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固体废物综合治理丨席北斗院士：迈向“无废城市”深水区：创新城市多源固废系统治理技术路径与市场机制
【摘要】《固体废物综合治理行动计划》（以下简称“固十条”）是推进美丽中国建设、加快经济社会发展全面绿色转型的重要制度引擎，其核心在于构建覆盖源头减量、过程管控、末端利用及全链条无害化的固体废物综合治理体系。“固十条”明确要求加快“无废城市”建设，推动其在“十四五”试点成效基础上迈入“深水区”攻坚阶段。当前，我国城市固体废物呈现来源多元、品类繁杂的特征，存在治理过程割裂、物质与能量协同不足、碳污协同减排压力巨大等系统性问题。本文从复杂系统科学与产业生态学视角出发，提出城市多源固体废物治理的本质是“物质流—能量流—价值流”三流耦合失调下的系统重构。通过解析国内城市多源固废系统治理的技术路径与市场机制，总结城市循环园区作为关键载体的建设需求与深层挑战，创新性地提出了以“物质流精准调控、技术链集成耦合、价值网闭环重构、制度体系协同保障”为核心的系统解决方案，以期为“无废城市”建设提供更具科学性的理论指导与实践路径，支撑“固十条”的全面落地与效能释放。
【关键词】“固十条”；“无废城市”；多源固废；协同治理；技术路径；市场机制
随着我国生态文明建设步入以降碳、减污、扩绿、增长为协同特征的新阶段，固体废物（以下简称“固废”）污染防治已成为美丽中国目标实现的关键短板与核心瓶颈。当前，我国固体废物历史堆存量高达800亿t，且以每年110亿～120亿t的规模增加，其兼具资源属性与污染风险的双重特征，决定了治理任务的极端复杂性与艰巨性。国务院印发的《固体废物综合治理行动计划》（以下简称“固十条”）[1]，标志着我国固废治理模式正经历一场深刻的历史性转型：从过去以单一污染源攻坚、末端被动处置为主的“点状治理”，迈向覆盖全品类、贯通全链条、强调系统优化的“网状协同治理”。
“无废城市”建设正是将“固十条”顶层设计转化为城市层面生动实践的核心载体。“十四五”期间，113个城市和8个特殊地区的试点工作，使“无废”理念深入人心，为规模化推进“无废城市”建设奠定了基础。步入“十五五”，“无废城市”建设将从试点探索转向全面铺开，从模式建设迈向高质量发展，进入攻坚克难的“深水区”。从系统科学视角审视，“深水区”之“深”，深在治理对象从单一介质转向多源复合系统，深在治理目标从污染控制转向资源—环境—气候协同增效，更深在治理模式必须从经验驱动转向数据与知识联合驱动。
当前，“无废城市”向纵深发展的核心瓶颈集中体现为城市多源固废的系统性协同治理能力不足。传统处理模式“各自为政”，导致物质流割裂、能量梯级利用缺失、环境风险分散，与“固十条”要求的全链条闭环管理存在显著差距。破解这一困局的关键在于深刻认识城市固废代谢系统的复杂性，并构建以循环园区为物理载体、以技术创新为驱动引擎、以市场机制为价值纽带的系统化治理新范式。基于此，本文立足“无废城市”深水区建设的战略需求，以城市多源固废协同治理为核心研究对象，通过理论剖析与案例实证，提出具有前瞻性和可操作性的科学对策，为落实“固十条”战略部署、推动“无废城市”高质量发展提供参考。
城市多源固废系统治理的技术路径与市场机制需求分析
技术路径需从空间集聚升级到系统代谢
传统末端处置模式已无法应对多源固废复杂耦合的系统性挑战。“固十条”强调的城市矿产开发与多源固废处置技术协同，本质上要求固废治理从单一技术应用向多技术集成的系统解决方案转型。城市循环园区作为这一转型的关键载体，其核心功能不应仅是企业的“物理集聚”，更应构建一个高效、稳定的“产业代谢系统”。这对其提出了3个层次的能力要求。
