Récemment, dans l'usine de Shandong Alva Machinery Co., Ltd. (ci-après dénommée « Alva Machinery »), l'ensemble de la ligne de démontage des réfrigérateurs usagés, R&D indépendante, conçue et fabriquée par l'entreprise, a terminé avec succès le test complet du processus. Vérifiés par des instituts de test tiers faisant autorité, tous les systèmes de la chaîne de production fonctionnent de manière stable, avec une efficacité de démontage 300 % supérieure à celle des équipements traditionnels, une pureté de séparation des matériaux atteignant 99,2 % et un taux de traitement inoffensif des substances dangereuses à 100 %. Tous les indicateurs de performance dépassent les normes de l'industrie et répondent aux objectifs prédéfinis de « sécurité, efficacité, protection de l'environnement et précision ».
Le test réussi de cette ligne de démantèlement montre que la Chine a surmonté les barrières techniques internationales dans le domaine des équipements de base pour l'utilisation des ressources des déchets d'appareils électroménagers, et a établi un système de chaîne industrielle entière indépendant couvrant la R&D, la fabrication et l'intégration de systèmes, fournissant un soutien d'équipement pour l'économie circulaire verte dans le cadre de l'objectif du « double carbone ». À l'heure actuelle, la ligne de production a terminé la mise en service et l'emballage avant livraison, et sera bientôt expédiée depuis le port de Qingdao pour être mise en service pratique dans le recyclage des ressources des réfrigérateurs usagés.
I. Contexte de l'industrie : demande urgente d'élimination des déchets de réfrigérateurs, Alva fait progresser la mise à niveau de ses équipements
(1) Production croissante de réfrigérateurs usagés et demande importante d’élimination
Avec l'amélioration continue du niveau de vie des résidents chinois et l'accélération de la hausse de la consommation, l'industrie de l'électroménager a marqué le début d'un pic de remplacement sans précédent. Bien de consommation durable essentiel pour les familles, les réfrigérateurs ont généralement une durée de vie de 10 à 15 ans. Selon le « Rapport sur le développement de l'industrie du recyclage des appareils électroménagers en Chine 2024 » publié par la China Household Electrical Appliances Association, la production de réfrigérateurs usagés en Chine a atteint 28 millions d'unités en 2023, et ce chiffre devrait dépasser 35 millions d'unités d'ici 2025, avec un taux de croissance annuel composé de plus de 12 %.
Une élimination inappropriée des réfrigérateurs usagés entraînera des risques environnementaux. La mousse de polyuréthane dans l'armoire contient des substances appauvrissant la couche d'ozone telles que le fréon, et la mise en décharge directe ou l'incinération polluera l'atmosphère et le sol ; les métaux lourds présents dans le réservoir intérieur et le compresseur ainsi que les substances dangereuses présentes dans les circuits s'infiltreront dans l'environnement, affectant l'écologie et la santé humaine. Dans le même temps, les réfrigérateurs usagés contiennent une grande quantité de ressources recyclables, l'acier représentant environ 55 %, le plastique environ 30 % et les métaux non ferreux comme le cuivre et l'aluminium environ 8 %. Environ 1 200 tonnes de ressources peuvent être recyclées à partir de 10 000 réfrigérateurs usagés, ce qui équivaut à réduire l'extraction de minerai de fer de 3 000 tonnes et à économiser 800 tonnes de pétrole, ce qui montre une valeur d'utilisation significative des ressources.
L'industrie chinoise du démantèlement des réfrigérateurs usagés est depuis longtemps en proie à des problèmes tels qu'un équipement vétuste, une faible efficacité et un recyclage incomplet. Le mode de démantèlement manuel traditionnel se caractérise par une intensité de travail élevée, un environnement de travail médiocre, des risques de sécurité élevés, une faible précision de séparation des matériaux (taux de récupération des ressources inférieur à 60 %) et un traitement de qualité inférieure des substances dangereuses, ce qui peut provoquer une pollution secondaire.
