Недавно на заводе Шаньдунской компании Alva Machinery Co., Ltd. (далее именуемой «Alva Machinery») вся линия по демонтажу холодильников для отходов, разработанная и изготовленная компанией независимо от исследований и разработок, успешно завершила полноценный испытательный запуск. Проверенные сторонними авторитетными испытательными учреждениями, все системы производственной линии работают стабильно, эффективность демонтажа на 300% выше, чем у традиционного оборудования, чистота разделения материалов достигает 99,2%, а степень безвредной очистки опасных веществ - 100%. Все показатели производительности превышают отраслевые стандарты и соответствуют заданным целям «безопасности, эффективности, защиты окружающей среды и точности».
Успешный тестовый запуск этой линии по демонтажу означает, что Китай преодолел международные технические барьеры в области основного оборудования для утилизации отходов бытовой техники и создал независимую общеотраслевую цепочку, охватывающую НИОКР, производство и системную интеграцию, обеспечивающую поддержку оборудования для зеленой экономики замкнутого цикла в рамках цели «двойного углерода». В настоящее время производственная линия завершила предпусковые пуско-наладочные работы и упаковку и будет отправлена из порта Циндао, где в ближайшее время будет введена в эксплуатацию по переработке ресурсов отработанных холодильников.
I. История отрасли: срочный спрос на утилизацию ненужных холодильников, Alva продвигает модернизацию оборудования
(1) Растущее производство ненужных холодильников и значительный спрос на их утилизацию.
Благодаря постоянному повышению уровня жизни жителей Китая и ускорению модернизации потребления, индустрия бытовой техники вступила в беспрецедентный пик замены. Являясь незаменимым потребительским товаром длительного пользования для семей, холодильники обычно имеют срок службы от 10 до 15 лет. Согласно «Отчету о развитии индустрии переработки бытовой техники в Китае в 2024 году», опубликованному Китайской ассоциацией производителей бытовой электротехники, производство бытовых холодильников в Китае достигло 28 миллионов единиц в 2023 году, и ожидается, что эта цифра превысит 35 миллионов единиц к 2025 году, а совокупный годовой темп роста составит более 12%.
Неправильная утилизация использованных холодильников может привести к угрозе окружающей среде. Пенополиуретан в шкафу содержит вещества, разрушающие озоновый слой, такие как фреон, и прямое захоронение или сжигание приведет к загрязнению атмосферы и почвы; тяжелые металлы во внутреннем баке и компрессоре, а также опасные вещества в контурах будут просачиваться в окружающую среду, влияя на экологию и здоровье человека. В то же время холодильники для мусора содержат большое количество перерабатываемых ресурсов: на сталь приходится около 55%, на пластик — около 30%, а на цветные металлы, такие как медь и алюминий, — около 8%. Из каждых 10 000 холодильников для отходов можно переработать около 1200 тонн ресурсов, что эквивалентно сокращению добычи железной руды на 3000 тонн и экономии 800 тонн нефти, что демонстрирует значительную ценность использования ресурсов.
Китайская индустрия демонтажа холодильников уже давно сталкивается с такими проблемами, как устаревшее оборудование, низкая эффективность и неполная переработка. Традиционный ручной режим демонтажа отличается высокой трудоемкостью, плохими условиями труда, высокими рисками для безопасности, низкой точностью разделения материалов (коэффициент восстановления ресурса менее 60%), некачественным обращением с опасными веществами, что может привести к вторичному загрязнению.
(2) Политические рекомендации и рыночный спрос стимулируют модернизацию оборудования
Зеленое развитие является важным направлением экономического и социального развития Китая. Являясь неотъемлемой частью экономики замкнутого цикла, переработка и утилизация отходов бытовой техники получили политическую поддержку. В «14-м пятилетнем плане развития экономики замкнутого цикла» четко указано «построение системы переработки и утилизации отходов бытовой техники» в качестве ключевой задачи и предлагается «улучшить мощности по демонтажу и переработке и продвигать интеллектуальное и экологичное оборудование для демонтажа». «Руководящие положения по ускорению создания системы переработки и утилизации бытовой техники» требуют, чтобы к 2025 году был построен ряд демонстрационных проектов по интеллектуальному демонтажу, при этом доля независимого основного оборудования превысит 80%, а коэффициент комплексного использования ресурсов достигнет 95%.
Политика обеспечивает направление развития отрасли, но китайское высококачественное оборудование для демонтажа бытовой техники уже давно зависит от импорта из Германии и Японии. Стоимость оборудования достигает более 80 миллионов юаней в сочетании с медленным послепродажным обслуживанием и высокими затратами на запасные части, что ограничивает масштабное развитие отрасли.
