报废船艇的处理--一个迫在眉睫的问题

作者：George Marsh

欢迎访问e展厅 展厅 7 船舶/港口设备/海洋工程展厅 游艇, 橡皮艇, 港口起重机, ... 过去60 年，船艇行业制造出了越来越多的增强塑料游艇和工作艇，其中大部分采用的是玻纤（玻纤增强聚酯材料）。从发达国家的航道卫星图上可以看到，大量的小型船艇（通常最长长度为2 米）充斥在许多水域内。国际船艇联合会（ICOMIA）预计，仅在欧洲地区就有超过600 万游艇。（停靠在游艇码头的大部分船艇很少移动，一年内开出去的次数不会超过六次。） 由于复合材料船艇是非常耐用的，报废处理目前为止还不是一个大问题。早些年制造的许多玻纤船艇仍然还在服役。但是这些船艇终将到达寿命末期，那时就必须对它们进行处理了。当一代又一代的船艇到达寿命末期时，现在那些与报废处理相关的点滴小问题很可能会引发一场“海啸”。金属和木质船艇是采用可回收利用的或者天然可降解的材料制成的，玻纤船艇则不同，它们对环境的影响是长期的。 现在的处理方法是比较粗鲁的，通常就是将复合材料结构切碎，然后送到垃圾填埋场。但从长远考虑，这种方法是不可持续发展的。德国和荷兰等一些国家已经制定了禁止GRP 进入垃圾填埋场的法规，回收将成为唯一可行的选择。 将切碎的碎片尺寸进一步减小至微粒级别，生产出的回收料可以用在建筑材料里，例如水泥、SMC/BMC，甚至是用于新船艇和其他产品的层压板中。 尚处于萌芽形态的船艇回收行业（例如英国的Boat Breakers 公司）采用的就是这种方法。但是这种工艺相对来说规模比较小，目前还不具有协同效应，发展必要的一体化供应链也需要时间。此外，回收方法必须不断改进，以便能够处理高性能纤维（包括碳纤维），使其能够被重新利用，使分离出的树脂能够生产出更多的产品，而不是简单的作为燃料烧毁——虽然后者并不是完全没有价值的。 倡议 越来越多的船艇被弃置在海滩、码头、野外或被沉没在海洋中，因为它们的所有者面临着巨大的处置成本压力，而且由于缺少处理设施，他们觉得选择极其有限。因此，大量的倡议都涉及到这一问题。 然而一切有助于确认这些所有者的记录——建造者的编码、注册细节以及类似的信息——都在船艇弃置之前被消除了，因此港口和地方当局不得不为此买单。 最近欧盟赞助过一个名为BOATCYCLE 的项目， 该项目将报废处理问题作为降低船艇行业环境影响的措施之一。BOATCYCLE 项目于2010-2012 年间在西班牙和意大利展开，之所以如此命名是因为它计划对船艇的经济效益和环境影响进行全生命周期分析，并研究出四艘不同类型船艇的处理方案，包括小型游艇、大型帆船、硬壳充气艇（RIB）和完全充气艇各一艘。 项目的目标之一是确定报废处理的总体成本（包括运输成本），所采用的是全世界废品站常用的成熟方法。出于物流方面的考量，帆船在位于西班牙Catalan 港口的一家工厂内被粉碎，另一艘则用卡车运送到中部的一家工厂内。 帆船的处理和回收是最复杂和最具挑战性的。第一步首先要为船艇去污，去除废油和燃料、船底的污水、电池和其他环境污染物。接下来，去除外部的金属部件——桅杆、接头、支柱等。当拆除到只剩船体和甲板时，就可以用锤子、锯和液压工具拆成大的碎片。至此，电线、泡沫、发动机等就被分开然后移除了。 不同的废料被放置在容器内等待称重和独立处理。废料中重量比例最高的玻璃纤维被粉碎后送往垃圾填埋场——这是目前最常用的方法。然而，这种方法具有潜在的健康和安全隐患，会占用本就不足的垃圾填埋容量，而且会产生垃圾填埋税，目前税费成本呈稳步增长趋势。因此，需要其他可行的处理方案。BOATCYCLE 项目调研并试验了各种船艇的多种回收方案。 一个主要的处理方法就是将回收的玻纤与一定的热塑性基材混合，生产出新的工业用复合材料。充气艇和硬壳充气艇的基础原料氯丁橡胶也采用相似的处理方法进行了试验。 玻璃纤维在未来的很多年里都将是船艇废料的主要组成部分。粉碎的玻璃纤维粒子首先要经过一个碳化程序，以去除纤维中所有的树脂成分、涂料和其他元素。