新能源汽车回收利用管理工作的新趋势

姜伟男，贲显力，李祖彬，邵会星，姜明

（北京车和家信息技术有限公司，北京 100000）

1 前言

据相关数据统计，从2020 年开始，我国每年将面临着500 万辆以上的汽车回收压力，并且这一数目逐年增加，如果报废汽车无法进行妥善处置，将会造成生态环境的巨大压力及资源的极大浪费。汽车富含金属、稀土、化工材料等材料成分，这些材料具有一定的经济价值。与传统的汽车回收利用情况不同的是，新能源汽车在报废汽车中所占有的比例逐年增加。新能源汽车是指采用非传统的车用燃料作为驱动动力来源（或使用传统的车用燃料但车载动力装置是创新的），在驱动形式和动力来源方面有所创新，设计制造技术先进，拥有新技术、新结构的汽车种类。新能源汽车包括纯电动汽车（以特斯拉为代表）、增程式电动汽车（以理想one为代表）、混合动力汽车（以丰田PRIUS 为代表）、燃料电池电动汽车（以丰田Mirai 为代表）、其他新能源汽车（如吉利乙醇汽车）等类型。目前，新能源汽车面临着环保法规的变化、目标市场的扩展、整车结构的差异，按照旧思维去开展整车回收利用工作变得不合时宜。这就要求我们对新能源汽车所处情况进行具体分析，找出适用于新能源汽车回收利用政策的对应解决方案，提升新能源汽车的环保属性，保障整车回收利用工作的有序开展，促进汽车行业回收利用技术的进步。

2 新能源汽车回收利用对策的新趋势

新能源汽车由于优化了传动系统、变速系统及抛弃了发动机系统，整体结构与传统汽车产生了较大差异，材料构成上也与传统汽车大相径庭。同时，新能源汽车面临着国内环保法规的逐步严格，政策指令的同步完善，以及消费者市场国际化的新趋势。这就对新能源汽车应对回收利用政策的思路及工作方法产生了新的要求。

2.1 车辆结构变化带来的管理思路的变化

2.1.1 动力电池报废带来的环境压力

新能源汽车与传统汽车相比最大的特点就是增加了动力电池部件。目前主流的动力电池有两种：三元锂电池及磷酸铁锂电池，无论何种电池，其内部都含有极为宝贵的矿物资源：锂、铁、钴、锰等元素在电池内部极为丰富，车载动力电池就是一座座移动的小型矿藏。其次，动力电池的外壳一般都是铝合金，也具有极大的回收利用价值。但最重要的一点是：动力电池的电解液具有强毒性、易燃性，如果处置不当会造成生态环境的严重破坏。另外，目前主流的汽车动力电池是由几百以致几千组小的电池单元组成，在报废时并不是每组单体都无法继续使用，甚至失效的单体仍然会有50%以上的储能效率，这时如果直接进行废弃处理是对资源的极大浪费。

除纯电之外，新能源汽车还包含增程式纯电汽车及燃料电池电动汽车。增程纯电除去动力电池单元还会包含增程器单元。目前有增程器主要有两类：燃油增程器（理想one）及燃料电池增程器（爱驰RG）。燃油增程器的回收及再制造情况与传统燃油动力汽车类似，本文不加赘述。但燃料电池增程器由于其催化单元含有大量的贵金属催化剂（主要是铂元素），具有很高的经济价值；同时，燃料电池增程器的主要失效模式为催化剂的老化失活或质子交换膜质子传导率的下降，整体结构并未损坏。这些特点使得燃料电池在回收及再制造的过程具有很好的环保属性。

2.1.2 电机数量或尺寸的增加

传统汽车的电机不需要承担行驶的动力，电机单元一般较小功能也较简单。而新能源汽车的电机单元需要产生整车前进的动力，同时新年能源汽车电驱动部件也在增加，这就导致了电机结构的增大、数目的增加。同时，永磁同部电机内部的永磁单元含有珍贵的稀土元素，是珍惜的矿产，具有极高的回收利用价值。另外，电机内部的铜等金属材料具有良好的纯度及导电性，利用价值也较高。当整车报废时，其电机系统并不会完全报废，即使坏掉的电机内、外结构也相对完好，具有很好的再制造性能。

2.1.3 电子元器件及传感器数量的显著增加

在新能源汽车电器化的过程之中，电器件及传感器的比重与日俱增。电器件及传感器的回收利用工作极为重要，因为电器件的部分电子元器件、传感器的传感单元往往会含有铅、镉等有害元素或者金、银、铂等贵金属元素，潜在的经济价值与环境隐患同时存在。这类电子元器件及传感器的回收是一把双刃剑，处理得当会带来巨大的经济价值，处理失误会造成较大的生态灾难。同时，传感器并不会随着整车的报废而报废，往往具备很大的再使用价值。 2.1.4 复合材料的广泛使用