Являясь ведущим предприятием в отрасли дробильного оборудования в Китае, компания Alva Machinery взяла на себя задачу исследования и разработки независимого высококачественного демонтажного оборудования. Г-н АЛЛЕН ВАН, председатель компании, заявил: «Переработка отходов бытовой техники — это отрасль, связанная с экологической и ресурсной безопасностью. Опираясь на свои технические накопления, Alva разработает демонтажное оборудование, отвечающее внутренним потребностям и повысит эффективность восстановления ресурсов».
(3) Технический фундамент и план проекта Alva
Основанная в 2003 году, компания Alva Machinery специализируется на исследованиях, разработках и производстве дробильно-сортировочного оборудования и оборудования для переработки твердых отходов и имеет достаточный технический опыт в области переработки отходов.
В 2018 году компания Alva Machinery заметила потенциал отрасли по переработке бытовых отходов, начала подготовку к НИОКР соответствующего оборудования, создала специальную команду для проведения отраслевых исследований и официально инициировала проект НИОКР «линии по демонтажу всей бытовой техники», включив его в число основных стратегических проектов.
Чтобы обеспечить реализацию проекта, компания приняла модель «промышленность-университет-исследование-приложение», сотрудничая с Институтом технологического проектирования Китайской академии наук и Школой машиностроения Университета Циндао для совместного решения ключевых технических проблем в идентификации материалов, точном разделении, очистке окружающей среды и т. д. В то же время она сотрудничала с крупными предприятиями по переработке бытовых отходов, чтобы внедрить результаты исследований и разработок в опытное производство, завершив Замкнутый цикл «НИОКР-испытания-оптимизация».
II. Технологические прорывы: преодоление основных трудностей и создание независимой системы оборудования
(1) Основные технические трудности и решения
Холодильники для отходов имеют сложную конструкцию, содержащую множество материалов, таких как металлы, пластмассы, пенопласты и хладагенты, с большими различиями в марках и моделях, что усложняет исследования и разработки производственной линии. Научно-исследовательской группе Alva необходимо было решить пять основных технических проблем: во-первых, реализация автоматической подачи и позиционирования холодильников различных спецификаций; во-вторых, повышение чистоты разделения таких материалов, как сталь и пластик; в-третьих, эффективная переработка фреона для обеспечения безвредной обработки; в-четвертых, повышение общей эффективности демонтажа за счет интеллектуального управления; в-пятых, снижение энергопотребления оборудования для достижения экологически безопасной работы.
После трех лет исследований команда исследователей и разработчиков сформировала решения вышеуказанных проблем. В звене автоматической подачи используется «адаптивный зажим + интеллектуальная система позиционирования». Благодаря визуальному распознаванию высокой четкости и роботизированным манипуляторам с несколькими степенями свободы реализован автоматический захват, переворачивание и позиционирование холодильников разных размеров и веса с точностью позиционирования ± 5 мм и эффективностью подачи 60 единиц в час, что выше, чем подача вручную (15 единиц в час).
В звене разделения материалов разработана технология «многоступенчатое дробление + интеллектуальная сортировка». «Низкоскоростная сдвиговая дробилка» применяется при первичном демонтаже холодильников для отделения корпуса от компрессора; затем «высокочастотный вибрационный грохот» отделяет стальные отходы, а «вихретоковый сепаратор» отделяет цветные металлы, такие как медь и алюминий; смесь пластика и пенопласта классифицируется по технологии «разделение воздуха + распознавание инфракрасного спектра». Независимо разработанный «интеллектуальный алгоритм распознавания» обеспечивает точность распознавания материала 99,5% благодаря машинному обучению.
Что касается восстановления фреона, компания Alva независимо разработала систему «низкотемпературная конденсация + вакуумное всасывание», которая увеличивает степень восстановления до 99,8% за счет точного контроля температуры и давления, обеспечивая очистку и повторное использование. Система оснащена устройством контроля утечек, которое позволяет своевременно начать неотложную помощь для обеспечения экологической безопасности.
Интеллектуальное управление использует архитектуру «центральная система управления + распределенный исполнительный блок», реализующую взаимодействие данных в реальном времени и совместное управление оборудованием через промышленный Интернет. Операторы могут выполнять старт-стоп, настройку параметров, диагностику неисправностей и другие операции через центральный терминал управления, а система может автоматически регулировать скорость работы в зависимости от объема подачи. Функция удаленного управления и обслуживания позволяет осуществлять мониторинг в режиме реального времени и устранять неисправности оборудования, сокращая затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.
