唤醒沉睡的宝藏：中国废弃电子产品循环经济潜力报告.pdf

编者（按姓氏首字母排列）曹燕邓婷婷江卓珊刘华王衍郑名扬鸣谢以下人员对本报告的贡献唐爱军刘欣伟徐婧寒刘文杰田梦知识产权声明本报告由绿色和平和中国电子装备技术开发协会共同发布。除标明引用的内容以外，本报告内所有内容（包括文字、数据、照片、图表、商标）的著作权及其他知识产权归绿色和平所有。 如需引用本报告中的数据及图表，请注明出处。必须取得绿色和平授权后方可使用报告中的照片。如有垂询，欢迎来信greenpeace.org2019 年 3 月智能电子用品、新能源、蓄电池等新兴科技产品需要各类金属作为原材料。科技的日益发展不仅创造了多种多样的金属矿物元素使用需求，也推动人类社会进入高资源强度时代。近三十年来，全球各类金属的生产量成倍增长，用于生产显示屏的金属元素铟在 2000 年代的产量就已达 1970 年代产量的 9 倍之多。除产量飙升之外，现代科技产品对各类金属材料的使用类别之多也达到了历史顶峰。在 1980 年代，生产一台计算器只需要用到 12 种元素，而现在生产一部智能手机所需要的金属已经多达 21 种，其余非金属元素也多达数十种[1]。金属资源关系科技、能源和国防发展，“金属关键性”正成为世界各国政府积极关注和研究的热点。欧盟、美国、日本等国家和地区近几年已经将“金属关键性”研究纳入国家战略参考范畴，制定相关战略保障供应，控制涉及金属资源的经济风险及国家安全风险。中国虽然是多种金属资源的世界主要产地，但是对于钴、锡、锂等稀缺的关键金属，进口依赖程度依旧较高。因此，发展循环经济，实现金属资源的回收再利用，对于稳定各国金属资源供应具有极其重要的战略意义。作为回收再利用金属资源的重要来源之一，电子废弃物的回收利用价值尚未得到充分挖掘。数据表明，中国电子产品废弃量将在 2020 年和 2030 年分别达到 1540 万吨和 2722 万吨，平均年增长率达到10.4[2]。据推算，2030年的废弃电脑和手机的电路板中可回收金属总价值将达到1600亿元。业内研究报告显示，每1吨废旧手机（不含电池）中含有超过270克金[3]，然而在实际的原生金矿开采中，若每吨金精矿中含金量不小于100克，就可被认证为一级品[4]。由此可见，废弃电子产品这座沉睡矿山的“含金量”远远高于一般的优质原生矿山。本报告选取了台式电脑、笔记本电脑、手机三种生活中最为常见且迭代废弃率较高的电子产品，根据其机身中可回收金属成分的重量和价值，推算出在三个不同回收率情景下，循环利用这些废弃电子产品的潜在经济价值。表 1. 三种回收率情景下 2030 年可回收金属总量及总价值电脑回收率（）手机回收率（）2030 年金属回收总量（万吨）2030 年回收金属的总价值（亿元）情景一 27 1 49905 251情景二 62 33 128358 764情景三 85 85 193794 1291高资源强度时代 电子废弃物何去唤醒城市矿山 循环方可持续报告摘要推算结果显示，如果 2030 年上述电子产品回收率能达到 85，会比通过原始开采的方式节省约300亿千瓦时能源，减少近2200万吨碳排放，这相当于一架波音747- 400往返北京和纽约26000次。循环经济是未来可持续发展的必由之路，电子产品金属回收具有显著的经济潜力。然而，目前中国废弃电子产品回收拆解产业发展尚未成熟，手机回收率不足2。若要提高回收率，实现产业规模化，加速转型至循环经济模式，还需生产者、品牌商多方加大投入，在以下方向着力让电子产品的经济潜力通过循环经济得以发挥，我们还需要政府、企业和社会公众共同努力，为循环经济体系建立法规标准、注入资金、开发技术，让再生资源产品具备市场竞争力 , 为再生资源投资者带来可期的利润，为公众建立更可持续的智能未来。这会是一个生生不息的循环。起点，就在我们脚下。1. 为回收拆解产业链提供经济可行性2. 采用生态产品设计，支持技术创新3. 鼓励回收产业链合作，促进信息互通4. 提高回收率5. 