新能源汽車回收利用管理工作的新趨勢(shì)

姜偉男，賁顯力，李祖彬，邵會(huì)星，姜明

（北京車和家信息技術(shù)有限公司，北京 100000）

1 前言

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2020 年開(kāi)始，我國(guó)每年將面臨著500 萬(wàn)輛以上的汽車回收壓力，并且這一數(shù)目逐年增加，如果報(bào)廢汽車無(wú)法進(jìn)行妥善處置，將會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的巨大壓力及資源的極大浪費(fèi)。汽車富含金屬、稀土、化工材料等材料成分，這些材料具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。與傳統(tǒng)的汽車回收利用情況不同的是，新能源汽車在報(bào)廢汽車中所占有的比例逐年增加。新能源汽車是指采用非傳統(tǒng)的車用燃料作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來(lái)源（或使用傳統(tǒng)的車用燃料但車載動(dòng)力裝置是創(chuàng)新的），在驅(qū)動(dòng)形式和動(dòng)力來(lái)源方面有所創(chuàng)新，設(shè)計(jì)制造技術(shù)先進(jìn)，擁有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車種類。新能源汽車包括純電動(dòng)汽車（以特斯拉為代表）、增程式電動(dòng)汽車（以理想one為代表）、混合動(dòng)力汽車（以豐田PRIUS 為代表）、燃料電池電動(dòng)汽車（以豐田Mirai 為代表）、其他新能源汽車（如吉利乙醇汽車）等類型。目前，新能源汽車面臨著環(huán)保法規(guī)的變化、目標(biāo)市場(chǎng)的擴(kuò)展、整車結(jié)構(gòu)的差異，按照舊思維去開(kāi)展整車回收利用工作變得不合時(shí)宜。這就要求我們對(duì)新能源汽車所處情況進(jìn)行具體分析，找出適用于新能源汽車回收利用政策的對(duì)應(yīng)解決方案，提升新能源汽車的環(huán)保屬性，保障整車回收利用工作的有序開(kāi)展，促進(jìn)汽車行業(yè)回收利用技術(shù)的進(jìn)步。

2 新能源汽車回收利用對(duì)策的新趨勢(shì)

新能源汽車由于優(yōu)化了傳動(dòng)系統(tǒng)、變速系統(tǒng)及拋棄了發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽車產(chǎn)生了較大差異，材料構(gòu)成上也與傳統(tǒng)汽車大相徑庭。同時(shí)，新能源汽車面臨著國(guó)內(nèi)環(huán)保法規(guī)的逐步嚴(yán)格，政策指令的同步完善，以及消費(fèi)者市場(chǎng)國(guó)際化的新趨勢(shì)。這就對(duì)新能源汽車應(yīng)對(duì)回收利用政策的思路及工作方法產(chǎn)生了新的要求。

2.1 車輛結(jié)構(gòu)變化帶來(lái)的管理思路的變化

2.1.1 動(dòng)力電池報(bào)廢帶來(lái)的環(huán)境壓力

新能源汽車與傳統(tǒng)汽車相比最大的特點(diǎn)就是增加了動(dòng)力電池部件。目前主流的動(dòng)力電池有兩種：三元鋰電池及磷酸鐵鋰電池，無(wú)論何種電池，其內(nèi)部都含有極為寶貴的礦物資源：鋰、鐵、鈷、錳等元素在電池內(nèi)部極為豐富，車載動(dòng)力電池就是一座座移動(dòng)的小型礦藏。其次，動(dòng)力電池的外殼一般都是鋁合金，也具有極大的回收利用價(jià)值。但最重要的一點(diǎn)是：動(dòng)力電池的電解液具有強(qiáng)毒性、易燃性，如果處置不當(dāng)會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。另外，目前主流的汽車動(dòng)力電池是由幾百以致幾千組小的電池單元組成，在報(bào)廢時(shí)并不是每組單體都無(wú)法繼續(xù)使用，甚至失效的單體仍然會(huì)有50%以上的儲(chǔ)能效率，這時(shí)如果直接進(jìn)行廢棄處理是對(duì)資源的極大浪費(fèi)。