(2) Orientation politique et mise à niveau des équipements pour stimuler la demande du marché
Le développement vert constitue une direction importante du développement économique et social de la Chine. En tant que partie intégrante de l’économie circulaire, le recyclage et l’utilisation des déchets électroménagers ont reçu un soutien politique. Le « 14e Plan quinquennal pour le développement de l'économie circulaire » mentionne clairement la « construction d'un système de recyclage et d'utilisation des déchets d'appareils électroménagers » comme une tâche clé et propose « d'améliorer la capacité de démantèlement et de traitement et de promouvoir les équipements de démantèlement intelligents et écologiques ». Les « Avis directeurs sur l'accélération de la construction d'un système de recyclage et d'utilisation des déchets électroménagers » exigent que d'ici 2025, un certain nombre de projets de démonstration de démantèlement intelligent soient construits, avec un taux indépendant d'équipement de base dépassant 80 % et un taux d'utilisation globale des ressources atteignant 95 %.
Les politiques fournissent une direction de développement à l'industrie, mais les équipements chinois de démantèlement des appareils électroménagers haut de gamme dépendent depuis longtemps des importations en provenance d'Allemagne et du Japon. Le devis d'équipement s'élève à plus de 80 millions de yuans, associé à une réponse lente du service après-vente et à des coûts élevés de pièces de rechange, ce qui limite le développement à grande échelle de l'industrie.
En tant qu'entreprise leader dans l'industrie chinoise des machines de concassage, Alva Machinery a assumé la tâche de R&D d'équipements de démantèlement haut de gamme indépendants. M. ALLEN WANG, président de la société, a déclaré : « Le recyclage des déchets d'appareils électroménagers est une industrie liée à la sécurité écologique et des ressources. En s'appuyant sur son accumulation technique, Alva développera des équipements de démantèlement qui répondent aux besoins domestiques et amélioreront l'efficacité de la récupération des ressources. »
(3) Fondation technique et présentation du projet d'Alva
Fondée en 2003, Alva Machinery se concentre sur la R&D et la fabrication d'équipements de concassage et de criblage et d'équipements de traitement des déchets solides, et dispose d'une accumulation technique suffisante dans le domaine du recyclage des déchets.
En 2018, Alva Machinery a remarqué le potentiel de l'industrie du recyclage des déchets d'appareils électroménagers, a lancé la préparation de la R&D des équipements connexes, a créé une équipe spéciale pour mener des recherches industrielles et a officiellement lancé le projet de R&D de la « ligne complète de démantèlement des réfrigérateurs usagés », en la classant comme projet stratégique principal.
Pour assurer l'avancement du projet, la société a adopté le modèle « industrie-université-recherche-application », en coopération avec l'Institut d'ingénierie des procédés de l'Académie chinoise des sciences et l'École de génie mécanique de l'Université de Qingdao pour résoudre conjointement les principales difficultés techniques liées à l'identification des matériaux, à la séparation précise, au traitement de protection de l'environnement, etc. boucle.
II. Percées technologiques : surmonter les principales difficultés et établir un système d'équipement indépendant
(1) Principales difficultés techniques et solutions
Les réfrigérateurs à déchets ont des structures complexes, contenant de multiples matériaux tels que des métaux, des plastiques, des mousses et des réfrigérants, avec de grandes différences dans les marques et les modèles, ce qui pose des défis pour la R&D de la chaîne de production. L'équipe R&D d'Alva devait résoudre cinq problèmes techniques majeurs : premièrement, réaliser l'alimentation et le positionnement automatiques de réfrigérateurs de différentes spécifications ; deuxièmement, améliorer la pureté de séparation des matériaux tels que l'acier et le plastique ; troisièmement, recycler efficacement le fréon pour obtenir un traitement inoffensif ; quatrièmement, améliorer l'efficacité globale du démantèlement grâce à un contrôle intelligent ; cinquièmement, réduire la consommation d’énergie des équipements pour parvenir à un fonctionnement écologique.
Après trois années de recherche, l'équipe R&D a trouvé des solutions aux problèmes ci-dessus. Dans le lien d'alimentation automatique, le « système de serrage adaptatif + de positionnement intelligent » est adopté. Grâce à la reconnaissance visuelle haute définition et aux bras robotiques à plusieurs degrés de liberté, la saisie, le retournement et le positionnement automatiques de réfrigérateurs de différentes tailles et poids sont réalisés, avec une précision de positionnement de ± 5 mm et une efficacité d'alimentation de 60 unités par heure, ce qui est supérieur à l'alimentation manuelle (15 unités par heure).