制定行业标准及框架，增强回收系统运作效率中国废弃电子产品循环经济潜力报告5目 录 中国的金属资源现状2.1 电子产品相关关键金属产量2.2 中国金属进口量城市矿山中的金属资源3.1 2010-2030 年中国典型电子废弃物回收的经济潜力3.2 手机电路板提炼金属和采矿提炼金属的成本比较 3.3 城市矿山金属量及其经济价值情景分析3.4 城市采矿所节省的能耗和减少的碳排世界金属资源需求趋势 1.1 高资源强度时代1.2 驱动金属需求上升的因素1.3 金属关键性与资源危机1.4 高资源强度延伸出的问题1 1 23 810 10 11 2323 242426 12 13 15 17 2228 12总结与建议 发展金属循环经济 中国蓄势待发53中国废旧电子产品回收现状分析4.1 回收体系的整体介绍4.2 废旧电子产品回收链条中重要环节4.3 主要存在的问题4.4 问题解决的障碍4中国废弃电子产品循环经济潜力报告图表图 1. 过去 30 年全球各类金属生产趋势 2000 年代与1970 年代的产量比例[5]图 2. 金属关键性分析[9]图 3. 中国关键原材料矩阵图[10]图 4. 深海挖矿基本方式图 5. 智能手机拆解示意图图 6. 2018- 2030 年典型电子废弃物电路板中金属的经济价值图 7. 各金属在电子废弃物中的回收价值占比图 8. 废旧电路板处理成本分布百分比（取不同回收类型的平均值）图 9. 2018-2030 年三种情景下通过回收手机、手提电脑和台式电脑提炼的金属总价值图 10. 三种情景下城市采矿回收金属与原始开采消耗的总能源对比表格表 1. 三种回收率情景下 2030 年可回收金属总量及总价值表 2. 到 2030 年由新兴技术带动的金属元素需求量占产量比例的增长[6]表 3. 中国战略性矿产目录 - 14 种金属矿产表 4. 2017 欧盟关键原材料[11]表 5. 日本资源安全策略 2012 - 战略矿材表 6. 美国地质勘探局列出的美国关键原材料表[14]表 7. 各地主要关键金属及其应用例表[15]表 8. 电子产品相关关键金属 2017 年矿产量[22]表 9. 中国的关键材料供应风险[10]表 10. 不同金属的提取效率表 11. 不同情景下几种电子产品 2030 年的回收价值表 12. 不同情景下 2030 年几种金属的回收价值附录附表附表 1. 2010- 2030 年典型电子废弃物产生量（千吨）[2]附表 2. 每吨废弃电子产品电路板中可提取的金属含量（千克 / 吨） [38]附表 3. 不同金属市场价值范围及平均值（万元 / 吨）[39]附表 4. 各种电子产品中各种金属总含量（吨）附表 5. 废弃电子产品中可回收金属价值附表 6. 采用原始开采方法冶炼产出一吨金属的成本范围和平均值 美元 [32]附表 7. 2016 年中国几种矿石进口量及其中可提取金属量附表 8. 2010-2030 年三种情景各产品可回收金属价值汇总附表 9. 单位金属回收相对于原始开采所节约的能源和减少的碳排放附表 10. 不同金属的冶炼步骤[47]124812 14141620 2241 41 35 35363638 394040 41 41附图附图 1. 从废旧电子产品中冶炼稀贵金属的流程图[46]附图 2. 金属开采冶炼流程图[47]2456 6 71011 18 21211中国废弃电子产品循环经济潜力报告11.1 高资源强度时代全球对金属资源的需求在过去五十年间发生了结构性变化，愈来愈多的元素种类被应用在消费品生产上。在1980年代生产一台计算器要用到12种元素，到了2000年代，已经增加到61种。随着科技发展，更多种金属元素的用途被开发出来，产品的元素组成愈发复杂。据绿色和平德国办公室在2016年发布的全球电子产品制造过程使用的能源与资源报告[1]分析，一部智能手机里面含有铝、镁、钴、钨、金等超过21种金属 1，以及数十种非金属元素。这些数据预示着全球已经进入了高资源强度的时代。电子科技的发展拓展了一些金属的用途，并使这些金属的需求和产量增长了数倍。例如近十多年被用于生产液晶显示屏的铟 , 其在 2000 年代的产量是 1970 年代的 9 倍；用于生产 LED 屏幕背光的镓，现在的产量是 30 年前的 6 倍 ; 用于生产电池的锂，2000 年代的产量与 30 年前相比翻了接近3 倍 , 与此同时全球人口增长只有 1.6 倍。在过去 60 年，稀土元素的全球产量增长了 13 倍。社会对于这些金属的需求被科技产品数量以及功能所影响，如图 1 所示。金属种类趋于多样化，产量和需求持续增加，也逐渐成为了社会发展的必须品，其供应量关系着社会发展。图 1. 