除純電之外，新能源汽車還包含增程式純電汽車及燃料電池電動(dòng)汽車。增程純電除去動(dòng)力電池單元還會(huì)包含增程器單元。目前有增程器主要有兩類：燃油增程器（理想one）及燃料電池增程器（愛(ài)馳RG）。燃油增程器的回收及再制造情況與傳統(tǒng)燃油動(dòng)力汽車類似，本文不加贅述。但燃料電池增程器由于其催化單元含有大量的貴金屬催化劑（主要是鉑元素），具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)，燃料電池增程器的主要失效模式為催化劑的老化失活或質(zhì)子交換膜質(zhì)子傳導(dǎo)率的下降，整體結(jié)構(gòu)并未損壞。這些特點(diǎn)使得燃料電池在回收及再制造的過(guò)程具有很好的環(huán)保屬性。

2.1.2 電機(jī)數(shù)量或尺寸的增加

傳統(tǒng)汽車的電機(jī)不需要承擔(dān)行駛的動(dòng)力，電機(jī)單元一般較小功能也較簡(jiǎn)單。而新能源汽車的電機(jī)單元需要產(chǎn)生整車前進(jìn)的動(dòng)力，同時(shí)新年能源汽車電驅(qū)動(dòng)部件也在增加，這就導(dǎo)致了電機(jī)結(jié)構(gòu)的增大、數(shù)目的增加。同時(shí)，永磁同部電機(jī)內(nèi)部的永磁單元含有珍貴的稀土元素，是珍惜的礦產(chǎn)，具有極高的回收利用價(jià)值。另外，電機(jī)內(nèi)部的銅等金屬材料具有良好的純度及導(dǎo)電性，利用價(jià)值也較高。當(dāng)整車報(bào)廢時(shí)，其電機(jī)系統(tǒng)并不會(huì)完全報(bào)廢，即使壞掉的電機(jī)內(nèi)、外結(jié)構(gòu)也相對(duì)完好，具有很好的再制造性能。

2.1.3 電子元器件及傳感器數(shù)量的顯著增加

在新能源汽車電器化的過(guò)程之中，電器件及傳感器的比重與日俱增。電器件及傳感器的回收利用工作極為重要，因?yàn)殡娖骷牟糠蛛娮釉骷?、傳感器的傳感單元往往?huì)含有鉛、鎘等有害元素或者金、銀、鉑等貴金屬元素，潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與環(huán)境隱患同時(shí)存在。這類電子元器件及傳感器的回收是一把雙刃劍，處理得當(dāng)會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，處理失誤會(huì)造成較大的生態(tài)災(zāi)難。同時(shí)，傳感器并不會(huì)隨著整車的報(bào)廢而報(bào)廢，往往具備很大的再使用價(jià)值。 2.1.4 復(fù)合材料的廣泛使用

在新能源汽車的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于電池結(jié)構(gòu)帶來(lái)的顯著重量增加，輕量化變成了繞不開(kāi)的主題。在新能源汽車輕量化的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用變得重要。高強(qiáng)度的玻纖增強(qiáng)型復(fù)合材料、碳纖增強(qiáng)型復(fù)合材料、三維織造復(fù)合材料等新型材料對(duì)金屬構(gòu)件的替代，帶來(lái)了零部件性能上的顯著提升及整車重量上的顯著下降。復(fù)合材料的回收特性與常規(guī)金屬、橡膠、塑料等材料顯著不同，其成分并不再是單一相態(tài)和單一組成，而是由兩種或兩種以上的成分組成的，目前主要回收手段為能量回收。未來(lái)，可以通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行材料的分離回收。復(fù)合材料的再利用及再制造技術(shù)具有一定的研究空間。

2.2 GB/T 30512 修訂進(jìn)程對(duì)有害物質(zhì)管理工作帶來(lái)的變化

GB/T 30512-2014《汽車禁用物質(zhì)要求》發(fā)布至今已經(jīng)5年，2019 年初國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布關(guān)于下達(dá)和調(diào)整《汽車禁用物質(zhì)要求》等60 項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知，通知中明確說(shuō)明：GB/T 30512-2014《汽車禁用物質(zhì)要求》開(kāi)始修訂，修訂周期24 個(gè)月[1]。即新版《汽車禁用物質(zhì)要求》將會(huì)在2021 年底至2022 年初正式發(fā)布。此次調(diào)整，《汽車禁用物質(zhì)要求》將面臨重大變化。結(jié)合近期相關(guān)行業(yè)會(huì)議的信息可以看出，此次修訂將帶來(lái)以下變化：

