第一章 绪论

第一节 废弃电子产品资源化现状

20世纪80年代以来，废弃电子产品数量激增、回收管理以及资源化处理的失位，造成全球生态污染威胁和居民健康隐患以及稀缺贵重资源的严重流失。2008年以后，我国每年需要处理的废弃电子产品达500万吨，且增长速度超过10%。电子电器产品作为高科技产品的更新换代加速，产生的废弃电子产品给地球的资源、能源和环境带来了新的问题和挑战，使人们不得不重新审视废弃电子产品带给社会、经济、资源、环境和技术的问题，这也是保障消费者的健康、建立资源节约型和环境友好型社会的要求。另一方面，废弃电子产品中含有许多可以资源化利用的材料，如其中的各种塑料可以被直接回收利用，一些金属、贵重金属、稀有金属经提纯后也可再生利用。丹麦技术大学的研究结果显示：1000千克随意收集的电子板卡中含有大约272.4千克塑料、129.8千克铜、0.45千克黄金、40.9千克铁、29.5千克铅、20千克镍和10千克锑，如果能资源化，仅0.45千克黄金就价值6000美元。因而，从资源再利用的角度来说，废弃电子产品资源化处理具有明显的资源环境效益、社会效益和经济效益。

关于废弃电子产品的定义，国内外并没有一个统一的说法。废弃电子产品俗称“电子垃圾”，英文翻译为Electronic Waste（缩写为E-waste），是指废弃的电子电器产品、电子电气设备及其零部件。我国的废弃电子产品主要来源于三个方面：一是来源于废弃电子产品本身；二是来源于电子产品生产过程中产生的各类废弃物；三是来源于国外的电子垃圾（牛冬节等，2007）。国外对废弃电子产品的定义是：废弃电子产品包括旧电脑（主板）、监视器、印刷机，其他外围的信息设备，旧通信设备（移动电话、固定电话和传真机）和复印机，而这些都是不正常使用的或者是过时的，只能回收，不再有利用价值的物品。

废弃电子产品不仅种类繁多，而且成分复杂，含有多种有毒有害物质，如果处理不当将对环境和人体产生巨大的危害，废弃电子产品已成为固体废物中最大的重金属污染源。由于技术进步和产品更新的速度非常快，目前废弃电子产品已成为城市垃圾中增长最快的垃圾种类之一（葛亚军等，2006），许多电子产品在远未达到实际使用寿命的时候就面临被用户淘汰的命运，但其中大部分都可以被重复使用、翻新或循环利用。何亚群、段晨龙在《废弃电子产品资源化处理》一书中系统阐述了废弃电子产品资源化概念、废弃电子产品的管理、废弃电子产品的资源化研究等内容。介绍了循环经济的相关理论，分析了废弃电子产品的特点及其危害，从制度、技术等方面提出了治理废弃电子产品的策略。

废弃电子产品具有以下特点：①种类多、数量多并呈快速增长的态势。②具有高污染性和强危害性。如果处理不当，其中含有的有毒有害物质会对人类健康造成巨大危害，对环境乃至生态系统造成严重危害。③从废弃电子产品资源化的角度看，废弃电子产品具有重复利用性和资源回收性，即废弃电子产品含有许多有价值的部分或材料，可回收利用，成为宝贵的资源，故潜在价值高，被誉为“城市矿山”。

废弃电子产品资源化是以废弃电子产品为对象，在规范的市场运作下，通过先进技术、工艺和手段，最大限度地开发利用其中蕴涵的材料、能源等，并将其转化为有用资源的过程，从而达到低能耗、低物耗、低环境影响、延长生命周期、资源循环等目的，最终实现可持续发展（Holffnann JE, 1992）。通过对废弃电子产品进行拆解、分类等方式回收其中部分有价值的材料，这种途径是解决废弃电子产品造成的环境污染、生态破坏和资源浪费问题的关键，是将来废弃电子产品资源化行业发展的一种趋势和选择。

目前，我国废弃电子产品资源化处理技术主要分为两类：一是以物理方法为主的物理技术。将废弃电缆、导线和部分元器件等通过机械粉碎，分离出部分有机物粉尘，进行水浸分离，得到较粗颗粒的金属粉后将金属粉熔炼并块、电解分离各种金属。二是以化学方法为主的化学技术。将线路板、触点等废弃电子产品与盐酸、硝酸、硫酸或它们的混合物、氰化物溶液等进行反应，使各种有价值金属进入溶液，通过还原或电解方式回收金属；不溶物则作为固体废弃物，采用掩埋、焚烧等方式进行处理。

