国内外报废汽车拆解回收技术和行业现状

蒋波，周自强，龚云峰

(1.常熟理工学院机械工程学院，江苏常熟215500；2.江苏省高校机电产品循环利用技术重点建设实验室，江苏常熟215500；3.江苏华宏科技股份有限公司，江苏无锡214423)

随着我国汽车保有量的不断增加，报废汽车的拆解和回收已成为一个重要的社会问题，国家也陆续出台了若干法律法规和相关规定。根据国家提出的建设“资源节约型”与“环境友好型”社会的战略，对报废汽车进行回收用于再制造与再利用，对汽车行业的可持续发展、保障交通安全、防治环境污染、提高资源再利用率与节能降耗都具有重要意义。

1 国内外现状

2017年全球汽车销量为9 360万辆，我国汽车销量占世界销量的30%，汽车保有量已过2亿辆。随着保有量的增加废旧汽车的数量也会增加，如何妥善地处理好这些废旧车辆一直是世界各国关注的问题。国外的汽车行业相比中国而言起步早，因此也更早地遇到了汽车回收处理的问题。汽车回收业务几乎是随着汽车产业兴起而来，其中汽车破碎类设备60年前开始应用，汽车破碎物分选技术则在20年前开始普及[1]1。

1.1 国外现状

1)欧盟

欧盟区的汽车回收情况(从立法、监管到实际回收情况)是全球最完善的。《End-of-Life Vehicle-2000/53/EC》即《欧盟报废车辆指令》于2003年开始正式实施，到现在已经进行了7次修订并多次进行了补充，指令规定了必须处理的材料类型和处理方式。从指令颁布以来，其相关任务的完成是按目标阶段性的完成，据欧盟委员会数据中心2016年数据显示，有81.8%的国家已经完成指令目标(未统计的国家不计入总数)[2]。该指令规定了新生产车辆材料回收率和材料再利用率，采用政府授权认证的方式进行拆解厂的规划建设，对认证企业要求较高。因此欧盟各国汽车退役较早，部分废旧汽车出口到东欧、西非等非欧盟国家。以德国为例，2015年德国退役汽车约300万辆，大约200万辆汽车作为二手车进行出口[1，3]。

2)日本

日本于2002年颁布《报废汽车回收利用法》并在2005年正式实施。立法之前日本汽车回收的一个难点和中国类似，一些人为了逃避汽车回收时的费用将汽车遗弃或以其他方式处理。立法后对该类行为进行处罚并要求立法前的车辆回收时缴纳回收费用，立法后的新车购买时即承担再回收费用，汽车销售店负责回收[4]。

日本每年有400万辆左右的车辆注销，100万辆左右作为二手车出口到缅甸等中亚国家，300万辆左右的车辆被拆解，被遗弃车辆每年约几千辆[5-6]。与欧盟区不同的是，日本的汽车拆解回收目标是氯氟碳化合物、安全气囊和车辆破碎物，只有少量的零件进行回收翻新，整车暴力拆解后直接进行破碎，再对车辆破碎物进行分选，剩余少量废弃物被填埋。

3)美国

美国没有针对汽车回收专门进行立法，但有较完备的环保法案对拆车行业进行制约，2007年美国汽车行业制定了《未来报废汽车回收利用指南》，针对汽车的回收利用率和材料再利用率设定了目标。据美国车辆回收协会统计，美国和加拿大每年拆解回收报废车辆约400万辆，而美国每年的平均汽车退役数为1 260万辆，美国汽车拆解行业2017年销售额为320亿美元，在全国各地有9 000多个拆解和回收站点，而且在没有强制标准的情况下，美国的回收利用率和材料再利用率已达欧盟指令的目标[7]。

1.2 国内现状

1)整体情况

根据全国汽车流通管理信息系统统计，2017年，全国689家报废汽车回收拆解企业共回收报废机动车174.2万辆，同比下降3.2%。其中汽车147.2万辆，同比下降7.6%；摩托车27万辆，同比增长31%；截至2017年底全国获得拆解资质的企业数量689家，同比增长8.5%。隶属回收网点则维持在2 300个左右，报废汽车回收网点已覆盖全国80%以上的县级行政区域[8-9]。

2)回收方式

一般家用汽车重量为0.9到1.8 t之间，车辆报废回收的价格为500元/t。在我国报废汽车的主要责任人是个人，报废流程一般为报废汽车拥有者向公安机关办理机动车报废手续，然后自行交付给拆解公司或者由拆解公司上门托运。报废汽车回收企业是限制准入企业，需要到商务部备案，一般每个县级行政区最多只有一家汽车拆解公司。国内的回收网点一般为报废汽车登记点，并不承担实际的回收任务，汽车回收的实际行为仍由拆解公司承担。