2.2.1 管控物質(zhì)的變化

在GB/T 30512-2014 中，汽車整車及其零部件中限制使用的有害物質(zhì)包括：鉛及其化合物、鎘及其化合物、汞及其化合物、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯及多溴二苯醚六類物質(zhì)[2]，而在新版《汽車禁用物質(zhì)要求》將會(huì)增加石棉及多環(huán)芳烴的管控。

2.2.2 豁免清單的變化

GB/T 30512-2014 已經(jīng)有相當(dāng)部分的豁免應(yīng)用到期，新版《汽車禁用物質(zhì)要求》除修訂已到期的豁免清單外，還將參考?xì)W盟ELV 豁免清單進(jìn)行細(xì)化。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法的完善

新版《汽車禁用物質(zhì)要求》將對(duì)現(xiàn)有推薦檢測(cè)方法進(jìn)行更新，同時(shí)增加石棉及多環(huán)芳烴的測(cè)試方法。

2.3 市場(chǎng)國(guó)際化帶來(lái)的新要求

迫于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)壓力，依托國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及品牌創(chuàng)新力，以及電動(dòng)車對(duì)于國(guó)外汽車競(jìng)品的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)新能源企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略都瞄準(zhǔn)了國(guó)際市場(chǎng)。新能源汽車制造企業(yè)的國(guó)際化銷售的意愿將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)。但，國(guó)際市場(chǎng)的環(huán)保要求十分嚴(yán)苛，法規(guī)識(shí)別能力、環(huán)保技術(shù)手段及環(huán)保材料應(yīng)用等方面都要求新能源汽車制造企業(yè)進(jìn)行提升。

2.3.1 歐盟市場(chǎng)相關(guān)法規(guī)要求

歐盟市場(chǎng)的主要回收利用法規(guī)有兩點(diǎn)：歐盟委員會(huì)和歐洲議會(huì)為減少車輛報(bào)廢產(chǎn)生的環(huán)境影響制定的報(bào)廢車輛回收指令（簡(jiǎn)稱ELV 指令）；歐盟于2007 年6 月1 日起實(shí)施的化學(xué)品監(jiān)管體系《化學(xué)品的注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制》（REGUL -ATION concerning the Registration， Evaluation，Authorization and Restriction of Chemicals）（簡(jiǎn)稱REACH 指令）。其中，ELV 指令中的化學(xué)物質(zhì)要求與GB/T 30512-2014《汽車禁用物質(zhì)要求》基本一致，除此以外，指令還要求：每一輛報(bào)廢汽車其平均重量至少有95%能夠被再利用，其中，材料回收率至少為85%[3]。REACH 指令則是對(duì)進(jìn)口和在歐洲境內(nèi)生產(chǎn)的化學(xué)品建立的必須通過(guò)的注冊(cè)、評(píng)估、授權(quán)和限制等操作的一組綜合程序，自2008 年10 月28 日至今，REACH 指令的高關(guān)注度物質(zhì)SVHC 清單已從15 項(xiàng)增長(zhǎng)至197 項(xiàng)。

除這兩項(xiàng)歐盟市場(chǎng)通用的回收利用法規(guī)外，部分歐盟成員國(guó)還針對(duì)自身情況制定針對(duì)性的規(guī)則，如德國(guó)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)與廢棄物管理法》、西班牙《關(guān)于報(bào)廢汽車處理的皇家指令》等。

2.3.2 美國(guó)市場(chǎng)相關(guān)法規(guī)要求

1991 年美國(guó)三大汽車公司通用、福特、克萊斯勒成立了車輛回收聯(lián)盟（VRP），規(guī)范報(bào)廢汽車回收利用流程，開(kāi)始了汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)的規(guī)范性管控。在此基礎(chǔ)上，2001年美國(guó)能源部等機(jī)構(gòu)共同完成了《未來(lái)報(bào)廢汽車回收利用指南》，明確了USA 關(guān)于報(bào)廢汽車的回收利用率整體目標(biāo)[5]。除此之外，美國(guó)也對(duì)汽車產(chǎn)品中的有害物質(zhì)含量做出了限制與要求，如紐約法2004 年145 章、馬里蘭州眾議院法案136、夫蒙特州參議院法案181、康涅狄格公共法02-90、緬因州LD921 及加州65 號(hào)文等。其中，在美國(guó)影響汽車材料性能最為典型的法規(guī)便是加州65 號(hào)文，對(duì)900 余種化學(xué)物質(zhì)（包括汽車尾氣這種過(guò)程產(chǎn)物）進(jìn)行監(jiān)控，雖無(wú)明確的管理體系，但其判例制的管理思路往往會(huì)使違規(guī)企業(yè)承受巨大的違法損失。對(duì)于美國(guó)市場(chǎng)來(lái)講，我們尤其要關(guān)注鉛、鎘、汞及鄰苯二甲酸鹽、多環(huán)芳烴等致癌污染物質(zhì)。