过去 30 年全球各类金属生产趋势 2000 年代与 1970 年代的产量比例[5]1本文中 “ 金属 “ 泛指过渡金属 , 类金属等化学元素显示器涡轮发动机电子工业 / 光伏电池和磁铁低合金高强度钢陶瓷，玻璃和电池尾气催化剂2000-2009年和20世纪70年代的比值铅 镉 锡 钨 铁 银 铜 锑 钒 钴 铝 锂 铌 镓 铼 铟稀土元素铂族金属世界人口世界GDP1世界金属资源需求趋势中国废弃电子产品循环经济潜力报告2在新兴技术不断发展的过程中，大多数金属原材料的需求量都会大幅提升。在 2006 年，新兴技术对金属原材料的需求量仅占金属产量的很小比例，最高不超过40。据估计，到2030年，包括镓、铟、锗等 13 种金属原材料在新兴技术带动下的需求量会比 2006 年成倍增加，其中 6 种金属原材料在新兴科技的带动下需求量会超过 2006 年的总产量。用于生产芯片的重要元素 -- 镓在新兴技术带动下的需求量在2030年更是会达到2006年总产量的3.97倍；用于生产显示屏的铟由新兴科技所带动的需求量会达到 2006 年总产量的 3.29 倍。详见表 2。1.2 驱动金属需求上升的因素全球对多种金属的需求在可见的将来会持续增加，主要的驱动因素包括 人口上升 预计到 2050 年，全球人口会由现在的 70 亿，上升至 96 亿[7]。资源消耗也会随之而上升。经济及生活质量的提升 预计当亚洲和非洲的经济水平提升，当地人民的生活水平随之上升，就会带动对消费产品和服务的需求。根据非洲发展银行的数据，非洲现在是全球中产阶级增长最快的地方，其中产阶级人口是二十年前的两倍[7]。这些需求需要更多的资源来满足。金属原材料 产量（吨）2006 年新兴技术带动下的需求量（吨）2030 年新兴技术带动下的需求量（吨）2006 年新兴技术带动下的需求量与产量比值2030 年新兴技术带动下的需求量与产量比值镓 152d28 603 0.18a3.97a铟 581 234 1911 0.40a3.29a锗 100 28 220 0.28a2.20a铂 255 非常少 345 0 1.35a钽 1384 551 1410 0.40a1.02a银 19051 5342 15823 0.28a0.83a钴 62279 12820 26860 0.21a0.43a钯 267 23 77 0.09a0.29a钌 29c0 1 0 0.03铌 44531 288 1410 0.01 0.03锑 172223 28 71 ＜ 0.01 ＜ 0.01铬 19825713b11250 41900 ＜ 0.01 ＜ 0.01注a 德国联邦地球科学研究所根据新信息更新的数据b 铬铁矿c 中国和俄罗斯总产量预估值d 稀土元素表 2. 到 2030 年由新兴技术带动的金属元素需求量占产量比例的增长[6]图 2. 金属关键性分析[9]2金属材料在工业生产和经济发展中的供应风险及重要性供给风险供应紧缺的影响低高高低高风险区域能源使用新能源的生产、贮存、供给，都需要大量的基础设施。建设这些设备就需要用到大量的金属资源[8]。科技发展过去数十年来，科技发展持续开拓矿物元素的新用途。尤其是科技电子产品的资源结构愈趋复杂，对资源的种类与量的需求会随着科技的发展与突破而持续增加。1.3 金属关键性与资源危机电子信息产品所需的物料复杂。现在生产一部智能手机就需要用到21种金属元素[1]。这些金属元素的供应关系着各种产品的生产，并支撑着社会的经济发展。可是天然矿产资源受到各种因素的限制，使其供应存在潜在风险。各国学者和政府近年纷纷意识到这些潜在风险，并开始着力分析各种金属资源的关键性2，从而进一步进行战略资源部署。分析金属关键性主要使用以下两项作为分析条件 供应受限的影响程度 评估当该金属的供应受到限制所造成的影响有多大。考虑该类金属对经济和社会的重要性及不可替代性，例如依赖该金属的产品所带来的经济价值，并考虑其替代品在生产某产品上的技术和成本表现。供应风险 评估该金属供应中断的风险。考虑的是原生物料的生产地集中度 , 并同时考虑其政府的管治和贸易表现。中国废弃电子产品循环经济潜力报告3中国废弃电子产品循环经济潜力报告42016年，国土资源部 现改组为自然资源部 发布了全国矿产资源规划（2016－2020年），为矿产资源供应明确了战略计划。24种矿产列入战略性矿产目录，包括能源矿产 6 种，非金属矿产 4 种，金属矿产 14 种 见表 3。全国矿产资源规划（2016－2020年）提到会大力发展矿业领域的循环经济，开展钢铁、有色金属、稀贵金属等城市矿产的规模化循环利用，鼓励企业提高再生金属的使用比例，缓解原生矿产资源利用的瓶颈约束。