一是产业共生与物质闭环能力。需要突破传统线性产业布局，运用产业生态学原理，通过精准的产业链设计和补链招商，构建“资源—产品—再生资源”的闭环循环链条。例如，将能源、建材、环保等产业进行系统性重组，实现粉煤灰、炉渣、建筑垃圾等大宗固废的梯级协同利用[2]。
二是基础设施共享与环境绩效集约化能力。园区需统筹规划建设处理废水、废气、固废等的公共基础设施，利用规模效应降低边际治理成本[3]。更重要的是，通过集中布局，提升园区内固—气—水多介质污染物在处置利用过程中物质和能量的互补与循环利用水平，协同减控污染物和温室气体排放，将分散的点源环境风险转化为集中、可控的面源风险，实现环境绩效的整体最优。例如，生活垃圾定向腐殖化可提高有机肥中碳固定量，减少渗滤液与尾气中化学需氧量（COD）和CO2等的排放[4-5]；固废中含碳物质水解产生的乙酸、还原糖等可作为污水处理的外加碳源[6-9]；垃圾焚烧所产生的烟气余热可用于污泥干化或其他垃圾协同预处理[10]，物料中的含水率显著影响焚烧工况，进而影响烟气中二噁英、多环芳烃（PAHs）等污染物和碳的排放。
三是城市矿产的高值化开发能力。城市循环园区应成为城市“第二矿脉”的精炼厂，通过专业化、规模化的拆解与提纯技术，从废旧物资中高效回收关键金属与材料[11]。技术挑战在于，如何从低品位、高杂质的“城市矿山”中，以经济可行的方式提取高纯度的战略资源，这本质上是一个复杂难处理矿石的选冶工程问题。依托分选富集、清洁冶炼、精细化再生加工等核心工艺，可有效破解废旧物料组分混杂、回收难度大的痛点，推动废旧家电、废旧动力电池、废五金等废弃物的分级利用，这既能减少原生矿产开采消耗，降低资源对外依存度，又能实现污染物源头减量，助力区域循环经济体系稳定运行。
市场机制需从政策驱动升级到价值共创
近年来，固废资源化技术取得了明显进步，在多个方面取得突破，但其产业化应用存在有技术、缺市场的价值转化困境。其根源在于，再生产品市场是一个典型的“信任品”市场，存在严重的信息不对称。当前，产品质量标准不一、认证体系缺位，导致市场对再生产品存在系统性不信任，使其陷入“柠檬市场”困境[12]。同时，产业收益过度依赖政府补贴，环境正外部性（如碳减排）和风险负外部性均未有效内部化，扭曲了价格信号，抑制了企业的技术创新与升级动力。因此，市场机制设计的关键在于，通过制度创新（如标准、认证、碳交易）重构信任、显化价值，从而驱动由“政府输血”向“产业造血”的根本性转变，并针对不同固废的资源价值差异，设计差异化的价值捕获与利益分配机制。
城市多源固废系统治理面临的深层挑战
固废来源复杂多变，面临高度不确定性与波动性
城市多源固废作为“原料”，其供给在时间、空间和品质上具有极大的不确定性与波动性，这是其区别于原生矿产的最根本特征[13]。前端分类的粗放、收运体系的波动、预处理能力的不足，共同构成了一个“灰箱”输入系统，给后端的稳定运行带来巨大压力。从控制论角度看，这是一个具有强干扰、非稳态的输入系统。若缺乏严格的准入分级、在线监测与动态调配机制，城市循环园区极易退化为各类处置设施的简单集合，无法发挥协同优势。例如，部分协同处置项目因未能有效筛查有害组分，导致次生环境污染事件，这正是系统输入失控的典型表现。
系统规划缺乏，集成优化能力不足
