楊敬增,曹雅
(1.中國電子工程設(shè)計院有限公司,北京 100142;2.中華全國供銷合作總社天津再生資源研究所,天津 300191)
2020年9月,我國提出:中國的二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。碳達(dá)峰、碳中和是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策,是高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在需要[1]。事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。需要深刻認(rèn)識碳達(dá)峰、碳中和工作的重要意義,科學(xué)制定行動路線圖,并納入到生態(tài)文明建設(shè)整體布局,才能推動經(jīng)濟(jì)社會綠色轉(zhuǎn)型和系統(tǒng)性深刻變革,有效促進(jìn)行業(yè)的低碳健康發(fā)展。
1.1 應(yīng)對氣候變化的需要。二氧化碳排放導(dǎo)致的全球氣候升溫已對人類生存和發(fā)展帶來一系列的不利影響。因此“雙碳”是積極應(yīng)對氣候變化,保護(hù)地球家園的需要。
1.2 加快發(fā)展清潔能源(水電、風(fēng)力、太陽能等),降低油氣等化石能源對外依存度的需要。
1.3 開發(fā)清潔高效節(jié)能環(huán)保技術(shù),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,形成新的增長點和增長動能的需要。
1.4 降低二氧化碳強(qiáng)度,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。
1.5 降低消耗,工業(yè)生產(chǎn)和民眾生活減量化和再生利用的需要。
1.6 消除低效、重復(fù)和冗余生產(chǎn)環(huán)節(jié),精心設(shè)計物流運(yùn)輸,提高產(chǎn)業(yè)效率的需要。
為我國達(dá)成碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)做出貢獻(xiàn),作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)和交通領(lǐng)域的重要參與者,汽車行業(yè)自然責(zé)無旁貸[2]。據(jù)公安部交通管理局發(fā)布消息,2020年全國機(jī)動車保有量達(dá)3.72 億輛,其中汽車2.81 億輛。截至2021年5月底,我國新能源汽車保有量約580 萬輛,約占全球新能源汽車總量的50%。新能源汽車的快速發(fā)展,有利于碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)實現(xiàn),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型。
保有量的增加,助推了汽車拆解產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,圖1示出我國2011—2019年汽車報廢及回收情況。拆解出大量的鋼鐵、銅、鋁、鉛、鋅、橡塑等資源(所占比重最高的是鋼鐵,約為70%)。這些資源可以資源化應(yīng)用(針對物料)。報廢汽車還有一部分零部件可以回收再利用(針對零部件)?!秷髲U機(jī)動車回收管理辦法》(國務(wù)院第715 號令)和《報廢機(jī)動車回收管理辦法實施細(xì)則》(商務(wù)部2020年第2 號令)的發(fā)布, 允許將報廢汽車“五大總成”交售給再制造企業(yè)。有效促進(jìn)了汽車回收利用行業(yè)上下游的有序聯(lián)接,有利于汽車零部件再制造行業(yè)的發(fā)展,再制造件的應(yīng)用也為減少碳排放做出了貢獻(xiàn)。
圖1 我國2011—2019年汽車報廢及回收情況
2.1 從生命周期看碳排放
可以從汽車的全生命周期定性分析汽車碳排放情況和應(yīng)對措施。
首先,作為重要的工業(yè)品,汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過程中有碳排放,可以通過改進(jìn)工藝、提高效率、節(jié)約能源加以解決。
第二,使用過程中產(chǎn)生大量碳排放,這就需要在促進(jìn)汽車消費的基礎(chǔ)上,力推新能源。例如確保2030年新能源車滲透率在50%左右。
