关键材料回收的商业案例
各行各业，确保关键材料的保障越来越困难。依赖Virgin的组织关键材料面临运营连续性和竞争力面临的更高风险。国际能源署估计，根据当前的气候承诺，到2050年回收可能将新采矿需求减少25%至40%。这为回收作为韧性基础，在环境和商业层面都提供了理由。
关键材料回收将供应链的脆弱性转化为优势。除了环境效益外，有效的回收还能加强供应链安全，稳定成本，并增强运营韧性。投资回收的组织更能应对各种变革、价格波动和不断变化的法规。
在商业背景下理解关键材料
关键材料是现代技术中必需的矿物和元素，但由于来源和替代品有限，供应链风险较高。美国能源部列出了18种能源关键材料，而欧盟2023年的评估则识别出34种——包括稀土元素（REE）、锂、钴、镍、铜、石墨和铂族金属。其他国家和国际组织也有自己的定义。
由于其来源有限、在技术中扮演关键角色以及供应链集中，这些材料被视为“关键”材料。中断通常源于地缘政治因素以及开采和加工的地理聚集——超过90%的稀土元素加工集中在一个国家，带来了重大风险。例如，电子产品需要超过50种关键材料，通过复杂的全球供应网络采购。
为什么回收关键材料具有商业意义
供应链韧性与安全
供应链中断已成为商业现实，近期事件显示关键材料短缺导致生产停滞和上市延迟。回收直接解决了这一脆弱性，提供本地材料来源，减少对集中全球供应商的依赖。
麦肯锡的研究指出，回收通过在全球供应链出现故障时提供替代来源，从而增强韧性。随着中断发生，回收材料有助于维持供应，独立于国际贸易。
新的采矿项目启动可能需要长达十五年，且常因许可问题而延迟。相比之下，回收设施可以在18至36个月内建立，使企业能够更快、更灵活地响应市场需求。
成本管理与价格波动缓解
关键材料市场因供需变化、地缘政治和投机而高度波动。例如，锂价格在2020年至2023年间波动超过500%，随后在2025年回落至2020年水平。这种波动导致投入成本不可预测，并挑战财务规划。
回收材料的价格更稳定。艾伦·麦克阿瑟基金会估计，循环经济战略在过渡情景下可为欧盟带来3400至3800亿美元的净节省，在高级情景下可升至5200至6300亿美元。这些节省来自于减少对波动性较大原始材料市场的依赖。
合规与未来保障
全球范围内的法规现已涵盖关键材料的整个生命周期确保可追溯性，促进循环利用，并限制环境影响。
回收政策的推动力加快，国际能源署指出自2022年以来有30多项新措施。这些策略通常侧重于战略计划、生产者责任扩展（EPR）、财政激励和贸易规则。欧洲、美国和中国的主要框架共同目标是提高自给自足和物质循环。
通过提前建立回收能力，组织获得合规优势，避免昂贵且破坏性的调整。早期行动还可以解锁支持回收基础设施的激励措施。
减排与可持续发展领导力
材料生产约占全球温室气体排放的20%（麦肯锡）。对于实现净零目标的组织来说，解决材料采购排放问题至关重要。
通过回收铝材，温室气体排放可减少多达95%，相比从原铝土矿石生产新铝。对于稀土元素，回收可将二氧化碳排放降低超过60%，并减少多达95%的用水量。
通过在关键材料回收领域领先，组织获得了竞争优势，强化品牌声誉，满足利益相关者对可持续绩效的期望，因为客户和合作伙伴现在优先考虑环境责任。
关键材料回收：现状与挑战
尽管有政策支持，关键材料回收仍不充分，稀土元素回收率低于1%，锂和钴的回收率低于5%。据国际能源署称，回收利用率仍落后于材料需求的快速增长。
理解关键材料回收的障碍
由于收集基础设施不足，尤其是电子设备和医疗设备等分布式产品，回收技术的采用仍然缓慢。如湿法冶金、火法冶金和直接回收等回收工艺是针对材料的，每种工艺在成本、产量、纯度和排放量方面都有明显限制。当初成本低于回收成本时，经济可行性常常受到挑战。产品复杂性进一步复杂化了拆解和分离，使关键材料的高效回收变得困难。
根据国际能源署（IEA）关键矿产政策追踪器，自2022年以来，已有30多项关键矿物回收政策改变了项目经济性。这些政策提供经济激励，设定回收内容的规定，并创造市场需求，使回收项目在财务上更具吸引力。
深入探讨稀土回收：机遇与尖端技术
稀土元素是关键材料，拥有高度集中的供应链和极低的回收率。这17个元素对于电动汽车、风力涡轮机、电子设备和国防系统至关重要。
全球稀土元素加工高度集中——超过90%集中在中国——且回收率不到1%。这导致材料在使用寿命结束时损失，从而增强国内供应。稀土回收的理由很明确：它解决了关键的供应链漏洞，并将废弃物转化为宝贵资源。
稀土回收原料及项目实施
稀土元素可以从电动机、风力涡轮机、硬盘和磁共振成像（MRI）设备等多种来源回收。根据浓度、可及性和产量优先排序原料对于最佳回收至关重要。微型电子产品加工较难，但由于体积庞大，是重要的原料。新技术能够高效地实现针对不同来源和所需纯度的稀土回收。
