我國動(dòng)力電池廢電池走向回收利用的初級階段

動(dòng)力電池


我國新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量居世界第一。根據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )公布的數據,2019年1-8月,我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為79.3萬(wàn)輛,同比增長(cháng)32%。隨著(zhù)新能源汽車(chē)的大規模推廣應用,廢舊動(dòng)力電池的綜合利用顯得尤為迫切。

最近,工業(yè)和信息化部修訂了《新能源汽車(chē)廢動(dòng)力電池綜合利用行業(yè)標準條件》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標準條件》)和《綜合利用行業(yè)標準公告管理暫行辦法》《新能源汽車(chē)廢動(dòng)力電池》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《辦法》)于2016年發(fā)布,并正式征求公眾綜合利用意見(jiàn),提出了更加完善、更加安全、更加節能環(huán)保的要求。
 

回收利用仍處于初級階段

根據中國汽車(chē)技術(shù)研究中心測算,結合汽車(chē)報廢壽命、電池壽命等因素,2018年至2020年,中國廢動(dòng)力電池總量將達到12-20萬(wàn)噸,2025年將達到35萬(wàn)噸??梢哉f(shuō),新能源汽車(chē)動(dòng)力電池大規模報廢的浪潮即將到來(lái)。

天能集團董事局主席張天仁在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)表示:“動(dòng)力電池的使用壽命一般為5-8年,有效壽命為4-6年,這意味著(zhù)首批投放市場(chǎng)的新能源汽車(chē)動(dòng)力電池基本處于淘汰臨界點(diǎn)。”正常情況下,當動(dòng)力電池的容量降低到80%以下時(shí),將不能完全滿(mǎn)足汽車(chē)的動(dòng)力需求,可以逐步應用到其他領(lǐng)域。

根據工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用研究報告(簡(jiǎn)介)》顯示,目前動(dòng)力電池的梯次利用大多處于試驗和示范階段,主要集中在后備電源、儲能等領(lǐng)域,等,2018年,中國鐵塔公司停止采購鉛酸電池,大力推廣鋰電池梯隊利用。在全國31個(gè)省市約12萬(wàn)個(gè)基站開(kāi)展梯隊電池備份應用,加強備份、儲能、外發(fā)應用場(chǎng)景業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)。國家電網(wǎng)建設了用于接收可再生能源發(fā)電和調頻的磷酸鐵鋰電池儲能系統1兆瓦時(shí)示范工程。

張天仁說(shuō),目前,退役新能源汽車(chē)動(dòng)力電池主要有兩個(gè)方向,一是梯次利用,二是回收利用。拆解廢棄電池后,其中的重金屬將被提取并重新利用。”從整個(gè)生命周期來(lái)看,梯隊電池最終報廢后也需要回收利用,“國家非常重視動(dòng)力電池的回收利用。2018年,工信部、環(huán)保部等國家部委聯(lián)合發(fā)布《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用管理暫行辦法》等規定,加強動(dòng)力電池回收管理,規范行業(yè)發(fā)展,促進(jìn)資源綜合利用。然而,動(dòng)力電池的再生與再利用仍然是一個(gè)新的領(lǐng)域,還處于起步階段,面臨著(zhù)許多困難和不足。規范條件和措施的及時(shí)修訂尤為關(guān)鍵和重要。
 

建立健全綜合利用數據庫

新發(fā)布的《規范和條件》修訂版和《辦法》修訂版在2016年相關(guān)文件的基礎上進(jìn)行了修訂和完善,特別體現了科技推動(dòng)動(dòng)力電池溯源利用更加完善和安全。

在廢舊電池的回收中,可追溯性被認為是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節。根據《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用追溯管理暫行規定》,將建立新能源動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用、報廢、回收利用全過(guò)程信息采集綜合追溯管理平臺,并測試各環(huán)節主體恢復責任的履行情況。

張天仁表示,目前我國電池回收體系還不完善,汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)、回收企業(yè)、回收企業(yè)之間還沒(méi)有建立起有效的合作機制,權利和責任還不夠明確。這些制度和措施對提高廢舊電池的有效利用率起到了積極作用。規范條件修訂版強調了動(dòng)力電池可追溯性管理的進(jìn)一步完善。

