鄭靈芝 景 昇

（上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司徐匯分公司 上海 200233）

前言

隨著世界環(huán)境問題日益嚴(yán)重，能源危機(jī)加劇，世界各國加重力度推行材料環(huán)保回收利用的相關(guān)政策。電子電器產(chǎn)品領(lǐng)域，歐盟在廢棄物框架指令Directive 2008/98/EC[1]的基礎(chǔ)上，專門制定了電子產(chǎn)品廢棄物處置及回收技術(shù)指南IEC TR 62635-2012[2]和2002-96-EC（2012/19/EU）[3]，用以指導(dǎo)相關(guān)行業(yè)對(duì)電子廢棄物的各種組成材料進(jìn)行優(yōu)化處置，從而提高電子電器產(chǎn)品環(huán)?；厥章剩_(dá)到經(jīng)濟(jì)及環(huán)境方面的雙重收益。

盡管這些系列法規(guī)的出臺(tái)和執(zhí)行在客觀上構(gòu)成了出口環(huán)節(jié)的綠色貿(mào)易壁壘，加重了我國出口企業(yè)的負(fù)擔(dān)。但從企業(yè)社會(huì)責(zé)任的角度來看，生產(chǎn)者盡量做到“綠色”設(shè)計(jì)、“綠色”生產(chǎn)，卻是解決電子污染，實(shí)現(xiàn)材料回收的根本途徑。國家發(fā)改委于2021年下發(fā)了《鼓勵(lì)家電生產(chǎn)企業(yè)開展回收目標(biāo)責(zé)任制行動(dòng)的通知》[4]，旨在推動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任參與家電產(chǎn)品回收，助力國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展。海爾等大型家電企業(yè)紛紛開展相應(yīng)行動(dòng)來響應(yīng)這一政策[5]。針對(duì)國內(nèi)外政策環(huán)境對(duì)電子電器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提出的更高要求和挑戰(zhàn)，本文通過對(duì)產(chǎn)品回收率影響因素的初步探究，來總結(jié)線索和經(jīng)驗(yàn)，希望能夠?yàn)橹袊纳a(chǎn)企業(yè)在環(huán)境友好設(shè)計(jì)過程ECD（Environmental conscious design）提供有利參考，以滿足法規(guī)升級(jí)和降低成本的目標(biāo)，從而提升家電企業(yè)市場競爭力。

1 原理及方法

根據(jù)歐盟的技術(shù)指南IEC TR 62635-2012的指導(dǎo)說明電子電器產(chǎn)品廢棄物按照4種不同方式進(jìn)行處置，即功能件重復(fù)使用（reuse），原材料回收加工（material recovery），能源回收（energy recovery）和填埋（residue disposal）。這4種方式中，填埋不會(huì)產(chǎn)生材料回收的經(jīng)濟(jì)收益，能源回收主要是通過燃燒回收熱能，這一回收涉及熱電處理過程而且生產(chǎn)企業(yè)無法參與，所以本文僅探討產(chǎn)生循環(huán)利用回收率（RCR recycling rate）的材料。

對(duì)電子電器產(chǎn)品中的3種基本組成材料金屬，塑料和PCB板對(duì)整體產(chǎn)品回收率方面的影響表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估。計(jì)算中涉及的這三種材料的回收率及其范圍根據(jù)IEC TR 62635-2012技術(shù)指南中推薦的歐盟國家材料回收率數(shù)據(jù)和《2020年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報(bào)》[6]的數(shù)據(jù)參考取值，PCB材料的回收率為14 %，塑料為74 %，金屬為90 %。

WEEE的 2012/19/EU指令要求，不同的電子電器產(chǎn)品分類應(yīng)滿足不同的總回收率。自2018年08月15號(hào)以后，6類電子電器產(chǎn)品需要滿足的回收率指標(biāo)為：5類小家電產(chǎn)品和6類IT及通訊產(chǎn)品，產(chǎn)品回收率要達(dá)到55 %；2類電池或顯示屏產(chǎn)品要達(dá)到70 %；1類冰箱等溫度轉(zhuǎn)換設(shè)備和4類大家電產(chǎn)品和3類燈具產(chǎn)品的回收率要達(dá)到75 %。

電子電器產(chǎn)品的總回收率（RCR recycling rate）的計(jì)算公式[2,7]，

式中：

m(i)—材料重量；

RCR(i) —材料自有回收率；

mEEE—整體產(chǎn)品重量。

從（RCR recycling rate）的計(jì)算公式可以看出材料的重量，材料在整體產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即比重，以及材料的自有回收率這三種因素對(duì)產(chǎn)品的總回收率有影響；因此考察這3種因素的影響和具體表現(xiàn)；