当前，多数园区的协同尚停留在物理层面，远未达到化学层面的深度融合。这暴露出在多源固废协同处置的系统工程理论、多相流物质能量耦合机理以及全过程动态模拟与优化控制等基础科学问题上的研究不足。具体表现为：物质与能量的梯级利用缺乏定量化设计与动态调度手段[13]，无法对物料流向、能源消耗、余热余压梯级分配进行精准测算，难以根据生产负荷变化灵活优化供需匹配；多技术耦合的接口参数、匹配规则与协同强化机制尚不清晰，各类固废处置利用技术体系相对独立，关键运行参数缺乏协同标定，缺少系统性的协同调控策略，难以形成一体化运行模式；园区内固废、烟气、沼液等固—气—水多介质污染物与温室气体排放耦合关系不清，减排调控原理不明，缺乏协同阻控技术；数字孪生、智能控制等先进技术的应用仍处于探索阶段[14]，多集中于单点技术演示，缺乏覆盖全流程、跨尺度的深度融合，与现场实际工况匹配度不高；缺乏科学的系统优化工具，使得治理决策多依赖经验，难以实现从单元最优到系统最优的跨越。
商业价值转化机制尚未打通
废杂塑料分选、有机固废热解气化等技术虽已具备工程化可行性，但其再生产品因标准滞后、认证缺失而难以进入主流市场，形成技术溢出与价值洼地并存的尴尬局面[12]。问题的本质是价值转化链条存在制度性断裂：一方面，环境收益（如碳减排）缺乏量化标准和交易通道，无法变现；另一方面，再生产品的性能标准与应用规范未能与下游产业需求有效衔接。加之固废项目具有资本密集、回报周期长的特征，且绿色金融、环境权益抵押等投融资工具应用不足，导致社会资本“看不清、进不去、不愿投”。
政策标准与市场需求协同不足
现有固废治理政策标准体系在国家到地方的纵向与不同部门的横向层面仍存在协同障碍，尤其是在与“双碳”目标的衔接上，缺乏公认、国际互认的固废资源化项目碳减排核算方法论，使其环境效益无法在国家碳市场中得到体现。这本质上是一个核算体系的多尺度、多边界、多归属科学问题。同时，“无废城市”建设缺乏基于城市功能定位、产业结构、资源禀赋的差异化标准与评估体系，导致“一刀切”的技术与机制难以适配地方实际需求，制约了治理效能的有效释放。
城市多源固废系统治理的对策和建议
建立基于“物质流—能量流—价值流”分析的精准调控体系
建立基于“物质流—能量流—价值流”分析的精准调控体系的核心是，运用物质流分析（MFA）方法构建覆盖“收—运—处—用”全过程的固废动态代谢模型。一是建设“国家级—城市级—园区级”三级固废大数据平台，实现跨区域、跨品类固废产生、流向与成分的实时监测与预测；二是在前端推行基于下游工艺需求的精细化预处理与组分分级制度，将固废从复杂混合物转化为标准化的替代原料；三是在中端引入柔性分选与智能仓储技术，提高缓冲调节能力，平抑原料波动；四是在末端基于模型预测，动态优化各处置单元的运行参数与物料分配，实现从经验控制到模型预测控制的跃升。
推进多技术耦合集成与全流程优化
借鉴流程工业的系统工程理念，将循环园区视作一个虚拟的城市固废炼化一体化工厂。 一是搭建面向多源固废协同处置的“数字孪生”调度平台，对物料流、能量流、价值流、环境流进行全息映射与动态仿真；二是针对飞灰、高盐废液等高危组分，坚持“分级分质、定向处置”原则，开发源头分离与稳定化技术，阻断污染扩散；三是进行技术专项攻关，围绕园区物质循环与能量梯级利用，研究循环园区固—气—水多介质污染物的物质能量特征，探索固废、污水和烟气在形成污染物和温室气体过程中存在的转化、促进、抑制等作用，揭示物质赋存形态和特征对其相互作用的影响，重点突破固废碳素生化性能提升与污水碳源补给、烟气余热干化固废与污水增温保温、固—气—水能量协同互补利用等关键方法，形成循环园区多介质协同、碳氮协同和减污降碳协同的“三协同”技术体系，构建多介质、多要素、多目标协同双控体系，全面提升园区污染控制与碳减排水平，破解城市固废在处理处置过程补充碳源和能源造成的污染物与温室气体间接排放难题。
完善市场驱动与收益保障机制
完善市场驱动与收益保障机制的核心是推动固废资源化价值从潜在走向显性，建立“谁产生、谁付费，谁利用、谁受益，谁减排、谁得利”的利益导向。一是联合权威机构，加快制定再生产品“碳足迹”核算标准与方法学，推动其碳减排量纳入国家核证自愿减排量（CCER）市场交易；二是推行“再生品性能保障＋绿色保险＋政府优先采购”组合拳，打破市场壁垒，率先在市政、基建等领域设定再生产品最低使用比例；三是探索建立跨区域、跨行业的固废处理环境权益交易与生态补偿机制；四是创新投融资模式，支持符合条件的企业发行绿色债券、基础设施公募基金等。