资源安全始终是国家可持续发展的核心问题。规划提到中国多种矿产资源的人均储量远低于世界平均水平，加上受国际矿业市场竞争所影响，国内的矿产勘查投入趋于下行，增加了中国矿产资源安全供应风险。规划更指出＂长年积累的矿山环境问题突出，加快转变资源开发利用方式，推动矿业绿色低碳循环发展的任务十分繁重。＂另外，清华大学的研究员通过供给风险和经济重要性这两个维度，得出了对于中国最为关键的 7 种原材料铬铁矿、钴、锰、镍、铁矿石、铌和钽。除了锰、铌和钽，其他都包含在上述的战略性矿产目录中。研究考虑了净进口依赖程度、进口地的集中度和进口国政治稳定性这些参数来反映某一原材料的供给风险；同时，考虑原材料对各个经济环节带来的增值价值等参数来反映某一原材料的经济重要性。研究以2009年为基年，涵盖了52种原材料，通过数据收集和计算，得出了右面这张图表。其中，图3右上角的这10种原材料同时具有较高的供给风险和经济重要性，被认定为对中国最关键的金属材料。表 3. 中国战略性矿产目录 - 14 种金属矿产图 3. 中国关键原材料矩阵图[10]铁 铬 铜 铝 金镍 钨 锡 钼 锑钴 锂稀土元素锆中国为了回应对维持原材料稳定供应的担忧，欧盟委员会在2008年启动了“欧洲原材料倡议”，在欧盟实施更安全的原材料供应战略。此倡议的优先目的之一便是制定欧盟的关键材料名单。欧盟委员会根据进口依赖度3, 对物料的全球主要生产地和欧盟现在的采购地进行分析，自2011年起多次发布名单[11], 而最新的名单于 2017 年发表，包含 27 类材料，详见表 4。现在欧盟境内缺乏多类金属的上游生产环节，例如 锑, 铍, 镁, 铌, 稀土元素, 钪, 钽, 钒。原因是部分矿物在欧洲缺少天然资源，并且在勘探和采挖方面受到各种因素的阻碍。所以欧盟的原生关键金属材料主要依赖进口，进口来源地包括中国 稀土元素, 美国 铍, 俄罗斯 钴，钪 和墨西哥 钨 。欧盟已经意识到关键材料急需开辟进口原生材料以外的供应来源作为战略部署[11]，除了在欧洲境内寻找稀土资源，更有发展循环经济的迫切需要。2015年，欧盟委员会确立循环经济行动计划，并修订废物管理方面的法律法规。行动计划表明“要往更闭环的经济模式转型，使得产品、材料和资源的价值保持在经济系统中尽量久，把垃圾产生量尽量压缩，这是欧盟发展可持续，低碳，资源效率和有竞争力的经济体的必须举措。”锑 萤石4轻稀土元素5磷重晶石6镓 镁 钪铍 锗天然石墨金属硅铋 铪天然橡胶钽硼酸盐 氦 铌 钨钴重稀土元素7铂族金属8钒焦煤9铟磷灰矿石103某国家或地区对于进口某种材料的依赖程度4又称为氟石，主要成分是氟化钙5通常是指镧、铈、镨、钕、钷、钐和铕七种稀土元素6钡的矿物，主要成分是硫酸钡电子产品工业支撑着日本的经济，所以相关的金属资源对当地经济发展至关重要。由于日本的金属资源主要依赖进口，为了应对突发的供应短缺，政府及私营组织有库存制度，目前库存制度的存量足以应付60天的战略需求。现有的战略库存金属包括钒、铬、锰、钴、镍、 镓、钼、铟、钨。不过，这措施并不能应对更长期的金属供应风险。2012年，日本首相府出台资源安全策略[12]，根据1对日本工业的重要性; 2 供应障碍的可能性，选出 30 种物质为战略矿材 见表 5。策略指出，发展中国家对多种矿产资源的需求会持续增长，如稀土、铟、镓、硒等元素未来存在供应不足的风险；另外，全球矿产资源的生产地及生产企业高度集中，日本的资源安全策略分析这两点是造成金属资源供应不稳定的重要因素。7通常是钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇九种稀土元素8包括钌、铂、钯、锇、铱、铑 6 个元素9煤化度较高，结焦性好的烟煤10指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料欧盟日本中国废弃电子产品循环经济潜力报告5表 4. 2017 欧盟关键原材料[11]中国废弃电子产品循环经济潜力报告6策略指出未来会促进替代材料的开发、鼓励回收及回收技术的开发并且增加库存。由于稀土元素镝的供应紧张，日本政府曾经在 2011 年投入预算帮助国内小型电机制造商和汽车压缩机制造商摆脱对镝的依赖，促进减少使用镝。并从废弃空调压缩机中回收钕磁铁，从中提取供应非常紧张的镝，计划在 2015 年能由此回收约 13 吨镝，并在之后持续增加其回收量。