Dans le lien de séparation des matériaux, la technologie « concassage multi-étapes + tri intelligent » est développée. Le « concasseur à cisaillement à basse vitesse » est utilisé pour le démontage initial des réfrigérateurs afin de séparer l'armoire du compresseur ; Ensuite, le « écran vibrant à haute fréquence » sépare les déchets d'acier et le « séparateur à courants de Foucault » sépare les métaux non ferreux tels que le cuivre et l'aluminium ; le mélange de plastique et de mousse est classé par la technologie « séparation de l'air + reconnaissance du spectre infrarouge ». L'« algorithme de reconnaissance intelligent » développé indépendamment atteint une précision de reconnaissance des matériaux de 99,5 % grâce à l'apprentissage automatique.
En termes de récupération du fréon, Alva a développé indépendamment le système « condensation à basse température + aspiration sous vide », qui augmente le taux de récupération à 99,8 % grâce à un contrôle précis de la température et de la pression, réalisant la purification et la réutilisation. Le système est équipé d'un dispositif de surveillance des fuites, qui peut démarrer un traitement d'urgence en temps opportun pour garantir la sécurité environnementale.
Le contrôle intelligent adopte l'architecture de « système de contrôle central + unité d'exécution distribuée », réalisant une interaction de données en temps réel et un contrôle collaboratif des équipements via l'Internet industriel. Les opérateurs peuvent effectuer le démarrage/arrêt, le réglage des paramètres, le diagnostic des défauts et d'autres opérations via le terminal de commande central, et le système peut ajuster automatiquement la vitesse de fonctionnement en fonction du volume d'alimentation. La fonction d'exploitation et de maintenance à distance peut réaliser une surveillance en temps réel et un dépannage des équipements, réduisant ainsi les coûts d'exploitation et de maintenance.
En termes de conception économe en énergie, des technologies telles que des moteurs à haut rendement et un contrôle de conversion de fréquence sont adoptées, réduisant la consommation d'énergie unitaire de la ligne de production à 1,2 kWh par réfrigérateur, soit 40 % de moins que celle des équipements importés. L'équipement est équipé de dispositifs de dépoussiérage et de contrôle du bruit, avec une concentration de poussière sur le site d'exploitation inférieure à 10 mg/m³ et un bruit inférieur à 75 décibels, répondant aux normes nationales de protection de l'environnement.
(2) Composition de base et indicateurs de performance de la chaîne de production
Après trois années de R&D et d'optimisation, Alva a formé une ligne de démantèlement de réfrigérateurs à déchets composée de « un système d'alimentation automatique, un système de démontage précis, un système de tri intelligent, un système de traitement de protection de l'environnement et un système de contrôle central ». La ligne de production mesure 45 mètres de long, 10 mètres de large, couvre une superficie de 450 mètres carrés, avec une capacité de traitement de 60 unités par heure et 1 000 unités par jour, soit plus de 5 fois celle de la ligne manuelle traditionnelle. Ses principales caractéristiques de performances comprennent :
1. Degré élevé d’automatisation. L'ensemble de la ligne de production ne nécessite que 3 opérateurs, tandis que la ligne manuelle traditionnelle nécessite 20 à 30 personnes. Le fonctionnement automatique réduit l'intensité du travail et les risques pour la sécurité et évite le contact direct du personnel avec des substances dangereuses.
2. Pureté de séparation élevée et taux d’utilisation des ressources. La pureté de séparation de l'acier est de 99,5 %, du cuivre et de l'aluminium de 99,0 % et du plastique de 98,8 %, avec un taux d'utilisation global des ressources dépassant 95 %, soit 35 points de pourcentage de plus que la méthode traditionnelle. Calculé sur la base d'une capacité de traitement quotidienne de 1 000 unités, 660 tonnes d'acier, 360 tonnes de plastique et 96 tonnes de cuivre et d'aluminium peuvent être recyclées chaque jour, apportant des avantages économiques directs annuels considérables.
