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動力電池成長的"煩惱"

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年08月07日  

不久前,工信部為推動電池行業重金屬污染的綜合預防,專門組織編制了《電池行業重金屬污染綜合預防方案(征求意見稿)》,以期在電池回收領域,公開向工業企業和社會各界征求意見和解決方案。

方案提出,到2015年,我國電池行業汞、鎘耗用總量分別削減80%和70%,鉛蓄電池單位功率耗鉛量減少10%;生產過程中產生的含重金屬固體廢物基本實現無害化回收利用和安全處置;規范完善廢舊鉛蓄電池回收再生利用體系;按現行清潔生產評價體系,30%以上規模企業的清潔生產達到國內先進水平。

在新能源汽車已然成為全球追捧發展的"新寵兒"的今天,電池行業成為了最具有投資潛力的產業。然而,電池行業重金屬耗用量大,生產、回收、再生等環節重金屬污染風險高。目前電池行業的現狀是規?;髽I少、小企業多、部分企業技術裝備落后,污染嚴重;電池回收再生利用體系不健全,有組織的回收率低,再生利用技術裝備落后,給環境造成的二次污染相當嚴重。含汞扣式電池、含汞鋅錳電池、鎘鎳電池廢棄后作為普通垃圾處理,存在重金屬污染隱患。

作為一個同樣具有強烈社會責任感的媒體,深深地被這一些專注于電池回收的專家及企業家所感動。鑒于此,本刊特與2011年1月刊,策劃"電池回收"專題,邀請行業專家,以及致力于電池回收的企業家進行深層次的對話和剖析,從各個角度共同探討電池回收這一現實問題。以期提高各界人士的廣泛關注,同時為電池回收提供更多的解決辦法和思路。

動力電池成長的"煩惱"

曾幾何時,"一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水,相當于一個人一生的飲水量;一節一號電池爛在地里,能使一平方米的土地失去利用價值,并造成永久性公害......"公益廣告里這些觸目驚心的數字在許多人心里早已耳熟能詳。

在新能源汽車已然成為全球追捧發展的"新寵兒"的今天,電池行業成為了最具有投資潛力的產業。然而,電池行業重金屬耗用量大,生產、回收、再生等環節重金屬污染風險非常高。目前電池行業的現狀是規模化企業少、小企業多、部分企業技術裝備落后,污染嚴重;電池回收再生利用體系不健全,有組織的回收率低,再生利用技術裝備落后,給環境造成的二次污染相當嚴重。含汞扣式電池、含汞鋅錳電池、鎘鎳電池廢棄后作為普通垃圾處理,存在重金屬污染隱患。動力電池如何回收,給新能源汽車快速成長帶來絲絲煩惱。

于是,有憂患意識的環保人士將目光投向了備受矚目的電池行業:新能源汽車的逐漸火熱,必將產生大量的廢舊電池。處理好這些廢舊電池,成為政府、企業所毋庸置疑的社會責任。

回收技術尚待提高

電池行業重金屬耗用量大,生產、回收、再生等環節重金屬污染風險高。鉛蓄電池行業規模企業少、小企業多、部分企業技術裝備落后,鉛污染嚴重;鉛蓄電池回收再生利用體系不健全,有組織回收率低,再生利用技術裝備落后,二次污染嚴重。含汞扣式電池、含汞鋅錳電池、鎘鎳電池廢棄后作為普通垃圾處理,存在重金屬污染隱患。

我國已經成為一個電池生產大國,據統計,2009年全年電池產量為400多億只,占全世界50%以上,其中出口量約300億只,出口比例為70%。涉重金屬的鉛酸電池產量約為12000萬千伏安時、鎳鎘電池約4億只、扣式堿性鋅錳電池約80億只、普通鋅錳電池220多億只。規模以上企業銷售額超過3000億元,出口額比例約36%。

目前全國有電池生產企業約4000家,其中涉重金屬企業2400家,包括鉛蓄電池2000家,鎘鎳電池80家,扣式堿性電池20家,普通鋅錳電池300家。

不同電池采用的材料不同,在回收利用時的價值和采取的技術手段也大有不同。

以鉛酸蓄電池為例,在未來20年中,鉛酸電池雖很難被全部取代,但從客觀上講,鉛酸電池的確存在許多缺陷——體積大、重量高,能夠提供的功率相對較低。據工信部測算,2009年電池企業排放含重金屬廢水總量1200多萬噸,其中鉛蓄電池企業排放廢水1000多萬噸;產生含重金屬固廢22余萬噸,其中含鉛固體廢物21余萬噸,含鎘固體廢物約4000噸;廢舊鉛蓄電池有組織回收率不足30%。

但作為資源高效循環利用的能源產品,鉛酸電池是中不消耗資源的產業,是所有電池中唯一擁有成熟回收、生利用技術的電池類型,回收再生率可達99%。為電池的循環利用提供了便利,是目前市面上比較常見的動力電池類型。

而目前最為熱門的鋰電池,具有鉛酸電池所不具備的優勢——體積小、重量輕、循環使用數量高等。續航里程也有了極大的提高,在不少專家眼里,鋰電池是未來新能源電池發展的主要趨勢之一,在新能源汽車行業里,也將成為未來主要的動力提供源。

