目前我国车用动力电池回收利用,由于受规模的限制,尚未形成回收市场,只能通过消费类电子产品中的镍氢、镍镉、锂电池的回收处理路线,采用湿法工艺、火法工艺或机械法工艺提取镍、钴、锰、稀土尢素等有价值的金属。
随着新能源汽车的快速发展,车用动力电池的回收利用越发引起人们的关注和重视。当车用动力电池容量衰减至初始容量的70%以下时,一次充电续航里程的明显减小,意味着车用动力电池车载使命的终结。若不能对动力电池系统加以有效回收再利用,由此带来的新能源汽车产业发展与环境、资源之间矛盾将越来越突出,会对生态环境与人类健康产生严重危害。
随着国家鼓励政策的逐步推进落实、关键技术的不断成熟、消费者观念的转变,新能源汽车将会迎来快速增长期。伴随新能源汽车的发展,车用动力电池的需求量和报废量将与日俱增,预计到2020年,年报废量将会超过12万吨。但由于车用动力电池的特殊性,与传统3C类电子电器用电池区别很大,其重量体积大、正负极材料种类繁多、电池单体一致性差、安全问题突出及寿命预测评估复杂等特点将困扰后期的回收利用。
车用动力电池发展历程
车用动力电池必须具各安全性能好、成本低、能量密度和功率密度高及使用寿命长等特点,发展方向前后经历了铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池及燃料电池。铅酸电池成本低、性能可靠、生产回收处理技术成熟,但受到比能量和循环次数等因素的影响,铅酸电池主要应用于低速短途车辆或轻度混合的电动汽车中,且在生产和回收处理环节会对环境造成严重污染,必将面临淘汰。
燃料电池实现了真正意义的零污染,能量密度高、性能可靠性、安全,是—种理想的车用动力电池,但由于成本太高、核心技术尚未攻破,短期内不能实现产业化推广。综上所述,现阶段我国主要面临锂离子动力电池的回收利用难题。
国内车用动力电池回收现状
目前我国车用动力电池回收利用,由于受规模的限制,尚未形成回收市场,只能通过消费类电子产品中的镍氢、镍镉、锂电池的回收处理路线,采用湿法工艺、火法工艺或机械法工艺提取镍、钴、锰、稀土尢素等有价值的金属。且与大多数再生资源回收类似,从事回收利用人员绝大部分是没有资质的个体经营者,回收行为受利益驱使而缺乏约束;加上末端的再生利用企业数量多、规模小、环保没施缺乏、技术落后,寻致综合资源利用率低,环境污染严重。
随着政府与行业的高度重视,目前国内已基本具各车用动力电池的回收处理技术。诞生一批技术能力强、环保水平较高的镍氢电池、锂电池回收利用企业,如广东邦普、江门长优等,通过加强与大专院校、生产企业在动力电池拆解、回收利用的研究,积累了丰富的实践经验。但在面临即将到来的大规模报废回收,整体上存在一些问题。
国内车用动力电池回收利用面临的问题与挑战
法规标准支撑不完善
虽然我国先后制定了《危险废物污染防治技术政策》、《废电池污染防治技术政策》等法规,但没有针对车用动力电池回收利用处理的专门立法,缺乏回收利用企业准入条件和管理办法,制约车用动力电池有效回收利用。我国现有的废旧电池标准大多未针对车用动力电池的特殊性作出相关规定,对行业发展不利。车用动力电池标准体系主要包括可拆解性设计、外观标识、包装运输、余能检测、梯级利用及回收拆解等方面。
目前国汽车标准化技术委员会车用动力电池回收利用标准起草工作组已于2015年1月完成《车用动力电池回收利用拆解规范》、《车用动力电池回收利用余能检测》两个国家推荐性标准的行业意见征求,即将发布实施。但其他方面标准制定工作尚未启动,使得动力电池回收利用管理环节缺乏技术支撑。
回收网络体系不健全
我国车用动力电池回收没有全国性的回收网络,未建立有效回收模式,市场不规范,整体处于一种无序状态,多家收购、分散经营,不具规模。电池极易流人个体私营者、零售商、汽车维修店和4S店等非专业回收利用机构,极易造成资源浪费、环境二次污染等,同时增加专业回收利用企业的收购成本,阻碍企业规模化发展。更有甚者,将回收的动力电池经简单处理后再次流人市场,严重危害人身道路安全。
回收处理技术滞后
我国动力电池研究主要集中在提高其安全性能及使用寿命等方面,而回收利用环节相关技术研发却严重脱节。当车用动力电池容量衰减至初始容量的80%以下时,电动汽车的续驶里程会明显减少,但对于储能系统来说,这些电池仍具有较大的使用价值。从理论上可广泛应用于太阳能或风能发电系统、电网调峰、储能电站、家庭电源、移动基站、低速短途车辆等低放电容量需求的储能领域,实现动力电池的梯级利用,大幅降低动力电池成本。
但目前在废弃车用动力电池的一致性和电池成组连接技术、残余寿命模型、安全性能指标评价、工程实际应用、回收处理再资源化工艺设备能力等方面缺乏技术支撑,难以有效实现动力电池回收和梯级利用。