根据日本近期的研究，按供应风险、价格风险、需求风险、回收限制、其他潜在风险等几个维度，筛选出属于高关键性的金属原料。最高关键性的金属元素包括金、银、铌、 钕、铟[13]。锑 铟 镓 石墨 铬锗 钴 硅 锆 锶钨 钽 钛 铌 镍钒 铂族金属氟 镁 锰钼 锂 稀土元素铑 铁铝 铜 铅 锌 锡表 5. 日本资源安全策略 2012 - 战略矿材2018年，美国地质勘探局根据需求及进口是否容易受影响，列出35种关键矿物，其中大部分为金属物质，部分是生产电子产品的必须材料[14]。主要分析条件包括对美国的经济及国家安全的必要性；其供应链容易中断；在产品制造中具有必须的功能，缺少该材料会对美国经济及国家安全造成重大后果。钴作为生产蓄电池的必须材料，需求与日俱增，美国目前却高度依赖进口。因此，美国在2014年首次在国内生产钴。并积极在爱达荷、阿拉斯加、蒙大拿等地勘探钴矿石，为资源安全作战略性准备[14]。表 6. 美国地质勘探局列出的美国关键原材料表[14]铝 锑 砷 重晶石铍 铋 铯 铬钴 萤石 镓 锗石墨 铪 氦 铟锂 镁 锰 铌铂族金属钾肥稀土元素铼铷 钪 锶 钽碲 锡 钛 钨铀 钒 锆美国中国废弃电子产品循环经济潜力报告7表 7. 各地主要关键金属及其应用例表[15]各国的关键金属 主要用途 主要生产地铝 / 矾土输电线路、飞机机身、轻质合金中国铍电子和通信设备、战斗机机身、起落架等合金美国铬 不锈钢、高温合金 南非 钴全球四分之一产量用于智能手机蓄电池、高温合金（用于飞机发动机、刀具和耐磨应用）刚果民主共和国镓 集成电路、LED 、光电探测器和太阳能电池、无线通信设备中国 锗 光纤、夜视望远镜等红外光学仪器、太阳能电池中国石墨 蓄电池、燃料电池、润滑剂、耐火材料中国锂 蓄电池、轻质合金 澳洲 , 智利铟显示器、半导体、低温合金、薄膜电池中国钕 磁铁、荧光粉、照明 中国钽 电容器、高温合金（发动机等） 卢旺达锡 有色金属合金、焊料 中国钯 电子产品线路板 俄罗斯 , 南非铌 生产合金钢材 巴西，加拿大锑 生产合金材料、阻燃剂 中国黄金 金币、金条、智能手机 中国，澳洲中国废弃电子产品循环经济潜力报告81.4 高资源强度延伸出的问题采矿活动对当地的影响。 采矿过程产生的有毒物质会渗入地下水和地表水，可能导致环境和健康问题。在中国，采矿占用、损毁土地已经超过 375 万公顷[16]。采矿作业一旦发生事故，会导致灾难性的影响，例如尾矿库溃坝体。采矿活动会对矿场造成永久的生态破坏，影响动植物的生存环境。近年为了满足与日俱长的金属需求，各国企业甚至开始商业深海采挖 详见信息框 1，可能带来的环境风险更难以估量[17]。从地核来的矿物质颗粒和热液通过海底的泉眼不断喷出，称“热液矿床”。在热液矿床附近的浮游植物吸收这些矿物并使之集聚，成为一颗一颗小土豆大小的矿物土块，也叫结核矿。这些土块里富含锰、镍、铜、钴等各种矿物。开采结核矿需要把推土机开到海床上，把海床铲平。再用泵把泥浆和固体小土块吸起来，送到千米之上的船上。货船航程期间，这些小土块不是被泡在含砷的溶液里，就是处于高温以便从中提取出金属，然后运回冶炼厂进一步处理。深海勘探或开采项目都要事先取得国际海底管理局（ISA）的许可，目前已经取得许可的国家包括美国、比利时、中国、韩国、新加坡、英国、德国、印度等等，就连全世界面积第三小，人口只有一万的太平洋岛国瑙鲁也准备潜入深海挖宝。国际自然保护联盟（IUCN）在 2018 年发表了一份关于深海采矿的风险研究报告，指出深海采矿会翻起海床的沉积物，令水质变得混浊，可能会闷死周边生物。同时，机器会破坏海床，就像把森林夷为平地一样，将彻底毁灭海底生物的栖息地和生态环境。此外，还有各种噪声、光、化学品带来污染等问题。国际自然保护联盟总监更警告说，“以我们目前对深海的了解，不可能有效保护海洋生物免于采矿行为带来的伤害。”图 4. 深海挖矿基本方式信息框 1 深海挖矿 中国废弃电子产品循环经济潜力报告9能源消耗。 采矿和金属冶炼目前占全球总能源供应量的 8％左右，据推算，到了 2050 年，这比例会上升到 10-15[18]。金属生产非常耗能且导致大量温室气体排放。尽管采矿和冶炼的工艺水平正在提高，降低了能源需求。然而与此同时，矿石的品位正在下降，处理较低等级的矿石所需的能量更高。这一点在报告中会详细阐释。金属排放造成污染问题。 如化石燃料和磷肥是金属排放到外部环境的主要源头。