欧盟联合研究中心发布《创新需求或助推交通用塑料及关键原材料循环经济》

　　2025年2月，欧盟委员会联合研究中心发布《创新需求或助推交通用塑料及关键原材料循环经济》报告，聚焦于车辆中塑料和关键原材料循环经济的创新要求，对推动欧盟汽车行业的可持续发展与循环性提升具有重要意义，从车辆关键原材料和零部件的循环利用角度，为新的车辆法规提案实施提供支持，增强欧盟汽车价值链的循环性与竞争力。
 

　　一、政策背景
 

　　新的《报废车辆法规》提案(2023/0284/EC)及《关键原材料法案》(CRMA)强调提高车辆循环性。本项目在其背景下开展，旨在评估车辆及零部件的循环性措施，涉及关键原材料、电动驱动电机和铝等方面，与多个政策文件紧密相关。
 

　　新法规提案的推动：2023 年 7 月发布的《报废车辆法规》提案(2023/0284/EC)意义重大。与旧指令不同的是，该提案作为一项法规，力求在欧盟范围内实现更高程度的统一，全面涵盖车辆的整个生命周期。这一转变体现了欧盟构建更具韧性和循环性经济的决心，同时也借鉴了新电池法规(EU)2023/1542 的优势，充分考虑了车辆电气化和现代化的发展趋势。
 

　　关键原材料的需求与挑战：向电动汽车的转型使得欧盟对关键原材料的依赖程度日益加深，例如稀土、铜、锂、钴和镍等。这些原材料在电动汽车的多个部件中广泛应用，如电动驱动电机、电子元件和电池等。然而，欧盟在这些原材料的供应上高度依赖其他国家，且在车辆相关的材料和零部件中，存在着不同程度的循环性问题。这些问题在多个研究中被指出，包括材料回收效率低下、部分材料在报废车辆处理过程中流失等，严重影响了资源的有效利用和欧盟汽车产业的可持续发展。
 

　　相关政策的协同作用：《关键原材料法案》(CRMA)(EU)2024/1252 在其可持续性章节中，对关键原材料的循环性以及特定废物流(如提取废物和废永磁体)的处理提出了要求。由于约 80% 的乘用车电动驱动电机基于稀土永磁体，本项目在支持《报废车辆法规》提案实施的同时，必须与《关键原材料法案》保持一致。此外，欧盟委员会主席宣布的新《循环经济法案》强调创造二次材料市场和单一废物市场，将循环性视为提高欧盟经济竞争力的重要手段，进一步凸显了循环性在欧盟政策中的核心地位。
 

　　国际能源署的建议：国际能源署(IEA)在相关研究中指出，规模经济是高效回收的关键瓶颈，并针对关键矿物的回收提出了一系列政策建议，如优化从报废车辆中收集关键原材料的协同效应、支持回收和使用再生材料、鼓励标签和信息在价值链中的传递等。本报告所评估的措施与 IEA 的建议高度契合，为欧盟制定相关政策提供了有力的科学和技术支持，有助于推动欧盟在关键原材料回收领域的发展，实现更可持续的资源利用和产业发展。
 

　　二、主要研究内容
 

　　1、关键原材料和战略原材料在车辆中的循环性现状
 

　　向电动化转型致使车辆对关键原材料的需求剧增，供应风险也相应提高。例如，从内燃机汽车(ICEV)转换到电池电动汽车(BEV)动力系统时，多种关键原材料的使用量显著变化 ，如铜增加 64kg、铝增加 42kg 等，这凸显了对这些原材料的依赖程度。同时，在报废车辆处理流程中，存在诸多挑战。当前的回收处理主要集中于确保有害物质处理和回收 bulk 材料，许多其他有价值和战略意义的材料在功能上被损失，如稀土永磁体(REPM)中的关键原材料常作为杂质存在于汽车碎料残渣中。铝在车辆中的应用广泛，但其回收过程存在问题，如部分铝合金在回收时可能被降级使用，且由于当前的 ELV 处理和向电动化的转变，铝合金中宝贵的关键原材料损失增加，还可能受到其他元素的污染。这些问题影响了资源的有效利用和行业竞争力。
 

