建設節約型社會的核心是節約資源。對廢舊機電產品進行再製造是節約資源的重要手段。
廢舊機電產品中蘊含巨大財富
再好的鐵礦也不如廢鋼,購新不如翻舊。「廢舊物質」是能夠再增長的物質,是「開採」成本低廉的「富礦」。
廢舊機電產品中含有豐富的可再利用資源。當今世界各種物資的總量中,再生資源加工而成的鋼佔總產量的45%,銅為35%,鋁為22%,鉛為40%,鋅為30%。據測算,目前我國可以回收而沒有回收利用的再生資源價值高達300-350億元。每年約有500萬噸左右的廢鋼鐵、20多萬噸廢有色金屬、1400萬噸廢紙及大量的廢塑料、廢玻璃等沒有回收利用。每回收利用1噸廢舊物資,可以節約自然資源4.12噸,節約能源1.4噸標準煤,減少6-10噸垃圾處理量;每利用1噸廢鋼鐵,可煉鋼850千克,相當節約成品鐵礦石2噸,節能0.4噸標準煤,而且用廢鐵煉鋼周期短,如用鐵礦石煉1噸鋼需8個工時,而用廢鋼鐵煉1噸鋼只需要2-3個工時。現在,電器產品更新換代的步伐越來越快,報廢電器產品中的元器件平均只用了2萬小時,而元器件平均壽命為50萬小時,因此,報廢電器中的元器件還具有旺盛的生命和足夠長的使用壽命。
廢舊機電產品中含有高附加值。以汽車發動機為例,原材料的價值只佔15%,而成品附加值卻高達85%。如果將發動機原始製造和再製造過程中的能源消耗、勞動力消耗和材料消耗加以對比,可以看出,再製造過程中由於充分利用了廢舊產品中的附加值,能源消耗只是新品製造中的50%,勞動力消耗只是新品製造中的67%,原材料消耗只是新品製造中的11.1%-20%。在一臺機器中,各部件的使用壽命不相等,每個零件的各工作表面的使用壽命也不相等,往往會因局部表面失效而造成整個機器報廢。通過再製造工程對機器的局部損傷進行修復,可以最大限度地挖掘出廢舊機電產品中蘊含的附加值,達到節省資金、節能、節材和保護環境的效果。
對廢舊機電產品進行再製造是節約資源的最優途徑
再製造是指以機電產品全壽命周期設計和管理為指導,以廢舊機電產品實現性能跨越式提升為目標,以優質、高效、節能、節材、環保為準則,以先進技術和產業化生產為手段,對廢舊機電產品進行修復和改造的一系列技術措施或工程活動的總稱。簡言之,再製造就是廢舊機電產品高科技維修的產業化。
再製造的重要特徵是再製造產品的質量和性能能夠達到甚至超過新品,而成本只為新品的50%,節能60%,節材70%,對環境的不良影響顯著降低。再製造的對象是廣義的。它既可以是設備、系統、設施,也可以是其零部件;既包括硬體,也包括軟體。
高新技術的發展和應用是再製造產品在質量和性能上能達到和超過新品的根本原因。一部機電產品製造出來以後,經過若干年後才達到報廢,而這期間科學技術迅速發展,新材料、新技術、新工藝不斷湧現。對廢舊機電產品進行再製造時通過應用最新的研究成果,既可以提高易損零件、易損表面的使用壽命,又可以對老產品進行技術改造,使它的整體性能跟上時代的要求。
再製造工程包括以下兩個主要部分:(1)再製造加工--對於達到物理壽命和經濟壽命而報廢的產品,在失效分析和壽命評估的基礎上,把其中有剩餘壽命的廢舊零部件作為再製造毛坯,採用先進技術進行加工,使其性能迅速恢復,甚至超過新品。(2)過時產品的性能升級--性能過時的機電產品往往是幾項關鍵指標落後,不等於所有的零部件都不能再使用,採用新技術鑲嵌的方式對其進行局部改造,就可以使原產品跟上時代的性能要求。信息技術、微納米技術等高科技在提升、改造過時產品性能方面有重要作用。
再製造不同於維修。維修是在產品的使用階段為了保持其良好技術狀況及正常運行而採取的技術措施。維修多以換件為主,輔以單個或小批量的零(部)件修復。而再製造是將大量相似的廢舊產品回收拆卸後,按零部件的類型進行收集和檢測,將有再製造價值的廢舊產品作為再製造毛坯,利用高新技術對其進行批量化修復、性能升級,所獲得的再製造產品在技術性能上能達到甚至超過新品。