在农业活动中，磷肥中的重金属会在土壤中积累，长此以往导致土壤中含有高浓度的金属。这情况能在中国的土壤环境中体现，根据全国土壤污染调查，重金属镉就是农用地土壤的主要污染物[19]。“尽管我们拥有一些工业上重要金属的大量储备，但显而易见的是，随着世界人口的不断增长，我们无法在不超出可持续的范围内，以现在西方工业化社会标准的速度继续消费金属。”－联合国环境署 Metal Recycling--Opportunities, Limits, Infrastructure 报告[6]近十年起，世界各国都视矿产资源为经济及国家安全的重要战略部分。同时在目前高资源强度的时代，资源的开采、生产和使用将加剧气候变化。实行资源循环的生产模式才是真正能够应对金属资源和环境危机的可持续解决方案。中国废弃电子产品循环经济潜力报告102.1 电子产品相关关键金属产量中国是全球多种关键金属资源的主要生产地及消费地。中国的矾土、镓、铟、锡、稀土产量占全球最多，而钴、镍、钯、金则比较少。根据美国资源调查局（USGS）的数据，中国的矾土和氧化铝产量占全球三成；由于镓主要从由矾土及锌矿石中提炼所得，故其产量也比较高，占全球产量的六成。中国稀土矿产量远大于消费量，有大量用于出口。2017 年稀土产量为 10.5 万吨，占全球的 81；出口量为 34832 吨，占全部产量的 33.2[20]。详见表 8。金属的产量受各种因素影响，包括天然资源蕴藏量、开采难度、矿产品位、开采成本、市场需求、海外价格竞争等。中国是全球新兴科技产品的主要产地，因此相关金属原材料的消费量庞大。为稳定供应以应付需求，除了本地生产，中国亦收购海外金属矿产企业，包括铜、金、钴等。以钴为例，中国是全球最大的钴消费地，虽然国内的钴产量只占全球的 6，然而中国企业通过收购海外资源控制着全球 62 的钴供应，其中 90 便是采购自刚果民主共和国[21]。表 8. 电子产品相关关键金属 2017 年矿产量[22]11数据 来源 美国资源调查局 USGS。原数据隐去了美国产量 , 假设美国占全球产量 2 算。 https// usa-minerals- lithium/u-s- electric-car- sector- wary- of- china- seeks-more- domestic- lithium- idUSKBN1J82HS2中国的金属资源现状世界总矿产量 公吨 2017 中国矿产量公吨占比稀土元素 130,000 105,000 81镓 495* 300* 61钒 80,000 43,000 54铟 720 310 43锡 290,000 100,000 34矾土和氧化铝 430,000,000 140,300,000 33黄金 3,150 440 14银 25,000 2,500 10铜 19,700,000 1,860,000 9钴 110,000 7,700 7锂 43,860113,000 7钽 1,300 95 7镍 2,100,000 98,000 5钯 210 ≤8.4* NA注* 表示估计值中国废弃电子产品循环经济潜力报告112.2 中国金属进口量中国本地生产的金属材料因为各种原因不足以满足本地消费需求，因而需要从海外进口。这些原因包括部分金属矿产品位较低，开采成本高令价格竞争力弱，以及国内天然矿藏量少等。尽管中国的矾土产量位居世界前列，但由于品位较低，需要的提炼成本高，企业宁愿采购进口矾土。2017 年中国的矾土产量为6800万吨，同年矾土进口数量为6860万吨[22]，进口量相当于国内产量。根据2013 年的数据，中国铁矿的进口量占消费量比例高达 72[20][21]；中国铜消费量位居世界第一，但又是铜矿短缺国，根据2015年的数据，铜矿自给率仅为36.1，多数都依靠进口[20]；根据2016年数据，铝的进口量占消费量的 48，近半依赖进口[22]。与 2008 年相比，铁、铜和铝的进口量在 2016 年均增加一倍以上。表 9 给出了中国一些关键材料的供应风险。表 9. 中国的关键材料供应风险[10]物料 供应风险 经济重要性铁矿- 进口依存度达到 66.76％。- 供应主导澳大利亚，巴西和印度。- 84％用于建筑业，运输业和钢铁业的制造设备。钴- 进口依存度达到 97.23％。- 92％从刚果民主共和国进口。- 73％用于电池。- 10％用于硬质合金。铬铁矿- 进口依存度达到 97.37％，- 主要来自南非和土耳其。