　　2、各类措施评估
 

　　电动驱动电机永磁体标签和信息文件夹：相比旧的 ELV 指令，新的 ELV Regulation 提案虽引入了相关措施，但仍存在不足，如信息有限且标签要求不够明确。通过文献回顾和利益相关者咨询，JRC 提出了更完善的建议。在信息文件夹方面，增加了针对 REPM 的创新信息，涵盖磁体类型、成分等关键内容，帮助废物管理运营商更好地制定处理策略。在标签方面，设计了新的格式，明确显示永磁体的存在及主要关键原材料，方便识别和分类。同时，还探讨了 CEN 标准对支持永磁体标签和信息文件夹的必要性，分析了这些措施在材料流、环境、成本效益等多方面的积极影响，且其实施准备度较高。
 

　　稀土永磁体更具雄心的循环性要求：为支持 ELVR 提案和 CRMA 的相关目标，通过文献综述、数据收集和构建物质流分析(MFA)模型，对永磁体的循环性措施进行评估。模型考虑了多个层面，包括不同的车辆类别、动力系统、产品和材料等，时间跨度从 2010 - 2040 年。研究发现，设定回收含量(RC)目标在技术上具有一定可行性，但从 M1 和 N1 车辆的范围来看，在 2040 年实现 CRMA 中 25% 的 RC 基准值颇具挑战。不过，在中长期内，通过实施 ELVR 中的相关措施，如标签和信息提供，有望提高永磁体的回收和循环利用。研究还指出，应进一步研究确定合适的目标水平，考虑不同材料的回收特点和市场供需平衡 。
 

　　电动驱动电机再利用至工业应用的潜力：当前对 REPM 回收技术存在局限性，而将电动驱动电机再利用至工业应用具有一定潜力。通过文献分析、市场分析和利益相关者访谈，对这一应用进行评估。对比工业和电动驱动电机在电压、功率等多方面的异同，发现两者在部分技术规格上存在兼容性问题，但在某些工业应用场景中仍具有适配可能。市场分析通过估算工业电机的市场和报废量，与电动驱动电机的供应量进行比较，发现再利用在短期内可能有限，但从长期看，随着市场发展可能会增加机会。同时，分析了再利用面临的技术可行性和经济 viability 挑战，以及对环境和社会经济的潜在影响 。
 

　　人机协作拆卸电动汽车电机回收永磁体的可行性：采用 Re - DiM 指标，通过结构化访谈、比较案例研究和文献综述等方法，对人机协作拆卸电动汽车电机回收永磁体进行评估。研究发现，从车辆上分离电机的过程受车辆设计影响较大，目前该任务劳动强度大且依赖人工经验，信息获取存在困难。在转子拆卸环节，以丰田和马自达的电机为例，发现现有设计在连接器、部件抓取等方面存在挑战，导致拆卸时间长且效率低。为此提出了一系列设计指南，如固定部件和连接器位置、标准化螺丝等，以优化拆卸过程。在永磁体回收方面，分析了不同回收策略的优缺点，并提出了相应的建议，如在子组件级别进行拆解、在惰性气氛中退磁等 。
 

　　增加铝废料循环性的额外措施：新的车辆法规提案提出了一系列旨在提高铝在车辆中循环性的措施。通过文献筛选、利益相关者咨询和工厂访问，对这些措施进行评估。确定了部分应在粉碎前拆除的部件，如电动马达、车轮等，以减少铝废料污染并提高功能回收，但同时也指出需要进一步分析其成本效益和对不同废料流的影响。对于粉碎后铝流的进一步分类，提出了更细致的分类建议，如针对 5xxx 和 6xxx 锻造系列合金，并考虑设定铸造合金中杂质的最大含量，以提高铝废料的质量和数量。还对铝回收含量的可行性进行了初步分析，探讨了其面临的挑战和机遇，如合金成分变化对机械性能的影响、不同来源废料的可用性等 。
 

　　电动驱动电机监测报告：通过分析现有政策文件，发现当前关于电动驱动电机和 REPM 的报告存在不足，如责任不明确、数据表格未涵盖关键内容等。为此，JRC 建议在 ELVR 提案的相关条款中增加对电动驱动电机和 REPM 的报告要求，明确不同经济运营商的责任，包括在市场投放、收集、处理等阶段的报告义务。同时，分析了这些建议可能带来的影响，包括对材料流和循环性的积极影响，以及在社会经济和行政负担方面可能面临的挑战 。
 

　　三、建议与协同效应
 

　　各项活动的建议包括完善法规、制定标准、开展可行性研究等。这些活动与其他欧盟法规(如 CRMA、ESPR、WFD 等)具有协同效应，共同促进欧盟关键原材料的循环利用和行业竞争力提升。
 

