动力电池报废潮将至 回收利用须追本溯源

我国新能源汽车产销量已居世界第一。根据中国汽车工业协会公布的数据，2019年1-8月，中国新能源汽车销量为79.3万辆，保持32%的同比增速。随着新能源汽车的大规模推广应用，废旧动力蓄电池的综合利用显得尤为迫切。近日，工信部对2016年发布的《新能源汽车废弃动力电池综合利用行业标准条件》(以下简称《标准条件》)和《新能源汽车废弃动力电池综合利用行业标准公告管理暂行办法》(以下简称《办法》)进行了修订并正式向社会征求意见，对动力电池综合利用提出了更加完善、更加安全、更加节能环保的要求。回收仍处于初级阶段。据中国汽车技术研究中心测算，结合汽车报废年限、电池寿命等因素，2018-2020年我国累计报废动力电池将达到12-20万吨，2025年规模将达到35万吨。可以说，新能源汽车动力电池大规模报废的浪潮正在到来。“动力电池的使用寿命一般为5-8年，有效寿命为4-6年，这意味着首批投入市场的新能源汽车动力电池基本处于淘汰的临界点。”天能集团董事局主席张告诉科技日报记者，动力蓄电池容量衰减到80%以下，就不能完全满足汽车的动力需求，可以逐步用于其他领域。工信部发布的《新能源汽车动力电池回收利用调研报告(导言)》显示，目前动力电池的梯级利用大多处于实验示范阶段，主要集中在动力制备和储能领域。2018年，中国铁塔公司停止采购铅酸电池，大力推进锂电池的分步利用。在31个省市约12万个基站开展了电池分步利用制动力的应用，在制动力、储能、外接发电等应用场景加强了业务拓展。国家电网已经建立了一个1兆瓦时的储能系统示范项目，使用磷酸铁锂电池逐步接受可再生能源发电和调频。张表示，目前新能源汽车报废动力电池主要有两个去向，一是分步利用，二是回收利用。报废电池拆解后，其中的重金属会被提炼再利用。“从整个生命周期来看，梯级使用的电池最终报废后需要回收。”国家非常重视动力电池的回收利用。2018年，工信部、环保部等部委联合发布《新能源汽车动力电池回收管理暂行办法》等法规，加强动力电池回收管理，规范行业发展，促进资源综合利用。但是，动力电池的回收利用还是一个新的领域，还处于起步阶段，面临很多困难和不足。及时修订规范和措施尤为关键和重要。建立健全成熟的综合利用数据库。新发布的《规范条件》修订稿和《办法》修订稿在2016年相关文件的基础上进行修改和完善，特别体现了技术和技术驱动，使动力电池的溯源和利用更加完善和安全。在废旧电池回收中，可追溯性被认为是一个关键环节。《新能源汽车动力电池回收追溯管理暂行规定》提出，建立综合追溯管理平台，收集信息……对新能源动力锂电池生产、销售、使用、报废、回收和利用的全过程进行模拟，测试各环节主体回收责任的履行情况。张表示，目前我国电池回收体系不健全，汽车生产企业、电池生产企业、回收企业、回收企业之间缺乏有效的合作机制，权责不够明确。这些制度措施对加强报废电池的高效利用发挥了积极作用。《规范》修订稿中突出了对动力电池可追溯性管理的进一步完善。例如，在“技术、设备和工艺”的总体要求中，《规范和条件》修订稿新增了一项，“应当符合新能源汽车动力电池回收利用追溯管理的相关要求，具备追溯信息系统等信息追溯能力和代码标识等辅助设施设备。”涉及“综合利用过程中产生的电子元器件、金属、石墨、塑料、橡胶、隔膜、电解液等零部件和材料”无法处置的，要求企业“按照国家有关要求交由相关有资质的企业集中处理”，“做好跟踪管理”；在《产品质量与职业教育》一文中，要求回收企业从“建立完整的追溯体系”升级为“建立完整的信息化生产过程管理体系”，这也有利于建立更加完整、成熟的废旧动力电池综合利用数据库。安全是动力电池发展的基础。