В энергосберегающей конструкции применены такие технологии, как высокоэффективные двигатели и управление с преобразованием частоты, что позволяет снизить удельное энергопотребление производственной линии до 1,2 кВтч на холодильник, что на 40% ниже, чем у импортного оборудования. Оборудование оснащено устройствами пылеулавливания и шумоподавления, концентрация пыли на месте эксплуатации не превышает 10 мг/м³, уровень шума не превышает 75 децибел, что соответствует национальным стандартам охраны окружающей среды.
(2) Основной состав и показатели эффективности производственной линии
После трех лет исследований, разработок и оптимизации компания Alva сформировала линию по демонтажу холодильников для отходов, состоящую из «автоматической системы подачи, точной системы демонтажа, интеллектуальной системы сортировки, системы защиты окружающей среды и центральной системы управления». Производственная линия имеет длину 45 метров, ширину 10 метров, площадь 450 квадратных метров, производительность обработки 60 единиц в час и 1000 единиц в день, что более чем в 5 раз превышает производительность традиционной ручной линии. К его основным эксплуатационным характеристикам относятся:
1. Высокая степень автоматизации. Для всей производственной линии требуется всего 3 оператора, тогда как для традиционной ручной линии требуется 20-30 человек. Автоматический режим работы снижает трудоемкость и риски безопасности, позволяет избежать прямого контакта персонала с опасными веществами.
2. Высокая чистота разделения и коэффициент использования ресурсов. Чистота разделения стали составляет 99,5%, меди и алюминия 99,0% и пластика 98,8%, при этом общий коэффициент использования ресурсов превышает 95%, что на 35 процентных пунктов выше, чем при традиционном методе. Если исходить из ежедневной мощности переработки 1000 единиц, то 660 тонн стали, 360 тонн пластика и 96 тонн меди и алюминия могут быть переработаны каждый день, что приносит значительную ежегодную прямую экономическую выгоду.
3. Соблюдение требований охраны окружающей среды. Степень извлечения фреона составляет 99,8%, а степень пылеулавливания — 99,9%. Все показатели выбросов соответствуют требованиям «Охранных технических условий на демонтаж и обращение с отходами бытовой техники», осуществляя безвредную и ресурсосберегающую переработку.
4. Удобство эксплуатации и обслуживания. Центральная система управления имеет функции сбора, анализа и раннего предупреждения данных, которые могут в режиме реального времени отслеживать состояние работы оборудования, объем обработки, потребление энергии и другие данные и формировать отчеты. Дистанционное управление и обслуживание сокращает среднее время устранения неисправности до 2 часов, а общая эффективность оборудования превышает 90%.
5. Очевидная экономическая выгода. Себестоимость изготовления снижается более чем на 50% по сравнению с импортным оборудованием, а отпускная цена составляет 40% от цены импортного оборудования. Послепродажное обслуживание и поставка запасных частей стали более удобными, что может помочь клиентам снизить комплексные эксплуатационные расходы более чем на 30%.
III. Процесс тестового запуска: полная проверка процесса для подтверждения доступности оборудования
(1) Подготовка к пробному запуску
Чтобы обеспечить бесперебойное проведение испытательного запуска, компания Alva создала специальную рабочую группу, состоящую из отделов исследований и разработок, производства и технического обслуживания, и сформулировала план испытательного запуска и план действий в чрезвычайных ситуациях. Перед тестовым запуском рабочая группа завершила комплексную проверку и ввод в эксплуатацию производственной линии, выявила 2 потенциальных опасности и выполнила 1 оптимизацию и усовершенствование.
В общей сложности 10 холодильников для мусора были предоставлены для испытаний кооперативными предприятиями по переработке отходов таких брендов, как Haier, Midea, Gree и Siemens, включая однодверные, двухдверные, трехдверные и двустворчатые модели, имитирующие реальные производственные условия.
Г-н АЛЛЕН ВАН, генеральный директор Alva Machinery, заявил на церемонии запуска тестового запуска: «Тестовый запуск — это проверка производительности оборудования и сервисных возможностей компании. Мы проведем испытания в соответствии со стандартами, чтобы обеспечить доставку квалифицированного оборудования клиентам».
(2) Процесс и результаты тестового запуска
После того, как холодильники для отходов доставляются в порт загрузки вилочными погрузчиками, роботизированные руки автоматической системы подачи выполняют захват, размещение и позиционирование без ручного вмешательства, время позиционирования на единицу составляет 5 секунд.
