世界清洁日|循环经济“新财富”:车用塑料的循环利用

创业   2024-09-19 17:03   上海  




2023年12月,联合国大会第78届会议一致通过题为“世界清洁日”的决议,宣布每年的9月20日为世界清洁日(World Cleanup Day)今年首届联合国世界清洁日纪念活动在挪威特罗姆瑟市举行,主题为“北极城市与海洋垃圾”。这一全球性活动提醒我们,对于保护和维持清洁、健康的环境以及可持续的废物和资源管理,我们负有共同的责任。


罗兰贝格积极响应世界清洁日所倡导的环保理念,深入洞察车用塑料循环的前沿技术与行业实践,帮助企业在车用塑料循环的挑战中取得先机,在循环经济发展的赛道上稳步前行,实现企业发展与环境保护的协同共进。


图片来源:联合国官网








汽车存量处置一直都是驱动循环经济长足发展的关键引擎,车用材料的循环利用长久以来是社会各方持续关注的焦点。伴随汽车行业可持续发展持续深化,循环经济成为不可忽视的发展议题。目前,汽车企业既要响应多方对于可持续发展的诉求,又要积极应对同行在循环经济的布局竞争,同时监管端以欧盟ELV[1]新规为代表的政策也带来了不小的循环处置压力,布局循环经济对于汽车行业而言势不可挡。

基于此,我们发现塑料为汽车部件的重要原料,具备可观的回收前景,即使目前回收难度较大,但已有不少领先企业在积极探索将回收塑料应用于多种汽车部件。而这其中,回收设计是尤为重要的关键前置条件,对于产品是否可循环,70%以上由设计环节决定。


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循环塑料的紧迫性

伴随汽车行业可持续发展持续深化,循环经济成为难以避免的发展议题。目前,汽车企业主要面临商业端、行业端、监管端的发展压力,布局循环经济势不可挡。

// 商业端:通过开展循环经济,汽车企业可以满足多方诉求

企业:在碳排放治理上,将企业自身的去碳化承诺变为现实;在社会责任上,保护环境,促进社会发展,履行企业公民的责任;在风控上,满足利益相关方的期望,最大限度地降低声誉和法律风险;

监管合规:满足法律要求(例如ELV指令),并积极预测即将出台的法规

消费者:通过响应消费者行为的变化和对支付价格溢价的意愿,提升绿色品牌形象

股东、投资人:满足投资者对可持续主题基金或低利率绿色债券日益增长的诉求

// 行业端:尽管汽车回收的塑料成分在2018年至2022年间增加了50%,但其回收价值仍然落后于其他行业

欧盟范围内只有不到10%的回收基础设施能够高效地分拣和回收来自报废车辆(ELV)的塑料,其中法国、瑞典、德国的回收情况位于前列,不同国家之间仍存在显著差异。

截至2022年,欧洲地区只有4.6%的汽车塑料实现了消费后回收,汽车行业的消费后回收份额低于其他行业,跨行业平均值为12.6%[2],欧盟委员会提议为新车和货车设定强制性的回收材料含量目标,以促进回收塑料市场的发展。

// 政策端:ELV旨在通过以下措施使报废车辆的拆解和回收更加环保

欧盟待出台的ELV新规[3]对车用塑料回收份额设定明确目标,即新车中回收塑料的比例将从2022年的4.6%增加至2030年的25%(按重量计算)。同时,对闭环回收同样设定明确目标,即1/4的回收塑料必须来自报废车辆——从“开放式循环”向“闭环式循环”过渡。此外,新规还在循环设计、智能回收、覆盖范围等方面做出了更加细化的指导,可见,汽车行业进一步被敦促接受并实施塑料的循环利用。