废弃电子产品资源化一般流程如图1-1所示，废弃电子产品资源化处理企业通过处理废弃电子产品获得玻璃、金属、塑料等一些资源和经过翻新可以使用的部件，实现可观的经济效益，同时减轻环境负担和社会负担。

因此，废弃电子产品的资源化过程包含两层含义：重新使用，即对废弃的电子产品进行修理或升级以延长其使用寿命；循环再生包括拆解的元器件的回收重用和物料的回收利用（童昕，2002）。

目前我国废弃电子产品增长迅速，产量巨大，废弃电子产品作为一种新的资源的赢利空间正被越来越多的人关注（陈光，2007），但我国对其处理方式、利用率、技术研发程度比不上欧盟、日本等发达国家和地区。2010年全球WEEE生产、处理、再利用和进出口情况估计如表1-1所示。

第二节 国内外相关研究现状及分析

一 废弃电子产品的管理

废弃电子产品形成是基于生产-市场-消费等流程，普遍认为废弃电子产品应由生产企业进行生产后进入市场被消费者购买，而且认为城镇区域购买力高、乡村地区购买力相对较低，国际大品牌市场占有率高于国内普通各品牌。国外学者运用交易费用理论，主要指近代西方交易费用理论的探讨，并通过交易费用理论研究对经济生活的影响，包括消费者废旧产品处理模式（Sinha-Khetriwal D, 2005）、运营模式（Gottberg A, 2006）以及电子废弃物回收管理的环境影响评价体系，共同特点都是利用评价手段对处理模式以及对环境影响进行分析。

西方经济学中研究侧重点在于市场经济条件下产品形成的过程，近年来欧盟、美国、韩国及日本等发达国家和地区相继制定并实施了《废弃电子电气设备指令》（WEEE指令），国际上废弃电子产品的处置方式大多是参与资源的再生利用。

国内也有学者运用交易费用理论（王兆华，2005）、环境伦理、企业环境责任（王虹等，2005；袁增伟，2007）、经济价值分析（李强，2006）、消费类电子企业核心关键技术发展路径研究（蒋兵、朱方伟，2010）等理论研究废旧电子产品形成的各个方面。在产品回收管理体系概述领域，研究者从单一国家到多国之间对比、全球性区域对比等角度，运用定性研究、案例研究等主要方法，对全球废弃电子产品管理模式和体系展开了包括EPR、产品回收和循环利用流程、电子垃圾法令等实施现状的概括，回收体系中各种问题的识别，以及对立法和各种促进机制的对比和探讨等研究。

自2006年《废弃家用电器与电子产品污染防治技术政策》在我国实施以来，在回收电子垃圾方面起到了一定的推动作用，但没有从根本上改变我国目前“小作坊”处理为主的回收状况，因此废弃电子产品对环境造成的污染远远大于贡献，所以，要从根本上解决我国废弃电子产品处置方式，必须依法推动电子废物回收利用企业逐步向集约化、规模化、产业化方向发展，形成稳定长效的协同机制。

另外，还有些学者的研究集中在废弃电子产品管理绩效评价体系（J．凯瑞，2008; Hai-Yong, 2006）上，多位学者研究的重点以及争议中心多集中在绩效指标的制定与评价上。行业回收管理绩效评价方法领域，主要研究包括废弃电子产品处理和再生利用的综合指标体系，基于环境影响的评价体系，主要动力机制识别和管理绩效评价体系等，主要运用生命周期评价、物质流评价方法，结合定性、定量分析，为政府管理、激励政策制定等提供理论依据。

二 废弃电子产品的预测

电子产品废弃量的波动是随时间变化的，是指商品的绝对废弃量或相对废弃量在持续不断的运动中表现出来的形态，由多种因素构成，并且这些构成因素也处在不断变化中，必然导致废弃量也随之发生变化。所以，废弃量波动变化是必然的，这就需要我们了解电子产品废弃量波动的规律和发展趋势。

目前国内外相关研究还缺乏完善的电子废弃物回收体系与资源化和无害化处置体系，电子废弃物的基础性研究工作还比较薄弱。研究多把废弃量不断变化的影响因素归为以下6类：

1．供给与需求原因

2000年以前，手机、电脑还属于奢侈品及高端消费品，普通老百姓是买不起的，市场上的流通率很低，供给需求也都很少。随着电子技术的提高、制造成本的大幅降低，2000年以后手机、电脑等电子产品逐步走进千家万户，成为了生活必需品，使得供给与需求都大幅提高，从供不应求发展到基本平衡，再到逐渐供过于求的状态。

