警惕動力電池“報廢潮”引發“二次污染”
我國動力電池將迎來“報廢潮”，到2020年報廢量將超過24.8萬噸，大約是2016年報廢量的20倍。
如此大規模的“報廢潮”，面臨的卻是嚴峻的回收形勢。如何安全回收、環保處理，加強廢舊動力電池的規范化循環利用，避免此類新型固體廢物引發“災難性”的環境后果，成為業內人士普遍關注的“世界級難題”。
專家建議，宜盡快建立健全廢舊動力電池循環利用體系，依托業內骨干企業，組建國家級的工程研究中心破解技術瓶頸，建立技術支撐體系，推動新能源汽車產業鏈綠色可持續發展。
3到4年內迎來“報廢潮”
近年來，在環境問題日益嚴峻、能源多樣化戰略漸成發展共識的背景下，多國政府加大了對新能源汽車產業扶持力度，全球新能源汽車行業進入了快速發展階段。
業內人士表示，國內新能源汽車增長目前仍主要集中在政府采購決定權較大的領域，如物流車、環衛車、公務車等公共領域，但私人消費者對新能源汽車的接受度在逐步提升。
從事新能源共享汽車運營的長沙先導快線科技股份有限公司總經理唐宏偉認為，隨著國家補貼政策的細化及充電設施的逐步完善，國內新能源汽車市場的增長將逐步由公共領域帶動轉向由私人領域帶動，家用新能源乘用車市場將進入高速增長期。
據行業智庫高工產研鋰電研究所預測，未來5年國內新能源車的產銷量將保持快速增長，年復合增長率預計超過30%。
新能源汽車市場呈現爆發式增長，直接帶動動力電池的規模快速增長。2015年中國動力電池產值380億元，同比增長262%，產值接近數碼鋰電池。2016年中國動力電池產值645億元，首次超過傳統數碼鋰電池規模，成為鋰電池消費結構中占比最大的領域。
據高工產研鋰電研究所預測，隨著新一輪推廣政策的出臺，以及未來鋰電池生產技術提升、成本下降等影響，未來5年用于新能源汽車的動力電池需求將高速增長，2016年我國汽車用動力電池產量為30.8GWh，預計2020年中國汽車動力鋰電池產量將達到141GWh。
湖南邦普循環科技有限公司董事長李長東告訴《經濟參考報》記者，目前3000次循環壽命的磷酸鐵鋰電池壽命可達8年左右，但實際工況下電池壽命會短一些，平均可以使用5年。由于三元動力電池技術發展較晚，成熟度不如磷酸鐵鋰電池，使用壽命相對較短，工況條件下平均壽命4年。
“首批在2012-2014年間裝車的動力電池將會在2018年前后出現大規模退役。在未來3到4年內，動力鋰電池將會出現‘報廢潮’。”李長東說。
據高工產研鋰電研究所預測，隨著電動汽車市場規模不斷增長，預計動力電池的報廢量也會出現快速增長的趨勢。2016年動力電池的報廢量約1.2萬噸，到2020年我國動力電池報廢量將達到24.8萬噸。
回收和循環利用成難題
部分專家認為，從環境治理和資源利用角度來看，廢舊動力電池回收和循環利用將成新能源汽車產業的重要一環。
業內人士介紹，現有動力電池產能中，磷酸鐵鋰電池占主流。值得注意的是，受特斯拉熱潮帶動，國內也有部分企業探索將三元材料比如NCM（鎳鈷錳）和NCA（鎳鈷鋁）用于動力電池。從2014年開始，國內陸續有用于乘用車的三元動力電池產線投產。
中國科學院過程工程研究所研究員曹宏斌告訴《經濟參考報》記者，2013年之前，國內鉛酸電池回收行業出現嚴重問題，缺乏資質的個人和小作坊非法回收鉛酸電池，直接排放廢棄酸液，對環境造成嚴重污染，教訓十分慘重。
業內人士普遍認為，盡管新能源車用動力電池主要采用相對環保的鋰電池，相比鉛酸電池污染性弱一些，但如果回收處置不當，也極有可能重蹈當年鉛酸電池覆轍，對環境造成嚴重污染。鑒于動力電池“報廢潮”即將到來，對可能造成的環境污染決不能掉以輕心。
“廢舊動力電池中含鎳、鈷、錳等重金屬，電解液，含氟有機物也是有污染的；此外，由于廢舊動力電池依然含有300-1000V不等的高壓，如果在回收、拆解、處理過程中操作不當，可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機物廢氣排放等多種問題。”曹宏斌說。
“以動力電池電解液中的六氟磷酸鋰為例，這種溶質在空氣環境中容易水解產生五氟化磷、氟化氫等有害物質，對人體、動植物有強烈腐蝕作用，因此要特別注意溶劑和六氟磷酸鋰的處理。稍有不慎，極有可能帶來‘二次污染’，甚至災難性后果。”李長東說。
