The coming wave of aluminum sheet scrap from vehicle recycling in the United States:回收与铝合金车身板
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原文标题:来自……的纸张废料潮涌而至
作者(通讯作者):朱,B.,金,Hyung Chul,金废铝合金废铝板回收,J.,等。
作者所属机构包括美国密歇根大学的G. Brown研究室以及天源二手物资公司,同时亦涉及天源二手物资领域。
对铝合金车身板(ABS)的回收活动,需考虑到汽车的使用寿命分布以及汽车在市场上的留存情况,这对于促进二手车出口具有重要意义。
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文章信息
铝一直被视为钢铁的轻质替代品,其使用能够显著减少运输燃料的消耗。然而废铝合金废铝板回收,其生产过程却需消耗大量能源,这一数字是钢铁生产能耗的九倍之多。随着铝合金车身板在汽车行业中的广泛应用,未来市场上铝制废料的数量预计将大幅增加。回收铝板密集型车辆使得回收商得以踏入更高价值的市场领域,他们得以销售锻造合金而非铸造合金;同时,这也为汽车制造商带来了利用闭环系统以及采用回收铝板组件制造汽车的机会。
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文章信息
大规模生产的铝制板材车辆为回收企业带来了商机,它们可以转向回收锻造合金,实现高价值回收。本研究通过动态物质流分析方法(时间跨度为2015年至2050年),对美国市场上销量领先的铝合金车身板(ABS)密集型车辆(包括福特F-150、Super Duty等车型)所产生铝制ABS废弃物的产生时间、规模及成分进行了估算。我们成功建立了汽车使用寿命的分布模型,并对由铜、镁含量决定的5xxx和6xxx系列薄板合金进行了分类和数据分析。运用马尔可夫链模型,我们估算了国内报废注销车辆与出口车辆之间的比例关系。研究结果显示,2020年这四种车型共含有120万吨的铝制ABS。这些车辆所采用的铝制ABS密集结构,为美国回收商带来了极具吸引力的商机。若维持现有生产水平,预计到2035年,这些车辆产生的铝制ABS废弃物将累计达到约12.5万吨/年,而到2050年,这一数字将增至24.6万吨/年。其中,大部分废料将被用于美国本土的加工处理。出口注销或老旧车辆的比例不足10%。与此形成鲜明对比的是,2017年美国国内仅消耗了12.1万吨的汽车铝粉碎片,其中铝制ABS的占比微乎其微。本研究对未来的可能废弃物成分进行了剖析,指出若要实现铝制ABS的闭环回收,必须实施合金的分离及杂质的去除。
图1展示了2018年美国市场铝制ABS品牌分布情况,具体反映了铝ABS的销售比例。这些数据是在保持品牌信息保密的前提下提供的,资料来源为(2018)。
图2展示了估算公路上铝制ABS现有数量及预测未来废弃车辆所产生铝制ABS废弃物的计算方法。
表1展示了福特F-150、Super Duty以及另外四种车型中平均铝制ABS的含量情况。
图3展示了根据美国车辆注册信息计算出的汽车保留率情况,其中部分注销车辆已出口至海外。
图4展示了依据美国车辆登记数据的汽车使用寿命分布情况,其中部分车辆在注销后出口至海外。
图5展示了美国汽车行业及合金材料的年度销售总额、库存状况以及车辆报废的相关数据。其中,灰色部分代表2015年至2020年间已售出的车辆。F系列车型包括F-150和Super Duty两种车型。
图6展示了铝密集型车辆的马尔可夫链转换图(位于左侧);同时,右侧则以100辆车为基准,通过桑基图形式展现了车辆的使用寿命及其目的地,这些数据均来源于表2中列出的F-150基准信息。
图6(左)展示了表2中车辆寿命基准情景、悲观情景(短期)以及乐观情景(长期)所假设的平均特征对应的马尔可夫链转移图的概率转换值。
图7展示了2035年基准方案下铝制ABS的成分限制,以及本研究中涉及的四款车型混合废料和新合金成分及数量的估算总结。其中,蓝色X轴标识了不同废料混合物的种类,而蓝色环形雷达图则描绘了五种关键合金元素的成分范围,即下限与上限。绿色Y轴则反映了对于新型铝制ABS合金的需求,绿色环形雷达图同样展示了这五种关键合金元素的成分范围,包括其下限和上限。
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原文信息
大规模的板材需求促使将高价值产品转移到其他领域。我们采用2015至2050年的流量模型,对美国汽车板材(ABS)废料从ABS生产到美国销售的福特F-150、超级重-duty、以及其他车型进行了分析。不同车型的ABS废料量各不相同,5xxx和6xxx板材的需求量有所下降。通过链式模型,我们分析了这些废料的变化趋势。研究发现,上述四种因素导致2020年美国车队的ABS废料量达到1,200千吨。这些废料的ABS回收量将增加,对美国市场产生积极影响。如果到2035年,这些车型的ABS废料量增长至125千吨/年,到2050年增至246千吨/年。这种废料量的增加将对美国汽车行业产生积极影响。
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