В демонтажном звене низкоскоростная сдвиговая дробилка отделяет холодильный шкаф от компрессора. Оборудование имеет конструкцию «низкоскоростной, с высоким крутящим моментом», которая снижает уровень пыли и шума и позволяет избежать чрезмерного дробления материалов. Отделенный компрессор отправляется в специальную установку обработки, где хладагенты и смазочное масло восстанавливаются посредством высокотемпературного нагрева и вакуумного отсасывания, а затем корпус измельчается, чтобы отделить внутренние медные змеевики от стальных компонентов.
Холодильный шкаф поступает в многоступенчатую систему сортировки: высокочастотное вибросито отделяет крупнозернистый стальной лом, который очищается магнитным сепаратором с получением стальных отходов чистотой 99,8%; смесь пластика и пенопласта разделяется воздушной сепарацией, и пена направляется в систему рекуперации фреона; пластик классифицируется на АБС, ПП, ПС и другие типы с помощью сортировщика инфракрасного спектра и отправляется в соответствующие контейнеры для сбора с помощью пневматического устройства.
Операторы в центральной диспетчерской контролируют работу производственной линии через интеллектуальные терминалы и в режиме реального времени проверяют параметры оборудования, объем обработки, энергопотребление и другие данные. Оператор сообщил: «Система управления может автоматически регулировать рабочий статус, а также подавать сигналы тревоги и подсказывать решения в случае неисправностей, поэтому сложность работы невелика».
В течение часа была полностью демонтирована первая партия из 6 холодильников для мусора. Выборочные испытания на месте показали, что чистота стальных отходов составила 99,5%, меди и алюминия 99,0%, АБС-пластика 98,9%, что оправдало ожидания.
(3) Устранение проблем и подготовка к отправке
После пробного запуска компания Alva приступила к упаковке и подготовке производственной линии к отправке, завершила антикоррозийную и герметичную упаковку оборудования, подготовила техническую документацию и уязвимые части, а также организовала техническую команду для работы с оборудованием. Производственную линию планируется отгрузить из порта Циндао и запустить в эксплуатацию после прибытия на завод заказчика.
IV. Отраслевая ценность: содействие независимости оборудования и модернизация промышленности
(1) Повышение уровня независимости оборудования
Эта производственная линия осуществляет независимый контроль основных технологий и оборудования, меняя ситуацию, когда китайское высококачественное оборудование для демонтажа бытовой техники зависит от импорта. Его преимущество в соотношении цена-качество обеспечивает альтернативу для отечественных предприятий, и ожидается, что оно увеличит долю независимого основного оборудования в отрасли с менее чем 20% до более чем 80%.
Г-н Го Чэнчжан, президент Китайской ассоциации производителей защиты окружающей среды, сказал: «Это достижение является важным прогрессом в независимых инновациях китайского оборудования для защиты окружающей среды, что будет способствовать развитию восходящих и перерабатывающих промышленных цепочек и повысит международную конкурентоспособность отрасли».
В настоящее время ряд крупных предприятий по переработке бытовых отходов подписали соглашения о закупках с Alva, а предприятия из стран вдоль «Пояса и пути», таких как Россия, Индия и Бразилия, также выразили свои намерения о сотрудничестве.
(2) Содействие крупномасштабному развитию промышленности по переработке отходов.
Низкая эффективность традиционного ручного демонтажа затрудняет масштабную эксплуатацию, что сдерживает развитие отрасли. Производственная линия Alva имеет ежедневную мощность переработки 1000 единиц и годовую мощность переработки 300 000 единиц, что в 5 раз больше, чем у традиционной ручной линии, и может значительно улучшить мощности по переработке холодильников в Китае.
Продвижение этой производственной линии поможет создать систему переработки отходов, обеспечивающую «крупномасштабный сбор, разумный демонтаж и высокоценную утилизацию». Крупномасштабный демонтаж может снизить стоимость обработки единицы продукции и привлечь инвестиции в социальный капитал; разделение высокой чистоты может повысить эффективность использования ресурсов и обеспечить сырьем для сталелитейной и пластмассовой промышленности.
Если взять в качестве примера предприятие по переработке отходов с годовой мощностью переработки 500 000 единиц, после внедрения этой производственной линии оно сможет перерабатывать 275 000 тонн стальных отходов, 150 000 тонн пластика и 40 000 тонн меди и алюминия ежегодно. По сравнению с традиционным способом, он может извлечь дополнительно 115 000 тонн ресурсов, что значительно увеличивает экономические выгоды и одновременно снижает загрязнение окружающей среды и затраты на управление.