有效的回收需要有结构的方法。企业应实施回收计划，并设计产品以便更容易拆解。使用物资追踪工具，如数字产品护照，支持回收规划和文档记录。与专业回收商合作或基于废弃物量投资处理能力，进一步优化回收。
建设回收韧性战略框架
为了在关键材料回收方面建立企业韧性，组织应关注五个重点领域：
1. 供应链评估
评估材料依赖性、采购模式和漏洞。识别哪些关键材料面临最高风险，以及哪些地方可以替代原始来源。让所有相关团队参与，区分需要原生材料的应用和适合回收的应用，从而制定有针对性的策略。
2. 技术与工艺选择
根据原料类型、期望回收率和运营效率选择回收技术。湿法冶金方法适用于纯原料，而火法冶金方法则处理混合或受污染的材料。试点项目测试可行性，与技术供应商合作加速创新。
3. 收集与原料开发
建立针对关键材料流的有针对性收集系统，包括废料回收和回收计划。设计更容易拆解的产品，以提高回收率。预计到2050年，电动汽车和蓄电池报废激增将成为原料供应的重要机遇。
4. 合作伙伴关系与生态系统协作
在价值链各领域建立联盟，扩大物料获取，分担风险，改善经济效益。与回收商、零售商及行业团体合作，创建多样化材料回收的综合系统，这一方法对复杂产品尤为重要。
5. 数字采用
利用虚拟孪生、物料跟踪系统和预测分析等数字工具，优化运营。数字护照和射频识别（RFID）提升了材料的可见性，而人工智能则提升了分拣和回收流程。像3DEXPERIENCE这样的平台支持场景建模、数据驱动策略和协作，以最大化回收效率并降低成本。
专注于这些领域使组织能够开发具有韧性的回收系统，推动可持续发展和长期业务增长。
行业应用与应用场景
关键材料回收适用于各个行业，但实施方式因材料类型、产品生命周期和价值链而异。
交通与出行
电动汽车电池富含锂、钴、镍、锰和石墨。随着电动汽车接近使用寿命终结，电池容量将大幅增加。IEA预计到2050年，超过90%的可用回收原料将来自报废的电动汽车和蓄电池。
组织可以利用经销商、服务中心和车队运营商建立电池收集网络，并开发处理不同电池化学成分的分拣系统。直接回收技术能保护阴极材料，相较于传统方法降低成本和能源消耗。
高科技与消费电子
智能手机、电脑和其他电子产品将大量关键材料压缩成紧凑复杂的组件。设备的计划性报废和大量扩散会产生大量短暂的材料流。
高科技公司应设计便于拆卸的产品，采用模块化结构、标准化紧固件和透明材料标签。实施带有客户激励的退货计划，鼓励退货。投资自动拆解和高级分拣技术，以处理复杂的装配。城市采矿策略还可以针对遗留产品和积累的电子废弃物在家庭和企业中。
工业设备
电机、发电机和机械使用铜、铝、稀土磁铁和特殊金属——这些材料在使用寿命结束时仍保有重要价值。它们长寿命和高单位价值使得有针对性的回收在经济上是合理的。
工业设备（IE）制造商可以提供包括维护、再制造和报废处理在内的生命周期服务。工业工程制造商还可以采用模块化结构，实现零件文档和设计设备的材料跟踪，以延长使用寿命并便于更换。再制造应能在最终回收前多次将设备恢复到接近新的状态。
可追溯性与透明度：循环成功的基础
可追溯性是循环经济的基础，但依然存在由于复杂的全球供应链，关键材料的采购面临挑战.系统必须提供可靠、安全的信息和合规性。
组织可以通过供应链尽职调查来提升可追溯性，以绘制材料来源图并应对风险，遵循如经合组织尽职调查指南等框架。数字工具——如产品护照——捕捉关键生命周期数据，确保物料流的安全可靠记录。
像3DEXPERIENCE这样的平台汇聚了数字溯源工具，连接设计、制造和供应链数据。这一整合确保了从物料提取到回收的全方位协作和端到端可见性，支持实现循环经济成功所需的透明度。
通过回收韧性构建竞争优势
关键材料回收对于构建供应链韧性、管理成本和提升运营灵活性至关重要。它为准备果断行动的组织带来了可衡量的竞争优势。
回收的理由很明确：它减少采矿需求，支持供应链韧性，并降低排放。早期采用使组织能够确保材料供应、稳定成本并展示行业领导地位。要取得成功，企业必须设计拆解方案，确保可追溯性，并将循环实践融入运营。
达索系统通过3DEXPERIENCE平台和虚拟孪生技术推动这一转型。通过建模回收流程，组织可以优化回收、预测结果并降低风险。该平台确保安全、透明的可追溯性和合规性，将回收转化为战略优势。
问题不在于是否推进关键材料回收，而在于多快地建立这些能力。现在行动能确保韧性、经济价值和持续的竞争优势。
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