3)回收情况

我国近10年来民用汽车拥有量、汽车注销量以及拆解量见表1[10-12]。由表1中数据可知，我国汽车产业是逐年上升的，汽车注销量和回收量基本上是逐年上升的[汽车注销量=(当年汽车拥有量-去年汽车拥有量)-国内汽车销售量]。每年汽车注销比约3%左右，但注销的汽车到正规拆车厂的拆除数量仅占30%左右(个别年份的注销量和拆解量突增则是受国内补贴政策的影响)，70%的汽车流向了个人作坊进行拆解或者二手车“黑市”。私人拆解厂与受审批和监管的正规拆解厂相比，无需考虑环保因素和有害物处理，还可以将法律强制报废的五大总成直接进行销售。这种私人拆解厂无论是从回收价格还是处理成本上都对正规拆解厂形成了实际上的不正当竞争，导致了不少正规汽车拆解企业“吃不饱”，急需法规对此进行约束[13]。

表1 中国近10年汽车增长和处理情况

4)政策因素

政策对汽车拆解行业影响很大，我国针对汽车拆解在2001年和2006年出台过两部指导性的法律法规，但对报废车辆处理责任主体叙述不明确，更多的是对汽车拆解厂的技术方面的要求。虽然国务院出台了一些通知、技术规划，但对市场影响不大。和国外的报废汽车回收和拆解政策相比，欧盟、日本从立法的角度明确了责任人，避免了报废汽车的流失和遗弃，保证了大部分报废汽车都进入正规的拆解厂；美国通过环保法的限制和高额处罚也较好地控制了报废汽车的流向[14-17]。

5)其他现状

在国内由于政策原因报废汽车的“五大总成”(发动机、方向机、变速器、前后桥、车架)是被禁止回收利用的，拆解后只能作为废铁处理，而在日本、美国等国则可以自由交易。国内目前缺乏报废汽车回收网络和全国性的企业拆解零件管理平台。

2 汽车拆解方式

报废汽车拆解的一般流程为入库统计检查、预处理、汽车拆解、车壳压缩破碎、破碎物分选、零件登记入库等，定点式和流水线式拆解一般都按此种方式进行拆解[18]。

2.1 定点式拆解

定点式拆解目前是国内外拆解的主要方式。该类拆解一种是暴力式拆解，预处理后将车辆通过专用设备将发动机、变速器等从车体里拉扯出来，残余车体直接放入破碎机进行破碎、分选，这种方式主要针对残余价值不高的报废车辆。另一种是定点式精拆，按照拆解流程在一个或者几个工位上完成一系列的拆解操作，车体在不同工位间的移动主要是通过叉车进行搬运。

如湖南万容科技公司设计的定点式汽车拆解线，核心设备为报废汽车升降翻转一体机，有一站式和两站式两种方式，区别在于一站式需要承担预处理和拆解两种工作。预处理工作包括氟利昂提取、废油液收集和安全气囊引爆等工作。从安全和环保要求的角度考虑，两站式更合理一些，但一站式成本更低，两站式工位间的移动通过叉车进行搬运。日本的一些汽车拆解厂即采用此类拆解方式，但工位数有时会达到3个或4个，工位数一般由产线规模决定。图1为澳大利亚墨尔本某拆车厂的定点式拆解现场图[19]。

图1 暴力式定点式拆解

2.2 流水线式拆解

流水线式拆解是比较新颖的拆解方式，国内外都有该类型的拆解线，但相比定点式拆解目前国外应用较少，其面对的是大批量的具有高利用价值的车辆。流水线式拆解的优点在于大批量，按一定的工作节拍对报废汽车进行拆解，拆解工作主要依靠工人操作专用工具完成。其按工作方式分地面式、悬挂式、地空混合式；按布线形状分有直线型、U型、O型。

2.2.1 地面式拆解线

地面式拆解线的运输方式有地拖链、链板机和地轨式3种。地拖链和链板机式拆解线一般为直线型布线，需要提前开挖地坑以便机器整体放入坑内，拆解线运输带和地面平齐。地轨式拆解线是在地面开挖两条细钢槽供平板车移动，可以通过设置转运站点进行角度切换从而实现产线的非直线型布局，转送原理和火车换道类似。

大中型拆解厂都可采用此类地面式拆解线(年拆解3～5万台为中型，工位数10～15个；年拆解5～10万台为大型，工位数20位左右)。大型的拆解线工位一般有20个左右，考虑到车辆长度和安全拆解距离，工位间隔一般为6 m左右，厂地占用较大。但地面式拆解线相对悬挂式具有成本低、稳定性好的优点，国内外汽车拆解线一般以此类居多。图2为某厂设计的地面式拆解线示意图。采用此方式时，在入库前会对报废汽车进行车辆情况检查及预处理，对报废汽车进行调度排序后进入拆解线进行拆解。

图2 地面式拆解线示意图

2.2.2 悬挂式拆解线

悬挂式拆解线设计结构和移动模式与悬挂链流水线类似，通过升降机将车辆放置在移载吊具上并上升至半空中进行搬运和拆解。其优点是对汽车底部拆解方便，整体布线方式较为灵活，可以布置成U型或者O型以提高空间利用率，无需在地面开挖沟槽。但整体结构复杂、成本较高，目前国内采用该方案的拆解企业较少，图3为铜陵天奇蓝天公司研发的报废汽车拆解悬挂线。

