大,废钢资源利用量将在2021—2030年快速增加,在2030年后趋于稳定。为提高山西省废钢资源化利用水平,促进行业高质量发展,提出以下政策建议:培育规范化、大型化的废钢再生利用企业;提升行业智能化信息水平,强化企业科技创新能力;加强市场监管力度,引导市场良性发展。

     

  • 图  1  山西省废钢资源量的系统动力学流图

    Figure  1.  System dynamics flow diagram of scrap steel resource in Shanxi Province

    图  2  各情境下山西省废钢资源化潜力发展趋势

    Figure  2.  Development trend of scrap steel resource potential in Shanxi Province under various scenarios

    图  3  山西省废钢资源化潜力预测

    Figure  3.  Prediction of resource utilization potential of scrap steel in Shanxi Province

    表  1  影响废钢再生利用指标变量

    Table  1.   Influencing index variables of scrap steel recycling

    目标层准则层指标层指标说明
    山西省废钢再生利用量 政策环境 X1(废钢加工行业增值税退税比例[11] 由于税负过重导致废钢加工企业开票后经营亏损,无利可图,影响行业良性发展
    X2(符合废钢加工行业准入门槛的山西省企业数量[12] 随着废钢加工行业准入门槛的抬高,将促使钢铁行业规范化、规模化发展,有利于钢铁企业发展
    X3(低碳发展要求[13-14] 短流程炼钢是低碳炼钢的重要工艺,而废钢是该工艺的主要原材料,因此将该指标用于量化对山西省低碳发展的重视程度
    经济环境 X4(铁矿石价格[15] 铁矿石作为长流程炼钢的主要原材料,与废钢互为替代品,其价格变化时刻影响着废钢价格
    X5(废钢价格[16] 废钢作为短流程炼钢的主要原材料,其价格变化将带来废钢加工行业的成本变化
    X6(钢坯价格[16] 钢坯是指用于生产钢材的半成品,其价格变化亦会影响废钢价格市场
    社会环境 X7(山西省生铁产量[15] 减少长流程生铁生产是钢铁行业源头控碳的重点方向,因此生铁供给端变化会影响废钢加工利用
    X8(山西省钢材产量[16] 社会供给端的钢材产量反映了钢铁行业的供需格局,一定程度上影响着废钢资源利用市场规模化发展
    X9(山西省粗钢产量[16] 粗钢产量的变化代表了钢铁企业的生产任务布局,体现了钢铁市场的基本行情,反映了钢铁行业的发展态势
    X10(山西省建筑业房屋竣工面积[17] 60%左右的钢材作为建筑用钢被消费,故房屋竣工面积能在一定程度上反映用钢需求
    X11(废弃资源利用业研究与试验发展人员数量[18] 山西省钢铁工业粗放发展,多数废钢铁加工利用企业规模小,从业人员少且专业化程度较低
    X12(山西省报废汽车量[19] 以轿车为例,钢铁占汽车材料的56%,因此报废汽车量与废钢社会回收量息息相关
    科技环境 X13(钢铁冶炼压延行业研究与试验发展经费投入[20] 钢铁产业是具有代表性的传统产业,只有加大行业科研经费投入,才能支撑未来钢铁行业迈向零碳新征程
    X14(钢铁冶炼压延行业企业有效发明专利数量[20] 钢铁企业有效发明专利数量的增加将为企业带来新的技术变革,提升企业创新实力,增强企业资源化利用潜力
    X15(废弃资源综合利用业科技投入[18-20] 加大废弃资源综合利用的科技投入能够助力废钢加工行业规模化发展
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    表  2  主成分提取分析

    Table  2.   Principal component extraction analysis

    成分提取载荷平方和旋转载荷平方和
    总计方差贡献率/%累计/%总计方差贡献率/%累计/%
    成分19.664.364.35.536.936.9
    成分22.717.782.05.335.672.5
    成分31.38.790.72.718.290.7
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    表  3  最大方差旋转后的因子模型

    Table  3.   Factor model after maximum variance rotation

    指标成分1成分2成分3
    X70.9360.167−0.005
    X20.8310.499−0.165
    X140.8280.3400.046
    X110.8280.4100.072
    X150.7520.534−0.091
    X12−0.1340.5230.744
    X1−0.169−0.9350.038
    X80.4340.890−0.064
    X100.4110.875−0.119
    X90.5470.8210.019
    X130.5160.7510.024
    X30.6600.712−0.109
    X5−0.062−0.0340.978
    X4−0.2180.0860.949
    X60.202−0.2000.880
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    表  4  系统动力学模型历史性检验结果

    Table  4.   Results of historical test of the system dynamics model

    检验项目2005年2008年2011年2014年2017年2020年
    GDP预测值/亿元4 0797 37811 31812 83415 66119 544
    历史值/亿元4 0797 22310 89512 09514 48417 836
    误差绝对值/%0.002.143.896.118.129.58
    人口数量预测值/万人3 3553 4013 4473 4933 5413 589
    历史值/万人3 3553 4113 5623 5283 5103 490
    误差绝对值/%0.000.313.240.980.882.83
    粗钢产量预测值/万t1 6552 3453 4914 3294 4376 653
    历史值/万t1 6552 3453 4904 3254 4306 638
    误差绝对值/%0.000.020.020.080.160.23
    钢材产量预测值/万t1 3691 9763 3724 6364 3436 196
    历史值/万t1 3691 9763 3714 6324 3356 181
    误差绝对值/%0.000.020.020.090.170.24
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    表  5  各情景分析参数取值

    Table  5.   Value for each scenario analysis parameter

    情景名称参数条件
    基准情景各参数取值均不变
    情景1:企业实力提升型企业综合实力提升30%
    情景2:政策环境鼓励型政策环境提升30%
    情景3:行业市场稳健型行业市场提升30%
    情景4:综合优质发展型企业综合实力、政策环境、
    行业市场均提升30%
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    表  6  主要年份山西省废钢资源量综合预测结果

    Table  6.   Comprehensive forecast results of scrap steel resources in Shanxi Province in major years 万t 

    年份系统动力学
    基准情景预测
    GM(1,1)
    生命周期预测
    2021 1 117.33921.91
    2025 1 388.73 1 371.91
    2030 1 759.70 1 982.30
    2035 2 174.37 1 992.88
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-19
  • 录用日期:  2023-04-08
  • 网络出版日期:  2023-05-15

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