探索固废概念工厂的创新技术模式
探索构建固废概念工厂，将其作为技术集成与模式创新的引擎，与循环园区互补耦合，构成双轮驱动。一是理念革新，从污染控制转向资源再生。概念工厂定位为城市资源再生站，将生活垃圾高热值组分制备成衍生燃料，有机组分发酵生产生物天然气与有机肥，实现“零填埋”。二是多技术耦合提升效率。整合机械生物处理（MBT）、热解气化等多种技术，形成完整工艺包。例如，废旧物资概念工厂实现废旧机电、退役电池梯级回收，建筑垃圾概念工厂实现全量化利用，适配复杂垃圾组分，提升能效与回收率。三是创造“邻利效应”，推动社会共治。通过景观化设计、透明化生产、常态化科普，将设施打造为环保科普基地，如“无废庄乡”融合地方文化打造科普平台，化解“邻避效应”，引导公众参与，形成协同治理格局。概念工厂与循环园区互为支撑：园区提供产业衔接、能源共享等保障，概念工厂提供创新技术与高附加值产品，两者协同构建完整治理闭环，推动“无废城市”落地。
健全政策标准与协同保障体系
从单点管制转向系统赋能，建立“无废城市”差异化标准，根据沿海、高原等不同城市固废的特征，制定针对性建设目标与技术路径。建立国际互认的碳排放核算规则，完善统计核算体系，明确核算边界与规则，推动碳减排效益量化，对接碳交易市场。完善固废资源化行业与地方标准，规范治理与利用行为。强化科技支撑，搭建创新平台攻关核心技术，加强技术推广与人才培养，建立“无废”培训体系，推动国际合作，提升治理水平。
结语
“无废城市”建设进入深水区，本质上是城市固废代谢系统的深刻重构与现代化。面对“固十条”提出的更高要求，必须超越传统的末端治理思维，运用系统科学、产业生态学和流程工程学等前沿理论，构建以循环园区为系统载体、以概念工厂为创新引擎、以“物质流精准调控、技术链集成耦合、价值网闭环重构”为核心的系统治理新范式。当前，固废系统治理新范式虽已取得显著成效，但在应对原料输入的高度不确定性、系统集成的复杂性、价值转化的制度性障碍等核心挑战上，仍有漫长的路要走。
展望未来，必须坚持科技创新与制度创新双轮驱动，将数字孪生、人工智能、绿色金融等新质生产力要素深度融入固废治理全链条。通过构建技术可行、经济合理、市场有效、社会参与的现代化固废治理体系，为美丽中国建设筑牢环境基石，为全球特别是发展中国家探索出一条人口经济密集区实现固废“近零排放”与资源高效循环利用的中国路径，为全球可持续发展贡献中国智慧与中国方案。
【作者】
席北斗：中国工程院院士，中国环境科学研究院院长、研究员
杨天学：中国环境科学研究院研究员
于家琳：中国环境科学研究院高级工程师
肖 懿：中国环境科学研究院
张津铭：中国环境科学研究院
本文刊载于《环境保护》2026年第8期
【参考文献】
[1] 国务院办公厅 . 国务院关于印发《固体废物综合治理行动计划》的通知[EB/OL]. (2026-01-04)[2026-01-05].https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202601/content_7053808.htm.
[2] 石垚 , 李会泉 , 陈少华 , 等 . 城市多源固废协同利用与区域绿色循环发展研究：以东莞海心沙国家资源循环利用示范基地为例[J]. 中国科学院院刊 , 2023, 38(12): 1789-1801.
[3] 杨东海 , 刘晓光 , 戴晓虎 . 我国城乡多源有机固废资源化利用研究[J]. 中国工程科学.