第三,汽車保有量在持續(xù)高速增長,這就應(yīng)該讓傳統(tǒng)車保有量迅速達(dá)到峰值,油耗加速下降,全面達(dá)峰。
第四,電動汽車會產(chǎn)生大量廢電池,因此要鼓勵電池梯次利用,推動減排效果。
第五,報廢拆解過程既有達(dá)峰,也有中和。物料和二手件的應(yīng)用,延長了物料和零件壽命,減少了碳排放,但拆解過程中也因耗能產(chǎn)生碳排放。解決方法是人機(jī)結(jié)合,簡化工序,發(fā)展再制造,延伸產(chǎn)業(yè)鏈。
2.2 拆解利用走向園區(qū)化
歷史經(jīng)驗告訴我們,當(dāng)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段時,就會同生產(chǎn)關(guān)系產(chǎn)生相應(yīng)的矛盾。要解決傳統(tǒng)生產(chǎn)模式污染嚴(yán)重、能源消耗大、碳排放嚴(yán)重的問題,既要從單一的生產(chǎn)單位(“點”)下功夫、挖潛力解決,更要合理融合生產(chǎn)要素,探索新的產(chǎn)業(yè)組合(“面”)。汽車拆解利用園區(qū)化以點帶面,點面結(jié)合,走出一條經(jīng)濟(jì)與環(huán)資和諧統(tǒng)一,節(jié)能與減碳相結(jié)合的新道路。
汽車拆解利用園區(qū)化的宗旨在于:以汽車拆解利用為龍頭和抓手,以環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)為建設(shè)宗旨,以新型供應(yīng)鏈體系為物流保障,以循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈為科技支撐和經(jīng)營體系,致力于供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,適應(yīng)以國內(nèi)大循環(huán)為主體,國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、骨干企業(yè)、科研院所和投融資機(jī)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)能力、從業(yè)資質(zhì)、科技創(chuàng)新、環(huán)境工程、集約管理和金融運(yùn)作等方面的比較優(yōu)勢,集機(jī)動車拆解、拆解物料和二手件利用、再制造、清潔生產(chǎn)和環(huán)境防治各環(huán)節(jié)為一體,科學(xué)合理規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)汽車拆解利用循環(huán)低碳的產(chǎn)業(yè)園區(qū)或基地。開發(fā)“城市礦山”,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,開辟資源新路,建設(shè)綠色文明。
2.3 完整認(rèn)識節(jié)能低碳
產(chǎn)業(yè)分析中有不少經(jīng)典的節(jié)能減排數(shù)據(jù)。例如每回收利用1 t 廢鋼可減少1.5 t 二氧化碳排放,減少使用1.4 t 鐵礦石和740 kg 煤,1 t 廢鋼生產(chǎn)出來的鋼鐵產(chǎn)品所消耗的能量僅僅約為長流程消耗能量的三分之一。 又比如回收利用1 t 廢塑料,可減少5 t 碳排放,可生產(chǎn)再生塑料800 kg,節(jié)能85%,節(jié)煤2 t,相當(dāng)于節(jié)約石油117 桶,降低生產(chǎn)成本70%~80%。
銅鋁的循環(huán)利用效益就更大了,每回收利用1 t廢銅可減少碳排放少,開采礦石130 t,少產(chǎn)生2 t 二氧化硫、13.1 kg 氮氧化物和100 多t 工業(yè)廢渣,節(jié)能87%,碳減排14 t。而再生鋁生產(chǎn)過程中的能耗僅為原鋁的3%~5%,碳排放量僅為0.23 t,為電解鋁生產(chǎn)碳排放的2.1%(原鋁生產(chǎn)為10 t 左右),生產(chǎn)1 t 再生鋁可節(jié)約3.4 t 標(biāo)準(zhǔn)煤,14 t 水,減少固體廢棄物排放20 t。
這些數(shù)據(jù)聽起來都不錯,如能付諸實施,也確實起到良好的節(jié)能低碳效果。然而特別要指出,這里所說的回收利用,是從拆解到正品物料產(chǎn)出的全過程,而非單純的拆解打包工藝能夠完成。只有在園區(qū)化的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)延伸,通過進(jìn)一步的深加工,生產(chǎn)出合格再生原材料,才能在增加效益、提高產(chǎn)業(yè)天花板的同時,完成如期足量節(jié)約能源、減少碳排放的重要使命。