由于各方对于可持续发展的日益关注,加强汽车塑料的循环利用迫在眉睫。


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循环塑料的重要性

塑料作为汽车部件的重要原料,其循环利用不仅在时间维度具备紧迫性,其重要性同样不可小觑。

塑料广泛应用于乘用车的各个部件中,其中外饰、内饰是塑料使用占比最高的2个部件(占比超70%)。在整体塑料组成中,有5类塑料类型使用最为频繁,具体包括PP/聚丙烯(占比37%)、PUR/聚氨酯(15%)、PA/聚酰胺(12%)、PE/聚乙烯(8%)和ABS/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(7%)。从碳排放的视角来看,虽然内饰的塑料使用仅占碳排放的2%,但密集的消费者交互要求车企更加注重内饰的可持续发展,从而使可持续发展理念体现更为明显和具体,不过由于混合塑料的存在会使回收变得复杂,因而在内饰领域还需要推进向单一材料转变。

在重新被用于汽车各部件之前,报废车辆 (ELV) 塑料的循环利用涉及冗长的价值链以及广泛的参与方。价值链由独立且互补的企业组成,每个企业都承担着特定的角色。其中,汽车主机厂主要负责设计、生产车辆,并在生产过程中寻找回收材料的应用。

从结果来看,当前车用塑料的回收难度较大,但通过机械回收[4]、化学回收[5]后可以应用于多种场景,如内饰面板和隔音材料等,回收前景仍较为可观。在乘用车使用的主要塑料聚合物中,HDPE/高密度聚乙烯、LDPE/低密度聚乙烯以及PP/聚丙烯在机械和化学可回收性上具备较强潜力,但截至2020年,全球平均回收率仍不及预期。

面对当前的困境,罗兰贝格观察到,仍有部分汽车厂商在积极探索将可持续内饰作为标准配置或可选配置,主要采用回收的PET瓶和ECONYL (渔网回收尼龙纤维) 。此外,领先企业已将回收塑料应用于多种部件,包括底盘、轮毂衬垫和电缆管道等。

想要突破可回收性的瓶颈,回收设计是关键的前置条件。对于车企而言,应重点关注循环利用的产品开发理念、材料的回收属性、纯度、可追溯性和报废处理等流程。首先,在设计环节,必须前置考虑可回收设计;在采购环节,应优先考虑在车辆设计和生产中使用高完整性、可回收的塑料材料;在生产环节,应开发健全的数字化系统,用以追踪塑料材料的来源和使用情况;在报废处理环节,应尽可能简化报废车辆的回收流程以提速塑料回收。

根据罗兰贝格观察,产品循环的可能性70%以上由设计环节决定,我们认为针对脱碳和循环应用的设计挑战需要与其他设计考虑因素综合权衡。车企应在产品开发讨论中纳入可持续发展职能部门,并定位为可持续产品开发的关键决策方;此外,可持续发展目标(如二次材料目标)需要在产品开发流程(PDP[6])中持续整合。


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循环塑料最佳实践

如前文所述,车用塑料回收存在诸多困境,主要可概括为以下四大挑战:

  • 挑战1:垃圾收集和分类不完善:受制于废物收集和分类,再生塑料的原料供应有限;同时,需求不断上升,导致供应短缺

  • 挑战2:供应链效率有限:ELV废物管理行业专业水平较低,导致供应链效率降低

  • 挑战3:ELV处理的质量有待提高:材料分离不完全、拆解选项有限以及回收实践不足等导致ELV处理有待改进

  • 挑战4:落地仍待探索:不断上升的资源循环比例、经济可行性和市场导向的利益之间的平衡和优先级仍未明确

尽管如此,罗兰贝格观察到,行业的不少最佳实践也相应提供了切实可行的解决方案,为行业实践的进一步突破提供了一定借鉴意义。


面对车用塑料回收利用当前的困境,企业可从增强废物管理、加强合作伙伴关系或联盟建设、提升回收标准,以及最大化全局合作四方面探索破局之道。


许季刚

罗兰贝格全球高级合伙人


// 增强废物管理:投资先进的回收技术,改善内部废物管理实践,以缓解未来原料供应限制

分类工厂的分类质量、效率和产量有限等是目前车用塑料循环的关键问题。借助不断涌现的数字技术,可降低分拣错误率、提升分类能力,并通过流程自动化提高效率,实现分类效果的显著提高。根据当前预测,“分类用于回收”的比例有望增加10-15%。

