汽車產(chǎn)業(yè)的綠色制造與可持續(xù)發(fā)展

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文章從綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色回收、汽車的綠色再制造等方面論述了汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，論述了推行綠色維修的重要性和緊迫性，并針對目前在制造、維修過程中的廢棄物處理方式及其危害性，從設(shè)計(jì)、制造及回收方面提出了相應(yīng)的改進(jìn)意見。

0 引言

汽車工業(yè)已成為現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的重要行業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。然而，傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)建立在資源和能源大量消耗的基礎(chǔ)之上，隨著汽車使用量的增加，報廢汽車的數(shù)目也與日俱增，報廢汽車的堆放造成了嚴(yán)重的土地、空氣和水域污染。在環(huán)保壓力和資源緊缺的形勢下，為了謀求長遠(yuǎn)發(fā)展，如何在保持制造業(yè)持健康發(fā)展的前提下，實(shí)現(xiàn)資源和能源的循環(huán)利用具有重要意義。

1 汽車綠色設(shè)計(jì)是汽車綠色制造的基礎(chǔ)

綠色設(shè)計(jì)可以將污染和浪費(fèi)在制造的源頭加以限制。產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠充分利用資源，有較高的原材科利用率，產(chǎn)品無害于人體的健康和生態(tài)環(huán)境[1]，反之，要受到淘汰和限制。另外，在設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)該注意到生產(chǎn)的規(guī)模，它對原材料的利用率和污染物排放量的多寡以及經(jīng)濟(jì)效益有直接影響[2-3]。例如，汽車制造企業(yè)廢鋼材回收的經(jīng)濟(jì)效益與制車的規(guī)模密切相關(guān)，日產(chǎn)100臺的造車廠為廢鋼材回收的最小規(guī)模，日產(chǎn)400臺車和更大規(guī)模的造車廠才有可能產(chǎn)生廢鋼材回收的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

汽車綠色設(shè)計(jì)除考慮傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所滿足的產(chǎn)品技術(shù)功能目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)外，還需要處理好以下幾個方面的問題：（1）汽車產(chǎn)品的原理設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要便于退役零部件的重用或補(bǔ)修，材料要綜合利用，報廢零件要便于材料分類處理；（2）合理使用原料；（3）考慮汽車產(chǎn)品使用過程中對環(huán)境的影響；（4）合理利用能源； （5）汽車產(chǎn)品制造工藝的合理性；（6）設(shè)計(jì)合理的產(chǎn)品包裝材料；（7）不可再生廢物的利用。

從能源角度設(shè)計(jì)電力或清潔燃料的汽車，并且在其設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用到報廢回收再利用等過程的整個生命周期內(nèi)，將環(huán)境性能作為設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求汽車成為對生態(tài)和環(huán)境的影響最小、資源效率最高、能源消耗最低，在特定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)出來的綠色產(chǎn)品。因此，綠色汽車集新能源技術(shù)、高新材料技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)等現(xiàn)代高科技于一身，并成為無污染、健康、安全和節(jié)能的交通運(yùn)輸工具。

2 汽車產(chǎn)品的綠色材料

對于材料資源，從可選用的材料中遵循選取綠色材料的原則，少用短缺或稀有的原材料，多用廢料、余料或回收材料作為原材料，盡量尋找短缺或稀有原材料的代用材料；減少所用材料種類，并盡量采用相容性好的材料，以利于廢棄后產(chǎn)品的分類回收，盡量少用或不用有毒有害的原材料，優(yōu)先采用可再利用或再循環(huán)的材料。在汽車零部件設(shè)計(jì)時，采用模塊化設(shè)計(jì)，減少零部件數(shù)目，增加汽車的可拆卸性與回收性。如德國某汽車公司把汽車可回收性作為主要的目標(biāo)列入開發(fā)計(jì)劃，提出下一個目標(biāo)是開發(fā)一切都能回收的汽率。綠色汽車整體設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮到汽車在運(yùn)行及停放時占用空間的問題，盡量縮小體積?，F(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中為了達(dá)到美觀、耐用、耐腐蝕等要求，大量使用涂鍍材料，這不僅給汽車廢棄后回收再利用帶來困難，而且大部分涂料本身有毒，涂鍍工藝過程也會給環(huán)境帶來很大的污染。因此，要減少涂鍍工藝。

原材料的質(zhì)量制造也非常重要，直接影響生產(chǎn)的產(chǎn)出率和廢物的產(chǎn)生量。如果原材料含有過多的雜質(zhì)，生產(chǎn)過程中就會發(fā)生一些不期望的反應(yīng)，產(chǎn)生一些不期望的產(chǎn)品，這樣既加大了處理廢物的工作量和費(fèi)用，同時增加了原材料和廢物的運(yùn)輸成本。