2．成本与价值原因

学者对成本与价值的研究多集中在废弃电子产品处理现状分析（刘博洋，2007）、逆向物流研究（夏云兰等，2007）和电子废弃物的逆向物流管理模式（Doald I. Lyons, 2007），电子废物产生量（Ossian & Noncom, 2007）上，特别强调了成本下降的是废弃量激增的主要原因，是当代企业间竞争的聚焦点。

3．流通与贸易原因

研究人员着眼于全球市场化的推行，认为商品流通变得更加方便与价格低廉，这使得消费者有更多的选择权可以购买更多的产品，也给电子产品废弃量持续扩大造成了隐患。从2000年开始，我国进口家电产品的综合平均价格持续降低，受其影响，国内家电产品价格亦走低，正如再生利用管理体系研究（C. Hicks, 2005; R. Hastier, 2005）中所阐述的。

4．市场信息服务体系原因

市场信息服务体系也是电子产品废弃量变化的影响因素，刘铁柱（2006）认为市场信息服务对废弃电子产品回收有较大的影响，造成企业盲目生产，一旦信息不准确，就会造成产品大量积压的局面。

5．宏观经济原因

针对废弃电子产品处理过程环境影响评价（徐振发，2006）和生产者责任制度（刘冰、梅光军，2006），行业产品回收和处理运营模式研究中强调宏观的影响和环境的评价分析，有政策面、国际国内经济面和企业之间的各方面原因。

6．品种结构原因

电子产品属于技术密集型产品，由于产品生命周期缩短，电子产品的技术革新以及消费者需求的多样化，企业需要不断地将产品更新换代以求得在市场竞争中获胜。周期短、更新速度快，已成规模化效应，随着消费者收入水平和购买能力的提高，高层次生活需求会越来越强烈，也促进了电子产品的消费。

统计显示，手机每年更换率约为40%，电脑更新速度也加快了很多，正如电脑CPU在短短的几年间已从最初的奔腾Ⅱ经历了奔腾Ⅲ、奔腾Ⅳ到现在的双核处理器，这些技术更新给我们带来便利的同时也产生了大量的电子垃圾。

三 废弃电子产品资源化的评价

我国废弃电子产品资源化处理行业分析显示，对已经进入回收领域的废弃电子产品处理途径有：一是再利用或者反复利用废弃电子产品拆解下来的部件；二是资源循环，通过废弃电子产品资源化处理技术回收废弃电子产品中有价值的材料，如玻璃、塑料、金属等，这种途径是未来废弃电子产品资源化行业发展的主要途径和必然选择。

从国际上看，国外多数国家在废弃电子产品管理方面引入了生产责任制度（2009～2010年行业研究报告），即谁生产了电子产品并销售到市场，谁就要对这一电子产品从生产过程到使用寿命结束负责，从而达到共同控制和治理废弃电子产品污染的问题。当前，许多发达国家已经立法，要求在制造电子产品时采用环保材料，以便将来使用寿命结束后进行电子产品的拆解、回收处理和再利用。发达国家政府已经相当重视废弃电子产品的处理，出台了废弃电子产品处理的政策、法律法规并给予了资金支持，而我国经济发展迅速，废弃电子产品数量也以惊人的速度增长，但缺乏规范的废弃电子产品的收运、处置方式，废弃电子产品资源化技术远落后于发达国家（闫学斌等，2009）。

国内还缺乏完善的废弃电子产品回收体系与资源化和无害化处置体系的相关研究，废弃电子产品的基础性研究工作还比较薄弱。相关研究主要集中在废弃电子产品处理现状分析（刘博洋，2007），废弃电子产品保有量、报废量估算（刘小丽，2005；金志英，2006；张默，2007；宋旭，2007）以及针对废弃电子产品处理过程环境影响评价（徐振发，2006），生产者责任制度（刘冰、梅光军，2006）和废弃电子产品回收管理体系，逆向物流（刘铁柱，2006；夏云兰等，2007）等方面。国内也有学者从交易费用理论（王兆华，2002）、环境伦理、企业环境责任（王虹等，2005；袁增伟，2007）、经济价值分析（李强，2006）、消费电子企业核心关键技术发展路径（蒋兵、朱方伟，2010）等角度研究废弃电子产品的各方面。

