建设节约型社会的核心是节约资源。对废旧机电产品进行再制造是节约资源的重要手段。
废旧机电产品中蕴含巨大财富
再好的铁矿也不如废钢,购新不如翻旧。“废旧物质”是能够再增长的物质,是“开采”成本低廉的“富矿”。
废旧机电产品中含有丰富的可再利用资源。当今世界各种物资的总量中,再生资源加工而成的钢占总产量的45%,铜为35%,铝为22%,铅为40%,锌为30%。据测算,目前我国可以回收而没有回收利用的再生资源价值高达300-350亿元。每年约有500万吨左右的废钢铁、20多万吨废有色金属、1400万吨废纸及大量的废塑料、废玻璃等没有回收利用。每回收利用1吨废旧物资,可以节约自然资源4.12吨,节约能源1.4吨标准煤,减少6-10吨垃圾处理量;每利用1吨废钢铁,可炼钢850千克,相当节约成品铁矿石2吨,节能0.4吨标准煤,而且用废铁炼钢周期短,如用铁矿石炼1吨钢需8个工时,而用废钢铁炼1吨钢只需要2-3个工时。现在,电器产品更新换代的步伐越来越快,报废电器产品中的元器件平均只用了2万小时,而元器件平均寿命为50万小时,因此,报废电器中的元器件还具有旺盛的生命和足够长的使用寿命。
废旧机电产品中含有高附加值。以汽车发动机为例,原材料的价值只占15%,而成品附加值却高达85%。如果将发动机原始制造和再制造过程中的能源消耗、劳动力消耗和材料消耗加以对比,可以看出,再制造过程中由于充分利用了废旧产品中的附加值,能源消耗只是新品制造中的50%,劳动力消耗只是新品制造中的67%,原材料消耗只是新品制造中的11.1%-20%。在一台机器中,各部件的使用寿命不相等,每个零件的各工作表面的使用寿命也不相等,往往会因局部表面失效而造成整个机器报废。通过再制造工程对机器的局部损伤进行修复,可以最大限度地挖掘出废旧机电产品中蕴含的附加值,达到节省资金、节能、节材和保护环境的效果。
对废旧机电产品进行再制造是节约资源的最优途径
再制造是指以机电产品全寿命周期设计和管理为指导,以废旧机电产品实现性能跨越式提升为目标,以优质、高效、节能、节材、环保为准则,以先进技术和产业化生产为手段,对废旧机电产品进行修复和改造的一系列技术措施或工程活动的总称。简言之,再制造就是废旧机电产品高科技维修的产业化。
再制造的重要特征是再制造产品的质量和性能能够达到甚至超过新品,而成本只为新品的50%,节能60%,节材70%,对环境的不良影响显著降低。再制造的对象是广义的。它既可以是设备、系统、设施,也可以是其零部件;既包括硬件,也包括软件。
高新技术的发展和应用是再制造产品在质量和性能上能达到和超过新品的根本原因。一部机电产品制造出来以后,经过若干年后才达到报废,而这期间科学技术迅速发展,新材料、新技术、新工艺不断涌现。对废旧机电产品进行再制造时通过应用最新的研究成果,既可以提高易损零件、易损表面的使用寿命,又可以对老产品进行技术改造,使它的整体性能跟上时代的要求。
再制造工程包括以下两个主要部分:(1)再制造加工--对于达到物理寿命和经济寿命而报废的产品,在失效分析和寿命评估的基础上,把其中有剩余寿命的废旧零部件作为再制造毛坯,采用先进技术进行加工,使其性能迅速恢复,甚至超过新品。(2)过时产品的性能升级--性能过时的机电产品往往是几项关键指标落后,不等于所有的零部件都不能再使用,采用新技术镶嵌的方式对其进行局部改造,就可以使原产品跟上时代的性能要求。信息技术、微纳米技术等高科技在提升、改造过时产品性能方面有重要作用。
再制造不同于维修。维修是在产品的使用阶段为了保持其良好技术状况及正常运行而采取的技术措施。维修多以换件为主,辅以单个或小批量的零(部)件修复。而再制造是将大量相似的废旧产品回收拆卸后,按零部件的类型进行收集和检测,将有再制造价值的废旧产品作为再制造毛坯,利用高新技术对其进行批量化修复、性能升级,所获得的再制造产品在技术性能上能达到甚至超过新品。
