报废轿车金属回收利用中的生态占用节约研究

发布时间：2020-09-16 20:26

　　 生态资源紧缺导致人类能源使用受到限制,并开始制约汽车产业的发展。2012年我国轿车保有量达到7126万辆,成为我国保有量最大的基本乘用车,也成为汽车产业能源消耗最大的部分,构成了我国生态资源耗费量最多的产业之一,其回收利用问题成为汽车产业报废车辆处理的重点,受到多方面的关注。合理拆解报废轿车可以减少其对建设用地生态资源的直接占用;合理回收利用报废轿车可以减少其对森林、水域等生态资源的间接占用。这些节约的生态资源可以进一步提高生态资源利用效率,为可再生能源生产及污染物吸收提供生态基础。本论文根据我国轿车发展的历史数据的特征,结合我国轿车产业的干预事件,估计出轿车报废量的预测模型。采用一款轿车做典型案例,计算出报废轿车金属材料在多种方案下的再生量、生态足迹和相应的节约量。根据所建立轿车保有量预测方程计算的预测值,估算出短期的报废轿车金属再生潜力和相应生态足迹的节约潜力。具体研究内容如下:(1)针对报废轿车制造来源复杂和轿车报废量难以预测的问题,将物质流分析方法引入报废轿车金属再生潜力研究领域,根据物质流质量平衡原理,系统分析了我国轿车报废量变化的因素,选择出轿车报废物质流预测的数据类型;通过分析已选择的轿车数据类型及相关值,为建立轿车的预测模型确定了较为合理的时间样本;在该时间样本内,根据轿车数据缺失的基本原因,运用灰色理论补充了研究所需辅助数据。针对偶然事件对轿车报废量变化规律干涉作用很大的问题,结合选定的时间样本,将干预理论与时间序列模型相结合,构建了轿车报废物质流时间序列模型并进行了短期预测。通过分析样本时间段的历史数据,给出了我国轿车物质流参数的时间序列的初步模型;根据模型仿真值与真实值的误差并对比历史数据分析,确定了对我国轿车影响的干预量及干预时间;结合干预理论对初始模型进行合理修正,并采用历史数据对修正模型进行了检验,结果显示该模型可以用于轿车生产量、销售量和进出口量的短期预测。(2)针对现行轿车回收利用方案对节能与环保重视不足,提出了相应的报废汽车金属零部件回收利用方案网络层次评价模型,并且采用证据合成理论解决了评价过程中数据部分冲突的问题。这一部分针对现阶段报废汽车回收利用的特点,归纳总结出报废汽车回收利用的评价准则,即能源消耗、环境排放、回收成本、技术风险准则,通过分析报废汽车回收技术标准设定准则的变化趋势,论证了节能与环保应该成为上述准则权重较高的设定准则;结合有一定代表性的专家评价数据并结合网络层次分析(Analytic Network Process,ANP),提出了以节能与环保为导向的网络层次评价模型;通过建立的模型评价了多种报废汽车金属零部件回收利用方案,得出结论:在报废汽车金属零部件可以采用多种回收方案利用时,建议采用“再制造”回收利用方案。(3)针对生态资源开始制约轿车产业发展的问题,将生态足迹理论应用于报废轿车金属回收利用领域,结合上一部分选定金属回收利用方案,为选择以生态资源节约为主导金属回收利用方案提供参考。采用一款国产轿车作为样本,结合相关拆解回收利用数据,计算出在不同回收利用方案下的样本轿车金属的再生量,同时计算出轿车金属回收利用的生态占用节约量,结果表明,采用部分金属再制造能够有效提高金属再生率,同时也可以大幅度减少报废轿车金属回收利用过程中的生态占用。(4)针对轿车产品报废在市场中存在迟滞的问题,将前文研究的时间序列参数结合轿车报废物质流分析,提出了包含轿车新陈代谢过程的保有量计算模型,并结合威布尔概率分布预测了轿车报废量和生态占用节约潜力。根据物质流分析中的新陈代谢理论,采用中间变量分析了轿车生产-使用-报废的新陈代谢过程,提出了轿车保有量计算模型,并结合轿车可靠性的威布尔寿命分布预测了轿车报废概率分布以及轿车报废量分布,最后对轿车报废量及金属再生潜力、生态占用节约潜力进行了预测。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：X734.2
【部分图文】：

图 1.1 中国汽车与轿车保有量变化对比图[11]中国报废轿车来自国内外汽车产业的产品。中国轿车产业起步落家，1990 年以前中国轿车产量较低，中国轿车产量没有超过 4.5 足国内需求为主，1990 年之后开始有少量产品出口[9]。这种产量势，简化了中国轿车报废量的预测。2000 年左右，中国轿车产轿车产品不再简单满足国内需求，开始逐步增加出口。2007 后脱很长一段时间都以进口为主的局面，出口量开始超过进口量，轿车保有量计算方式变得复杂起来，因为中国生产的轿车不仅在口贸易[12]。与之对应的是，中国报废轿车由国内外的汽车产品组废量预测也开始变得复杂。轿车报废随机性影响轿车报废量的预测。轿车是一种由众多零部械产品，轿车报废的过程就是这种产品失效的过程。导致复杂机障有偶然故障和渐变故障两种类型。当复杂产品使用一段时间以故障增加，导致复杂产品功能失效，最后进入报废阶段。轿车的

报废轿车金属回收利用中的生态占用节约研究为中心展开，分别论述了：(a)报废轿车物质流数据特征，对报废轿车物质列数据进行了研究；(b)报废轿车物质流参数预测估计模型；(c)报废轿车金回收利用方案评价，对报废轿车回收利用方案进行了选择；(d)报废轿车金种利用方案生态足迹变化案例；(e)轿车回收金属再生及生态占用节约潜力个主要问题进行了研究。本课题在研究过程中得到国家自然科学基金(面向产品的全生命周期 MEP 评价与多目标优化研究，70973034/G031201 和设定动因下高技术企业 R&D 能力培育机理与政策研究，71173070/G030。

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本文编号：2820336