3. Conformité à la protection de l'environnement. Le taux de récupération du fréon est de 99,8 % et le taux de dépoussiérage est de 99,9 %. Tous les indicateurs d'émission répondent aux exigences du « Spécifications techniques de protection de l'environnement pour le démantèlement et le traitement des déchets électroménagers », réalisant un traitement inoffensif et basé sur les ressources.
4. Fonctionnement et entretien pratiques. Le système de contrôle central a les fonctions de collecte de données, d'analyse et d'alerte précoce, qui peuvent surveiller en temps réel l'état de fonctionnement de l'équipement, le volume de traitement, la consommation d'énergie et d'autres données et générer des rapports. L'exploitation et la maintenance à distance raccourcissent le temps moyen de résolution des pannes à moins de 2 heures et l'efficacité globale de l'équipement dépasse 90 %.
5. Avantage de coût évident. Le coût de fabrication est réduit de plus de 50 % par rapport aux équipements importés, et le prix de vente est de 40 % de celui des équipements importés. Le service après-vente et la fourniture de pièces de rechange sont plus pratiques, ce qui peut aider les clients à réduire les coûts d'exploitation globaux de plus de 30 %.
III. Processus de test : vérification complète du processus pour confirmer la disponibilité de l'équipement
(1) Préparation pour le test
Pour garantir le bon déroulement du test, Alva a créé un groupe de travail spécial composé de départements de R&D, de production et de service technique, et a formulé un plan de test et un plan d'urgence. Avant le test, le groupe de travail a effectué l'inspection complète et la mise en service de la ligne de production, identifié 2 dangers potentiels et réalisé 1 optimisation et amélioration.
Au total, 10 réfrigérateurs usagés pour le test ont été fournis par des entreprises coopératives de recyclage, couvrant des marques telles que Haier, Midea, Gree et Siemens, y compris des modèles à une porte, à double porte, à trois portes et à porte côte à côte, simulant les conditions de production réelles.
M. ALLEN WANG, directeur général d'Alva Machinery, a déclaré lors de la cérémonie de lancement du test : « Le test est un test des performances de l'équipement et des capacités de service de l'entreprise. Nous terminerons le test conformément aux normes pour garantir la livraison d'équipements qualifiés aux clients. »
(2) Processus et résultats des tests
Une fois les réfrigérateurs à déchets transportés vers le port d'alimentation par des chariots élévateurs, les bras robotisés du système d'alimentation automatique effectuent la saisie, le placement et le positionnement sans intervention manuelle, avec un temps de positionnement de 5 secondes par unité.
Dans la liaison de démontage, le broyeur à cisaillement à basse vitesse sépare l'armoire frigorifique du compresseur. L'équipement adopte la conception « basse vitesse et couple élevé », qui réduit la poussière et le bruit et évite l'écrasement excessif des matériaux. Le compresseur séparé est envoyé vers une unité de traitement spéciale, où les réfrigérants et l'huile lubrifiante sont récupérés par chauffage à haute température et aspiration sous vide, puis la coque est écrasée pour séparer les serpentins internes en cuivre des composants en acier.
L'armoire frigorifique entre dans le système de tri à plusieurs étages : le tamis vibrant à haute fréquence sépare les chutes d'acier à gros grains, qui sont purifiées par le séparateur magnétique pour obtenir des déchets d'acier d'une pureté de 99,8 % ; le mélange de plastique et de mousse est séparé par séparation de l'air, et la mousse est envoyée vers le système de récupération du Fréon ; le plastique est classé en ABS, PP, PS et autres types par le trieur à spectre infrarouge, et envoyé vers les bacs de collecte correspondants par le dispositif à jet d'air.
Les opérateurs de la salle de contrôle centrale surveillent le fonctionnement de la ligne de production via des terminaux intelligents et vérifient en temps réel les paramètres de l'équipement, le volume de traitement, la consommation d'énergie et d'autres données. Un opérateur a présenté : « Le système de contrôle peut ajuster automatiquement l’état de fonctionnement, et déclenchera une alarme et proposera des solutions en cas de défauts, de sorte que la difficulté de fonctionnement est faible. »
En une heure, le premier lot de 6 réfrigérateurs usagés a été entièrement démonté. Des tests d'échantillonnage sur site ont montré que la pureté des déchets d'acier était de 99,5 %, celle du cuivre et de l'aluminium de 99,0 % et celle du plastique ABS de 98,9 %, ce qui répondait aux attentes.