净化后的纤维被按照尺寸分级，然后添加到四种不同的聚合物基材——聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚酰胺（PA）和聚酯（PET）——中，通过熔融挤出过程混合在一起。最后评估所得复合材料的力学性能、热力性能及其他性能。成本、能耗和环境影响也同样得到了评估。 实验表明，玻璃纤维的添加量达到40％时，PP 和PE 树脂的力学强度最大，抗冲击强度也更高。而这一添加量对于PA 和PET 树脂来说却不是最佳状态，因为它们的复合材料在有水存在的情况下容易发生水解。生产这些新的热塑性复合材料所消耗的能量比生产“纯净”玻纤增强的复合材料要少。 由于玻纤的加入会增强PP 和PE 基材的性能，所得到的复合材料可以用于各种新产品中，应用范围从户外家具、甲板到其他港口基础设施，甚至是新船的部件和汽车部件，有助于满足欧洲委员会法令关于“在复合材料车辆中增大回收塑料应用比例”的规定。 该项目成功展示了玻纤可以在报废__船艇的处理过程中得以回收；纤维中无关的材料被去除后可以直接使用；而且一定比例的回收玻纤具有与原始纤维一样的性能。因此，纤维可以拥有第二次生命。此外，热塑性复合材料与热固性材料不同，本身是可以回收的，因为它们可以在加热后反复加工成型。 同样，从充气艇和硬壳充气艇中回收的氯丁橡胶也可以重复利用。回收途径一般是：首先清洁回收的氯丁橡胶，然后研磨成细粉，筛选后与热塑性聚合物混合，添加比例在10-40% 之间，同时添加一种试剂来提升分散度。这再次证明，使用回收纤维制成的复合材料的抗冲击性能和其他性能明显高于非增强树脂。项目之后的一份报告称，整个过程又干净又快，能量和水的损耗很小。 谁将为此买单？ BOATCYCLE 项目的宏伟目标是研究船艇在整个生命周期所造成的影响，这一目标是很有启发性的，特别是表明了报废处理的全过程需要更好的管理，而且有比目前的方法更好的解决方案。但是，随之产生的最大的问题是：这其中会产生哪些费用？谁将为此买单？ 研究者们计算出采用传统方法拆卸一艘七米长的船所需要的平均成本（包括物流成本）是800 欧元（约7000 元人民币），而拆卸一艘10-12 米长的船艇则需要花费1500 欧元（约13,000 元人民币），当船艇长度增加到15 米时，费用将增加至15,000 欧元（约13 万元人民币）。（增加的费用更多的是与船艇的体积有关，而不是长度，而且船艇结构越复杂，费用越高。） 这笔费用将来很有可能会落在船艇所有者身上，但是船艇寿命末期的所有者不愿意也没有能力承担这笔如此巨大的总费用，至少在短期内情况如此。金属船艇即使报废也拥有巨大的价值，因此与金属船艇的所有者不同，增强塑料船艇的所有者无法利用废料的价值来降低报废船艇的处理费用。向所有者收取费用，即使是那些可以找到的船主，将会是非常困难的。 由所有者承担费用的另一个困难是，每艘船艇必须都经过注册登记，这样所有者的信息才能够在船艇的整个生命周期内得以追溯。这就需要新增一个官方机构，需要资金来招募员工和管理相关事务。然而，登记还有可能要求船艇所有者支付每年一度的船舶税，类似于汽车税，所积累的资金将被指定用于报废船艇的处理。所有者在船艇拥有时期所缴纳的税金将比报废船艇的总处理成本少。或者，处理费用可以由船艇所有者和建造者这两大利益攸关者共同承担，采用购置税和年度“船舶税”组合的形式来征税。这笔报废处理资金必须任命一个可靠的机构来持有和管理。 另一种可能的报废处理方案是获取保险行业的帮助。每一个所有者被强制要求或者自愿缴纳“回收保险”，作为回报，这笔繁重的处理费用则由保险公司的定期保费来支付。保险公司将确保报废船艇在经过认可的处理中心内进行处理，以满足欧盟的废弃物框架指令及其他相关的法规。 正如前面所提到过的，船艇被随意弃置后，其移除和处理的费用目前是由港口或者地方当局承担的。这样一来，它们的处理就跟其他常规废弃物的处理方式是相同的，为此买单的就是当地的纳税人。 欧洲的政策制定者正在形成一种共识，即扩大生产者的责任（EPR）是最好的解决方案。这样，行业本身对于报废处理负有最主要的责任。服役期满的船艇将被送回它们的原始制造商手里，然后由建造者在可控的条件下采用合适的方法进行处理。