2.2.3 地空混合式拆解线

地空混合式拆解线是前两者结合的产物，出于节约空间和降低成本的角度考虑，采用该方式可将拆解线设计成U型，在一般工位采用地轨式拆解线，在中间采用悬挂链进行车辆的中转运输，对汽车的发动机、底盘等拆解仍通过举升机和翻转机进行。但也有的混合拆解线是在拆解线后端设置悬挂链对车辆底部进行拆解，以替代举升机和翻转机的功能[20]，图4为上海华东拆车公司地空混合拆解线布局示意图[18]3。

图3 汽车悬挂式拆解线

图4 地空混合拆解线布局图

3 车辆破碎物处理

报废汽车拆解的最后一步就是车辆破碎，有的国家会去除部分零件(发动机、变速箱)后直接到这一步，而破碎后的破碎物处理是一个世界性问题，尽管车辆可以通过拆解和破碎分选进行部分回收，但剩下的汽车破碎残余物若处理不当极易对环境造成污染。

3.1 车辆破碎流程

车辆破碎一般是将拆解后的汽车进行破碎，也有部分国家会对整车进行清洗后整车破碎。车辆破碎的一般步骤是将汽车经过打包机压缩后送至锤式粉碎机内粉碎成长条状碎片，经过旋风分离器将轻质非金属部分分离，再通过密度分选对其进一步分离，黑色金属通过磁力分离器进行分离，有色金属通过涡流分选进行分离，剩余的材料被送到其他分离系统。汽车破碎及金属分选工艺路线图如图5所示。

3.2 汽车材料组成及汽车残余破碎物组成

汽车的金属材料比重一般为75%，此外是一些高强度塑料、橡胶等，当前报废汽车回收主要是对金属的回收(虽然一些塑料的价格远高于铁的价格，但其分离成本和技术难度较高)。

图5 汽车破碎及金属分选工艺路线

汽车破碎后的产物即ASR(automobile shredder residue)，各国对其定义不一样，比如日本对其定义为整车破碎物。国际上一般将汽车拆解、破碎分选后的剩余产物定义为ASR，欧洲委员会发布的91-689-CEE将其定义为危险废物，具有高热值和灰分含量的特点，并且还含有难以分离的重金属和细颗粒[20],ASR内虽然仍含有大量金属，但分布不均且各类物质紧密混合难以分离，而且一般被泡沫、粘合剂等污染，所以分离成本极高，一般无法分离[21]。

由于各个公司的拆解、分选能力不同，破碎残余物的组成成分也不同，表2为对张家港华仁报废汽车拆解破碎线破碎物分选后的ASR的组成成分[22]，可见其成分比较复杂。

表2 ASR组成 %

3.3 ASR的处理

ASR的组成成分和形态一般比较复杂，如何妥善地处理ASR是一个世界性的问题。经过分选后的ASR处理方法主要有ASR填埋、ASR焚烧。

ASR填埋的方法成本相对较低，处理方法也比较简单，但土地面积占用大且长期污染性大，估计在ASR填埋的100年内，ASR中约3%的碳会降解，其中70%以甲烷形式排放，30%以二氧化碳形式排放，雨水渗透会将重金属(砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌)浸出到地下和地表水中[23]。

ASR焚烧一般是在流化床燃烧室里进行，在其燃烧过程中会产生类二英多氯联苯等强致癌物质，其燃烧后的灰烬产物中含有持久性有机污染物和重金属[24]。欧盟标准中的回收利用率和再利用率的10%的差别就是能量回收。

日本最初出于成本角度考虑采用填埋的方法对ASR进行处理，后来由于对土地面积和利用率目标的设定采用了焚烧的方式；澳大利亚由于土地面积较大仍主要采用填埋的方式对ASR进行处理；欧洲大部分国家采用焚烧的方式对ASR进行处理；中国出于成本角度则主要采用填埋的方法对ASR进行处理。

通过对人类健康、生态系统质量、资源消耗等因素的比较，ASR焚烧相比填埋是目前较优的一种处理方法，其燃烧气体中的有害物质可以通过技术手段消除，土地占用面积小，和填埋相比对土地的长期影响较小。但该方法仍有很多缺点，急需一种更好的解决办法[25]。目前对ASR的其他研究还有ASR材料利用。主要通过将ASR研磨成细小颗粒和沥青、水泥混合作为粘合剂或者骨料进行利用，研究表明在沥青中加入ASR可以减少沥青的氧化，增加弹性，从而防止沥青疲劳开裂[26-27]，但该方法由于成本较高目前主要在实验室中进行试验并未推广应用。

4 结论

可以预见报废汽车拆解行业未来将会是一个重要的行业。由于报废汽车具有很大的经济效益和潜在的环境危害性，因此只有国家规范立法至上而下地引导和管理拆解行业的市场行为，才能合理的处理好这问题。全球企业都在成本和收益间进行抉择，汽车拆解相关技术的发展只有在健康规范的市场条件下才有意义。我们有理由相信，在我国逐渐规范的立法下，相关拆解技术的开发和推广，将极大提高拆解效率并逐步消除污染，实现我国经济的可持续发展和绿色中国的建设。