技术经济评价研究方面，国内外研究主要有：陶建宏应用生命周期清单分析法，构建了评价产品绿色度的步骤和模糊评价矩阵（2005）；王玲等分析了电子电器产品污染物替代技术，提出了无铅电子产品设计的可行性（2006）；刘志峰等在对绿色产品评价时涉及技术、经济、环境等众多指标，而评价指标既有定性指标、定量指标，又有模糊指标（2007）；孙静等考察了废弃电子产品的回收定价策略（2010）；葛新权（2007）构建了电子电器产品等6类消费类产品有毒有害物质预警分析系统；王景伟等认为废弃电子产品资源化产业在美国已经初具规模，并且进入了快速发展时期，该产业不仅创造了一定的经济效益和环境效益，而且创造了新的就业机会（2003），足以说明废弃电子产品资源化产业化具有明显的经济效益、环境效益和社会效益；Xianbing Liu等（2009）对废弃家用电器的三种典型回收循环流程进行经济评价，来判定废弃家用电器回收循环处理流程的经济可行性；Keith A.Brown等（2000）对PVC垃圾管理进行了经济评价。

探讨国内外废弃电子产品危害以及处理状况的研究包括：废弃电子产品的管理、回收利用、回收利用技术等问题，如消费类电子产品污染给全球生态环境造成了严重影响，引起世界范围的高度关注（张景波，2004；郑良楷等，2006；王勇等，2006）；电子信息产品污染管理的核心内容是有毒有害物质的控制（RoHS专题，2006）；葛新权（2007）构建了电子电器产品等6类消费类产品有毒有害物质预警分析系统；文献分析和实际调查表明，如何有效地加强消费类电子产品有毒有害物质管理，已经成为目前最为关注的焦点和亟待解决的问题（刘志峰等，2007；刘妍等，2007）。

在废弃电子产品中的有毒有害物质污染分析评价与绿色安全评价方面，有毒有害物质含量是学术上电子产品绿色评价的一个核心指标，也是一般意义上绿色度的反映。目前国内外相关研究集中在电子产品和供应链绿色评价方面，主要方法有成本效益法、价值工程评价法、加权评分法、层次分析法、模糊评判法、数据包络分析方法、生命周期评价方法等。苏庆华（2003）、陈德清（2003）、罗齐汉（2005）等运用模糊层次分析法评价产品绿色度；孙海梁（2003）运用层次分析法和线性加权法测算了机电产品的绿色度；刘英平（2005）等在分析绿色产品评价指标体系的基础上，对数据包络分析模型进行改进，计算每个产品的绿色度评价指数；张雪平（2005）等运用层次灰色关联分析技术综合评价了电除尘器的绿色度。

此外，部分学者将生命周期评价法应用于产品绿色度评价中。向东（2002）提出了绿色产品评价的生命周期模型；陶建宏（2005）应用生命周期清单分析法，结合模糊评价理论和产品的绿色属性特征，构建了评价产品绿色度的步骤和模糊评价矩阵；鲁奇（2006）以全生命周期评价方法建立建筑产品绿色度评价体系。

四 研究现状分析

从上述国内外研究现状与分析可知，前人已经在废弃电子产品回收、预测、废弃电子产品资源化技术经济评价以及废弃电子产品资源化走向产业化建设等相关领域做了大量的工作，积累了大量方法与实践经验，这些研究都对本书研究颇有启发。

（1）废弃电子产品资源化预测研究已经具有相当基础，但多是定性研究，集中在废弃电子产品回收中所预计产生的经济价值和消费者行为等宏观研究；大量的研究成果着眼于个别因素或单因素分析，没有将影响废弃电子产品资源化的主要因素综合考虑，尤其是通过预测模型进行预测分析。目前，对我国废弃电子产品资源化预测的实证性分析尚待实际资料和实证研究加以证实。

（2）废弃电子产品管理的核心内容是无害化和资源化管理，国内外相关法规、标准、指令的限制主要集中在有毒有害物质的控制上。国内学者在废弃电子产品资源评价方面做了部分工作，废弃电子产品资源化潜力和污染形态方面的研究还很少；尽管大多数学者都意识到了废弃电子产品资源化回收处理带来巨大的经济效益、环境效益以及社会效益，但未能从技术经济评价的角度出发构建完整的技术经济评价指标体系，并用模型进行评价和实例论证；大量研究成果没有涉及影响废弃电子产品资源化技术经济评价的因素，没有综合考虑，而是针对个别因素进行分析，并且实证性分析还缺乏必要的实际资料加以验证。系统地提出废弃电子产品管理的体系建设、产业化发展模式、社会监管和法规制度等理论、方法和建议，以合理指导废弃电子产品资源化建设，仍是国内研究者的紧迫任务。

