废旧汽车资源化利用方案探讨

废旧汽车资源化是指以报废汽车为再生资源开发对象，在符合法律法规及获得经济效益的前提下，通过采用新技术新工艺，最大限度地回收利用可使用的零部件、可用材料以及能源物质等具有使用价值的工程活动。

1.废旧汽车资源化目标

（1）通过采用先进的技术和严格管理，使可使用和再制造部分得到充分的利用，以获得最佳的经济效益。

（2）使再利用部分的循环利用率最高，以获得最优化的起源效益。

（3）使能量回收件的比例下降，造成的环境影响最低。

（4）使废弃处置部分趋于零，最大限度地提取废旧件中蕴含的资源。

2.废旧汽车零部件再使用

1）可再使用零部件

从报废汽车上拆解下来的零部件，可直接用于同型号汽车的修理，有的零件经过修理后可用于同型号汽车的修理。

2）可再使用零部件的特点

（1）经检测，可再使用零部件的性能指标仍能保持原设计要求，符合技术文件的规定。

（2）经检测，可再使用零部件的主要性能指标符合原设计要求，并不影响继续使用。

（3）可再使用零部件表面虽然有轻微的损伤，但结构要素仍保持完整，经过简单修理能够满足使用需要，而且经济上比较划算。

3.汽车废旧件再利用

汽车主要材料如图10－14所示。

图10－14　汽车主要材料

1）钢铁材料

回收1t的废钢铁可节约铁矿石4t，减少能耗0.89t标煤，节省运力6 t和工业用水7.5 t，降低二氧化碳排放量62%、炉渣排放量600～800kg、烟尘排放量约150kg。因此，无论从经济、技术或生态环境哪个角度来看，都要尽可能完全地利用废钢铁。

注意：回收的废钢铁成分十分复杂，并带有对钢铁性能有害的元素。近年来，由于镀锌、镀锌钢板的使用以及各种电子产品的增加，废钢铁的质量不断恶化。

2）有色金属

有色金属主要指铜和铝两种材料。

（1）再生铜。铜具有优良的再生特性，是一种可以反复利用的资源。在汽车中，铜往往是以各种铜合金的形式存在。例如，汽车用散热器水箱盖为H90黄铜，散热片为T2波浪带材，其又是用铅锡焊料焊接在一起的；此外，汽车上的电子元器件、电动机、起动机和导线等都可以用到铜材料。

（2）再生铝。废铝再生首先是回收，然后根据不同的情况进行分类处理，但是废铝中含有多种其他的化学成分，目前的技术还不能对其进行完全分离，只能熔化预先分类。根据不同的成分，再生铝可以分别用作不同的铸造合金材料，或用加入纯铝稀释的办法调整合金的成分。

3）塑料

汽车中塑料件相当多，而且已经成为衡量汽车质量的重要技术水平之一。图10－15为汽车中可以回收再利用的塑料件。

图10－15　汽车中可以回收再利用的塑料件

再生塑料是指用预处理、熔融造粒、改性等物理或化学的方法对废旧塑料进行加工处理，重新得到塑料原料，是对塑料的再次利用。

4）轮胎

目前，废旧轮胎的再利用主要包括以下几点：

（1）轮胎磨损不太严重的，修复后继续使用。

（2）可以翻新或火补的轮胎，翻新或火补后继续使用。

（3）磨损得相当严重的轮胎（报废的），在相应的加工厂进行分割粉碎或炼油，然后进一步深加工。

（4）可以制成各种橡胶制品的被直接制作成橡胶制品，如钢丝帘子布、尼龙帘子布、旧轮胎盆等。

4.新能源动力电池再生利用(www.xing528.com)

动力电池再生利用是对废旧动力蓄电池进行拆解、破碎、分离、提纯、冶炼等处理，并进行资源化利用的过程。

随着近年来新能源汽车推广使用数量的快速提升，部分动力电池开始进入报废期，随着2008年我国首批纯电动客车在北京奥运会上投入使用，国内电动汽车行业得到了快速发展，据统计，2009—2018年我国生产的新能源汽车数量累计超过300万辆，动力电池累计装机量约1.45亿kW·h。预计至2023年，报废蓄电池的数量将超过100万t。动力电池含有镍、钴、稀土元素等金属，具有很高的回收利用价值。