零配件再利用是減碳重要措施。零件就是碳資源。把能用的二手零配件作為廢料回爐,是對碳資產(chǎn)的毀滅,使它的效用歸零。而零配件再利用,幾乎省掉了所替代新件生產(chǎn)過程中所有的碳排放。汽車拆解利用園區(qū)建立汽車修配和整復(fù)機(jī)構(gòu)以及二手件互聯(lián)網(wǎng)交易中心,將可利用的零配件最大限度地交易流通使用起來,是很好的碳中和行為。
再制造構(gòu)筑了節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)的發(fā)展模式,為工業(yè)綠色化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)將是一場硬仗,作為綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的五大總成,再制造更是責(zé)無旁貸。要在清潔生產(chǎn)的環(huán)境下,采用先進(jìn)的制造技術(shù),“一類一線,一件一策”,設(shè)置好加工生產(chǎn)線和針對用戶需求的制造方案,同時在生產(chǎn)過程中如實記錄五大總成的型號、數(shù)量、流向,保證“來源可查,去向可追”,有效監(jiān)管,確保合法、合理。
2.4 構(gòu)建拆解園區(qū)化全流程
圖2是汽車拆解園區(qū)化流程圖。
圖2 汽車拆解園區(qū)化流程圖
園區(qū)依托資源循環(huán)利用、加工制造、生產(chǎn)維修、電商平臺、市場營銷等不同行業(yè),集鋼鐵、塑料、橡膠和有色金屬等產(chǎn)業(yè)要素,組成物料綜合利用、再用件和再制造為一體的汽車循環(huán)產(chǎn)業(yè)集群,并以此作為產(chǎn)業(yè)龍頭和抓手,形成多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)融合延伸。汽車采用的原材料分布廣泛,零部件種類繁多,牽扯到國民經(jīng)濟(jì)許多領(lǐng)域,這樣在循環(huán)利用時,也會與不同領(lǐng)域發(fā)生交集。有一個形象的比喻:汽車循環(huán)產(chǎn)業(yè)就像是八角章魚,每一個觸角就是一個完整的產(chǎn)業(yè)鏈,因此它的多元性也正體現(xiàn)于此。專業(yè)園區(qū)在運(yùn)作中,可以很自然地將這些產(chǎn)業(yè)鏈部分或全部設(shè)計到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,形成集中、短鏈、縮減物流,降低成本等優(yōu)勢,是走向規(guī)模與產(chǎn)業(yè)化的捷徑。
2.5 促進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革
在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的指導(dǎo)思想下, 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級是重點也是關(guān)鍵,作為企業(yè)集聚的載體,工業(yè)園區(qū)實際是產(chǎn)業(yè)集群的重要表現(xiàn)形式, 建立工業(yè)園區(qū)發(fā)揮的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)一方面使資源得到最佳配置,加強(qiáng)企業(yè)之間的有效合作, 另一方面使得創(chuàng)新因素的集群和競爭能力被放大,從而提高了產(chǎn)業(yè)的整體競爭能力[3]。
園區(qū)積極調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),使要素實現(xiàn)最優(yōu)配置,提升經(jīng)濟(jì)增長的質(zhì)量和數(shù)量。提高全要素生產(chǎn)率,以“雙碳”原則精簡產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié),消除冗余,減少重復(fù)熔煉、重復(fù)配料、重復(fù)加工等多種生產(chǎn)環(huán)節(jié)和物流壓力,高效節(jié)能,降低碳排放。例如某基地由于在同一園區(qū)開展有色金屬循環(huán)利用,開展連軋、連鑄等新工藝,減少了外購鑄錠等產(chǎn)品物流,年度節(jié)約7 000 車次物流量,少用1 300 t 汽油,僅此一項減少5 015 t 碳排放(系數(shù)2.925)。