2.3.3 其它國(guó)際市場(chǎng)相關(guān)法規(guī)要求

除此之外，每個(gè)國(guó)家都針對(duì)自身情況建立并完善了汽車等消費(fèi)品的回收利用控制及材料有害物質(zhì)管理策略。如澳大利亞的《石棉法案》，日本的《廢棄物處理法》、《關(guān)于報(bào)廢機(jī)動(dòng)車再資源化的法律》和《氟利昂回收破壞法》，韓國(guó)的《汽車回收利用法案》等。特別需要關(guān)注的是空調(diào)系統(tǒng)中的冷媒，因其強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)效果，被多國(guó)市場(chǎng)重點(diǎn)關(guān)注。

2.4 生產(chǎn)一致性管理帶來(lái)的新壓力

《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品生產(chǎn)一致性監(jiān)督管理辦法》是由工信部制定，并在2010 年7 月正式實(shí)施的。辦法中要求車輛的實(shí)測(cè)技術(shù)參數(shù)、配置、性能指標(biāo)等項(xiàng)目應(yīng)與公告信息保持一致。由于目前整車企業(yè)的公告參數(shù)中的回收利用兩率及有害物質(zhì)要求都已納入公告管理，所以整車的環(huán)保屬性應(yīng)與公告參數(shù)一一對(duì)應(yīng)。目前的難點(diǎn)在于，基于CAMDS 系統(tǒng)計(jì)算得到的理論兩率與整車的實(shí)際兩率有較大偏差[6]，很有可能造成整車生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)一致性管理方面的漏洞。

3 應(yīng)對(duì)措施

3.1 再制造技術(shù)的升級(jí)及環(huán)保材料的應(yīng)用

再制造技術(shù)的重心由發(fā)動(dòng)機(jī)再制造技術(shù)向電機(jī)再制造技術(shù)、座椅骨架再制造技術(shù)、復(fù)合材料構(gòu)件再制造技術(shù)轉(zhuǎn)變，提高新能源汽車整車部件及材料的再使用性能，提高報(bào)廢汽車的價(jià)值，同時(shí)減少稀土元素、金屬元素、石化原料的浪費(fèi)及消耗。同時(shí)，嘗試在車身結(jié)構(gòu)或內(nèi)外飾材料應(yīng)用生態(tài)材料替換化工材料，如椰棕坐墊取代聚氨酯發(fā)泡技術(shù)、竹纖維取代傳統(tǒng)地板材料等技術(shù)手段。

同時(shí)，新能源汽車整車報(bào)廢時(shí)動(dòng)力電池電池的問(wèn)題只是功能性衰減（充放電電量的衰減），這種電池雖然無(wú)法在汽車產(chǎn)品上繼續(xù)使用，但是通過(guò)簡(jiǎn)單的再制造技術(shù)，動(dòng)力電池90%以上的單體都可以在儲(chǔ)能產(chǎn)品、低速電動(dòng)車、電瓶車等場(chǎng)景再使用。相關(guān)報(bào)道表明，動(dòng)力電池的回收利用將2025 年帶來(lái)250 億元的市場(chǎng)。

正是由于動(dòng)力電池安全規(guī)范的回收利用工作能避免資源浪費(fèi)及生態(tài)環(huán)境的破壞，相關(guān)部委于2018 年相繼出臺(tái)了《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》、《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》等法規(guī)制度，開(kāi)始對(duì)動(dòng)力電池的回收進(jìn)行精準(zhǔn)溯源控制和一致性規(guī)范管理。

3.2 企業(yè)內(nèi)部管控思路的及時(shí)調(diào)整

因?yàn)檎嚨拈_(kāi)發(fā)一般要30 個(gè)月以上的開(kāi)發(fā)周期，這就要求整車生產(chǎn)企業(yè)針對(duì)國(guó)標(biāo)的升級(jí)及時(shí)調(diào)整企業(yè)應(yīng)對(duì)策略。針對(duì)目前《汽車禁用物質(zhì)要求》的修訂情況，整車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中應(yīng)提前加入多環(huán)芳烴及石棉的管控，避免國(guó)標(biāo)出臺(tái)后發(fā)生產(chǎn)品不合規(guī)并無(wú)法進(jìn)行公告及3C 認(rèn)證的情況。

