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动力电池成长的"烦恼" 回收技术尚待提高

作者:王蒙
2011年02月17日13:49

  来源:《新能源汽车》

  关注动力电池回收

  不久前,工信部为推动电池行业重金属污染的综合预防,专门组织编制了《电池行业重金属污染综合预防方案(征求意见稿)》,以期在电池回收领域,公开向工业企业和社会各界征求意见和解决方案。

  方案提出,到2015年,我国电池行业汞、镉耗用总量分别削减80%和70%,铅蓄电池单位功率耗铅量减少10%;生产过程中产生的含重金属固体废物基本实现无害化回收利用和安全处置;规范完善废旧铅蓄电池回收再生利用体系;按现行清洁生产评价体系,30%以上规模企业的清洁生产达到国内先进水平。

  在新能源汽车已然成为全球追捧发展的"新宠儿"的今天,电池行业成为了最具有投资潜力的产业。然而,电池行业重金属耗用量大,生产、回收、再生等环节重金属污染风险高。目前电池行业的现状是规模化企业少、小企业多、部分企业技术装备落后,污染严重;电池回收再生利用体系不健全,有组织的回收率低,再生利用技术装备落后,给环境造成的二次污染相当严重。含汞扣式电池、含汞锌锰电池、镉镍电池废弃后作为普通垃圾处理,存在重金属污染隐患。

  作为一个同样具有强烈社会责任感的媒体,深深地被这一些专注于电池回收的专家及企业家所感动。鉴于此,本刊特与2011年1月刊,策划"电池回收"专题,邀请行业专家,以及致力于电池回收的企业家进行深层次的对话和剖析,从各个角度共同探讨电池回收这一现实问题。以期提高各界人士的广泛关注,同时为电池回收提供更多的解决办法和思路。

  动力电池成长的"烦恼"

  曾几何时,"一粒小小的钮扣电池可污染600立方米水,相当于一个人一生的饮水量;一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值,并造成永久性公害......"公益广告里这些触目惊心的数字在许多人心里早已耳熟能详。

  在新能源汽车已然成为全球追捧发展的"新宠儿"的今天,电池行业成为了最具有投资潜力的产业。然而,电池行业重金属耗用量大,生产、回收、再生等环节重金属污染风险非常高。目前电池行业的现状是规模化企业少、小企业多、部分企业技术装备落后,污染严重;电池回收再生利用体系不健全,有组织的回收率低,再生利用技术装备落后,给环境造成的二次污染相当严重。含汞扣式电池、含汞锌锰电池、镉镍电池废弃后作为普通垃圾处理,存在重金属污染隐患。动力电池如何回收,给新能源汽车快速成长带来丝丝烦恼。

  于是,有忧患意识的环保人士将目光投向了备受瞩目的电池行业:新能源汽车的逐渐火热,必将产生大量的废旧电池。处理好这些废旧电池,成为政府、企业所毋庸置疑的社会责任。

  回收技术尚待提高

  电池行业重金属耗用量大,生产、回收、再生等环节重金属污染风险高。铅蓄电池行业规模企业少、小企业多、部分企业技术装备落后,铅污染严重;铅蓄电池回收再生利用体系不健全,有组织回收率低,再生利用技术装备落后,二次污染严重。含汞扣式电池、含汞锌锰电池、镉镍电池废弃后作为普通垃圾处理,存在重金属污染隐患。

  我国已经成为一个电池生产大国,据统计,2009年全年电池产量为400多亿只,占全世界50%以上,其中出口量约300亿只,出口比例为70%。涉重金属的铅酸电池产量约为12000万千伏安时、镍镉电池约4亿只、扣式碱性锌锰电池约80亿只、普通锌锰电池220多亿只。规模以上企业销售额超过3000亿元,出口额比例约36%。

  目前全国有电池生产企业约4000家,其中涉重金属企业2400家,包括铅蓄电池2000家,镉镍电池80家,扣式碱性电池20家,普通锌锰电池300家。

  不同电池采用的材料不同,在回收利用时的价值和采取的技术手段也大有不同。

  以铅酸蓄电池为例,在未来20年中,铅酸电池虽很难被全部取代,但从客观上讲,铅酸电池的确存在许多缺陷——体积大、重量高,能够提供的功率相对较低。据工信部测算,2009年电池企业排放含重金属废水总量1200多万吨,其中铅蓄电池企业排放废水1000多万吨;产生含重金属固废22余万吨,其中含铅固体废物21余万吨,含镉固体废物约4000吨;废旧铅蓄电池有组织回收率不足30%。

  但作为资源高效循环利用的能源产品,铅酸电池是中不消耗资源的产业,是所有电池中唯一拥有成熟回收、生利用技术的电池类型,回收再生率可达99%。为电池的循环利用提供了便利,是目前市面上比较常见的动力电池类型。

  而目前最为热门的锂电池,具有铅酸电池所不具备的优势——体积小、重量轻、循环使用数量高等。续航里程也有了极大的提高,在不少专家眼里,锂电池是未来新能源电池发展的主要趋势之一,在新能源汽车行业里,也将成为未来主要的动力提供源。

