Assessment of influencing factors and resource potential of scrap steel recycling in Shanxi Province
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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。
Abstract:Exploring the influencing factors and resource utilization potential of scrap steel in Shanxi Province is of positive significance for accelerating the development of circular economy and promoting the green and low-carbon transformation of the steel industry. Based on PEST (political, economic, social, technical) model, the principal component analysis method was used to identify the influencing factors of scrap steel recycling in Shanxi Province. Relying on the life cycle method, combined with GM (1,1) model and the system dynamics simulation model, the potential of scrap steel resource utilization in Shanxi Province from 2021 to 2035 was comprehensively evaluated. The results showed that the influencing factors of scrap steel recycling in Shanxi Province could be sumarized into three aspects, i.e. the comprehensive strength of enterprises, the industry policy environment and the industry market environment. Moreover, Shanxi Province had great potential for scrap steel recycling; the utilization of scrap steel resources would increase rapidly from 2021 to 2030 and stabilize after 2030. In order to improve the level of scrap steel resource utilization in Shanxi Province and promote the high-quality development of the industry, the following policy suggestions were proposed: cultivating standardized and large-scale scrap steel recycling enterprises; improving the level of intelligent information in the industry and enhancing the scientific and technological innovation ability of enterprises; strengthening market supervision and guiding the benign development of the market.
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Key words:
- scrap steel /
- principal component analysis /
- resource utilization /
- system dynamics /
- Shanxi Province
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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1 9.6 64.3 64.3 5.5 36.9 36.9 成分2 2.7 17.7 82.0 5.3 35.6 72.5 成分3 1.3 8.7 90.7 2.7 18.2 90.7
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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 X7 0.936 0.167 −0.005 X2 0.831 0.499 −0.165 X14 0.828 0.340 0.046 X11 0.828 0.410 0.072 X15 0.752 0.534 −0.091 X12 −0.134 0.523 0.744 X1 −0.169 −0.935 0.038 X8 0.434 0.890 −0.064 X10 0.411 0.875 −0.119 X9 0.547 0.821 0.019 X13 0.516 0.751 0.024 X3 0.660 0.712 −0.109 X5 −0.062 −0.034 0.978 X4 −0.218 0.086 0.949 X6 0.202 −0.200 0.880
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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 4 079 7 378 11 318 12 834 15 661 19 544 历史值/亿元 4 079 7 223 10 895 12 095 14 484 17 836 误差绝对值/% 0.00 2.14 3.89 6.11 8.12 9.58 人口数量 预测值/万人 3 355 3 401 3 447 3 493 3 541 3 589 历史值/万人 3 355 3 411 3 562 3 528 3 510 3 490 误差绝对值/% 0.00 0.31 3.24 0.98 0.88 2.83 粗钢产量 预测值/万t 1 655 2 345 3 491 4 329 4 437 6 653 历史值/万t 1 655 2 345 3 490 4 325 4 430 6 638 误差绝对值/% 0.00 0.02 0.02 0.08 0.16 0.23 钢材产量 预测值/万t 1 369 1 976 3 372 4 636 4 343 6 196 历史值/万t 1 369 1 976 3 371 4 632 4 335 6 181 误差绝对值/% 0.00 0.02 0.02 0.09 0.17 0.24
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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 1 117.33 921.91 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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