例如,在“技術(shù)、設備、工藝”的總體要求中,在規范條件修訂版中增加了一條,“應滿(mǎn)足新能源汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用追溯管理的要求,并具有信息追溯能力,如可追溯信息系統、編碼標識和其他輔助設施和設備,當提到“電子元件、金屬、石墨、塑料、橡膠、隔膜、電解質(zhì)和其他在綜合利用過(guò)程中產(chǎn)生的零件和材料”時(shí),不能處理,要求企業(yè)“按照國家有關(guān)要求,將符合條件的企業(yè)集中處理”,“做好跟蹤管理工作”;在“產(chǎn)品質(zhì)量和職業(yè)教育”條款中,要求回收企業(yè)從以往的“建立完整的可追溯體系”到“建立完整的信息化生產(chǎn)過(guò)程管理體系”,這也有利于建立一個(gè)較為完整、成熟的廢舊動(dòng)力電池綜合利用數據庫。

安全性是動(dòng)力電池發(fā)展的基礎。同樣,修訂后的規范條件對動(dòng)力電池回收過(guò)程中的安全性提出了更高的要求。其中,在“環(huán)保要求”條款中,對“氣體”單獨增加了更為詳細的處理要求,“在常溫常壓下易燃易爆的綜合利用過(guò)程中產(chǎn)生的殘留物和排放有毒氣體,必須進(jìn)行預處理,使其穩定,然后儲存,否則將作為易燃易爆危險物品儲存;”在“安全生產(chǎn)”中,“個(gè)人健康和社會(huì )責任”條款中增加了對運輸的新要求:“廢動(dòng)力電池的運輸應符合國家有關(guān)法律法規的要求,電池結構應盡可能完整。運輸前應根據廢動(dòng)力電池的安全特性進(jìn)行分類(lèi),并按有關(guān)標準采取相應的運輸方案,采取防火、防水、防爆、絕緣、隔熱等安全保證措施,制定應急計劃。”
 

關(guān)鍵共性技術(shù)亟待突破

中國鋰資源量約700萬(wàn)噸,居世界第四位。但由于鋰礦石品位低、凈化難度大、成本高,每年需要進(jìn)口大量鋰礦石,對外依存度超過(guò)85%,“中國需求”也推動(dòng)電池級碳酸鋰價(jià)格飛漲,從2015年初的不足5萬(wàn)元/噸,到2017年底的18萬(wàn)元/噸,增長(cháng)近三倍,不利于新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對我國資源安全挑戰提出了嚴格要求。

張天仁說(shuō),廢動(dòng)力電池是一個(gè)有價(jià)值的“城市礦山”,金屬含量遠高于礦石,回收鋰、鈷、鎳等有價(jià)值的金屬,可以提高資源利用效率,減少對國外的依賴(lài)。如果廢動(dòng)力電池處置不當,隨意丟棄,將對生態(tài)環(huán)境造成極大危害。”例如,正極材料中的鈷、鎳等重金屬元素,電解液中的有機物,負極材料中的碳等會(huì )對水和土壤造成嚴重污染,特別是重金屬一旦滲入土壤,幾十年內很難恢復。”

因此,在節能環(huán)保方面,修訂后的《規范條件》首次提出鋰元素回收率標準,即不低于85%,采用材料修復工藝的材料回收率不低于90%。為避免技術(shù)落后、技術(shù)落后的“小作坊”回收利用對行業(yè)整體健康發(fā)展的影響,修訂后的《規范條件》對環(huán)保要求進(jìn)行了升級。新建、改建、擴建的綜合利用企業(yè),應當嚴格執行環(huán)境評價(jià)制度,對列入固定污染源排放許可證分類(lèi)管理目錄的建設項目,按照有關(guān)管理要求申請排放許可證國家排放許可證管理規定;綜合利用過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、廢氣、工業(yè)固體廢物等在線(xiàn)監測裝置由過(guò)去的“鼓勵安裝”改為“要求安裝”等。

修訂后的《規范和條件》強調,“選擇生產(chǎn)自動(dòng)化效率高、能耗指標先進(jìn)、環(huán)保標準高、資源綜合利用率高的生產(chǎn)設備和設施,同時(shí)應采用節能、環(huán)保、清潔、高效、智能的新技術(shù)和新工藝,“張說(shuō),目前再生技術(shù)還不成熟,自動(dòng)化水平低,成本高。”針對廢舊動(dòng)力電池回收利用的薄弱環(huán)節,組織產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合,不斷提高工藝裝備水平、金屬精煉技術(shù)水平、節能降耗水平,突破關(guān)鍵共性技術(shù),有效降低生產(chǎn)成本,逐步培育成熟的產(chǎn)業(yè)體系。”

2022年4月1日 18:05
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