（3）国内外学者在电子产品的绿色评价方面主要以指标权重法为基础，且未达成一致观点，电子产品有毒有害物质污染评估方面未见相关报道。对废弃电子产品资源化的技术经济评价集中在废弃电子产品再生资源化，分析了基于生产商延伸制的废弃电子产品再生资源化运作体系，侧重于政策发挥、经济保证机制和利益相关者协调关系。技术经济评价应用于能源开发、环境研究、技能技术、建设项目等领域的研究比较丰富，可以为建立废弃电子产品资源化的技术经济评价体系和模型提供依据和借鉴。

第三节 研究思路与创新

一 研究思路

本书在研究废弃电子产品资源化潜力预测的基础上，评价资源化过程的经济性和与生态有关的有毒有害物质情况。

首先，从废弃电子产品资源化潜力预测的一般性定义出发，建立废弃电子产品预测问题的概念模型；对概念模型中所涉及的概念进行详细研究，提出每个概念的形式化定义。从废弃电子产品废弃量形成的历史角度，对中国废弃电子产品的形成过程进行分析，以期建立废弃电子产品预测的时序模型、灰色模型；在废弃电子产品形成的基础上，研究废弃电子产品宏观废弃量时间序列特征的因果关系，建立相应的预测模型，包括基于遗传算法的神经网络预测模型和基于估计分析的斯坦福模型、卡内基·梅隆模型、市场供给模型等。结合信息系统工程方法设计并完成相应模型的算法，完成废弃电子产品资源化潜力预测系统的开发，以便为市场主体进行深层次信息服务。据此思路，研究由以下四大部分组成，如图1-2所示。

其次，在调查研究、收集整理资料，跟踪国内外最新研究成果，以及对国内外现有的同类研究进行分析与简评的基础上，形成论题。进而归纳总结对废弃电子产品资源化进行技术经济评价的问题识别和概念设计以及建模，以此来确定废弃电子产品资源化的技术评价体系及其评价选择的相关概念、理论及模型。构建废弃电子产品资源化的技术经济评价指标体系及其应用的相关模型，探讨对废弃电子产品资源化技术评价模型选择的标准和应用的意义。接着，以实地调研为基础，进行数据收集、处理及整理，并对废弃电子产品资源化的技术经济评价进行研究，提出对废弃电子产品资源化的技术评价完善的措施和意义。研究思路如图1-3所示。

最后，借鉴知识管理、计算机应用等学科理论和方法，采用规范研究和实证分析相结合、宏观与微观研究相结合、定量研究和定性分析相结合的方法，围绕废弃电子产品有毒有害物质进行系统化、规范化和程序化的研究，将主成分分析和模糊聚类分析的方法相结合，克服了以往研究方法的不足和缺陷，增强了评价结果的准确性和客观性，提高了研究的实践意义。废弃电子产品有毒有害物质评价的研究思路如图1-4所示。

二 研究创新

本研究采用规范研究和实证分析相结合、宏观与微观研究相结合、定量分析和定性分析相结合的研究方法，研究视角独特，研究范畴与我国社会经济发展的实际问题结合紧密，科学地指导废弃电子产品资源化的技术经济评价体系和模型的构建与发展。

基于逆供求理论、灰色系统、BP神经网络等建立了基于时间序列模型、灰色预测模型和神经网络模型的资源量预测模型。将估计理论与预测学相结合，应用于废弃电子产品宏观废弃量的分析，引入斯坦福模型、卡内基·梅隆模型模型和市场供给模型进行对比分析，开发了基于废弃电子产品资源化潜力预测的支持系统。

运用系统理论，根据系统思想确立技术经济评价的导向、系统分析确立技术经济评价的内涵和系统方法确立技术经济评价的方法，保证本研究的科学合理性和先进实际性；完成对废弃电子产品资源化的技术经济评价的概念模型和形式化体系；根据客观性和主观性科学协调的原则，构建出废弃电子产品资源化的技术经济评价体系，应用相关模型进行了实例验证。

根据国内外法规标准和检测数据所规定的6种有毒有害物质，构建废弃电子产品有毒有害物质污染评价指标体系；运用主成分分析和模糊聚类分析对废弃电子产品有毒有害物质污染进行分析评价；通过分析评价废弃电子产品有毒有害物质，为提出废弃电子产品有毒有害物质污染的有效改善建议提供技术支持。