一、汽车工业环境物流现状分析
1.1物流新概念——环境物流(Environment Logistics)
环境物流是物流理论中的新概念,属于企业物流领域。其本质是指按照绿色制造的理念进行产品的设计制造,重复使用已使用过期的(end-of-life)产品或部件,回收已使用过期的产品和部件。
环境物流主要是从生态角度研究循环再生的可能,试图将现在“线性的”工业经济系统转变为“循环的”工业经济系统,并提出相应的环境对策和解决方案。而对工业产品而言,环境物流的关键技术是产品的拆卸与回收,因而环境物流涉及到“拆卸与回收”是环境物流的重要物流方式,拆卸与回收的可行性与经济性优劣是环境物流成功与否的基础。
1.2 汽车工业环境物流现状
众所周知,运输业的发展对环境的影响极其巨大,据资料统计,在OECD成员中,运输业产值占国民生产总值的4%~9%,而耗费的能源占整个能源消耗的30%,而其中的82%用于公路运输。运输业排放的CO占总排放量的70%,大气铅排放量占总量的50%,CO2排放量占总量的18%左右,另外,运输业还是噪声污染的主要来源。
而运输业中汽车是最主要的组成部分,随着汽车工业的发展,汽车保有量急剧增加,至目前为止,世界汽车保有量约达7亿辆,另外,我国汽车工业正处于蓬勃发展之势,我国的汽车保有量迅速增加。研究资料显示:在大气中21.7%的HC,38.5%的CO,87.6%的NOx,21.7%的CO2,6.2%的SO2以及32%的PM来自汽车。而在城市中,87%的HC,61%的CO和55%的NOx来自汽车。汽车排放污染物不仅产生酸雨、光化烟雾、破坏臭氧层,而且是能源的最大消耗者,另外,废旧汽车又造成环境的二次污染。
汽车工业作为大规模工业活动,对资源的大量吞噬,并导致的生态环境恶化,而且,在生产物流过程,也不断地污染环境。汽车工业的发展处于下列的困惑和矛盾之中:
汽车工业规模化生产与环境污染之间的矛盾;
现有技术只能减少污染的程度与无法从根本上消除污染之间的矛盾;
废旧汽车大量产生与材料难以再循环之间的矛盾;
汽车工业大量消耗能源与能源危机之间的矛盾;
产生这种困惑和矛盾的原因,完全是人们以工业化眼光去审视这些矛盾的存在,作为工业化的主体_——企业是以追求利润最大化为目标,而忽视环境的因素,因而,可以说目前的工业经济是一个非绿色的工业系统,是一个“线性的”低生态质量的工业系统。
二、汽车工业环境物流关键技术——拆卸与回收
汽车工业环境物流理论中涉及到“拆卸与回收”技术,是汽车产品达到生命周期以后,以较经济的方式实现零部件重用,材料循环,是实行绿色制造重要的物流技术。我们有必要对“拆卸与回收”含义、原则及经济性进行探讨,便于在实施环境物流对策时,更好地应用拆卸与回收这两个重要的物流技术。
2.1 拆卸与回收的含义
拆卸是将废弃淘汰产品的连接按照需要和回收目标拆开,并将零部件相互分离;回收则是将产品中的可重用零部件及材料按照其性质进行分类,以便实现零部件重用或材料循环,提高资源、能源的利用率,减小环境污染,最终获得良好的社会和经济效益。
拆卸方式通常有以下几种:①将产品自顶向下拆到最底层,即对产品进行完全拆卸,最终得到的是一个个单独的零件,这种拆卸方式适用于理论研究,在实际中应用的很少,因为对产品进行完全拆卸往往是不经济的。②对产品进行部分拆卸,这种拆卸方式在实际拆卸中应用最为广泛。③特定目标的拆卸,这种特定目标往往是可翻新重用、零部件材料价值很高或对环境影响较大。
对已拆卸产品所进行的回收方式主要有以下几种类型:①回收零部件的直接重用。②回收的零部件再加工后的利用。③重新处理的零件材料被应用在另一更高价值的产品中的高级回收。④回收的零件材料用于低价值产品中的次级回收。⑤通过化学方式将回收零件分解为基本元素的三级回收。⑥焚烧用于发电的四级回收。⑦无法处理部分的填埋处理。
2.2拆卸与回收的基本原则
产品拆卸与回收设计的总原则是,一方面获取最大的利润,另一方面是使零部件材料得到最大限度的利用,并使最终产生的废弃数量为最小。在产品拆卸回收过程中,当某一点(该点称为经济回收的极限点)的回收价值已小于拆卸成本时,则表明此时的拆卸与回收已开始进入负价值阶段,在这种情况下,产品的进一步拆卸与回收从经济效益的角度来讲已无利可图。因此,在废旧产品回收过程中必须遵循一定的原则,这些原则包括:
(1)若零件回收价值加上该零件不收回而进行其他处理所需的费用大于拆卸费用,则回收该零件。
(2)若零件的回收价值小于拆卸费用,而两者之差又小于该零件的处理费用,则回收该零件。
(3)若零件的回收价值小于拆卸费用,而两者之差又大于该零件的处理费用,则不回收该零件,除非为了获得剩余部分中其它更有价值的零件材料所必须进行的拆卸。
(4)对所有无法回收利用的零件材料都需要进行填埋或焚烧处理。
产品的回收受到废物处理费用、操作条件、工作场地、环境温度等诸多因素的影响,故应对影响产品拆卸与回收价值的因素进行细致的分析,根据废旧产品回收效益与回收费用比较,确定产品回收的可行性;根据废旧产品的拆卸费用与处理费用之比,确定是否继续拆卸。