责任主体不明确
在传统的管理理念中,生产者仅对生产过程中产生的环境污染承担责任。生产者责任延伸制度在二十世纪90年代兴起于欧洲,并在资源综合利用和废弃物处理上取得了很大的成果,在生产者责任延伸制度下,生产者有义务在产品的全生命周期内承担环境保护责任。但目前我国车用动力电池回收利用主要涉及电池生产者、整车企业、回收利用企业、消费者等相关主体,由于缺乏相关法规制度,针对车用动力电池回收利用的责任主体尚未明确,成为开展车用动力电池回收利用管理的首要障碍。
同时,广大消费者没有认识到废旧车用动力电池对环境危害的严重性,环保意识淡薄使得人们不能积极主动的参与到回收处理过程,从而很难形成产业化、规模化。因此不但要明确责任主体,更应加强宣传教育,以便车用动力电池回收利用能顺利开展。
不妨借鉴发达国家的回收利用经验
美国
美国历来相当熏视环境管理方面的工作,针对废旧电池立法涉及联邦、州及地方3个层面,其中《资源保护和再生法》、《清洁空气法》、《清洁水法》从联邦法规角度,采用许可证管理办法,加强对电池生产企业和废旧电池资源回收利用企业的监管;《含汞电池和充电电池管理法》(简称“联邦电池法”),该法主要针对废旧二次电池的生产、收集、运输及贮存等过程提出相应技术规范,同时明确了有利于后期回收利用的标识规定。
美国废旧电池回收企业TO×CO,投入大量资源研发锂电池回收处理技术,在液氮环境下低温冷冻电池,然后拆解电池,提取其中的有用材料,如锂成分被转化为碳酸锂以原材料形式出售给电池生产企业。同时美国政府推动建立电池回收利用网络,采取附加环境费的方式,由消费者购买电池时收取一定数额的手续费和电池生产企业出资一部分回收费,作为产品报废回收的资金支持,同时废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业,此种模式既能让电池生产企业很好的履行相关责任义务,在一定程度上又保证了废旧电池回收企业的利润,落实了生产者责任延伸制度。
日本
日本虽没有针对车用动力电池的专门法规,但在日本相关环保法规(《资源有效利用法》、《节能法》与《再生资源法》)的作用下,日本已经初步建立起“蓄电池生产销售-回收-再生处理”的电池回收利用体系。同时日本民众自发成立很多民间组织,参与到废旧电池产品回收的各个环节,这使得日本在回收处理废旧电池领域一直走在世界前列。
日本的汽车巨头丰田公司于201年启动了回收镍氢电池项日,借助住友金属矿山公司世界一流的高纯度提取技术,丰田实现了混合动力车动力电池中镍的多次利用,该项业务可回收电池组中50%的镍;同时丰田化学工程和住友金属矿山配置了每年可回收相当于1万辆混合动力车电池用量的专用生产线;2012年4月本田公司开始与日本重化学工业共同启动废旧镍氢动力电池回收项目,该项目能从废弃镍氢电池中回收超过80%的稀土金属,用于制造新镍氢电池,同时也积极推进其他贵金属的回收利用。
实现回收利用专业化、规模化的一些建议:
推动管理政策研究,健全法规标准体系
建议加快落实国务院有关要求,制定车用动力电池回收利用政策及管理办法,研究车用动力电池回收利用行业准人条件,推动相关技术标准体系建设,保障车用动力电池得到有效回收利用。
构建国家级信息化平台,支撑回收利用体系建设
建立全国车用动力电池管理信息系统,详细记录动力电池从生产、使用、梯级利用、资源回收到处置等全生命周期信息,探索构建回收利用过程可测量、可报告、可核查的信息管理系统及相应评价体系,实现对动力电池生产企业、新能源汽车生产企业、售后维修企业和回收再利用企业统一监管。同时,为下—步构建基金、押金回收制度奠定数据基础。
推进技术研发,开展示范推广
国家支持开展废弃车用动力电池回收利用的科学研究、技术设备开发和示范推广应用,制定推荐回收利用方法、设备及工艺清单,鼓励动力电池生产企业、整车企业及回收利用企业联合建立技术研究工作组,促进共性技术进步。结合我国实际情况,选择典型区域,开展车用动力电池回收利用技术及回收模式的示范应用,逐步构建具有中国特色的废旧车用动力电池回收利用体系。
加强宣传力度,普及环保知识
充分发挥政府、企业和媒体的作用,增强关于废旧车用动力电池的危害及处理过程的教育力度,改变消费者及从业人员的传统观念,提升社会的环保安全意识,为车用动力电池回收利用工作顺利开展奠定舆论基础。进而从源头上提高回收率,实现回收利用的专业化和规模化,促进车用动力电池回收利用行业的健康持续发展。
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