清华大学环境学院提出“城市矿产”资源储量分级分类新方法

（通讯员 徐国畅）人类活动加剧了自然矿产资源空间转移，经工业代谢与城市代谢形成了“城市矿产”资源。随着地下原生矿产资源的枯竭，由“城市矿产”资源提取获得的二次金属资源已成为替代自然矿产资源，维持产业可持续发展的重要支柱，并呈现越来越核心的作用。传统自然矿产资源可以按照储量（Reserve）和资源量（Resource）等进行分类分级，该分级分类方法在原生矿产资源开采、管理、利用以及国民经济建设等方面发挥了重要的指导作用。但是，目前尚缺少“城市矿产”资源分级分类方法，并且其产生机制、代谢特征尚不完全清楚，严重阻碍了相关产业政策的高效制定以及技术的普遍应用。

社会性、资源环境交互性是“城市矿产”区别于原生矿产的本质特征，也决定了其分级分类具有复杂性和多学科特点。环境学院研究员曾现来等研究人员经过10年的研究，独辟蹊径地提出了解决“城市矿产”资源储量分类划分及量化方法。

图1.“城市矿产”资源分类框架和量化方法

研究人员基于已建立的可回收性、回收潜力等基础模型，构建了包含城市矿产资源量（UM-R）、次经济资源量（UM-SR）、储量基础（UM-B）、技术受限储量基础（UM-LB）及储量（UM-E）等五个层级的“城市矿产”分类框架，并开发了基于“物质流—经济价值阈值—分离与回收率”的三步量化模型，用于判定城市矿产的可利用性（资源）与可开采性（储量）。该体系可与《联合国资源分类框架》（UNFC）实现对接，为技术可行性与经济可行性的评估提供量化支撑。

以中国家电、电子设备与汽车产业为案例，研究对42种金属进行了系统分析。结果显示，2023年中国城市矿产资源增加量达到约2700万吨，其中8种金属具备经济可采性，26种尚不可采，另有8种处于临界状态。若提升铁、铝、铜及贵金属的分离与回收率，可减少约9%–15%的原生矿依赖；优化轻金属与稀土等37种金属的回收价值阈值，可替代7%–42%的原生矿开采，从而使家电与汽车行业的整体回收利用率由目前的约1/3提高至近一半。

图2.中国家电、电子设备及汽车中的“城市矿产”资源分级分类

该研究表明，未来资源保障体系将依赖“原生矿+城市矿”的联合供给模式，而科学的分类与量化方法将成为国家资源安全的重要基础。随着我国“无废城市”建设与高值化回收技术的推进，多元化的“城市矿产”将在人类社会迈向“无废社会”与资源可持续的道路上扮演关键角色。

相关研究成果以“面向循环经济划分城市矿产的资源与储量”（Classifying urban mineral resources and reserves for a circular economy）为题于1月30日正式发表于《科学通报》英文版（Science Bulletin）。

清华大学环境学院博士后徐国畅（已出站，现为日本国立环境研究所副研究员）为论文第一作者，曾现来为论文通讯作者，清华大学环境学院教授李金惠以及日本国立环境研究所研究员中岛谦一、研究员南斋圭介为论文共同作者。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及中国博士后科学基金等项目的支持。

相关论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927325011624?via%3Dihub

供稿：环境学院

编辑：贠尔茹

审核：黄思南