　　1、各项活动的建议
 

　　REPM标签和信息文件夹：该活动建议具有高度可行性，可直接实施。通过在车辆中应用 REPM 标签和信息文件夹，能显著提升废物管理运营商对相关材料的认知，为其处理含 REPM 的电动驱动电机提供有力支持。同时，现有标签站经改造可用于生产相关标签和信息，这一举措得到了利益相关者的广泛认可，有助于推动 REPM 材料的有效回收和再利用，进而增强欧盟在相关领域的竞争力。
 

　　REPM更高循环性措施：通过设定回收效率(RE)、材料回收水平(MRL)和 / 或回收含量(RC)目标，有望提升 REPM 的循环性。然而，目前在确定合适的目标水平、评估供需平衡以及确保收集和回收过程的经济可行性等方面，仍面临诸多挑战，需要进一步深入研究。建议在后续研究中，充分考虑这些因素，为政策制定提供更坚实的依据，以推动 REPM 循环利用的有效实施。
 

　　e - drive电机再利用：当前，e - drive 电机在工业应用中的再利用面临技术和经济方面的障碍，短期内难以大规模实现。为促进其发展，建议开展更多案例研究，深入评估再利用的技术可行性、经济 viability 和整体性能。此外，若未来再利用市场逐渐形成，应根据进一步研究结果，制定相应的具体规定或激励措施，以推动 e - drive 电机在工业领域的广泛应用，提高资源的循环利用率。
 

　　人机协作拆卸e - drive电机：在 e - drive 电机的拆卸过程中，引入人机协作技术具有一定的潜力，但目前相关设施在 ATFs 中的应用尚未普及，且存在安全和数字锁等问题，影响了其推广。因此，建议进一步评估人机协作设施在 ATFs 中的部署可行性，加强对永磁体退磁和物流安全方面的研究，同时关注数字锁对拆卸组件循环利用的影响，以完善相关技术和措施，提高 e - drive 电机的拆卸效率和回收效果。
 

　　铝的更高循环性措施：为提高铝在车辆中的循环性，建议在车辆报废处理前，对特定铝部件进行手动拆除，并结合后粉碎处理技术(PST)，以提高铝废料的质量和数量。此外，设定铝回收含量的措施在技术上具有一定的合理性，但需要通过进一步的可行性研究，明确相关参数，并充分考虑潜在风险和挑战，如铝废料过剩和出口问题，确保措施的实施既能提高铝的循环利用，又能保障行业的稳定发展。
 

　　e - drive电机监测报告：为加强对 e - drive 电机的监测，建议在与 ELVR 提案相关的二级立法中纳入相关报告要求。通过明确报告责任和内容，提高 e - drive 电机及其零部件的可追溯性，从而有效支持更高循环性措施的实施。同时，在实施过程中，应注重避免给汽车行业带来过多的行政负担，确保报告要求的合理性和可操作性。
 

　　2、协同效应分析
 

　　REPM标签和信息文件夹：该措施与支持 e - drive 电机更高循环性的措施协同作用显著，如促进电机的单独拆除、收集、拆解和回收。同时，与 CRMA 的相关措施(如 Article 28)高度契合，两者相互促进，有助于统一标签格式和数据载体标准，推动 REPM 材料在整个欧盟市场的有效管理和循环利用，提升欧盟 REPM 价值链的竞争力。
 

　　REPM更高循环性措施：与 ELVR 提案中的现有措施(如永磁体标签、电机拆除和回收相关规定)以及 CRMA 中的循环性措施紧密配合，共同推动欧盟 REPM 回收价值链的发展。然而，目前面临着报废废物出口和缺乏磁体废物代码等问题，需要在《废物框架指令》《循环经济法案》和《清洁工业新政》等相关政策框架下，进一步研究解决方案，以确保 REPM 循环利用的可持续发展。
 

　　e - drive电机再利用：再利用措施与 ELVR 提案中的信息、设计和循环性策略等条款协同发展，为 e - drive 电机的再利用提供支持。通过提供资金支持开展可行性研究，明确再利用的具体要求，吸引汽车和工业领域的各方参与，将有助于推动这一循环策略的有效实施，提高资源利用效率，降低行业成本。
 