  然而,有优势必然有劣势。锂电池的价格高、成本高,目前还在研发的阶段,技术上还有待进一步提高,因此,在回收技术上也同样处于相对空白阶段。

  清华大学汽车研究所副所长陈全世表示,在世界范围内,全球电池都要进行回收,西方许多国家对于电池回收的补贴直接返回到电池生产企业,这对于电池回收工作来说务实而又便利。目前我国动力电池还没有全面进入回收阶段,所以规模化回收尚未形成,回收标准与技术还有待进一步制定和提高。

  湖南南车时代电动汽车股份有限公司总经理申宇翔曾在公开场合对电池的再利用表达过自己的观点:"湖南南车时代与电池厂家一直保持着战略合作关系,对于整车企业来讲,希望电池厂家能够为电池的未来做出考虑——从电池出厂到电池最后报废,在电池的整个生命周期中,客观地讲,在驱动方面淘汰的动力电池,实际上还可以实现二次利用——比如储能。"

  在电池行业中,如果不能把电池后期价值链全部利用起来,无论对于用户还是对于电动汽车生产企业来说,都将是一种不可持续的发展。

  二次利用价值高

  北京电源行业协会副秘书长、动力锂电池系统标准起草组副主任钱良国,对电池回收利用也有所关注:目前废旧锂离子电池只有小部分被回收,而且重点是针对电极材料中有价金属的回收。根据锂离子电池的发展和未来的环境要求,大型电池需走梯级利用和标准部件机械分离的清洁回收路线,以实现资源的有效利用和降低环境污染,换句话来说就是:早做预备方能取得主动。

  钱良国还提到,目前淘汰掉的动力锂电池,其实电池容量仅仅使用了20%,其余的80%完全可以经过二次回收利用,给电瓶车和其他低速车利用,或者作为储能电池使用,都是非常好的选择。

  修复也是废旧电池处理的重要方式之一。对于电池的回收再利用来说,修复虽不是万能的,但毕竟可以使相当数量的电池寿命得以延长,不仅节约了使用者的支出,也能够为修复者带来利润,更为关键的是,对于环境的改善做出了很大的贡献。

  铅酸蓄电池修复技术是近几年才正式发展起来的一门新行业,目前行业内只有为数不多的几家小型企业在从事着电动自行车用蓄电池的修复和技术开发。而本项目发明人北京京华高科机电科技有限公司翟东波早在上世纪90年代就从事铅酸蓄电池修复技术研究,在2006年时就开始专致于工业UPS蓄电池组(阀控式铅酸蓄电池)的修复技术和设备的开发,历时十余年艰苦努力,获取大量独家修复技术。

  当记者提及行业很少有人去关注利用再生电池去作为储能源的时候,翟东波却表达了不同的观点,他认为不是不关注,而是无法涉足,不仅有技术门槛的问题,最为重要的是利用经验的问题,他用西医和中医的形象比喻为记者阐述了他们的关系,西医的药方大致相同,而再生蓄电池的利用就好比中医,望闻问切——更注重经验。

  翟东波认为,再生蓄电池的修复技术需要多年潜心研究,以目前市场浮躁的状态,是无法企及的,同时也存在着机缘巧合,大家皆可入行,可入行修道的深浅可就大不一样,中国在蓄电池再生利用领域一直处于空白阶段,此技术也是起源于民间,专业化的理论研究也甚少,所以,进入这个行业还需要一种不怕苦的精神。

  目前许多专家提到了发展新能源汽车可以采取电池租赁的商业模式,但多数都是合作中进行。因此电池的产权归属并不明晰,也是制约电池回收的重要因素之一。

  对于电池租赁在电池回收上存在的问题,也有专家提出了自己的看法:虽然目前我们可以采取电池租赁的模式发展新能源汽车,但在制定租赁费时,如果不考虑到后期价值的回收,租赁费用也将很高。所以,在电池租赁的同时,必须考虑整个电池生命周期的运用。这也将给电池租赁行业带来良性循环。

  天津力神电池股份有限公司前瞻研究部总监杨华通向记者表述了力神未来对于电池回收的规划:"在电池进入大量回收阶段后,可以将电池分梯度来利用。第一步淘汰的废旧电池,可以作为储能电池来利用。从储能设备上二次淘汰下来的电池,再进行分解回收。这样分两步走,可以让电池性能得到充分的发挥,也可以缓解大量动力电池进入回收阶段给回收工作带来的压力。

  电池回收领域也引起了相关部委足够的重视。不久前,工信部为推动电池行业重金属污染的综合预防,专门组织编制了《电池行业重金属污染综合预防方案(征求意见稿)》,以期在电池回收领域,公开向工业企业和社会各界征求意见和解决方案。

  方案表示,到2015年,我国电池行业汞、镉耗用总量分别削减80%和70%,铅蓄电池单位功率耗铅量减少10%;生产过程中产生的含重金属固体废物基本实现无害化回收利用和安全处置;规范完善废旧铅蓄电池回收再生利用体系;按现行清洁生产评价体系,30%以上规模企业的清洁生产达到国内先进水平。

  作为新能源汽车产业链条中的重要组成部分,电池的回收再利用技术与新产品的研发应放在同等重要的位置。在全社会将热切的目光停留在新能源汽车的动力源——驱动电池上时,无论政府还是具有强烈社会责任感的企业,都应提高对于电池回收的关注,正视这一必将面临的问题,为电池的回收再利用提供更多的解决办法和思路。

(责任编辑:宁利涛)
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