在新能源汽车的设计过程中，由于电池结构带来的显著重量增加，轻量化变成了绕不开的主题。在新能源汽车轻量化的设计开发过程中，先进复合材料的应用变得重要。高强度的玻纤增强型复合材料、碳纤增强型复合材料、三维织造复合材料等新型材料对金属构件的替代，带来了零部件性能上的显著提升及整车重量上的显著下降。复合材料的回收特性与常规金属、橡胶、塑料等材料显著不同，其成分并不再是单一相态和单一组成，而是由两种或两种以上的成分组成的，目前主要回收手段为能量回收。未来，可以通过相应的技术进行材料的分离回收。复合材料的再利用及再制造技术具有一定的研究空间。

2.2 GB/T 30512 修订进程对有害物质管理工作带来的变化

GB/T 30512-2014《汽车禁用物质要求》发布至今已经5年，2019 年初国家标准化管理委员会发布关于下达和调整《汽车禁用物质要求》等60 项强制性国家标准制修订计划的通知，通知中明确说明：GB/T 30512-2014《汽车禁用物质要求》开始修订，修订周期24 个月[1]。即新版《汽车禁用物质要求》将会在2021 年底至2022 年初正式发布。此次调整，《汽车禁用物质要求》将面临重大变化。结合近期相关行业会议的信息可以看出，此次修订将带来以下变化：

2.2.1 管控物质的变化

在GB/T 30512-2014 中，汽车整车及其零部件中限制使用的有害物质包括：铅及其化合物、镉及其化合物、汞及其化合物、六价铬、多溴联苯及多溴二苯醚六类物质[2]，而在新版《汽车禁用物质要求》将会增加石棉及多环芳烃的管控。

2.2.2 豁免清单的变化

GB/T 30512-2014 已经有相当部分的豁免应用到期，新版《汽车禁用物质要求》除修订已到期的豁免清单外，还将参考欧盟ELV 豁免清单进行细化。

2.2.3 实验方法的完善

新版《汽车禁用物质要求》将对现有推荐检测方法进行更新，同时增加石棉及多环芳烃的测试方法。

2.3 市场国际化带来的新要求

迫于国内市场激烈的竞争压力，依托国产电动车的技术优势及品牌创新力，以及电动车对于国外汽车竞品的环保优势，越来越多的国内新能源企业的发展战略都瞄准了国际市场。新能源汽车制造企业的国际化销售的意愿将远远高于传统汽车制造企业。但，国际市场的环保要求十分严苛，法规识别能力、环保技术手段及环保材料应用等方面都要求新能源汽车制造企业进行提升。

2.3.1 欧盟市场相关法规要求

欧盟市场的主要回收利用法规有两点：欧盟委员会和欧洲议会为减少车辆报废产生的环境影响制定的报废车辆回收指令（简称ELV 指令）；欧盟于2007 年6 月1 日起实施的化学品监管体系《化学品的注册、评估、授权和限制》（REGUL -ATION concerning the Registration， Evaluation，Authorization and Restriction of Chemicals）（简称REACH 指令）。其中，ELV 指令中的化学物质要求与GB/T 30512-2014《汽车禁用物质要求》基本一致，除此以外，指令还要求：每一辆报废汽车其平均重量至少有95%能够被再利用，其中，材料回收率至少为85%[3]。REACH 指令则是对进口和在欧洲境内生产的化学品建立的必须通过的注册、评估、授权和限制等操作的一组综合程序，自2008 年10 月28 日至今，REACH 指令的高关注度物质SVHC 清单已从15 项增长至197 项。

除这两项欧盟市场通用的回收利用法规外，部分欧盟成员国还针对自身情况制定针对性的规则，如德国《循环经济与废弃物管理法》、西班牙《关于报废汽车处理的皇家指令》等。

2.3.2 美国市场相关法规要求

1991 年美国三大汽车公司通用、福特、克莱斯勒成立了车辆回收联盟（VRP），规范报废汽车回收利用流程，开始了汽车产品回收利用技术的规范性管控。在此基础上，2001年美国能源部等机构共同完成了《未来报废汽车回收利用指南》，明确了USA 关于报废汽车的回收利用率整体目标[5]。除此之外，美国也对汽车产品中的有害物质含量做出了限制与要求，如纽约法2004 年145 章、马里兰州众议院法案136、夫蒙特州参议院法案181、康涅狄格公共法02-90、缅因州LD921 及加州65 号文等。其中，在美国影响汽车材料性能最为典型的法规便是加州65 号文，对900 余种化学物质（包括汽车尾气这种过程产物）进行监控，虽无明确的管理体系，但其判例制的管理思路往往会使违规企业承受巨大的违法损失。对于美国市场来讲，我们尤其要关注铅、镉、汞及邻苯二甲酸盐、多环芳烃等致癌污染物质。