- 90％用于不锈钢和多种合金。锰- 进口依存度达到 67.80％。- 供应主要来自澳大利亚，南非和哈萨克斯坦。- 95％用于制造钢铁。- 2％用于电池。镍 - 进口依存度达到 72.63％。 - 76％用于不锈钢。铌和钽- 超过 95％的世界产量来自在巴西和加拿大。- 63％用于钢铁行业铁铌合金。以钴为例，2015 年中国钴消费量达到 44,500 吨，其中 73 用于生产电池。作为新兴电子产品充电池的重要原材料，钴的进口依存度达到 97.23％[10]。在 2015 年就进口了 17,000 吨的矿砂型精矿，和 35,000 吨的钴中间品。锂作为电子产品充电池的重要原材料之一，也是高度依赖进口。 2015 年，中国的总碳酸锂消费量达到 78,700 吨 ，其中 70 来自进口的锂辉石精矿，绝大部分来自澳洲[23]。锡的进口增长尤其明显，2014 年到 2016 年连续 3 年锡矿砂和精矿的进口量超过 60，可见本地供应不能满足需求[24]。中国废弃电子产品循环经济潜力报告12近些年来，中国金属消费量越来越大，导致某些金属的产量难以满足消费量。考虑到废弃电子产品中含有多种金属，如果能够把其中的金属资源充分利用，就能减少对原生矿的开采 , 也能缓解一些矿产资源的供应紧缺情况。根据文献数据（详见附表 1），中国 2010 年的电子产品废弃量约为 379万吨，2020 年和 2030 年将分别达到 1540 万吨和 2722 万吨，平均年增长率达到 10.4，2030年的电子废弃量将达到 2019 年的 2 倍。业内研究报告显示，每部废旧手机中大约含有 30 毫克金。假设每部手机的重量（不含电池）是 110 克，相当于每吨废旧手机（不含电池）中含金超过 270 克[3]。对比金矿开采，根据中国黄金行业标准，每吨金精矿中含有不小于 100 克金即为一级品[4]，可见废弃电子产品的 “含金量” 比矿石还要多。电子产品中的贵金属 12主要存在于电路板中，而贵金属的市场价值远高于其他材料，因此电路板中贵金属的回收成为了废弃电子产品回收的焦点。本章主要探讨废弃电子产品电路板中的金属[25]。随着电子产品报废量的持续增长，由废弃电子产品构成的“城市矿山”中蕴含的金属资源价值会越来越大。12 贵金属指金、银、铂、钯四种金属3城市矿山中的金属资源 12图 5. 智能手机拆解示意图中国废弃电子产品循环经济潜力报告133.1 2010- 2030 年中国典型电子废弃物回收的经济潜力随着科技的进步和人民生活水平的提高，加上手机和电脑等电子产品更新速度快、使用年限降低，废旧电子产品的产生量急剧增加。废旧电子产品电路板中含有存量可观且种类丰富的关键金属和稀贵金属。根据预测，到 2030年全国废旧台式电脑，笔记本电脑和手机的产生量分别约为839万吨，55 万吨和 37 万吨[2]，其中的金属总量分别约为 17.8 万吨、1.5 万吨和 4.7 万吨。计算 2010- 2030 年典型电子废弃物电路板中的金属量和经济价值的方法为131台式电脑，手提电脑和手机中电路板的比重分别为 7.7，9.4 和 30.3回收商对回收的手机进行分类，分开塑料、金属等不同材料。 © Eric / Greenpeace某种电子废弃物电路板中某种金属的重量（附表 4） 某种电子产品废弃量（附表 1） 电路板占电子产品的比重13 该金属在电子产品电路板中的含量（附表 2）某种电子废弃物电路板中金属的经济价值（附表 5） Σ（某种电子废弃物电路板中某种金属的重量 该金属的市场价格（附表 3））中国废弃电子产品循环经济潜力报告14图 7. 各金属在电子废弃物中的回收价值占比随着消费水平的提高和电子产品报废量的持续增长 , 城市矿产开发显示出巨大的潜在经济效益。废弃手机、手提电脑和台式电脑的潜在经济价值从2010年的135亿元增加到2020年的810亿元，预期到 2030 年将增加到 1600 亿元（图 6）。若考虑到其他废弃电子产品，其潜在可开发的金属将更为可观 , 对原生资源的替代效应将更为显着。图 6. 2018 - 2030 年典型电子废弃物电路板中金属的经济价值从图 7 来看，典型电子废弃物中的贵金属具有较高的回收价值，占总经济价值的 90 以上，其中金的回收价值尤其高，超过总回收价值的三分之二。而常见金属中，铜和锡具有相对高的回收价值。