供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革還體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)上下游延伸的“建線補(bǔ)鏈”特點。“建線”依據(jù)報廢車拆解產(chǎn)業(yè)特點,可能回收的再生資源數(shù)量、種類和物料屬性,建立適應(yīng)地區(qū)優(yōu)勢和市場特點的生產(chǎn)線?!把a(bǔ)鏈”則是分析上下游趨勢和短板,完善循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)的設(shè)置,注重與物料的全生命周期相協(xié)調(diào),尋找物料循環(huán)利用的最大價值,并生產(chǎn)出適應(yīng)需求端的終端產(chǎn)品。
2.6 助力地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型
為了扭轉(zhuǎn)資源漸趨枯竭,減少資源開采收益下降對城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的消極影響,改變對自然資源的過度依賴,使城市擺脫“資源富城興、資源竭城衰”的困擾,地方城市特別是資源型城市開展產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是必要的。
報廢汽車拆解園區(qū)化建設(shè)正是以“減量化、再利用、資源化”為原則,開辟新的資源,建設(shè)“城市礦產(chǎn)”,高效循環(huán)地利用資源,同時培育新的經(jīng)濟(jì)增長點,培養(yǎng)接續(xù)產(chǎn)業(yè),變資源優(yōu)勢為市場優(yōu)勢、產(chǎn)品優(yōu)勢,進(jìn)而形成特色的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢,使地方城市走出資源枯竭的困境,實現(xiàn)資源和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面,作為原材料資源型產(chǎn)業(yè),報廢汽車拆解及其延伸產(chǎn)業(yè)資金周轉(zhuǎn)量大,流動性強(qiáng),對于地區(qū)金融運(yùn)行和財政增收也都具有重要的意義。
2.7 有利于環(huán)境協(xié)同治理
整個汽車循環(huán)的完整產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)置在一個封閉廠區(qū),可以綜合考慮環(huán)境治理手段和方法,采用先進(jìn)設(shè)施,有效預(yù)防廢水、廢氣和危險固廢對環(huán)境的污染,協(xié)同治理各環(huán)境污染因子,有利于開展全系列無害化處置和清潔生產(chǎn)的技術(shù)應(yīng)用。
某項目規(guī)劃建設(shè)于我國南部地區(qū)級城市,與全國大多數(shù)城市報廢汽車拆解行業(yè)類似,由于經(jīng)營分散,該市也存在回收困難、企業(yè)規(guī)模小、工藝落后、污染嚴(yán)重等現(xiàn)象。因此規(guī)范行業(yè)發(fā)展,提高工藝技術(shù)水平,成為項目面臨的重要問題。鑒于此,項目以資源循環(huán)利用為理念,開展汽車循環(huán)產(chǎn)業(yè)建設(shè),以報廢汽車綠色精細(xì)化拆解與資源化為目標(biāo),實現(xiàn)報廢汽車再用件及原材料的綜合利用,同時將再生資源循環(huán)利用與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)開辟新路。
園區(qū)總占地面積計劃為3 133 hm2(一期1 333 hm)2,一期投資合計15.3 億元。設(shè)計年回收利用再生資源141.5 萬t。年營業(yè)額約56.3 億元。以報廢汽車拆解利用及廢鋼加工配送區(qū)引領(lǐng),有色金屬高值化加工利用為先導(dǎo),注重汽車循環(huán)與再制造、膠粉加工與輪胎翻新再制造、有色金屬和塑料加工利用等項目,并引進(jìn)清潔生產(chǎn)企業(yè),延伸后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈,建設(shè)成為大型系列化資源循環(huán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)。其中一期項目如下。