(3) Correction du problème et préparation de l'expédition
Après le test, Alva a commencé l'emballage et la préparation à l'expédition de la ligne de production, a terminé l'emballage antirouille et scellé de l'équipement, a préparé les documents techniques et les pièces vulnérables et a mis en place une équipe technique pour accompagner l'équipement. La ligne de production devrait être expédiée depuis le port de Qingdao et mise en service après son arrivée à l'usine du client.
IV. Valeur industrielle : promotion de l'indépendance des équipements et de la modernisation industrielle
(1) Améliorer le niveau d’indépendance des équipements
Cette ligne de production réalise le contrôle indépendant des technologies et des équipements de base, changeant ainsi la situation selon laquelle les équipements de démantèlement des appareils électroménagers haut de gamme de la Chine dépendent des importations. Son avantage coût-performance offre une alternative aux entreprises nationales et devrait augmenter le taux d'équipement indépendant de base dans l'industrie de moins de 20 % à plus de 80 %.
M. Guo Chengzhan, président de l'Association chinoise des industries de protection de l'environnement, a déclaré : « Cette réalisation constitue un progrès important dans l'innovation indépendante des équipements de protection de l'environnement en Chine, qui stimulera le développement des chaînes industrielles en amont et en aval et améliorera la compétitivité internationale de l'industrie. »
À l'heure actuelle, un certain nombre de grandes entreprises de recyclage de déchets ménagers et d'appareils électroménagers ont signé des accords d'intention d'approvisionnement avec Alva, et des entreprises des pays situés le long de la « Ceinture et la Route » comme la Russie, l'Inde et le Brésil ont également exprimé leurs intentions de coopération.
(2) Promouvoir le développement à grande échelle de l’industrie du recyclage
La faible efficacité du démantèlement manuel traditionnel rend difficile la réalisation d’opérations à grande échelle, ce qui limite le développement de l’industrie. La ligne de production d'Alva a une capacité de traitement quotidienne de 1 000 unités et une capacité de traitement annuelle de 300 000 unités, soit 5 fois celle de la ligne manuelle traditionnelle, et peut améliorer considérablement la capacité de traitement des déchets des réfrigérateurs de la Chine.
La promotion de cette ligne de production contribuera à construire un système de recyclage caractérisé par « une collecte à grande échelle, un démantèlement intelligent et une utilisation à haute valeur ». Le démantèlement à grande échelle peut réduire le coût unitaire de traitement et attirer les investissements en capital social ; la séparation de haute pureté peut améliorer la valeur d'utilisation des ressources et fournir des matières premières aux industries de l'acier et du plastique.
En prenant comme exemple une entreprise de recyclage avec une capacité de traitement annuelle de 500 000 unités, après avoir adopté cette ligne de production, elle peut recycler 275 000 tonnes de déchets d'acier, 150 000 tonnes de plastique et 40 000 tonnes de cuivre et d'aluminium par an. Par rapport au mode traditionnel, il peut récupérer 115 000 tonnes de ressources supplémentaires, améliorant considérablement les avantages économiques tout en réduisant la pollution environnementale et les coûts de gouvernance.
(3) Soutenir la réalisation de l'objectif « Dual Carbon »
Le recyclage des déchets d’appareils électroménagers est un élément important de l’économie circulaire, qui peut réduire les émissions de carbone. Grâce à une récupération efficace des ressources et à une conception économe en énergie, la ligne de production d'Alva soutient l'objectif du « double carbone ».
Les calculs montrent que chaque réfrigérateur usagé traité par cette ligne de production peut réduire les émissions de dioxyde de carbone de 0,8 tonne. Une seule ligne de production d'une capacité de transformation annuelle de 300 000 unités peut réduire les émissions de dioxyde de carbone de 240 000 tonnes, ce qui équivaut à la plantation de 667 hectares d'arbres. Sa conception économe en énergie permet d'économiser environ 547 500 kWh d'électricité et de réduire la consommation de charbon de 164 tonnes par an.