2.3.3 其它国际市场相关法规要求

除此之外，每个国家都针对自身情况建立并完善了汽车等消费品的回收利用控制及材料有害物质管理策略。如澳大利亚的《石棉法案》，日本的《废弃物处理法》、《关于报废机动车再资源化的法律》和《氟利昂回收破坏法》，韩国的《汽车回收利用法案》等。特别需要关注的是空调系统中的冷媒，因其强烈的温室效应效果，被多国市场重点关注。

2.4 生产一致性管理带来的新压力

《车辆生产企业及产品生产一致性监督管理办法》是由工信部制定，并在2010 年7 月正式实施的。办法中要求车辆的实测技术参数、配置、性能指标等项目应与公告信息保持一致。由于目前整车企业的公告参数中的回收利用两率及有害物质要求都已纳入公告管理，所以整车的环保属性应与公告参数一一对应。目前的难点在于，基于CAMDS 系统计算得到的理论两率与整车的实际两率有较大偏差[6]，很有可能造成整车生产企业在生产一致性管理方面的漏洞。

3 应对措施

3.1 再制造技术的升级及环保材料的应用

再制造技术的重心由发动机再制造技术向电机再制造技术、座椅骨架再制造技术、复合材料构件再制造技术转变，提高新能源汽车整车部件及材料的再使用性能，提高报废汽车的价值，同时减少稀土元素、金属元素、石化原料的浪费及消耗。同时，尝试在车身结构或内外饰材料应用生态材料替换化工材料，如椰棕坐垫取代聚氨酯发泡技术、竹纤维取代传统地板材料等技术手段。

同时，新能源汽车整车报废时动力电池电池的问题只是功能性衰减（充放电电量的衰减），这种电池虽然无法在汽车产品上继续使用，但是通过简单的再制造技术，动力电池90%以上的单体都可以在储能产品、低速电动车、电瓶车等场景再使用。相关报道表明，动力电池的回收利用将2025 年带来250 亿元的市场。

正是由于动力电池安全规范的回收利用工作能避免资源浪费及生态环境的破坏，相关部委于2018 年相继出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》等法规制度，开始对动力电池的回收进行精准溯源控制和一致性规范管理。

3.2 企业内部管控思路的及时调整

因为整车的开发一般要30 个月以上的开发周期，这就要求整车生产企业针对国标的升级及时调整企业应对策略。针对目前《汽车禁用物质要求》的修订情况，整车产品开发的过程中应提前加入多环芳烃及石棉的管控，避免国标出台后发生产品不合规并无法进行公告及3C 认证的情况。

3.3 目标市场充分调研及违法情况规避

针对国际市场环保法规的多样性现象，我们要针对目标市场的法律法规情况进行仔细研究，同时合理利用CAMDS（China Automotive Material Date System，中国汽车材料数据系统）及IMDS（International Material Data System，国际材料数据系统）进行整车使用材料的管理与监控，必要时，可在CAMDS 及IMDS 系统收集的整车材料与物质的数据资源中与目标市场的关注物质进行匹配查询，利用相关的检测技术手段加以核查监管，使用合规材料替换现用不合规材料。我们需要避免在整车材料中含有目标市场的高关注物质的情况下，采用瞒报、造假等不合规手段蒙混过关，这样会使整车企业承担严重的国际贸易风险及法律问题。

3.4 建立整车全生命周期的环境影响控制程序

目前，随着LCA（Life Cycle Assessment，生命周期评价）方法论的普及，对整车全生命周期管理回收利用情况的有效管理成为应对生产一致性要求的有效手段。由于供应商体系的利益驱使冲动，很难保障供应商在零部件产品供应的过程中保持稳定的成本，同时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会引入一种或多种有害物质或元素。因此，我们需要在生产端持续的监控零部件及材料回收利用性能的达成情况。在客户进行产品维修及售后的过程中，我们也要为客户提供环保合规的备件。在设计前端，考虑整车各组件的寿命情况，进行防老化及防腐蚀的设计优化，提升整车的使用价值。

4 结论

对新能源汽车的回收利用政策来讲，目前的形式较为严峻。首先，新能源汽车增加了动力电池、驱动电机、大量电子元器件及电控单元以及复合材料的使用，带来了更有价值的回收利用残值及更高的技术要求，同时传统再制造等回收利用的有效技术手段变得不再完全适用，要求我们必须在技术层面有所突破；其次，国内的相关法律法规更加完善，《动力电池溯源管理》要求更有利于回收利用工作的开展，但《汽车禁用物质要求》增加了石棉和多环芳烃的管控要求，使得隔音降噪材料、减磨材料、内饰材料、轮胎、刹车片等材料及零部件的管理更加困难；第三，国际化的大趋势使我国的汽车产业不再局限于国内市场，新能源汽车产品同时要面对 国际市场的环保要求，在产品出口的环节，并没有太多的关于汽车环保要求的案例可以借鉴，所以要求新能源汽车产品在走出去的同时要更有风险意识；最后，生产一致性管理的要求给了新能源企业更多的压力，需要新能源汽车企业基于全生命周期的环保管理思路对回收利用工作的开展做进一步的思考。