然而,有優勢必然有劣勢。鋰電池的價格高、成本高,目前還在研發的階段,技術上還有待進一步提高,因此,在回收技術上也同樣處于相對空白階段。

清華大學汽車研究所副所長陳全世表示,在世界范圍內,全球電池都要進行回收,西方許多國家對于電池回收的補貼直接返回到電池生產企業,這對于電池回收工作來說務實而又便利。目前我國動力電池還沒有全面進入回收階段,所以規?;厥丈形葱纬?,回收標準與技術還有待進一步制定和提高。

湖南南車時代電動汽車股份有限公司總經理申宇翔曾在公開場合對電池的再利用表達過自己的觀點:"湖南南車時代與電池廠家一直保持著戰略合作關系,對于整車企業來講,希望電池廠家能夠為電池的未來做出考慮——從電池出廠到電池最后報廢,在電池的整個生命周期中,客觀地講,在驅動方面淘汰的動力電池,實際上還可以實現二次利用——比如儲能。"

在電池行業中,如果不能把電池后期價值鏈全部利用起來,無論對于用戶還是對于電動汽車生產企業來說,都將是一種不可持續的發展。

二次利用價值高

北京電源行業協會副秘書長、動力鋰電池系統標準起草組副主任錢良國,對電池回收利用也有所關注:目前廢舊鋰離子電池只有小部分被回收,而且重點是針對電極材料中有價金屬的回收。根據鋰離子電池的發展和未來的環境要求,大型電池需走梯級利用和標準部件機械分離的清潔回收路線,以實現資源的有效利用和降低環境污染,換句話來說就是:早做預備方能取得主動。

錢良國還提到,目前淘汰掉的動力鋰電池,其實電池容量僅僅使用了20%,其余的80%完全可以經過二次回收利用,給電瓶車和其他低速車利用,或者作為儲能電池使用,都是非常好的選擇。

修復也是廢舊電池處理的重要方式之一。對于電池的回收再利用來說,修復雖不是萬能的,但畢竟可以使相當數量的電池壽命得以延長,不僅節約了使用者的支出,也能夠為修復者帶來利潤,更為關鍵的是,對于環境的改善做出了很大的貢獻。

鉛酸蓄電池修復技術是近幾年才正式發展起來的一門新行業,目前行業內只有為數不多的幾家小型企業在從事著電動自行車用蓄電池的修復和技術開發。而本項目發明人北京京華高科機電科技有限公司翟東波早在上世紀90年代就從事鉛酸蓄電池修復技術研究,在2006年時就開始專致于工業UPS蓄電池組(閥控式鉛酸蓄電池)的修復技術和設備的開發,歷時十余年艱苦努力,獲取大量獨家修復技術。

當記者提及行業很少有人去關注利用再生電池去作為儲能源的時候,翟東波卻表達了不同的觀點,他認為不是不關注,而是無法涉足,不僅有技術門檻的問題,最為重要的是利用經驗的問題,他用西醫和中醫的形象比喻為記者闡述了他們的關系,西醫的藥方大致相同,而再生蓄電池的利用就好比中醫,望聞問切——更注重經驗。

翟東波認為,再生蓄電池的修復技術需要多年潛心研究,以目前市場浮躁的狀態,是無法企及的,同時也存在著機緣巧合,大家皆可入行,可入行修道的深淺可就大不一樣,中國在蓄電池再生利用領域一直處于空白階段,此技術也是起源于民間,專業化的理論研究也甚少,所以,進入這個行業還需要一種不怕苦的精神。

目前許多專家提到了發展新能源汽車可以采取電池租賃的商業模式,但多數都是合作中進行。因此電池的產權歸屬并不明晰,也是制約電池回收的重要因素之一。

對于電池租賃在電池回收上存在的問題,也有專家提出了自己的看法:雖然目前我們可以采取電池租賃的模式發展新能源汽車,但在制定租賃費時,如果不考慮到后期價值的回收,租賃費用也將很高。所以,在電池租賃的同時,必須考慮整個電池生命周期的運用。這也將給電池租賃行業帶來良性循環。

天津力神電池股份有限公司前瞻研究部總監楊華通向記者表述了力神未來對于電池回收的規劃:"在電池進入大量回收階段后,可以將電池分梯度來利用。第一步淘汰的廢舊電池,可以作為儲能電池來利用。從儲能設備上二次淘汰下來的電池,再進行分解回收。這樣分兩步走,可以讓電池性能得到充分的發揮,也可以緩解大量動力電池進入回收階段給回收工作帶來的壓力。

電池回收領域也引起了相關部委足夠的重視。不久前,工信部為推動電池行業重金屬污染的綜合預防,專門組織編制了《電池行業重金屬污染綜合預防方案(征求意見稿)》,以期在電池回收領域,公開向工業企業和社會各界征求意見和解決方案。

方案表示,到2015年,我國電池行業汞、鎘耗用總量分別削減80%和70%,鉛蓄電池單位功率耗鉛量減少10%;生產過程中產生的含重金屬固體廢物基本實現無害化回收利用和安全處置;規范完善廢舊鉛蓄電池回收再生利用體系;按現行清潔生產評價體系,30%以上規模企業的清潔生產達到國內先進水平。

作為新能源汽車產業鏈條中的重要組成部分,電池的回收再利用技術與新產品的研發應放在同等重要的位置。在全社會將熱切的目光停留在新能源汽車的動力源——驅動電池上時,無論政府還是具有強烈社會責任感的企業,都應提高對于電池回收的關注,正視這一必將面臨的問題,為電池的回收再利用提供更多的解決辦法和思路。

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