3.2 手机电路板提炼金属和采矿提炼金属的成本比较 从上一章节的数据可见，今后的数年里废旧电子产品的数量会持续增加，能从中回收的金属量也将持续增加，如果能以低成本将这些金属提取出来，将会产生极高的价值。考虑手机的高普及率和低使用年限，这一章节我们对手机电路板提炼金属和传统采矿提炼金属的成本进行比较。手机电路板提炼金属总成本用以下公式表示 手机电路板提炼金属总成本 废旧手机电路板回收价格 ÷ 废旧手机电路板回收价格占比其中废旧电路板回收价格中包括了废旧手机回购到电路板拆解过程的全部成本。回收商对回收的手机进行分拣，以便进行后续处理。 © Eric / Greenpeace手机电路板回收价格目前，回收市场中手机电路板回收尚不存在统一价格，通常由回收人员和货主交易时商定，14“鉴于本报告中的研究方法已指出手机、电视和电脑等电子产品的电路板将统一粉碎处理，因此本报告假设以下比例也适用于手机电路板回收。” 本报告根据市场价格进行估算。通过行业资讯了解到每吨手机电路板的价格为几千元至十万元不等，具体价值需要根据金属种类和含量，经过检测判定。根据进一步和回收企业的询价可知，目前每吨国产非智能手机电路板的价格在3- 4万元，每吨进口品牌智能手机电路板的价格在 7- 8万元，二者分别代表了当前手机电路板回收的最低值和最高值。因此，本报告取每吨手机电路板回收和拆解成本为5- 6万元代表平均市场价格。手机电路板冶炼成本英国谢菲尔德大学的研究报告中根据 2012-2016年欧盟国家废旧电子产品的数据对废旧电路板回收的盈利能力做出评估[26]，该报告研究了电路板的处理过程中各部分成本所占比例 14（如图 8），可以看出废旧电路板的回收成本是各项成本中占比最高的，其次是人力成本和能源使用成本，其余成本占比较小。根据手机电路板回收成本所占比例，可以估算出通过回收手机电路板提炼金属的总成本，折算后为 13 万元 / 吨 - 16万元/吨。本文中以欧盟国家的电路板回收成本分布作为参考，相对于欧盟国家而言，中国实际的人力成本要更低，这也会对各部分的成本比例产生一定影响。中国废弃电子产品循环经济潜力报告15中国废弃电子产品循环经济潜力报告16图 8. 废旧电路板处理成本分布百分比（取不同回收类型的平均值）城市矿山和采矿的价值对比估算通过上一个章节的分析以及相关研究结果[27]，我们了解到从废旧电路板中回收金的价值要远大于回收其他金属的价值。鉴于不同品牌、不同年代手机电路板贵金属含量均有区别，综合文献数据选取每吨废弃手机电路板中可以提取出 0.8-1.5 千克15金[28][29][30]。现以金为例进行估算，已知回收手机电路板提炼金属的总成本为 13 万元 / 吨 -16 万元 / 吨，因此从手机电路板中提取 1 千克金的成本约为 8.7 万元 - 20 万元，而通过采矿获得 1 千克金的成本是约为 25 万元（见附表 6）。同样获取 1 千克金，城市矿山炼金的成本约为采矿炼金的 35- 80。由此我们可以初步判断通过城市矿山提炼金的成本是低于采矿炼金的。通过分析目前应用较广泛的城市矿山工艺流程（见附图一）可以看出 , 在冶炼金属的一套流程中包含了机械破碎、物理分离、火法冶金、湿法冶金和生物浸出等方法，利用不同金属间物理和化学性质的区别，可以达到提取多种金属的目的。也就是说，在获取 1 千克金的同时，从城市矿山也能同时获取银和钯这样的贵金属以及一定量的其他金属。相比较而言，由于矿石中所包含的金属种类明显少于电路板中的金属种类，而且从采矿炼金流程（见附图二和附表10）可以看出在冶炼不同金属需要的工艺也不尽相同，一套工艺往往只能冶炼出1- 2种金属。综上所述，城市矿山炼金的成本明显低于采矿炼金的成本，但却可以产出多种金属，可见其经济效益远高于采矿炼金。15参考中国电子装备技术开发利用协会调研数据中国废弃电子产品循环经济潜力报告17将有价值的金属从电子废弃物（即城市矿山）中回收具有巨大的资源和经济效益，但全球来看，电子废弃物回收率仍然很低。目前，许多国家和地区都颁布了相应法律法规来构建回收体系，然而包括中国在内的一些发展中国家，大部分电子废弃物却通过非正规渠道回收，而后采用原始方式如燃烧和浸酸处置，导致有价值的金属损失和严重的环境问题。另外，由于电子产品金属组成复杂，部分稀缺金属含量较低，回收不具经济可行性。因此，为了估算实际通过城市矿山回收的金属量及其经济价值，一方面要考虑废弃的电子产品中有多少得到了收集并进入正规处理途径，即电子废弃物回收率；另一方