2.3 拆卸及回收的经济性
在废旧产品回收的整个过程中,每个步骤都与经济性有关。
拆卸经济性分析即拆卸费用的计算,可用下述公式表示:
总回收费用=拆卸费用+破碎成本+材料再生费用+倾倒费用
其中,劳动力成本是拆卸操作的总时间乘以单位时间的劳动力成本;破碎成本为即将被破碎的废弃产品重量乘以单位重量的破碎费用;某种类型材料的重量乘以该种材料重量的再生费用,即为废弃产品中该种材料的再生费用,将所有被回收的材料再生费用相加便为材料再生费用;倾倒费用为准备倾倒的废物总重量乘以单位重量固体废物的倾倒成本。
而拆卸回收过程的总收益可由下式表示:
总回收收益=旧的零部件收益+回收材料收益+节约能源收益+减少排放收益
其中,废旧零部件收益为回收重用的各种零部件价值之和;回收材料收益为各种类型的回收材料价值之和;若材料是从资源中提炼获得,则要消耗大量的能源,而将废弃产品中的这些材料加以回收后,则这些在材料提炼中被消耗的能源就节约了,节约能源收益指的就是这些能源;当废弃产品中的可重用的零部件及可回收的材料被有效回收以后,则即将被废弃的废物总量便减少了,同时,同样重量的回收材料若从资源中提炼所产生的废物排放也没有了,从而减少了排放成本,减少排放收益指的就是因减少了排放所节约的成本。
对回收经济性进行分析,应根据产品类型、生产方式、材料种类等,搜集整理各有关数据资料并参考现行的成本预算方法,并在实践中不断摸索,以建立拆卸与回收性经济评估数学模型。目前可采用费用收益比和净收益两种,其表达式为:
费用收益比=总回收收益/总回收费用
净收益=总回收收益-总回收费用
拆卸与回收的经济性,对我们应用环境物流对策,改变旧的汽车工业生产方式有着积极的现实和经济意义。
三、“拆卸与回收”环境物流技术的应用
在汽车回收的早期,汽车回收技术主要是简单的拆卸,目前世界汽车回收技术的研究转向高技术,低污染和使汽车更容易回收上,其主要内容之一就是报废汽车的处理措施,如何减少固体废弃物,并提高再利用材料和再生零部件循环使用的可靠性。1994年福特在德国建立了一个由20个注册拆车厂组成的网络作为其他欧洲国家开展回收工作的先导,以普遍提高拆车技术水平,降低噪声,使回收过程符合环保要求。
目前汽车各种材料的回收状况是:
(1)钢材:现代汽车上使用最多的材料是钢,回收时先将废车除去轮胎和液体,然后送进挤压机压碎,再用磁分离法将钢分离出来,同时用电解把铝分离出来,剩下的是塑料、橡胶、和涂料等。钢的一大特点是直接应用电弧钢处理工艺进行回收。而铝存在于多种合金中,不能转化为纯净板材。
(2)铝:尽管铝只占一辆轿车总质量的5%~10%,但它却相当于35%~50%回收材料的价值,随着铝材料在轿车和轻型车上使用量的增加,铝的回收技术的研究就越发显得重要。1997年美国铝联合会与克莱斯勒、福特、通用组成的汽车回收利用公司签署了一项协议,旨在改善轿车及其零部件的易拆性,可回收性和再利用,公司还成立一个指导委员会和工作组,专门从事易回收零部件,拆卸工艺和废料自动处理设备的设计工作。汽车回收已经取得一些成果,85%~90%的铝可以回收利用,节省了资源、减少了排放,使浪费减至最低并为现代汽车带来经济效益。日前本田公司已经开发出一种新工艺将铝质压铸件回收制成模压品等级的产品,这为铝材料的回收应用开辟了一个广阔的空间。
(3)镁:在常用金属中,镁有最大的强度/质量比,能很好地吸收能量,有很高的抗冲击性,镁的密度是钢的1/4,铝的2/3,从20世纪70年代开始,福特、通用、克莱斯勒已开始用它制造不同的零部件。在欧洲,梅塞德斯-奔驰一直是镁的最大用户。
所以人们对镁的回收倍加重视。
(4)塑料:轻质塑料和其他非金属材料在汽车上使用量的不断增加,给塑料的回收和利用带来了挑战,目前还没有回收全塑料汽车的设备,大多数报废汽车的塑料部件是采用深埋的方式处理,由于分离塑料是一项困难且成本高的工作,但是汽车制造商和一些树脂制造商称他们正在想办法提高汽车塑料的回收性和再利用性,如果他们的研究获得成功,工厂就可以利用易回收塑料制造汽车了,克莱斯勒公司已经创造出世界上最早的全塑车之一CCV(复合材料概念车)。据说该车身可以100%回收,制造CCV的制造商采用同制造塑料瓶相同的注塑成型技术。汽车制造商计划在10年内开发出一种轻质塑料车。由于塑料回收的成本高,难以和金属材料竞争,因此,到目前为止,回收混合塑料的技术还没有实现技术上的突破,分离废金属废料的研究也未取得适用性的进步。
(5)轮胎:目前全球每年有15亿只轮胎报废,其中只有15%~20%得以回收利用,长期以来日益增多的废旧轮胎成为环境保护的一大难题,为此许多国家纷纷寻找出路,并通过立法鼓励进行轮胎的回收。
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