第二章 废旧汽车回收与利用概述
随着我国汽车工业的迅速发展,汽车保有量的大增,也带来了大量的回收与利用方面的问题。汽车是一个由成千上万零件组合而成的组合体,这些零件由性能各异的不同材料组成,因此对废旧汽车的回收与利用必须结合各种材料的特性因“料”制宜,确定回收与利用的原则、对象及层次。
2.1 我国汽车市场概况
2013年中国汽车业交出了一份令人兴奋的成绩单——全年汽车产销量分别达到2211.97万辆和2109.60万辆,同比增长27.32%和25.13%;2013年还创下中国汽车销售市场增长的新记录:这是中国车市第一次在一年之内跨过两个两千万辆级台阶,不仅从2012年的1900万辆跃上了2000万辆级,又在2013年的最后一个月攀上了2200万辆级的新平台。中国汽车销售市场的第一个百万辆整整耗时36年,实现100万辆到200万辆的跨越历时8年,加入世贸组织之后每个百万辆的实现基本只需一年时间,2013年又将这一速度记录改写。
22002000180016001400120010008006004002002001产销量(万辆)产量(万辆)销量(万辆)200320052007年份200920112013
放眼全球汽车市场,这一成绩的确引人注目。2010年,美国、欧洲、日本等主要汽车市场趋于饱和,增幅十分微弱,有些市场甚至出现了不同程度的下跌。而中国汽车销售市场在快速增长了多年之后,汽车销量还能保持25%以上的增幅,用“一枝独秀”来形容并不为过。同时,高速增长还使中国汽车销售市场的国际地位不断提高,2010年中国新车消费量占全球市场的比例已经超过了10%,比加入世贸组织之初的2001年增长了一倍多。如今的中国车市,已经成为全球第三大汽车生产国和第二大新车消费国。这样一个市场,将不仅是影响世界主要汽车企业竞争格局的重要力量,还将对世界汽车工业的发展起到重要的推动作用。
近年来,中国汽车企业不断推出各种新型汽车品牌和产品,然而在汽车产品极大丰富
的市场繁荣背后,中国汽车工业却始终摘不掉“技术空心化”的帽子。汽车是一个高难度产品,国内企业出于技术和资金的匮乏,自主研发周期长、风险大等种种考虑,特别是合资是赚钱的捷径,而国外汽车厂商也不约而同地看好中国市场的巨大消费潜力,所以才出现了近年来让人眼花缭乱的合资厂商和汽车品牌。合资成风带来的一个负面效应就是“技术空心化”。众多国内汽车厂家忙于从合资合作中追逐利润,占领市场,忽视和弱化了自主研发能力的培育,导致在合资中几乎毫无例外地处于被动地位。随着民营汽车企业的异军突起,特别是奇瑞、吉利,比亚迪等汽车公司在自主研发和创新上的稳扎稳打,中国汽车工业自主创新又重现曙光。
与此同时,经过多年的探索和努力,自主创新已经成为整个行业发展的主旋律。自主品牌在商用车市场的占有率超过70%,在乘用车市场中的份额为41.47%,在整个汽车销售市场中的比重已接近了一半,自主品牌已经真正成为我国汽车市场的中坚力量。在消费者最关注的轿车领域,自主品牌的市场占有率提高到了25.67%,有三个自主品牌入选轿车品牌销售前十位,前五大SUV品牌中有三个是自主品牌,销量前五位的MPV品牌中有两个是自主品牌,自主品牌在轿车市场中的地位和影响力迅速提高。
巨大的汽车保有市场带来大量的报废需求,2013年的汽车报废量近300万辆。截至2013年底,全国报废汽车回收拆解企业达到522家,从业人员2.6万人,资产总额103亿元。2013年,实现销售总额78.5亿元,回收报废机动车115万辆,同比增长0.5%,其中,回收报废汽车60万辆,同比增长6.1%,回收废钢铁、废有色金属、废塑料、废橡胶等各类资源约200万吨。然而,近年我国报废汽车每年实际回收量仅为汽车保有量的0.5%~1%,远低于发达国家5%~7%的水平。
2.2 回收与利用的基本原理
2.2.1 回收的基本原理
一般的回收原理包括系统性原理、最优化原理、能量守恒原理等。
1.系统性原理。产品回收是一项系统工程,既是技术问题,也是管理和社会学方面的问题。根据零件的不同材料组成,需要采用不同的回收技术和工艺,根据不同国家的法律规定,也可能强制要求对产品的某些零部件回收,以汽车回收为例,在我国,车辆的六大件——发动机、变速箱、前桥、后桥、方向机、车架必须按国家规定严格拆卸,按材料形式回收,而在日本和欧美国家,这六大件是可以采用零件形式回收的。
2.最优化原理。产品回收强调“废物量最小化”,实质上是指在满足产品特定要求的
前提下,使产品的产出率最高,而物料消耗最小。废物量最小化可以表示为优化问题的目标函数,约束条件包括生产技术、回收技术、管理和社会学、国家法律等各个相关方面的规定。
3.能量守恒原理。产品系统的能量输入和输出是相等的。 2.2.2 利用的基本原则
