中國電子裝備協會日本公務活動紀行(二)——考察松下家電拆解廠
日本作為較早開始發展循環經濟的國家,其產品回收利用體系相對比較成熟,內容也比較完善。其中在廢家電回收利用方面,日本從2001年便開始實施《家電回收利用法》,如今廢棄家電回收再利用已形成產業化。近日,中國電子裝備技術開發協會一行赴日進行公務考察,參觀了廢家電回收利用行業的代表性企業—松下廢家電拆解廠。
自90年代以來,處理廢家電已經成為日本的一個社會問題。一方面,傳統焚燒或填埋廢家電給日本帶來嚴重的環境問題:由于廢家電排出量很大,填埋在大型垃圾中占比高達15%,嚴重浪費土地資源;同時,傳統焚燒處理排出了大量有害物質,危害人體健康,且焚燒處理量已達到極限。而另一方面,廢家電含有大量鐵、銅、鋁等金屬資源,由于日本國土面積小及經濟高速增長,面臨資源方面的壓力越來越大,因此,政府意識到有必要采取措施將廢家電中的寶貴資源進行再生利用,并改變原有的對環境產生破壞的生產方式,減少資源浪費,實現社會可持續發展。在此背景下,日本制定了《家電回收利用法》。
日本的《家電回收利用法》自2001年4月開始實施,顯像管電視機、空調、洗衣機、冰箱和冷凍柜五類廢家電成為首批回收利用對象產品。2009年4月又將平板電視機和衣物烘干機納入《家電回收利用法》的回收處理范圍。
《家電回收利用法》規定,廢家電回收利用過程中的不同主體負有不同的責任和義務,具體回收方案和各主體責任分擔見圖1。消費者有支付回收利用費用的義務,包括收集、運輸等環節的費用;銷售商有回收搬運義務,將廢家電運送至指定領取場所;制造商有領取回收廢家電的義務,從全國約300處指定領取場所回收廢家電。
圖1 回收方案和責任分擔
根據廢家電品牌及種類,日本制造廠商分成了兩組,分別是由松下、東芝、三星電子等19家廠商組成的A組,和由索尼、日立、三菱等18家廠商組成的B組。目前日本建立了遍布全國的約300處指定廢家電領取場所和45家回收處理廠,其中來自A組廠商的廢家電對應28家回收處理廠,B組廠商的廢家電對應17家回收處理廠。
消費者廢棄家電時需繳納回收利用費用。按照流通環節,該筆費用包括:支付給銷售商的搬運費、支付給家電產品協會AEHA、回收利用券中心RKC和回收利用管理公司Ecology Net的業務管理費、支付給指定領取場所的回收點費和支付給處理工廠的處理費。
隨著回收利用技術的進步及管理體系日益完善,處理成本和管理費用呈大幅下降趨勢,根據業內約定俗成的“廢家電處理廠保持微盈利”原則,相應地,消費者繳納的回收利用費也大幅下降。以空調為例,在《家電回收利用法》開始實施的2011年,廢空調的回收利用費用為3500日元/臺,2016年起該費用降至了900日元/臺。
松下家電拆解廠是一家通過家電回收利用實現可持續的循環型制造企業,也是全日本唯一的由制造廠方單獨經營的廠家。協會一行此次考察分為四個環節:一、松下廢家電拆解廠技術人員介紹整體拆解情況,見圖2;二、協會一行參觀廢家電拆解作業區;三、協會一行參觀拆解成果展示廳,見圖3;四、與拆解廠技術人員進行會議交流與問題討論。
圖2 松下廢家電拆解廠技術人員介紹整體拆解情況
圖3 協會一行參觀拆解成果展示廳
松下廢家電拆解區的作業人員共150人左右,其中1成為女性。現場作業人員通過佩戴耳塞、面具、安全鞋、手套、護目鏡等措施保障安全。另外,松下拆解廠會定期向公眾及政府公開水質、噪音等的測試結果,一起推動資源回收事業發展。
松下家電拆解廠回收利用的廢家電類型包括薄型電視機、洗衣機、電冰箱和空調四種,其中薄型電視機分為液晶電視和等離子電視兩種、洗衣機分為立式洗衣機和滾筒洗衣機兩種、空調分為室內空調和外掛空調兩種。不同種類的家電拆解區以不同顏色區分,其中電視機拆解區為粉紅色、洗衣機拆解區為藍色、電冰箱拆解區為黃色、室內空調拆解區為橘黃色、外掛空調區為綠色。
日本規定了各類型廢家電的法定回收利用率。2016年至今,空調、平板電視機、電冰箱、洗衣機的法定回收利用率依次是80%、74%、70%和82%,而2018年松下家電拆解廠這四類廢家電的實際回收利用率依次達到了95%、87%、81%和93%,遠高于法定要求。
(一)薄型電視機拆解
薄型電視機主要以手工拆解為主,目前處理量僅5萬臺/年,主要原因是薄型電視機的使用壽命長,可達10年以上,按照薄型電視機大量替代顯像管電視機為2010年開始估算,預計2020年起薄型電視機將逐步進入報廢高峰,屆時處理量將大幅增加。