这反映出一个事实：船艇建造者及其供应商是主要的利益相关者，朝着可持续生产的方向努力与他们的利益息息相关。 不可避免的，这笔费用最终会通过新船艇的价格传递到消费者身上，在一定时期内，这无疑将会给船艇行业带来不利的影响。但是，购买者或许会逐渐接受这些成本，正如他们现在已经接受了增值税和其他税种一样。另一个比较棘手的问题是：当原始制造商退出相关业务之后，谁来“继承”这一责任？这种情况是非常可能发生的，因为许多船艇制造商并不像他们所建造的复合材料船艇一样能够持续那么长时间。 无论如何，正如BOATCYCLE 项目报告中所提及的，EPR 原则实际上已经在欧洲和其他地区被列入考虑范畴，船艇行业正面临着两种选择：要么自己开发可行的报废处理战略，要么制定能够应对国家或地方法规的解决方案。船艇行业可以积极地以目前所存在的提议为基础，致力于发展一种合理的一体化产业链。就像汽车行业一样，专业的处理中心将成为这一产业链中最切实可行的一环，参与处理的其他各方将协同进行不同废弃物的处理。回收材料的市场还需要培植，回收料也需要达到一定的量。因此，供应链发展过程中需要某些环节的协同发展。 以往的提案 BOATCYCLE 项目是一个重要且影响广泛的提案，但在它之前还有一些知名的提案。 挪威船艇联合会（NorwegianMarine Federation） 在1988 年就公开提出了报废船艇的处理问题。挪威的权威机构在1993 年开展了一项研究，其结论就是：对于FRP 层压板中的材料和能源的可行性回收问题，规模是很重要的。要实现成功的回收，就需要从各方大规模地收集和处理FRP废料，包括农业、陆路运输以及造船行业。 法国在2006 年完成了一项名为“法国报废船艇网络（ELB Network inFrance）”的研究。结论表明，报废一艘四米长的船艇将花费530 欧元，12米长的船艇将花费4750 欧元。该项研究也提到了EPR 的概念。 几乎与此同时，在芬兰，芬兰船艇回收项目Finnboat的一份报告指出，每吨船艇重量的报废成本在150欧元，还要加上大约70 欧元/ 小时的运输服务和物流成本。这项研究是与废弃物管理公司Kuusakoski Oy 合作开展的。研究期间共收集了150 艘船艇，并开展了一项实验性的回收运动。最后这些船艇的结构残片在Kuusakoski 公司位于Heinola 的一家回收工厂内被破碎。 欧洲之外也对此进行了研究。例如，日本船艇行业协会和政府机构自2000 年起共同赞助的一系列研究设想出了一个回收系统，其中水泥行业会吸收利用大量的回收材料。韩国也做过类似的研究。在美国，小型船艇的数量大概是欧洲的三倍，然而由于垃圾填埋场的面积还比较充足，目前紧迫性并不是很高。但即便如此，美国环保署和其他机构也一直在考虑这个问题。 此外，人们还对高性能材料的回收和再生做了大量的研究，例如价值更高的碳纤维材料。现在越来越多的高端赛艇和工作艇是采用碳纤维建成的。英国诺丁汉大学的Steve Pickering教授是碳纤维回收领域的开拓者，他与他的同事们开发出了多种基于流化床的溶剂加热回收工艺。如果回收碳纤维的市场变得稳定且有利可图，这些相对高科技的工艺在经济上或许是可行的。我们在《增强塑料》（ReinforcedPlastics） 杂志往期的内容中对于Pickering 教授的工作内容做过介绍。 机遇 尽管大多数船艇建造商和他们的供应商还没有将报废处理当作一件非常紧迫的事情，但终究有一天他们会的。立法者和垃圾填埋的成本将让他们意识到这一点。 仅在欧洲大约就有600 万艘游艇，船艇使用寿命在30-45 年之间，那么每年将有大约14 万艘船艇达到报废期限，需要拆毁。大多数船艇是用复合材料制成的，其中大部分是玻纤增强塑料。将这一情况扩展到全球，可以清楚地看到，未来几年，当大量的船艇达到报废期限，合理、经济且符合环保标准的报废处理方法不仅仅是一个巨大的挑战，也是一个重大的商机。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/1/2014)