再製造也不同於再循環。再循環是通過回爐冶煉等加工方式,得到低品位的原材料,而且回收中要消耗較多的能源,對環境有較大的影響。再製造是以廢舊零部件為毛坯,通過高新技術加工獲得高品質、高附加值的產品,消耗的能源少,最大限度地找回了廢舊零部件中蘊含的附加值,且成本要遠遠低於新品。
實踐證明,再製造是廢舊機電產品資源化的最佳形式和首選途徑。
廢舊機電產品再製造對建設節約型社會的貢獻分析
經濟效益顯著。1996年美國再製造工程涉及的8個工業領域中,專業化再製造公司超過7萬個,生產46種主要再製造產品,年銷售額超過530億美元,接近1996年美國鋼鐵產業560億美元的年銷售額。其中汽車再製造是最大的再製造領域,公司總數為50538個,年銷售總額365億美元。資料表明,美國2002年資源化產業的年產值為GDP的1.6%。我國2020年GDP預計達到4萬億美元,如果以美國2002年資源化的水平作為我國2020年目標,則資源化產業年產值將達到640億美元。
環保作用突出。廢舊機電產品資源化可以減少原始礦藏開採提煉以及新產品製造過程中造成的環境汙染;能夠極大地節約能源,減少溫室氣體排放。美國環境保護局估計,如果美國汽車回收業的成果能被充分利用,大氣汙染水平將比目前降低85%,水汙染處理量將比目前減少76%。
緩解就業壓力。實施廢舊機電產品再製造,將帶動一批新興產業,解決大量就業問題。美國的再製造業到2005年安排就業100萬人。如果我國2020年達到美國2005年的規模,也將會創造100萬人的就業崗位。
向人民提供物美價廉的產品。由於再製造充分提取了蘊含在產品中的附加值,在產品銷售時具有明顯的價格優勢。如再製造發動機,其質量、使用壽命、安全性能與新機相同,並有完善的售後服務,價格僅為新機的50%,可供不同收入階層選用。
推進廢舊機電產品再製造的建議
我國可進行再製造的資源十分豐富。據統計,2000年,我國汽車保有量為1900萬輛左右,達到報廢標準的汽車210萬輛。2005年,我國汽車保有量將達到3250-3500萬輛,2010年達4350-4700萬輛,每年報廢的汽車將在200萬輛以上。從2003年起,我國電冰箱年均報廢400萬臺,洗衣機、電視機、電腦各在500萬臺以上。僅電子工業發達的東莞市,每月產生的印刷電路板、覆銅板邊角料等電子產品垃圾就超過5000噸,廣東全省則超過8000噸。我們要以建設節約型社會為契機,積極扶持再製造產業。
政策引導。政府有關部門應該制定一套行之有效的政策、法律和法規,允許再製造後的產品經標記後在市場出售;建立由國家有關部門監督的再製造企業質量認證體系;對高技術再製造企業給予貸款和稅收方面的優惠。
示範試點。國家在重點抓好再製造示範企業的基礎上,積極引導、建立一批專業化再製造企業群,或將一些有條件的修理企業優化組合、改造升級為再製造企業,使其採用高新技術和產業化方式生產再製造產品。大型裝備製造企業應積極參加和支持自己產品的再製造,並在配件供應、銷售和服務等方面提供方便。
組織關鍵技術攻關。發展再製造產業首先要對再製造的有關基礎理論、關鍵技術等進行系統的研究和開發,對產品的再製造性的設計、標準及產品質量控制等方面進行研究,並及時進行成果轉化。再製造企業要確保再製造產品的質量,即必須堅持嚴格的標準使所有再製造產品的性能等同或優於新品。應不斷提高服務水平,任何環節的失誤都會影響到再製造產業的健康發展。
建立製造商責任制。對一些報廢量大的產品,如汽車、家用電器、電腦等,逐步建立由製造企業負責回收進行再製造處理的制度,讓製造商從製造工程一開始就關注產品報廢后的再製造。
喚起公眾的參與意識。廣大用戶的理解與支持是推動再製造產業發展的重要因素。政府、企業及有關部門應通過有效的宣傳工作,引導公眾理解再製造的內涵和作用,消除公眾對再製造的不正確認識。
(作者單位:裝甲兵工程學院裝備再製造技術國防科技重點實驗室。徐濱士,中國工程院院士;劉世參,教授;王海鬥,副教授。)
(編輯:莫凡)