3.1 報廢汽車拆解利用。年拆解50 000 輛(約折合7.5 萬t)的報廢汽車資源化中心,擬投資2.5 億元,引進(jìn)國內(nèi)外汽車循環(huán)先進(jìn)技術(shù)設(shè)施設(shè)備,采用手動工具與高效專用設(shè)備相結(jié)合,組成可達(dá)到效率和效益最優(yōu)化的適用處理線。注重精細(xì)分類,將基礎(chǔ)材料與可用零部件分開,實現(xiàn)物盡其用。建設(shè)可靠的環(huán)保設(shè)施,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
3.2 廢鋼加工配送中心。擬投資4 億元,引進(jìn)大型自動化廢鋼破碎設(shè)備,年回收處理并配送廢鋼100 萬t,年營業(yè)額20 億元(均2 000 元/t),成為全省鋼鐵原材料的主要供應(yīng)商之一。
3.3 有色金屬加工利用中心。年回收利用廢銅鋁等高值有色金屬20 萬t,擬投資6 億元,通過熔煉提純、電解等工藝,將銅鋁材料變成高純度的原料,年營業(yè)額30 億元(均1 5000 元/t),并進(jìn)行冷拔銅(鋁)管、線纜、電氣零部件及全鋁車輛龍骨等產(chǎn)品的深加工,形成有色金屬全循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)價值。
3.4 膠粉加工與輪胎翻新再制造中心。年回收處理廢輪胎5 萬t,擬投資0.6 億元,引進(jìn)歐洲先進(jìn)設(shè)備,國內(nèi)組線,自動化程度高,環(huán)保特性強(qiáng),生產(chǎn)高目數(shù)精細(xì)純膠粉4 萬(t均3 000 元/t),翻新再制造工業(yè)和公交用輪胎2 萬條(均500 元/條)。合計年營業(yè)額1.3 億元。
3.5 塑料再利用中心。設(shè)計10 萬t/a 塑料再生利用項目,擬投資1.2 億元,引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)分選裝置,對廢塑料進(jìn)行精細(xì)分類后,進(jìn)行改性造粒,作為木塑產(chǎn)品制造的原料,自營或銷售外銷給下游塑料制品廠,年營業(yè)額3 億元(均3 000 元/t)。
3.6 汽車循環(huán)與再制造中心。擬投資1 億元,建立再用件整復(fù)利用基礎(chǔ),研發(fā)信息平臺,開展汽車再利用件的流通應(yīng)用業(yè)務(wù)。將翻新輪胎的初步再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為集鈑金、電機(jī)電器、液壓機(jī)具和各大汽車總成的再制造中心。本中心年流通再用和再制造零部件40 萬件,年營業(yè)額2 億元(均500 元/件)。
3.7 二期為后續(xù)產(chǎn)業(yè)延伸項目,包括高科技創(chuàng)新區(qū)、清潔生產(chǎn)區(qū)和延伸產(chǎn)業(yè)區(qū)等(數(shù)據(jù)暫略)。
項目的特點是產(chǎn)業(yè)鏈條緊湊、集中、簡化,成為特色產(chǎn)業(yè)集群。
節(jié)碳亮點則可概括為:體系完整,消除冗余,簡捷物流,閉路循環(huán)。短鏈,高效,低碳。
4.1 分析生命周期,以節(jié)能低碳引領(lǐng),安排好碳排體系,并注重運(yùn)行發(fā)展。
4.2 增強(qiáng)供應(yīng)鏈意識,注意上下游的需求,提高適應(yīng)性,大開大合,使拆解成為供應(yīng)鏈中起主導(dǎo)作用的環(huán)節(jié)。
4.3 采用系統(tǒng)方法,明確主導(dǎo)思想,做好頂層設(shè)計,建立完善體系。從本質(zhì)解決資源、環(huán)境、效率和勞動力等多重矛盾。
4.4 尋找契合點,穩(wěn)妥地采用互聯(lián)網(wǎng)和AI 新技術(shù),提升拆解和物流水平。例如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于二手件和再制造件的物流和營銷。
4.5 充分利用汽車拆解引領(lǐng)作用,建立“大資源、全門類”的資源基地。
4.6 關(guān)注市場變化,提高應(yīng)對水平。如對于廢鋼(特別是輕薄料)、有色(特別是銅鋁)、非金屬(特別是橡塑)、二手件、再制造件等市場行情的關(guān)注,調(diào)整終端產(chǎn)出物的形態(tài)和數(shù)量,取得更好收益。