1.性能安全可靠原则。无论是废旧材料的利用还是废旧零部件的再利用都要保证其性能安全可靠,目前国家报废汽车条例明确规定,报废汽车五大总成(发动机、方向盘、变速器、前后桥和车架)禁止流通,必须回炉。这样做的目的是为了防止废旧零部件未经适当的加工处理回流市场,为道路交通安全带来隐患。
2.可持续发展原则。保证废旧汽车再利用的可持续发展应做到两点:一是保证整个产业的规模与效益,没有一定的规模和适度的利润空间,就无法保证废旧汽车回收与利用的正常运作;二是保证产业结构与企业机制具有相当的活力。
3.螺旋形推进原则。汽车回收与利用是一项复杂的系统工程,它的实施涉及到社会、经济、技术等各个方面,不可能同时解决所有问题,必须遵循旋进原则,统一规划,分步实施,主动推进,以点带面,螺旋形前进。简而言之,在每个阶段应抓住一点,积极突破,带动全局发展。
4.市场调节原则。所谓市场调节原则包括两层意思:一是在产业结构的确立和企业的配置上,在合理的监管下应当依靠市场机制发挥市场调节的作用;二是整个产业的生存和发展,应当重视市场规律,不应当使整个产业成为社会的负担。
2.3 回收与利用的对象和层次
2.3.1 回收的对象和层次
对于拆卸和回收来讲,有3种类型的零部件是回收的主要对象: 1.有价值的零部件——回收利益的主要来源; 2.含有毒害材料的零件——保护环境;
3.含有不同种材料的零部件——提高材料回收的纯度。
这些零部件被称为产品的拆卸与回收对象。在确定产品的拆卸回收对象时,可利用分析评价工具计算各零部件的拆卸回收对象的利润,通过改变零部件的回收层次,最终选定具有更高利润的回收层次。
产品的回收可分为四个主要的层次,即产品层、部件层、零件层和材料层,也可以详
细分解成产品层、部件层、零件层、材料层、能量层和环保处理层。如图2.2所示。其中产品层是指产品被不断地维护和升级,得以反复使用或作为二手货卖给他人使用,从环境保护和节约资源的角度来看,产品在这个层次上的回收是级别最高的。部件层和零部件层是产品经过拆解之后将可以重新使用的部分进行翻新和检测,用作同类产品的零部件再制造或作为配件进入零配件市场。其中部件层回收的级别比零件层高。对于那些无法重用的零部件或产品将作为材料回收,通过材料的分离、分解和再制造而产生回收材料,一部分材料被焚烧进行能量回收,其余的残渣将被进行环保填埋,最终会自然分解。
从图2.2中可以看到,物质的流动有两个主要的方向,一是沿着生产制造过程,物质从自然界被开采加工最后变成产品;另一个方向是沿着回收过程,物质从产品变成零部件、材料,最后被分解。此外,物质也通过产品、零部件和材料的重用而不断地得到循环利用。
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图2.2 汽车产品回收的层次
根据能量守恒定律可知,物质反复利用率越高、循环使用中的损失越少,就越节省资源并更利于环境保护。从这种观点来看,设计者对产品的最初设计就基本决定了其物质利用率。理想的设计应使产品具有良好的更新能力,在产品不断升级换代的过程中,仅有很少的物质被作为材料或能源回收,这一部分被代谢排出的物质将通过新的零部件的更新而得到补充。
2.3.2 利用的对象和层次
废旧汽车的利用并不是简单的回炉所能解决的,它必须采用科学的方法,先进行分解,然后再分别进行处理。废旧汽车的利用对象和层次包括两个方面:一是废旧材料的再利用;二是零部件的再利用。
1.材料的利用
材料的利用包括:(1)加工坯料:将零部件作为加工其他类型零件的毛坯使用;(2)回炉:将废旧材料以原料或配料的形式重新冶炼;(3)燃烧:将废旧轮胎、塑料等作为燃烧材料燃烧产生热能;(4)化学反应:作为化学反应材料,与其它元素化合,产生化学能。
将废旧汽车作为材料利用是最直接也是最广泛的一种利用途径,加强废旧材料的利用不但可以保护环境而且能够缓解我国资源匮乏的现状,但是废旧材料的从新利用需要较高的热能,能量消耗量高,涉及工艺复杂,环节较多,需要加强在材料利用过程中的技术及资金投入,才能保证得到良好的收益。
2.零部件的利用
零部件的再次利用包括:(1)翻新重用:零部件只需经过简单的清洁、涂覆处理工艺后就可以重新使用,这种利用方法简单方便,但是对零部件的要求较高,需要零部件的性能及技术参数保持良好;(2)修复重用:这种方法主要针对有缺陷的的零部件,需要对零部件的缺陷进行修复处理后,再重新使用;(3)再制造:包括一系列处理工艺过程,如:拆卸、分类、清洗、翻新、替换磨损的零件及有缺陷和陈旧的产品、再装配、测试,满足技术要求之后再利用。
汽车零部件的拆卸回收与再利用是节约资源,降低成本,实现汽车绿色化设计的重要措施之一,它使汽车产品能够以零部件的形式再生与重用,从而使汽车产品处于一个闭环的工业生态系统中,以实现资源的循环利用和环境保护,促使汽车工业可持续发展。