綠色材料選擇技術(shù)是一個系統(tǒng)性和綜合性很強(qiáng)的復(fù)雜問題：一是綠色材料尚無明確界限，實(shí)際中選用很難處理；二是選用材料，不能僅考慮其綠色牲，還必須考慮產(chǎn)品的功熊、質(zhì)量和成本等多方面的要求，這些更增添了面向環(huán)境的產(chǎn)品材料選擇的復(fù)雜性。

3 汽車產(chǎn)品的綠色回收

產(chǎn)品回收是產(chǎn)品廢棄以后，對產(chǎn)品進(jìn)行回收處理的過程。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法很少考慮產(chǎn)品的回收階段，而在綠色設(shè)詩中，產(chǎn)品回收則是其最重要的一個階段，因?yàn)榻^大部分產(chǎn)品對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在報廢回收階段。產(chǎn)品的回收一般包括重用、零部件回收、材料回收和廢棄等。重用是指產(chǎn)品經(jīng)過稍微的修理或更新以后，直接用于和原來相同的場合。零部件回收是指產(chǎn)品不能整體重用，只有部分零部件可以用于和其設(shè)計(jì)目的相同的場合。材料回收是指對沒有使用價值的零部件或產(chǎn)品回收其構(gòu)成材料。廢棄是指無法回收的材料經(jīng)過無害化處理后進(jìn)行填埋或焚燒。產(chǎn)品的回收一般先要進(jìn)行回收決策，按照最大回收資源和能源的原則進(jìn)行回收。

對產(chǎn)品的綠色使用目前主要集中在延長產(chǎn)品的使用周期和減少使用中的能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。延長產(chǎn)品生命周期可以最終減少產(chǎn)品報廢后的各種處置工作，從而提高資源利用率，減少對環(huán)境的負(fù)面影響。增加產(chǎn)品的可維護(hù)性是延長產(chǎn)品生命周期的一個重要方法。為此，必須在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品的拆卸性，尤其是易損件的拆卸和維修。

綠色處理技術(shù)，一方面是指在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，要注意對流失的物料和產(chǎn)生的廢料進(jìn)行回收，返回到流程中或經(jīng)處理后作為原料回用或被用做其它生產(chǎn)中的原料再利用，建盤從原料投入到廢物循環(huán)回收利用的生產(chǎn)閉合回路，使工業(yè)生產(chǎn)過程不對環(huán)境構(gòu)成任何危害或危害最小化。

另一方面，主要是指產(chǎn)品生命周期終結(jié)后，要采用綠色處理技術(shù)對其進(jìn)行回收處理，若不回收處理，將造成資源浪費(fèi)并導(dǎo)致環(huán)境污染。

目前的研究認(rèn)為面向環(huán)境的產(chǎn)品回收處理是個系統(tǒng)工程，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始就要充分考慮這個問題，并作系統(tǒng)分類處理。產(chǎn)品壽命終結(jié)后，可以有多種不同的處理方案。各種方案的處理成本和回收價值都不一樣，需要對各種方案進(jìn)行分析與評估，確定出最佳的回收處理方案。從而以最少的成本代價獲得最高的回收價值，即進(jìn)行綠色產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)。評價產(chǎn)品回收處理方案設(shè)計(jì)主要考察三方面：效益最大化、重新利用的零部件盡可能多、廢棄部分盡可能多，如圖1所示。

圖1 汽車綠色回收決策過程

4 綠色汽車的再制造技術(shù)

實(shí)施汽車綠色再制造工程不僅可以盡可能地回收廢舊汽車中可利用的零部件和材料，面且還可以最大限度地利用在汽車全生命周期中各階段的能量和材料，如在汽車維修階段換下的材料，既可采用綠色再制造技術(shù)進(jìn)行修復(fù)、再生，也可以進(jìn)行材料回收、重熔，使之作為汽車的原材料，還可稍加改變作為材料參與其他產(chǎn)品的生命周期循環(huán)，如圖2所示。

圖2 汽車綠色再制造技術(shù)過程

5 結(jié)論

中國被公認(rèn)為最近幾年來最大的汽車市場，如果我國不能順應(yīng)環(huán)境與能源挑戰(zhàn)的新趨勢，那么我國的汽車工業(yè)必將被時代所淘汰，因此大力發(fā)展”綠色“汽車，將是我國的必然選擇。綠色”汽車的研發(fā)將是我國一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。通過汽車成型初期，綠色零件設(shè)計(jì)的開發(fā)和對綠色材料的選用，及汽車使用中和報廢后對零件或材料維修后的再利用，可大大降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，促進(jìn)環(huán)境與資源的可持續(xù)發(fā)展。我們可以這樣說，面對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)，我國汽車行業(yè)巳準(zhǔn)備充分。我們要矢志不渝地堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展的道路，抓住機(jī)遇，學(xué)習(xí)和借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，減少汽車給環(huán)境帶來的危害。相信通過各方面的努力，我國汽車工業(yè)必將為我國的可持續(xù)發(fā)展做出其應(yīng)有的貢獻(xiàn)。（萬方數(shù)據(jù)）