例如,数码水印作为跨SKU表面的多个位置上的微型标记,可通过高科技读取器识别出所有聚合物的SKU属性,实现SKU级别的区分;物体识别作为基于图片比对的AI强化摄像头识别,可作为数字水印的补充,随时间增加不断提升检测准确性。

// 加强合作伙伴关系或联盟建设:建立区域收集中心,与当地废物管理设施合作,标准化分类流程,以优化供应链

从政策环境来看,各国对于ELV的监管力度各异,对各地产业发展造成不同影响。有利的法规可促进价值链的整合和专业化,实现回收材料获取的工业化,这是满足 ELV 循环要求的先决条件。因此,与当地废物管理设施加强合作对行业发展至关重要。

// 提升回收标准:实施标准化的拆解程序,改进材料分离技术,优化内部回收流程,确保再生塑料的高质量

从处理工艺流程角度来看,整合创新的分类和回收技术可提高ELV处理的有效性。基于回收技术的挑战性,应聚焦突破聚乙烯和聚丙烯两种材料,同时需考虑新的回收处理过程对运营效率和能源使用的影响。

// 最大化全局合作:通过加强跨部门合作解决矛盾目标,利用规模经济效应降低成本,简化流程,优化资源分配

从实操角度来看,车用塑料循环的落地需要跨维度的全局规划,权衡取舍各个目标。

具体而言,在设计过程中需综合考量三大维度:

• 技术与可回收性:汽车部件中使用的塑料如何轻松有效地回收

• 消费者偏好:消费者偏好对采用塑料循环利用战略的影响,特别是那些具有潜在市场导向优势的战略

• 商业可行性:采用可回收塑料的经济可行性和实用性(如采购成本、生产改造、投资等)

同时,为确保循环设计顺利落地实施,应重点关注以下关键问题:首先,设定整体可回收程度目标;其次,可根据实际情况,考虑为塑料制品设立单独的关键绩效指标(KPI),并明确是否根据产品或车型设定差异化目标;另外,需明确塑料循环相关的五个(或更多)目标间的关系和优先级,以及这些塑料循环相关目标与其他可持续发展目标之间的相互关系;最后,需确定部门间责任分担的方式,以确保跨部门合作顺利进行。


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结语

随着可持续发展理念的深入贯彻,汽车企业在多方诉求、同行竞争以及政策监管等多重压力下,循环经济已然成为企业发展蓝图中的核心板块之一。车用塑料作为重要原料,尽管回收之路充满挑战,但巨大的回收潜力预示着其广阔的发展前景。

参考文献:
[1] ELV指令即欧洲议会和理事会2000年9月18日关于报废车辆的指令2000/53/EC
[2] 2022年欧洲的跨行业消费后回收材料使用的平均估算比例为12.6%,基于重量,涵盖的行业包括:包装、建筑与施工、汽车、电子电气、农业、家用品、休闲、体育及其他行业
[3] 基于欧盟委员会2023年7月的提议,欧洲议会和欧盟理事会关于车辆制造和报废车辆处置的循环经济要求的条例提案,COM(2023) 451 final
[4] 通过切碎和融化塑料废料来制造新产品,提供具有成本效益且低碳足迹的解决方案。然而,反复的机械回收循环可能会降低材料质量
[5] 将塑料分解到分子水平,提供更高质量的材料,但通常成本和碳足迹较高
[6] PDP即Product Development Process,产品开发流程




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本文由罗兰贝格全球合伙人Ruirui Zong-Rühe撰写,初级咨询顾问郭昊昱对本文亦有贡献。

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