2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果

2.1 單因素考察

產(chǎn)品重量，材料重量和材料回收率單獨(dú)發(fā)生變化時(shí)，其他影響因素不變，對(duì)產(chǎn)品總回收率的影響做評(píng)估。

1）材料重量的影響：

當(dāng)材料重量不斷增加，但材料在整體產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即比重不變，材料自有回收率不變的條件下評(píng)估發(fā)現(xiàn)，只要材料的比重不變，即便產(chǎn)品整體重量發(fā)生變化，產(chǎn)品總回收率也是相同的，如圖1所示。

圖1 材料重量和比重對(duì)產(chǎn)品總回收率的影響

2）材料在整體產(chǎn)品中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即比重的影響：

材料的回收率不變，產(chǎn)品總重不變，當(dāng)3種材料在整體產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)即比重同等程度增加時(shí)，發(fā)現(xiàn)3種材料對(duì)產(chǎn)品總回收率的影響表現(xiàn)不同。PCB材料的比重逐漸增加時(shí)，整體產(chǎn)品總回收率呈下降趨勢；金屬和塑料的比重逐漸增加時(shí)，整體產(chǎn)品回收率卻呈現(xiàn)上升趨勢，如圖2所示。為什么比重同等增加，材料不同，對(duì)產(chǎn)品整體回收率影響大相徑庭？推斷可能是由于材料自有回收率不同造成的，接下來考察材料自有回收率對(duì)產(chǎn)品整體回收率的影響。

圖2 不同材料自有回收率對(duì)產(chǎn)品整體回收率的影響

3）材料比重不變，材料回收率發(fā)生變化對(duì)整體產(chǎn)品總回收率的影響：

固定材料比重，而考察材料回收率發(fā)生變化對(duì)整體產(chǎn)品總回收率的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，無論是金屬，塑料還是PCB，產(chǎn)品的總體回收率都會(huì)隨著材料回收率的變化呈現(xiàn)相同方向的增減變化，如圖3所示。

圖3 材料比重不變，不同材料回收率對(duì)整體產(chǎn)品總回收率的影響

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，考察了固定其他影響因素，變動(dòng)單一因素對(duì)產(chǎn)品整體回收率的影響。但是，當(dāng)影響因素共同變化時(shí)，哪種因素又起到主導(dǎo)作用，是否存在影響作用的臨界條件，要解決以上問題，就需要兩種影響因素共同變化的評(píng)估才能夠得到發(fā)現(xiàn)。

2.2 材料比重及材料回收率兩種影響因素同時(shí)變化對(duì)產(chǎn)品總回收率的影響

表1 不同材料回收率、比重及材料平均回收率取值區(qū)間

考察某種單一材料回收率變化時(shí)，其他兩種材料的按照法規(guī)推薦標(biāo)準(zhǔn)取值不變。當(dāng)材料比重和材料自有回收率同時(shí)變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，只有在某種材料的回收率大于構(gòu)成該產(chǎn)品所有材料的平均回收率時(shí)，材料回收率對(duì)整體產(chǎn)品回收率的影響才起到顯著作用。在此之前，仍然是該種材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即比重的影響對(duì)產(chǎn)品的整體回收率起顯著作用。

如PCB的回收率和比重同時(shí)增加，但PCB板的回收率數(shù)仍然低于構(gòu)成產(chǎn)品的所有材料的平均回收率值，產(chǎn)品整體回收率結(jié)果會(huì)隨著PCB材料的比重增加而呈現(xiàn)下降的趨勢。只有當(dāng)PCB板的回收率增加到大于構(gòu)成產(chǎn)品所有材料的平均回收率時(shí)，隨著PCB板的比重增加，產(chǎn)品的整體回收率才開始呈現(xiàn)上升趨勢；而金屬及塑料也有類似表現(xiàn)：即金屬的回收率和比重同時(shí)降低，前期，產(chǎn)品整體回收率仍然隨著金屬材料的比重增加呈現(xiàn)上升的趨勢。只有當(dāng)金屬材料的回收率降低到小于構(gòu)成產(chǎn)品所有材料的平均回收率時(shí)，隨著金屬材料的比重增加，產(chǎn)品的整體回收率才開始呈現(xiàn)下降趨勢。

2.3 根據(jù)產(chǎn)品總回收率的影響因素變化趨勢，選擇產(chǎn)品合適材料配比

對(duì)照WEEE的 2012/19/EU指令要求，不同的電子電器產(chǎn)品分類應(yīng)滿足不同的總回收率。根據(jù)產(chǎn)品總回收率的影響因素變化趨勢，進(jìn)行了12組配比的實(shí)驗(yàn)計(jì)算可以得到如表2結(jié)果。