　　人机协作拆卸e - drive电机：该措施与 ELVR 提案中相关条款(如 Articles 7, 11, 和 31)协同，有助于优化 e - drive 电机及其组件的拆卸过程，提高永磁体的回收效率。同时，相关经验和技术可推广到其他 REPM 基产品，支持欧盟 REPM 价值链的整体发展，提升欧盟在相关领域的技术创新和资源回收能力。
 

　　铝的更高循环性措施：与 ELVR 提案中的现有措施(如处理要求和部件拆除规定)协同，共同促进铝在车辆中的循环利用。汽车价值链各方积极支持这一举措，并计划制定相关路线图，通过加强信息共享和利用数字工具，提升废物管理运营商对铝材料的认知。此外，开发与废料质量和回收设计相关的标准，将进一步推动铝的循环利用，减少资源浪费，降低行业对初级铝的依赖。
 

　　e - drive电机监测报告：该报告措施对 e - drive 电机及其零部件和材料的现有及未来措施提供有力支持，与 ELVR 提案中关于电机收集和拆除的相关条款协同作用，提高 REPM 材料流的可追溯性，促进其在欧盟 REPM 价值链中的有效整合。然而，目前面临着缺乏特定废物代码的挑战，需要在后续工作中加以解决，以完善监测报告体系，推动 e - drive 电机的循环利用和行业可持续发展。
 

　　四、结论与展望
 

　　1、研究结论
 

　　欧洲汽车价值链在关键原材料、电动驱动电机和铝的循环利用方面存在显著问题，包括信息不畅、市场机制不完善以及相关技术和政策的不足。针对这些问题，项目开展了一系列研究活动：
 

　　标签和信息文件夹：开发与 e - drive 电机和 REPMs 相关的标签和信息文件夹措施具有可行性，能显著提升废物管理运营商的认知，且利益相关者对此持积极态度，现有标签站可用于相关生产，同时标准化工作将推动其在汽车及其他产品领域的应用。
 

　　REPM更高循环性：通过引入回收效率、材料回收水平和 / 或回收含量目标来提高 REPM 循环性在技术上可行，但仍需深入研究供需平衡和确定合适的目标水平，为新车辆法规提案中相关可行性研究奠定基础。
 

　　e - drive电机再利用：e - drive 电机的再利用和再制造在当前预期有限，将 REPM e - drive 电机从报废电动汽车再利用到工业应用在短期内也受限，但未来可通过制定特定规定或激励措施来推动市场发展，提高永磁体的循环利用率。
 

　　电机拆卸与永磁体回收：e - drive 电机及其组件的拆卸工作可从 ELVR 提案的相关措施中受益，汽车行业若能在设计上更注重可拆解性，将有助于提高永磁体的回收效果。
 

　　铝的循环利用：对铝的去除和处理要求的探索明确了更多在粉碎前需拆除的零部件，并对提高铝废料的分拣潜力提供了见解，为设定合理的铝回收含量目标提供了方向，同时需确保与其他欧盟政策文件保持一致。
 

　　e - drive电机监测报告：当前对 e - drive 电机和 REPMs 的监测报告存在不足，加强相关报告工作可提高 REPMs 的可追溯性并支持其回收，相关工作可纳入与 ELVR 提案相关的二级立法及附件中。
 

　　2、未来展望
 

　　持续支持车辆循环性研究：JRC 将继续致力于通过采取更具雄心的回收和材料恢复措施，支持车辆的循环性发展，特别是在稀土永磁体的回收方面加大研究力度。未来还可能考虑纳入新的材料流，进一步拓展研究范围，以适应不断变化的行业需求和技术发展。
 

　　加强与利益相关者的对话：持续与利益相关者保持密切对话，尤其是在再利用、再制造等循环策略方面，广泛收集各方意见和建议，促进产学研合作，共同推动行业的可持续发展。通过加强沟通，确保研究成果能够更好地应用于实际生产和政策制定中。
 

　　为相关政策做准备：积极为即将出台的《循环经济法案》做准备，使研究工作与欧盟新的政治指导方针保持一致，突出循环性在促进经济竞争力和可持续资源利用方面的重要性。通过提前规划和研究，为政策的制定和实施提供科学依据和技术支持。
 

　　助力欧洲汽车行业转型：JRC 在汽车领域循环性方面的研究成果，将与欧洲汽车行业未来战略对话紧密相关。通过提供基于证据的建议，支持新的循环和竞争性商业模式，为确保欧洲汽车行业的弹性、竞争力和可持续性做出贡献，推动其向更循环、碳中和和数字化的经济模式转型。