（元琛科技）以三元催化劑（TWC）為代表的汽車尾氣凈化催化劑，是鉑族金屬（以鉑鈀銠為主）最重要的消費用途，2018年在全球鉑族金屬消費量中占比高達(dá)62%。截至2019年底，我國汽車保有量達(dá)2.6億輛，位居世界首位。我國6%～8%的鉑，75%的鈀和幾乎所有銠都用于汽車尾氣凈化催化劑的制造。汽車消費的增長導(dǎo)致對鉑族金屬需求不斷增加。但我國鉑族金屬資源匱乏，供需矛盾突出，進(jìn)口依賴度高。同時，經(jīng)過10多年的消費增長，我國正逐步進(jìn)入汽車報廢高峰時期。廢尾氣凈化催化劑的不當(dāng)回收和處置，帶來的環(huán)境污染危害也引起關(guān)注。報廢汽車尾氣凈化催化劑中鉑族金屬回收周期短，使用損耗低，回收利用前景可觀。
近年來，報廢汽車中再生資源回收潛力引起了很多學(xué)者的興趣。學(xué)者們從物質(zhì)流分析的角度出發(fā)，運用汽車行業(yè)動態(tài)代謝模型、物質(zhì)流代謝系統(tǒng)動力學(xué)模型、物質(zhì)流輸入視角、群體平衡模型和元素流分析等方法，對汽車中各類再生資源的回收潛力進(jìn)行預(yù)測?？梢钥闯觯瑢髲U汽車中再生資源回收潛力的研究往往遵循以下路徑：首先預(yù)測汽車保有量，繼而通過相應(yīng)的壽命分布預(yù)測汽車報廢量，最后通過物質(zhì)流分析等方法預(yù)測相應(yīng)物質(zhì)的回收潛力。
基于Gompertz模型，預(yù)測中國2018~2050年民用汽車的社會保有量見圖1；在此基礎(chǔ)上，采用物質(zhì)流分析方法估算得出我國汽車高峰報廢年限大約為9a。然后，通過市場供給模型預(yù)測我國2018~2025年汽車報廢量見圖2，結(jié)果顯示，我國汽車報廢量到2025年將達(dá)到2535.05萬輛。
基于中國汽車報廢量數(shù)據(jù)，計算得到全國2018~2025年報廢汽車中廢三元催化劑鉑族金屬回收潛力總體變化趨勢，如圖3所示。可以看出，鈀的回收潛力增幅明顯，到2025年高達(dá)56.17t。這是因為，在汽車尾氣的高溫環(huán)境下，鈀在保持催化劑系統(tǒng)熱穩(wěn)定性方面的表現(xiàn)優(yōu)于鉑；因此，為了應(yīng)對越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，催化劑中的單位鈀用量不斷增加，在廢棄汽車催化劑中積累了大量鈀資源。鉑和銠的回收潛力增幅較小，尤其是鉑，二者到2025年分別達(dá)到4.24和6.98t。這是因為，隨著催化效率的提升和鈀替代作用的迅速發(fā)展，鉑和銠單位用量都有所降低(如表6所示)，單位汽車用鉑量自2006年不斷下降，單位汽車用銠量自2009年也有所減少。
預(yù)估的2025年全國各省汽車報廢量和鉑族金屬回收潛力空間分布如圖4所示。由于報廢量和鉑族金屬回收潛力的權(quán)重是根據(jù)各省人口和GDP進(jìn)行分配，因此人口密度大，經(jīng)濟(jì)水平發(fā)達(dá)的省區(qū)，如京津地區(qū)和東南沿海各省的報廢量和鉑族金屬回收潛力較大。
我國汽車尾氣催化劑中鉑族金屬元素消耗量的預(yù)測值如圖5所示。2020年7月1日我國汽車尾氣排放開始實施國六標(biāo)準(zhǔn)，對尾氣常規(guī)排放物的限值提高了50%左右，我國汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到歐盟先進(jìn)水平，因此在現(xiàn)有汽車技術(shù)不發(fā)生根本性變化的前提下，我國汽車催化劑的鉑族金屬消耗量將大幅度增加，全國鉑族金屬的需求量在2020年達(dá)到峰值，鉑、鈀、銠分別達(dá)到85.01t、109.38t和8.37t。
可以預(yù)見，國內(nèi)汽車制造商為了符合國六標(biāo)準(zhǔn)，將會增加鉑族金屬的需求量。但這會提高我國鉑族金屬對外依存度。全球鉑族金屬供應(yīng)量有限，2018年鉑鈀銠產(chǎn)量分別為190.1t、217t和23.5t；另一方面，鉑族金屬的回收潛力也難以滿足增加的需求，帶來供需矛盾。
為了實現(xiàn)清潔尾氣的目標(biāo)，同時解決我國鉑族金屬的供需矛盾，應(yīng)當(dāng)積極推進(jìn)從廢三元催化劑中回收鉑族金屬。廢催化劑中的鉑族金屬經(jīng)富集后品位很高，不僅回收難度低，回收成本也低于原生金屬，還可以減少污染消耗和環(huán)境污染。2018年，全球汽車尾氣凈化催化劑中的鉑族金屬僅有34.04%得到回收。我國汽車工業(yè)對鉑族金屬的回收率遠(yuǎn)低于國際水平，報廢汽車和廢催化劑的回收管理工作開展得相對較晚，導(dǎo)致超過60%報廢汽車流向不規(guī)范回收個人或者企業(yè)。因此，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展生產(chǎn)者延伸責(zé)任制度，鼓勵汽車生產(chǎn)企業(yè)繳納處理基金，或建設(shè)逆向物流體系回收廢舊汽車，提升正規(guī)回收率；同時，也應(yīng)當(dāng)積極完善廢催化劑收集管理制度和回收體系，引導(dǎo)廢催化劑流向正規(guī)處理企業(yè)，提高回收效率，有效控制再生利用過程中的環(huán)境污染。（元琛科技）
