2025年2月,歐盟聯(lián)合研究中心(JRC)發(fā)布報告《車輛關(guān)鍵原材料和電驅(qū)動電機的循環(huán)措施》,旨在通過政策與技術(shù)手段提升車輛中關(guān)鍵原材料(如稀土永磁體、鋁)和電動驅(qū)動電機的循環(huán)利用率,減少歐盟對進口原材料的依賴,推動循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。
一、政策背景與目標
1、政策背景
電動化轉(zhuǎn)型加劇原材料依賴:向電動車的轉(zhuǎn)型顯著增加了歐盟對關(guān)鍵原材料(CRMs)的需求,如稀土(Nd、Dy)、銅、鋰、鈷等。這些材料廣泛用于電動汽車的驅(qū)動電機、電池和電子元件中。然而,歐盟在這些原材料的開采和加工方面高度依賴進口,尤其是中國主導了全球稀土供應(yīng)鏈(占全球產(chǎn)量的 60% 以上),導致供應(yīng)鏈風險加劇。
現(xiàn)有報廢車輛管理的不足:傳統(tǒng)報廢車輛(ELV)的處理流程中,關(guān)鍵原材料(如稀土永磁體、鋁)常因設(shè)計不合理、拆卸困難或分類不當而流失。例如,稀土永磁體(REPM)在電機中未被有效回收,導致資源浪費和環(huán)境污染。此外,鋁廢料因合金混雜和雜質(zhì)問題,常被降級使用,無法實現(xiàn)閉環(huán)回收。
新法規(guī)的推動:《報廢車輛法規(guī)提案》(ELVR, 2023/0284/EC):該提案旨在通過產(chǎn)品設(shè)計、標簽要求、強制拆卸關(guān)鍵部件(如驅(qū)動電機)和回收目標,提升車輛全生命周期的循環(huán)性?!蛾P(guān)鍵原材料法案》(CRMA, 2024/1252):要求加強關(guān)鍵原材料的可持續(xù)供應(yīng),推動循環(huán)經(jīng)濟措施,包括稀土永磁體的回收和再生利用。
歐盟戰(zhàn)略目標:歐盟的綠色協(xié)議和循環(huán)經(jīng)濟法案(CEA)強調(diào)減少對進口原材料的依賴,提升資源效率,推動經(jīng)濟向低碳、循環(huán)模式轉(zhuǎn)型。車輛作為資源密集型產(chǎn)品,其循環(huán)性是實現(xiàn)這些目標的關(guān)鍵領(lǐng)域。
2、政策目標
評估與補充ELVR措施:分析ELVR提案中提出的循環(huán)性措施(如標簽要求、拆卸改進、回收效率目標)的可行性,并提出細化建議,確保政策有效實施。例如,建議強制標注 REPM 的類型和成分,以支持廢物管理運營商的高效回收決策。
解決關(guān)鍵材料循環(huán)性挑戰(zhàn):稀土永磁體(REPM):通過技術(shù)創(chuàng)新(如氫破碎回收)和政策激勵(如再生含量目標),提升REPM的回收率,減少對初級原材料的依賴。鋁:優(yōu)化鋁廢料的分類和回收流程,推動高純度鋁合金的閉環(huán)利用,減少降級回收。驅(qū)動電機:探索電機再利用到工業(yè)應(yīng)用的潛力,通過設(shè)計改進和標準化接口,提升其二次利用率。
促進協(xié)同與競爭力:推動ELVR與CRMA、電池法規(guī)等政策的協(xié)同,形成統(tǒng)一框架,確保關(guān)鍵原材料的全生命周期管理。通過技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)合作,增強歐盟在綠色技術(shù)(如電動驅(qū)動系統(tǒng)、回收技術(shù))的全球競爭力,支持清潔工業(yè)發(fā)展。
3、核心挑戰(zhàn)
技術(shù)層面:電動驅(qū)動電機的復(fù)雜設(shè)計導致拆卸困難,影響REPM和鋁的回收效率。缺乏高效的稀土回收技術(shù),尤其是針對低品位廢料和混雜合金的處理。
經(jīng)濟與市場層面:再生材料的成本競爭力不足,需政策激勵(如補貼、稅收優(yōu)惠)推動市場接受度。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)(制造商、回收商、消費者)之間的信息不對稱,阻礙循環(huán)經(jīng)濟模式的建立。