En tant que puissant gaz à effet de serre, la récupération et l'utilisation du fréon revêtent une grande importance pour atténuer le réchauffement climatique. Avec un taux de récupération du fréon de 99,8 %, une seule ligne de production peut récupérer environ 1,5 tonne de fréon par an, ce qui équivaut à une réduction des émissions de gaz à effet de serre de 15 000 tonnes.
M. ALLEN WANG, président d'Alva Machinery, a déclaré : « Le développement vert est une direction importante pour le développement de l'entreprise. Nous continuerons à investir dans la R&D d'équipements de protection de l'environnement pour soutenir la réalisation de l'objectif du « double carbone » et le développement de l'économie circulaire.'
V. Plan de développement : élargir les produits et les marchés pour créer un écosystème industriel
(1) Améliorer le système de produits
Sur la base de la ligne de démantèlement des réfrigérateurs, Alva promouvra la R&D d'équipements de démantèlement pour d'autres appareils ménagers usagés tels que les climatiseurs, les machines à laver et les téléviseurs, et prévoit de lancer une série de produits d'ici 2025, couvrant les principales catégories de déchets électroménagers.
Dans le même temps, l'entreprise intégrera l'intelligence artificielle, le big data et les technologies 5G pour développer un « système de démantèlement de jumeaux numériques », optimisant l'efficacité de fonctionnement des équipements et le taux de récupération des ressources. Il prévoit d'investir 500 millions de yuans en fonds de R&D au cours des trois prochaines années pour s'attaquer à des technologies clés telles que l'identification des matériaux et le tri précis.
(2) Expansion du marché international
Tout en consolidant le marché intérieur, Alva a développé ses activités à l'étranger en s'appuyant sur l'initiative « la Ceinture et la Route », établi des bureaux en Asie du Sud-Est et en Afrique et mené une coopération avec des entreprises de recyclage locales et des institutions de protection de l'environnement. L'entreprise participera à la formulation de normes internationales d'équipement de protection de l'environnement afin d'améliorer la reconnaissance internationale de ses produits.
À l'heure actuelle, Alva a conclu un accord de coopération avec une entreprise de recyclage en Inde, et les dossiers correspondants sont en cours. Une coopération avec des entreprises du Brésil et de Russie est également en cours de négociation, et le marché étranger deviendra un nouveau point de croissance pour l'entreprise.
(3) Construire un écosystème de développement collaboratif
Avec le démantèlement des équipements comme noyau, Alva construira un écosystème industriel de « R&D-fabrication-recyclage-utilisation » et mènera une coopération approfondie avec des entreprises de recyclage, des entreprises de transformation de matériaux et des institutions de protection de l'environnement pour former un cluster industriel avec une collaboration en amont et en aval, réalisant le fonctionnement en boucle fermée de l'ensemble de la chaîne industrielle des déchets d'appareils électroménagers et améliorant l'efficacité industrielle.
L'entreprise organisera une formation technique sur le recyclage des déchets d'appareils électroménagers, participera à l'amélioration des normes industrielles et promouvra le développement standardisé de l'industrie. Il prévoit d'aider un certain nombre d'entreprises de recyclage nationales à réaliser une modernisation intelligente grâce à la production technologique et à la fourniture d'équipements d'ici cinq ans.
Conclusion
Après trois années de R&D, Alva Machinery a achevé l'innovation indépendante et les tests de la ligne de démantèlement des réfrigérateurs usagés, réalisant ainsi une percée dans la localisation des équipements de base dans ce domaine. Cette prochaine ligne de production est une réalisation du développement indépendant de l'industrie chinoise de fabrication d'équipements de protection de l'environnement, qui favorisera la modernisation technologique de l'industrie du recyclage des déchets d'appareils électroménagers.
Poussée par l'objectif du « double carbone » et les politiques d'économie circulaire, l'industrie du recyclage des déchets d'appareils électroménagers a de larges perspectives de développement. Les entreprises de fabrication d'équipements représentées par Alva continueront de se concentrer sur l'innovation technologique, d'améliorer les performances des équipements et de soutenir le développement vert et l'économie circulaire mondiale.
Il est prévu que cette ligne de production fonctionnera de manière stable sur le site du client, aidant ainsi l'industrie chinoise du recyclage des déchets d'appareils électroménagers à parvenir à un développement intelligent à grande échelle.