再制造也不同于再循环。再循环是通过回炉冶炼等加工方式,得到低品位的原材料,而且回收中要消耗较多的能源,对环境有较大的影响。再制造是以废旧零部件为毛坯,通过高新技术加工获得高品质、高附加值的产品,消耗的能源少,最大限度地找回了废旧零部件中蕴含的附加值,且成本要远远低于新品。
实践证明,再制造是废旧机电产品资源化的最佳形式和首选途径。
废旧机电产品再制造对建设节约型社会的贡献分析
经济效益显著。1996年美国再制造工程涉及的8个工业领域中,专业化再制造公司超过7万个,生产46种主要再制造产品,年销售额超过530亿美元,接近1996年美国钢铁产业560亿美元的年销售额。其中汽车再制造是最大的再制造领域,公司总数为50538个,年销售总额365亿美元。资料表明,美国2002年资源化产业的年产值为GDP的1.6%。我国2020年GDP预计达到4万亿美元,如果以美国2002年资源化的水平作为我国2020年目标,则资源化产业年产值将达到640亿美元。
环保作用突出。废旧机电产品资源化可以减少原始矿藏开采提炼以及新产品制造过程中造成的环境污染;能够极大地节约能源,减少温室气体排放。美国环境保护局估计,如果美国汽车回收业的成果能被充分利用,大气污染水平将比目前降低85%,水污染处理量将比目前减少76%。
缓解就业压力。实施废旧机电产品再制造,将带动一批新兴产业,解决大量就业问题。美国的再制造业到2005年安排就业100万人。如果我国2020年达到美国2005年的规模,也将会创造100万人的就业岗位。
向人民提供物美价廉的产品。由于再制造充分提取了蕴含在产品中的附加值,在产品销售时具有明显的价格优势。如再制造发动机,其质量、使用寿命、安全性能与新机相同,并有完善的售后服务,价格仅为新机的50%,可供不同收入阶层选用。
推进废旧机电产品再制造的建议
我国可进行再制造的资源十分丰富。据统计,2000年,我国汽车保有量为1900万辆左右,达到报废标准的汽车210万辆。2005年,我国汽车保有量将达到3250-3500万辆,2010年达4350-4700万辆,每年报废的汽车将在200万辆以上。从2003年起,我国电冰箱年均报废400万台,洗衣机、电视机、电脑各在500万台以上。仅电子工业发达的东莞市,每月产生的印刷电路板、覆铜板边角料等电子产品垃圾就超过5000吨,广东全省则超过8000吨。我们要以建设节约型社会为契机,积极扶持再制造产业。
政策引导。政府有关部门应该制定一套行之有效的政策、法律和法规,允许再制造后的产品经标记后在市场出售;建立由国家有关部门监督的再制造企业质量认证体系;对高技术再制造企业给予贷款和税收方面的优惠。
示范试点。国家在重点抓好再制造示范企业的基础上,积极引导、建立一批专业化再制造企业群,或将一些有条件的修理企业优化组合、改造升级为再制造企业,使其采用高新技术和产业化方式生产再制造产品。大型装备制造企业应积极参加和支持自己产品的再制造,并在配件供应、销售和服务等方面提供方便。
组织关键技术攻关。发展再制造产业首先要对再制造的有关基础理论、关键技术等进行系统的研究和开发,对产品的再制造性的设计、标准及产品质量控制等方面进行研究,并及时进行成果转化。再制造企业要确保再制造产品的质量,即必须坚持严格的标准使所有再制造产品的性能等同或优于新品。应不断提高服务水平,任何环节的失误都会影响到再制造产业的健康发展。
建立制造商责任制。对一些报废量大的产品,如汽车、家用电器、电脑等,逐步建立由制造企业负责回收进行再制造处理的制度,让制造商从制造工程一开始就关注产品报废后的再制造。
唤起公众的参与意识。广大用户的理解与支持是推动再制造产业发展的重要因素。政府、企业及有关部门应通过有效的宣传工作,引导公众理解再制造的内涵和作用,消除公众对再制造的不正确认识。
(作者单位:装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室。徐滨士,中国工程院院士;刘世参,教授;王海斗,副教授。)
(编辑:莫凡)