政策層面:現(xiàn)有法規(guī)在執(zhí)行和協(xié)調(diào)上存在gaps,需加強成員國間的一致性和數(shù)據(jù)透明度。國際合作不足,需與非歐盟國家建立穩(wěn)定的供應(yīng)鏈伙伴關(guān)系,降低地緣政治風險。
二、關(guān)鍵分析與評估
1、稀土永磁體(REPM)標簽與信息共享
(1)問題:廢物管理運營商(WMOs)缺乏REPM的關(guān)鍵信息(如類型、成分、位置),導致無法有效識別和回收高價值材料。現(xiàn)有標簽要求(如ELVR提案中的規(guī)定)過于籠統(tǒng),未明確區(qū)分REPM類型(如NdFeB、SmCo)和具體成分,影響回收決策。
(2)分析與建議:
標簽要求細化:
強制要求制造商在電動驅(qū)動電機上標注REPM類型(如 NdFeB)、主要成分(如 Nd、Dy含量)及重量。
標簽需清晰、耐用,并附帶數(shù)據(jù)載體(如二維碼或 RFID),鏈接至產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,提供拆卸指南、材料組成等詳細信息。
信息共享平臺:
利用現(xiàn)有平臺(如 IDIS)或開發(fā)新數(shù)據(jù)庫,整合REPM相關(guān)信息,支持WMOs快速獲取處理策略(如直接回收、材料分離)。
利益相關(guān)者反饋:
OEMs認為標簽成本可控(約 0.5歐元/ 輛),但需平衡知識產(chǎn)權(quán)保護與信息透明度。
WMOs支持標簽措施,認為其能顯著提升回收效率,減少材料流失。
2. 提高REPM循環(huán)要求
(1)分析
材料流分析(MFA):預(yù)測到2040年,歐盟報廢車輛中可能回收1.5 萬噸REPM(占需求的 22%),但需政策支持(如回收目標、技術(shù)投資)。短循環(huán)回收技術(shù)(如氫破碎)可保留材料性能,但需解決氧化和涂層雜質(zhì)問題。
挑戰(zhàn):回收基礎(chǔ)設(shè)施不足,歐盟當前 REPM 回收率不足1%,依賴進口初級材料。再生材料成本競爭力弱,需通過規(guī)模效應(yīng)和政策激勵(如補貼)推動。
(2)建議:
設(shè)定回收目標:分階段引入REPM回收效率(RE)和材料回收率(MRL)目標,例如2030年RE達到 50%,2040年提升至80%。
支持技術(shù)創(chuàng)新:資助短循環(huán)回收技術(shù)研發(fā),優(yōu)化氫破碎和合金再生工藝,降低能耗和污染。
再生含量要求:逐步要求新生產(chǎn)的電動驅(qū)動電機中包含一定比例的再生REPM,推動閉環(huán)供應(yīng)鏈。
3. 電動驅(qū)動電機再利用到工業(yè)應(yīng)用
(1)潛力分析:
工業(yè)需求匹配:工業(yè)電機市場規(guī)模大(2040年預(yù)計達330萬臺 / 年),部分電動驅(qū)動電機可通過改造滿足工業(yè)需求(如高功率密度、液體冷卻)。
性能優(yōu)勢:REPM電機比傳統(tǒng)感應(yīng)電機體積小35%、重量輕43%,適合對空間敏感的工業(yè)場景(如機器人、精密機械)。
(2)挑戰(zhàn)與建議:
技術(shù)兼容性:電壓、控制軟件和冷卻系統(tǒng)需適配工業(yè)標準,可能涉及硬件改造(如添加齒輪箱)和軟件重編程。
建議:開展試點項目,探索適配性技術(shù)(如模塊化設(shè)計),制定行業(yè)標準。
經(jīng)濟可行性:再制造和改裝成本需低于新電機價格的30%才能吸引市場,需政策補貼或稅收優(yōu)惠。
建議:建立公私合作模式,分攤研發(fā)和推廣成本。
4. 人機協(xié)作拆卸優(yōu)化
(1)問題:
電動驅(qū)動電機設(shè)計復(fù)雜,手工拆卸耗時(如豐田電機需377秒),且存在安全風險(如高壓部件)。機器人拆卸缺乏靈活性,難以應(yīng)對多樣化的電機型號和老化部件。
(2)分析與建議:
設(shè)計改進:采用標準化接口、易訪問部件(如快速釋放螺栓),降低拆卸難度。示例:豐田電機通過固定電纜位置和標準化螺絲類型,減少工具更換時間。
人機協(xié)作系統(tǒng):機器人負責重復(fù)性任務(wù)(如螺絲拆卸),人類處理復(fù)雜操作(如精密部件分離)。
效益:測試顯示人機協(xié)作可將拆卸時間縮短20%(如馬自達電機從510秒降至473秒)。
技術(shù)工具:開發(fā)AI視覺系統(tǒng)輔助識別部件位置,使用自適應(yīng)夾具處理不同形狀的磁鐵。
5. 鋁的循環(huán)措施
(1)問題:
鋁廢料因合金混雜(如5xxx、6xxx系列)和雜質(zhì)(Fe、Cu)導致降級回收,無法用于高端汽車部件。當前ELV處理中,鋁回收率僅60%,且多降級為鑄造合金。
(2)分析與建議:
預(yù)處理與分類:強制移除高價值鋁部件(如電池外殼、車輪)前進行手工或機械分類,減少雜質(zhì)混入。推廣后破碎技術(shù)(如激光誘導擊穿光譜),提高鋁合金純度(目標95%以上)。
再生含量目標:設(shè)定汽車用鋁再生含量目標(如2030年30%),優(yōu)先用于非關(guān)鍵部件(如內(nèi)飾)。
閉環(huán)供應(yīng)鏈:支持OEM與鋁業(yè)合作,開發(fā)高純度再生合金(如Novelis的RC5754合金含75%再生鋁)。
6. 數(shù)據(jù)報告與監(jiān)測
(1)問題
缺乏電動驅(qū)動電機全生命周期數(shù)據(jù)(如市場投放量、回收量),難以評估循環(huán)性措施效果?,F(xiàn)有報告框架(如 ELVR 的 Article 49)未明確責任主體和數(shù)據(jù)標準,導致信息碎片化。
(2)建議
強制報告制度:要求制造商報告每年投放市場的電動驅(qū)動電機數(shù)量、類型及REPM含量。廢物管理運營商需報告回收量、流向(如再生、出口)及處理技術(shù)。
統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫:建立歐盟級數(shù)據(jù)庫,整合車輛、電機和材料流動數(shù)據(jù),支持政策制定和供應(yīng)鏈優(yōu)化。
與其他政策協(xié)同:與電池法規(guī)(如2023/1542)數(shù)據(jù)系統(tǒng)對接,實現(xiàn)跨部門材料追蹤。
三、協(xié)同效應(yīng)與政策建議
1、協(xié)同效應(yīng)分析
(1)與歐盟立法的協(xié)同
《關(guān)鍵原材料法案》(CRMA):報告中提出的REPM標簽要求與CRMA的Article 28直接協(xié)同,后者要求含稀土永磁體的產(chǎn)品(如電動汽車、工業(yè)電機)提供標簽和信息披露,以支持回收和供應(yīng)鏈透明度。例如,ELVR 提案中關(guān)于電動驅(qū)動電機的標簽要求可作為CRMA在車輛領(lǐng)域的具體實施案例,推動跨行業(yè)統(tǒng)一標準。
《廢物框架指令》(WFD):鋁廢料的分類和回收措施與WFD中 “優(yōu)先回收高價值材料” 的原則一致,通過改進拆卸和破碎技術(shù),提升鋁的回收質(zhì)量和效率。
《電池法規(guī)》(2023/1542):電動驅(qū)動電機的報告制度與電池法規(guī)的數(shù)據(jù)追蹤要求(如Article 76)協(xié)同,可建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺,追蹤關(guān)鍵材料(如稀土、銅)的全生命周期流動。
(2)與歐盟戰(zhàn)略目標的協(xié)同:
綠色協(xié)議與循環(huán)經(jīng)濟法案(CEA):報告中的循環(huán)性措施(如再生含量目標、人機協(xié)作拆卸)直接支持歐盟“零廢棄”和“碳中和”目標,減少對初級原材料的依賴。