薄型電視機雖然內部構成有差異,但拆解順序基本相同,都是通過手工作業拆解零部件,由冶煉廠回收金銀等金屬。熒光管類有害物質需要處理密封在里面的水銀氣體,設有專用拆卸區域,在拆解過程中對氣體流通進行管控,萬一泄露時也不會對作業人員身體造成不良影響,回收的熒光管由專業處置商進行無害化處理。
此外,廠區設有薄型電視機的體驗教室,不定期組織兒童到廠參加拆解體驗活動,從小培養兒童對家電進行資源回收利用的環保理念。
(二)電冰箱拆解
電冰箱的拆解最費時間,商品本身體積大,運輸成本及工廠設備投資高。電冰箱使用氟利昂的地方有兩個,分別是作為冷媒使用的壓縮機和作為隔熱材使用的聚氨酯泡沫。使用專門掃描器讀取電冰箱編號,不同種類的冰箱會刷出不同種類的標簽,壓縮機的種類使用彩色標簽進行管理,隔熱材的種類使用條形碼標簽管理,作業人員根據彩色標簽的顏色將壓縮機搬送到對應專用裝置,采用這種方法可以更有效率地投入流水作業中,回收的氟利昂由專業處置商進行無害化處理。
針對電冰箱中隔熱聚氨酯泡沫的再利用,松下研發出一種新型熱回收技術。傳統技術對電冰箱處理時,聚氨酯泡沫一般都是在壓縮后進行廢棄,而使用松下技術與裝置,能夠將聚氨酯泡沫作為固體燃料進行再用,該燃料可用于烘干制紙工廠的紙張。
(三)洗衣機拆解
根據洗衣機種類,其拆解方法分為兩種:一種是流水作業進行拆解的立式洗衣機,另一種是通過單元方式進行拆解的滾筒洗衣機。由于不同滾筒洗衣機的設計差別大,且構造復雜,因此不適合進行流水作業。兩種洗衣機經手工拆解后首先回收蓋子、電源線、馬達等。其中滾筒洗衣機由于裝有干燥機單元,因此還需回收熱交換器等,同時還要使用專門裝置回收其中的平衡鹽水,平衡鹽水要委托專業處置商進行。
手工拆解完成后,將洗衣機的外側和洗衣槽投入粉碎機,出來的粉碎片再通過各種機械處理后分離出鐵、銅、鋁及塑料資源,例如塑料中的聚丙烯比水輕的性質,利用該性質回收聚丙烯,只有聚丙烯會浮在水面上,與其他塑料和金屬片分離開來,而回收的聚丙烯可在松下家電制造廠直接用于生產洗衣機底座。
(四)空調拆解
空調分為室內空調及和外掛空調兩種,其中室內空調主要使用機器拆卸,而室外空調則主要為手工拆解。
由于空調中近八成是易于回收的金屬,因此在日本,空調的法定回收利用率設置的較高,為80%,2018年該廠實際回收利用率95%。其中空調中的氟利昂按要求必須回收并進行無害化處理,因此不計入回收利用率。
四種廢家電在拆解完成后,家電殼體及槽體等投入粉碎機,出來的碎片再選擇合適的分選技術處理后分離出鐵、銅、鋁及各種塑料資源。松下家電拆解廠常用的幾種典型分選技術按序簡述如下:
風選回收輕量物品技術。利用不同碎片比重不同的特性進行分選,其中比重小的輕量碎片(如塑料)被風卷起落入輕量槽體,比重大的重量碎片(如橡膠)掉落下來落入重量槽體,該技術主要用于分選廢冰箱。
磁力收鐵技術。利用含鐵碎片被磁石吸附,而非鐵物(如塑料、銅等)不被磁石吸附的原理進行分選,將含鐵碎片與其他碎片分離開來,該技術主要用于回收金屬鐵。
渦流電磁感應技術。處理對象是經磁力收鐵技術處理后的不含鐵碎片。利用電磁感應原理將銅、鋁等非鐵金屬與玻璃、塑料等非金屬分離開來,金屬碎片受電流影響移動,其受力方向根據左手法則判定,非金屬碎片不受電流影響,掉落于輸送帶正下方。該技術用于將金屬與非金屬分離。
振動風選技術。處理對象是銅、鋁等金屬碎片。利用不同金屬具有不同比重的特性進行選別。比重小的含鋁碎片受風力影響浮起,而比重大的含銅碎片不受風力影響,運動軌跡變化不大。該技術用于將不同比重的銅鋁金屬分離。
聚丙烯浮水技術。處理對象是非金屬碎片。利用聚丙烯比水輕而浮于水的特性將聚丙烯塑料從非金屬碎片中分離,洗衣機碎片近八成為聚丙烯塑料,適宜采用該技術處理。
ABS/PS/PP分類技術。利用紅外原理進行分選,回收率可達99%以上。
通過此次實地考察與交流,中國電子裝備一行對國外廢家電回收處理行業有了更深入的了解,一方面可為我國廢棄電器電子處理企業在市場分析、設備選型、技術創新等方面提供更加專業的業務指導,提高資源回收利用率,促進技術進步與產業升級;另一方面可配合政府主管部門進行政策研究,在制定廢家電回收處理相關政策的過程中提出更具針對性的意見和建議,進一步完善我國廢棄電器電子回收處理體系,推動行業健康快速發展。