表2 組成材料配比不同所達(dá)到的產(chǎn)品總回收率差異表

綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論，對(duì)于一個(gè)以金屬，PCB和塑料3種組成材料構(gòu)成的產(chǎn)品。如果分類是小家電產(chǎn)品或IT產(chǎn)品，則PCB∶塑料∶金屬的配比為3∶3∶2即可滿足小家電總體產(chǎn)品回收率的指令要求；如果是冰箱等溫度轉(zhuǎn)換設(shè)備，大家電產(chǎn)品和燈具等產(chǎn)品，則PCB∶塑料∶金屬的配比需為1∶1∶10才能滿足總體產(chǎn)品回收率的指令要求。而顯示屏等液晶產(chǎn)品PCB∶塑料∶金屬的配比則應(yīng)為1∶1∶3才能滿足總體產(chǎn)品回收率的指令要求。

例如，如一個(gè)廠家生產(chǎn)的是電水壺，按照WEEE指令要求分類屬于第5類小家電產(chǎn)品，則該產(chǎn)品需要滿足的產(chǎn)品總回收率為55 %，那么根據(jù)上表的材料配比，廠家的材料投入最低只要滿足PCB∶金屬∶塑料 =3∶3∶2即可，金屬材料最多增加到PCB∶金屬∶塑料 = 1∶1∶1就能滿足指令要求，而不需要再無依據(jù)或計(jì)劃地添加許多價(jià)格昂貴的金屬材料到產(chǎn)品中，這樣廠家能夠節(jié)省購買金屬原材料的成本,獲得節(jié)流增效的結(jié)果。

3 結(jié)論

總之，由于產(chǎn)品的總體回收率不僅與構(gòu)成該產(chǎn)品的單一材料的比重和材料回收率有關(guān)，也與構(gòu)成產(chǎn)品的所有材料平均回收率關(guān)系密切。而各種材料的回收率受各國甚至當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保產(chǎn)業(yè)能力影響，所以不同出口國家和地區(qū)，單一材料的回收率的取值是不盡相同的，產(chǎn)品要滿足法規(guī)的達(dá)標(biāo)配比也會(huì)發(fā)生變化。因此，為滿足WEEE法規(guī)的要求，當(dāng)企業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品構(gòu)成材料時(shí)，不僅需要對(duì)照法規(guī)要求確定產(chǎn)品的分類和產(chǎn)品需要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，而且需要根據(jù)實(shí)際情況收集材料環(huán)?；厥章实臄?shù)據(jù)才能作為合理的設(shè)計(jì)輸入；同時(shí)，因?yàn)闃?gòu)成產(chǎn)品所有材料的平均回收率對(duì)總回收率也有很大影響，所以企業(yè)還需要根據(jù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀均衡考慮材料的合適配比，不能只考慮某種單一材料的使用或增減。由于材料的環(huán)?；厥章誓軌蛟谀撤N程度上反映出國家環(huán)?；厥债a(chǎn)業(yè)發(fā)展構(gòu)局的均衡性和經(jīng)濟(jì)能力的強(qiáng)弱，材料的平均回收率也會(huì)根據(jù)各國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工業(yè)化程度，時(shí)代和階段不同而產(chǎn)生數(shù)據(jù)差異，所以就需要企業(yè)關(guān)注材料回收率變化來變更設(shè)計(jì)輸入的內(nèi)容，而隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展和大數(shù)據(jù)的信息采集優(yōu)化，企業(yè)將可能會(huì)更加自主便捷地將法規(guī)需求納入到日常生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，更加合規(guī)且經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，節(jié)約成本提高效率，從而提升企業(yè)市場的競爭力。

目前世界各國對(duì)生產(chǎn)企業(yè)參與家電回收實(shí)行了不同程度的激勵(lì)機(jī)制，而中國國家發(fā)改委更是出臺(tái)新政策建立家電回收目標(biāo)責(zé)任制[4]，對(duì)完成回收目標(biāo)并達(dá)到國家有關(guān)管理要求的責(zé)任企業(yè)納入家電生產(chǎn)企業(yè)“綠色責(zé)任名單”，在企業(yè)發(fā)行綠色債券，綠色信貸審批優(yōu)先支持和進(jìn)行社會(huì)名單公示等系列措施進(jìn)行激勵(lì)，從而幫助這些企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)和社會(huì)品牌價(jià)值的多重收益。

由于任何行業(yè)的發(fā)展都離不開宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，所以從發(fā)展趨勢來看，國家會(huì)相應(yīng)出臺(tái)更多的措施，來保證環(huán)保產(chǎn)業(yè)在布局和能力發(fā)展方面的均衡性，對(duì)各種電子產(chǎn)品的材料回收方面都會(huì)齊頭并進(jìn)，避免短板，達(dá)到兼收并蓄綜合發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益的最大化。