競爭力與產(chǎn)業(yè)政策:通過技術(shù)創(chuàng)新(如REPM回收、鋁閉環(huán)利用),歐盟可強化其在綠色技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導地位,如清潔工業(yè)協(xié)議(Clean Industrial Deal)中強調(diào)的低碳制造競爭力。
2、政策建議
(1)針對 ELVR 提案的細化建議
標簽與信息共享:要求制造商在電動驅(qū)動電機上標注REPM類型(如NdFeB)、成分及拆卸指南,并通過標準化數(shù)據(jù)載體(如二維碼)鏈接至產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(如IDIS)。
回收目標與技術(shù)支持:分階段設(shè)定REPM回收效率(RE)和材料回收率(MRL)目標,2030年RE目標為50%,2040年提升至80%。推廣短循環(huán)回收技術(shù)(如氫破碎),并提供稅收優(yōu)惠或補貼以降低再生材料成本。
數(shù)據(jù)報告與監(jiān)測:
強制制造商和廢物管理運營商報告電動驅(qū)動電機的市場投放量、回收量及流向,建立歐盟統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。
(2)跨領(lǐng)域支持措施:
標準化與研發(fā)投資:推動CEN/TC 472制定REPM標簽和回收標準,支持技術(shù)創(chuàng)新(如人機協(xié)作拆卸系統(tǒng))。設(shè)立專項基金,資助試點項目(如電動驅(qū)動電機再利用到工業(yè)應(yīng)用),探索技術(shù)經(jīng)濟可行性。
國際合作與供應(yīng)鏈安全:與非歐盟國家(如澳大利亞、非洲)建立稀土供應(yīng)鏈伙伴關(guān)系,降低地緣政治風險。加強國際標準協(xié)調(diào)(如ISO/TC 298),確保全球回收技術(shù)兼容。
3、實施路徑與挑戰(zhàn)
(1)短期措施(2025-2030)
修訂 ELVR 提案,明確標簽要求和數(shù)據(jù)報告義務(wù),2026年前完成標準制定。啟動10個試點項目,測試人機協(xié)作拆卸系統(tǒng)和鋁分類技術(shù)。
(2)中長期目標(2030-2040)
實現(xiàn)REPM再生含量目標(如2040年25%),推動鋁閉環(huán)供應(yīng)鏈(如汽車用再生鋁達50%)。
建立歐盟稀土戰(zhàn)略儲備,應(yīng)對供應(yīng)中斷風險。
(3)挑戰(zhàn)與應(yīng)對
成本與市場接受度:再生材料初期成本較高,需通過政策激勵(如碳關(guān)稅)和消費者教育推動市場需求。
技術(shù)落地障礙:人機協(xié)作系統(tǒng)需適應(yīng)多樣化的電機設(shè)計,需車企與回收商聯(lián)合研發(fā)標準化接口。
4. 結(jié)論與未來方向
(1)核心結(jié)論
通過協(xié)同ELVR、CRMA、WFD等政策,結(jié)合技術(shù)創(chuàng)新和數(shù)據(jù)透明度,歐盟可顯著提升車輛關(guān)鍵材料的循環(huán)利用率,減少進口依賴。電動驅(qū)動電機的再利用、REPM回收技術(shù)和鋁分類措施是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)鍵突破口。
(2)未來工作重點
加速試點項目落地,驗證技術(shù)經(jīng)濟可行性。加強利益相關(guān)者協(xié)作(如車企、回收商、科研機構(gòu)),建立跨行業(yè)聯(lián)盟。定期評估政策效果,動態(tài)調(diào)整目標(如根據(jù)回收技術(shù)進展更新MRL指標)。
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