(3) Поддержка достижения цели «двойного углерода»
Переработка отходов бытовой техники является важной частью экономики замкнутого цикла, которая может снизить выбросы углекислого газа. Благодаря эффективному восстановлению ресурсов и энергосберегающему дизайну производственная линия Alva обеспечивает поддержку цели «двойного углерода».
Расчеты показывают, что каждый холодильник для отходов, перерабатываемый на этой производственной линии, позволяет снизить выбросы углекислого газа на 0,8 тонны. Одна производственная линия с годовой мощностью переработки 300 000 единиц может сократить выбросы углекислого газа на 240 000 тонн, что эквивалентно посадке 667 гектаров деревьев. Его энергосберегающая конструкция позволяет сэкономить около 547 500 кВтч электроэнергии и сократить потребление угля на 164 тонны в год.
Поскольку фреон является мощным парниковым газом, его извлечение и использование имеет большое значение для смягчения глобального потепления. При степени восстановления фреона 99,8% одна производственная линия может извлекать около 1,5 тонн фреона в год, что эквивалентно сокращению выбросов парниковых газов на 15 000 тонн.
Г-н АЛЛЕН ВАН, председатель Alva Machinery, сказал: «Зеленое развитие является важным направлением развития компании. Мы продолжим инвестировать в исследования и разработки оборудования для защиты окружающей среды, чтобы поддержать достижение ц ии.
V. План развития: расширение продуктов и рынков для создания промышленной экосистемы
(1) Улучшение системы продуктов
На базе линии по демонтажу холодильников Alva будет продвигать исследования и разработки оборудования для демонтажа другой бытовой техники, такой как кондиционеры, стиральные машины и телевизоры, и планирует к 2025 году выпустить серию продуктов, охватывающих основные категории отходов бытовой техники.
В то же время компания будет интегрировать искусственный интеллект, большие данные и технологии 5G для разработки «системы демонтажа цифровых двойников», оптимизирующей эффективность работы оборудования и скорость восстановления ресурсов. В ближайшие три года компания планирует инвестировать 500 миллионов юаней в фонды исследований и разработок для разработки ключевых технологий, таких как идентификация материалов и точная сортировка.
(2) Расширение международного рынка
Консолидируя внутренний рынок, Alva развернула свой зарубежный бизнес, опираясь на инициативу «Пояс и путь», открыла офисы в Юго-Восточной Азии и Африке, а также наладила сотрудничество с местными предприятиями по переработке отходов и учреждениями по охране окружающей среды. Компания будет участвовать в разработке международных стандартов на оборудование для защиты окружающей среды, чтобы повысить международное признание своей продукции.
В настоящее время Alva достигла намерения о сотрудничестве с предприятием по переработке отходов в Индии, соответствующие вопросы находятся в стадии разработки. Также обсуждается сотрудничество с предприятиями из Бразилии и России, а зарубежный рынок станет новой точкой роста для компании.
(3) Создание экосистемы совместного развития
Взяв за основу демонтаж оборудования, Alva построит промышленную экосистему «НИОКР-производство-переработка-утилизация» и будет осуществлять углубленное сотрудничество с предприятиями по переработке отходов, предприятиями по переработке материалов и учреждениями по охране окружающей среды, чтобы сформировать промышленный кластер с сотрудничеством на верхнем и нижнем уровнях, реализуя замкнутый цикл всей отраслевой цепочки утилизации отходов бытовой техники и повышая эффективность производства.
Компания будет проводить техническое обучение по переработке отходов бытовой техники, участвовать в совершенствовании отраслевых стандартов и способствовать стандартизированному развитию отрасли. В течение пяти лет компания планирует помочь ряду отечественных предприятий по переработке отходов реализовать интеллектуальную модернизацию посредством внедрения технологий и поставок оборудования.
Заключение
После трех лет исследований и разработок компания Alva Machinery завершила независимую инновацию и испытательный запуск линии по демонтажу холодильников для отходов, добившись прорыва в локализации основного оборудования в этой области. Эта будущая производственная линия является достижением независимого развития китайской промышленности по производству оборудования для защиты окружающей среды, что будет способствовать технологической модернизации отрасли переработки отходов бытовой техники.
Благодаря цели «двойного углерода» и политике замкнутой экономики индустрия переработки отходов бытовой техники имеет широкие перспективы развития. Предприятия по производству оборудования, представленные Alva, продолжат концентрироваться на технологических инновациях, улучшать производительность оборудования и оказывать поддержку «зеленому» развитию и глобальной экономике замкнутого цикла.
Ожидается, что эта производственная линия будет стабильно работать на площадке клиента, помогая китайской индустрии переработки отходов бытовой техники достичь масштабного и интеллектуального развития.