2018年，我国出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，对动力电池的设计、生产和回收责任、回收利用及相关部门的监管等都进行了明确的规定。该办法的实施将大大促进动力电池回收利用行业的健康持续发展。

1）动力电池回收利用存在的主要问题

（1）退役电池较为复杂，不易拆解。

废旧动力锂电池包括不同的类型、设计工艺和串并联成组形式，以及多样化服役时间、应用车型和使用工况。这导致电池拆解不便。自动化拆解对生产线的柔性配置要求较高，处置成本过高；而手工拆解影响电池回收成品率，也易造成电池短路、漏液，还可能导致起火或爆炸，造成人身和财产损失。

（2）退役电池一致性差，品质不高。

废旧动力锂电池再利用须经过品质检测，包括安全性评估、循环寿命测试等。否则，无法保证电池组各单个电池的一致性，但这些测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等都会增加成本。如果一些问题电池没被检验出来而再次被使用，还可能增加整个电池系统的安全风险。

（3）回收拆解成本较高，营利点低。

国内尚未建立成熟的动力电池回收体系，动力锂电池回收产业也未形成规模效应，由于回收利用成本高，投入超出电池价值。某公司回收处理1t废旧磷酸铁锂动力电池的成本为8 540元，而再生材料收益仅为8 110元，亏损430元。中国科学电力研究院数据显示，2015年锂电池储能综合成本为0.73元/kW·h，远远高于国家电网的供电价格。

（4）回收政策缺乏监管，执行不到位。

尽管我国出台政策文件，确定了生产者责任延伸制度，明确了新能源汽车生产企业、动力蓄电池生产企业、梯级利用电池生产企业、报废汽车回收拆解企业等的责任，但由于政策并不具有强制性，且缺乏明确的奖惩机制，加上动力锂电池回收再利用经济性不高，目前动力锂电池相关主体无利可图。

所以，我国应加强动力电池电回收再利用关键技术研究，制定和实施动力电池回收奖惩措施和回收模式创新。

2）动力电池回收利用商业模式

动力电池再利用产业链如图10－16所示。

图10－16　动力电池再利用产业链

废旧动力电池再利用主要有两个模式，一是资源化回收利用再制造渠道，二是梯次利用模式，如图10－17所示。

动力电池梯次利用是将废旧动力蓄电池或其中的蓄电池包/蓄电池模块/单体蓄电池应用到其他领域的过程，可以一级利用也可以多级利用。

图10－17　动力电池回收利用商业模式

3）动力电池再生利用的途径

（1）动力电池梯次利用。

一般来说，新能源汽车对动力电池报废的标准是电池容量低于80%，如果剩余容量为70%～80%的动力电池直接进行资源化回收再制造是极大的浪费，因此，做好动力电池再利用对动力电池成本的降低尤为重要。

新能源动力电池主要可用于低速电动车、电动三轮车、电动摩托车、充电站储能和商业用储能站等，如图10－18所示。

图10－18　动力电池阶梯利用目标市场

图10－19为动力电池在家庭住宅中的应用系统。

图10－19　动力电池在家庭住宅中的应用系统

（2）动力电池再生技术。

中国的动力电池主要是磷酸铁锂和三元正极两类。磷酸铁锂正极中具有资源化回收价值的主要是锂元素。三元正极中具有资源化回收价值的有价金属主要包括锂、镍、钴和锰元素，且三元正极中锂、镍、钴元素的品位远高于自然矿石，即三元正极材料更具有再生价值，资源化回收的重点是正极材料中的有价金属。

有效提高电池正极的材料回收率是再生技术的关键，目前正极材料有价金属回收再生技术主要包含干法回收、湿法回收和生物回收。当前规模化生产中主要采用干法、湿法或干法湿法联用的方法，生物回收技术还处在试验室研究阶段。

干法回收主要是指使用机械分选法和高温热解法直接实现各类电池材料或者有价金属的回收，这种方法容易造成二次污染，而且能耗高，不符合国家提出的节能减排的环保政策。

湿法回收是对锂电池进行破碎、分选、溶解浸出、分离回收的处理过程。这一方法的优点是产品纯度高、化学反应选择多、对操作和设备要求低，缺点是反应速度慢、工艺复杂、成本偏高。

生物回收技术主要是利用微生物浸出，将电池中的有用组分转化为可溶化合物，将有价金属选择性地溶解出来，最终实现锂、镍、钴等金属的回收。目前，微生物菌类培养困难，浸出环境要求高。