3.3 目標(biāo)市場(chǎng)充分調(diào)研及違法情況規(guī)避

針對(duì)國(guó)際市場(chǎng)環(huán)保法規(guī)的多樣性現(xiàn)象，我們要針對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)的法律法規(guī)情況進(jìn)行仔細(xì)研究，同時(shí)合理利用CAMDS（China Automotive Material Date System，中國(guó)汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)）及IMDS（International Material Data System，國(guó)際材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)）進(jìn)行整車使用材料的管理與監(jiān)控，必要時(shí)，可在CAMDS 及IMDS 系統(tǒng)收集的整車材料與物質(zhì)的數(shù)據(jù)資源中與目標(biāo)市場(chǎng)的關(guān)注物質(zhì)進(jìn)行匹配查詢，利用相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)手段加以核查監(jiān)管，使用合規(guī)材料替換現(xiàn)用不合規(guī)材料。我們需要避免在整車材料中含有目標(biāo)市場(chǎng)的高關(guān)注物質(zhì)的情況下，采用瞞報(bào)、造假等不合規(guī)手段蒙混過(guò)關(guān)，這樣會(huì)使整車企業(yè)承擔(dān)嚴(yán)重的國(guó)際貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)及法律問(wèn)題。

3.4 建立整車全生命周期的環(huán)境影響控制程序

目前，隨著LCA（Life Cycle Assessment，生命周期評(píng)價(jià)）方法論的普及，對(duì)整車全生命周期管理回收利用情況的有效管理成為應(yīng)對(duì)生產(chǎn)一致性要求的有效手段。由于供應(yīng)商體系的利益驅(qū)使沖動(dòng)，很難保障供應(yīng)商在零部件產(chǎn)品供應(yīng)的過(guò)程中保持穩(wěn)定的成本，同時(shí)降低成本的高效手段便是降低原材料的成本，再生料或者其它低成本原料往往會(huì)引入一種或多種有害物質(zhì)或元素。因此，我們需要在生產(chǎn)端持續(xù)的監(jiān)控零部件及材料回收利用性能的達(dá)成情況。在客戶進(jìn)行產(chǎn)品維修及售后的過(guò)程中，我們也要為客戶提供環(huán)保合規(guī)的備件。在設(shè)計(jì)前端，考慮整車各組件的壽命情況，進(jìn)行防老化及防腐蝕的設(shè)計(jì)優(yōu)化，提升整車的使用價(jià)值。

4 結(jié)論

對(duì)新能源汽車的回收利用政策來(lái)講，目前的形式較為嚴(yán)峻。首先，新能源汽車增加了動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、大量電子元器件及電控單元以及復(fù)合材料的使用，帶來(lái)了更有價(jià)值的回收利用殘值及更高的技術(shù)要求，同時(shí)傳統(tǒng)再制造等回收利用的有效技術(shù)手段變得不再完全適用，要求我們必須在技術(shù)層面有所突破；其次，國(guó)內(nèi)的相關(guān)法律法規(guī)更加完善，《動(dòng)力電池溯源管理》要求更有利于回收利用工作的開(kāi)展，但《汽車禁用物質(zhì)要求》增加了石棉和多環(huán)芳烴的管控要求，使得隔音降噪材料、減磨材料、內(nèi)飾材料、輪胎、剎車片等材料及零部件的管理更加困難；第三，國(guó)際化的大趨勢(shì)使我國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)不再局限于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，新能源汽車產(chǎn)品同時(shí)要面對(duì) 國(guó)際市場(chǎng)的環(huán)保要求，在產(chǎn)品出口的環(huán)節(jié)，并沒(méi)有太多的關(guān)于汽車環(huán)保要求的案例可以借鑒，所以要求新能源汽車產(chǎn)品在走出去的同時(shí)要更有風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)；最后，生產(chǎn)一致性管理的要求給了新能源企業(yè)更多的壓力，需要新能源汽車企業(yè)基于全生命周期的環(huán)保管理思路對(duì)回收利用工作的開(kāi)展做進(jìn)一步的思考。