盡管污染就像“達摩克利斯之劍”高懸頭上，但另一方面，廢舊車用動力電池又是極具價值的“城市礦產”，如果利用得當，不僅能減少環境污染，還能“變廢為寶”，避免資源浪費。
清華大學核能與新能源技術研究院研究員徐盛明說，動力電池需要的鈷、鎳、鋰等原材料都是非常重要的戰略資源，目前我國80%的鈷以及70%的鋰、鎳資源都依賴進口。
“我國鈷資源比較貧乏，鈷的生產量不到幾千噸，但使用量卻達到幾萬噸，所以基本依靠從非洲的民主剛果等國家進口，但這些國家政治局勢不太好。新能源汽車產業發展很快，鈷一直供不應求。”徐盛明說。
業內人士認為，我國雖然沒有鈷資源，但是每年進口了大量鈷礦，國內有較大的儲藏量可以使用，而且國內鈷的整體保有量的70%集中在電池生產領域。如果能把這些鈷資源循環利用好，就能大大減少對國外進口的依賴，有利于新能源汽車產業健康發展。
“鋰、鎳、鈷在礦石中的含量品位非常低，像紅土鎳中的鎳只有0.5%；氧化鈷礦中的鈷只有0.2%的含量；鹵水中的鋰只有0.02%；而廢舊三元動力電池中的含鎳+鈷+錳總量達20%，廢舊鋰電池中含有3%的鋰，廢舊鎳氫動力電池中含有鎳鈷總量40%，稀土6%左右，廢舊電池中的有價金屬品位是原礦的40-100倍。”中南大學冶金與環境學院教授戴曦說。
“動力鋰離子電池的一般使用壽命約為8年，但車用動力鋰電池的容量衰減至80%以下時就會被廢棄，實際使用時間約為3-6年。在對這些廢棄的車用動力鋰電池進行材料或能量的回收前，還可以把它們用于電網儲能或作為低等級的動力源，建立電池梯級的二次利用體系，充分發揮動力鋰電池的社會經濟效益。”徐盛明說。
三大瓶頸亟待破解
盡管廢舊動力電池循環利用的重要性在業界已達成共識，但其循環利用市場尚處于萌芽階段，無論是政策法規、工藝技術還是回收體系，都亟待進一步加強研究和規范。
首先，政策法規支撐力和約束力不夠。業內人士表示，我國已制定《危險廢物污染防治技術政策》、《廢電池污染防治技術政策》，2016年國家發改委牽頭制定了《新能源汽車動力蓄電池回收利用技術政策》，2017年國標委發布了國家標準《車用動力電池回收利用拆解技術規范》。這些政策和技術標準全部為引導性或推薦性指導文件，對于經營規范的骨干企業有參考指導作用，但對于不法貿易商來說并沒有任何約束作用。
其次，回收處理技術滯后。廢舊動力鋰電池回收處理的整個過程包括放電、拆解、破碎、分選、除雜、元素合成等幾十個復雜步驟，涉及物理、化學、材料、工程等多個交叉學科，技術復雜冗長。目前，全球范圍內包括德國、美國、日本等多個發達國家都在積極支持和推動該領域國家共性關鍵技術工程化研究開發。而我國在動力電池回收處理技術工藝方面相對國際同行有些滯后。
第三，回收網絡體系不健全。按照我國車用動力電池回收現行政策要求，動力電池的回收網絡應由汽車生產企業負責，但我國汽車生產企業往往將責任上移至電池供應商，而電池生產企業又沒有全國性的回收網絡，加之網點建設成本高昂，目前全國回收市場極不規范，整體處于一種“不管有牌無牌，價高者得”的無序狀態。
針對以上問題，專家建議，應引導建立透明通暢的廢舊動力電池回收網絡，改變現有的“付費式”商業回收模式，采取日本等國家在回收處理上的“收費式”處理方式，從而有利于長遠發展。同時還應充分利用高校、企業等研發力量，加大回收處理技術方面的研究，同國際接軌。
第一，推動建立可全程監控的良性回收體系。從動力制造階段開始著手設計，借助互聯網、物聯網，對動力電池制造、流通、回收全過程進行監控，避免小商販的局部拆解，實現每一組動力電池全部完整回收，并建立標桿推廣到平行的回收領域。
第二，探索動力電池的梯次利用技術。考慮到動力電池中含有較高的余電可以利用，應進一步探討如何安全高效地實現動力電池的梯次利用。
第三，探索更加高效清潔的生產技術。在拆解技術上探討如何高效短程實現分類；在冶金技術上探索以定向循環為導向的冶金技術；在清潔技術上深入研發更加清潔的冶金技術，避免造成“二次污染”。
為此，國家有關部門不妨從資金、政策、智力資源等方面支持動力電池循環利用領域的骨干企業，科研院所應盡快共同建立動力電池循環利用國家級工程研發中心。
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