同样，《规范与条件》修订版对动力电池在回收过程中的安全性提出了更高的要求。其中，在“环保要求”条款中，对“气体”单独增加了更为详细的处理要求，“在常温常压下易燃易爆，综合利用过程中产生的排放有气体的残渣，必须进行预处理，使其稳定后方可储存，否则按易燃易爆危险品储存”；在“安全生产、人身健康和社会责任”条款中，增加了对运输的新要求:“废弃动力电池的运输应当符合国家相关法律法规和标准的要求，并尽可能保证电池结构。运输前，应当根据废旧动力电池的安全特性对其进行分类，并根据相关标准采取相应的运输方案，有防火、防水、防爆、绝缘、隔热等安全保障措施，并制定应急预案。”关键共性技术需要突破。中国锂资源约700万吨，居世界第四位。但由于锂矿品位差、提纯困难、成本高，每年需要大量进口锂矿，对外依存度超过85%。“中国需求”也推动了电池级碳酸锂价格的暴涨，从2015年初的不到5万元/吨，涨到2017年底的18万元/吨，涨幅近3倍，不利于新能源汽车产业的发展，对我国资源安全构成严峻挑战。张说，废旧动力电池是珍贵的“城市矿山”，金属含量远高于矿石。回收和循环利用其中的锂、钴、镍等有价金属，可以提高资源利用效率，减少对外依赖。废旧动力电池如果处理不当，随意丢弃，会对生态环境造成极大的危害。“阴极材料中的钴、镍等重金属元素，电解液中的有机物，阴极中的碳质材料，都会对水和土壤造成严重污染，尤其是重金属一旦渗入土壤，几十年都难以恢复。”因此，在节能环保方面，规范条件修订稿首次对锂的回收率提出了规范，即不低于85%，采用材料修复工艺的，材料回收率应不低于90%。为避免工艺简陋、技术落后的回收“小作坊”影响行业整体健康发展，《规范和条件》修订稿提升了环保要求。新建、改建、扩建综合利用企业应严格执行环境评价制度，列入固定污染源排污许可证分类管理名录的建设项目，按照国家有关排污许可证管理规定申请排污许可证；综合利用过程中产生的废水、废气、工业固体废物等在线监测装置由“鼓励安装”变为“应有”。修订版规范强调，“应当选择生产自动化效率高、能耗指标先进、环保达标、资源综合利用率高的生产设备和设施，采用节能、环保、清洁、高效、智能化的新技术和新工艺。”张说，目前，回收技术不成熟，自动化水平低，成本居高不下。“针对废旧动力电池回收利用的薄弱环节，组织产学研联合攻关，不断提高工艺装备、金属精炼技术、节能降耗水平，突破关键共性技术，有效降低生产成本，逐步培育成熟的产业体系。”我国新能源汽车产销量已居世界第一。根据中国汽车工业协会公布的数据，2019年1-8月，中国新能源汽车销量为79.3万辆，保持32%的同比增速。随着新能源汽车的大规模推广应用，废旧动力蓄电池的综合利用显得尤为迫切。近日，工信部对2016年发布的《新能源汽车废弃动力电池综合利用行业标准条件》(以下简称《标准条件》)和《新能源汽车废弃动力电池综合利用行业标准公告管理暂行办法》(以下简称《办法》)进行了修订并正式向社会征求意见，对动力电池综合利用提出了更加完善、更加安全、更加节能环保的要求。回收仍处于初级阶段。据中国汽车技术研究中心测算，结合汽车报废年限、电池寿命等因素，2018-2020年我国累计报废动力电池将达到12-20万吨，2025年规模将达到35万吨。可以说，新能源汽车动力电池大规模报废的浪潮正在到来。“动力电池的使用寿命一般为5-8年，有效寿命为4-6年，这意味着首批投入市场的新能源汽车动力电池基本处于淘汰的临界点。”天能集团董事局主席张告诉科技日报记者，动力蓄电池容量衰减到80%以下，就不能完全满足汽车的动力需求，可以逐步用于其他领域。工信部发布的《新能源汽车动力电池回收利用调研报告(导言)》显示，目前动力电池的梯级利用大多处于实验示范阶段，主要集中在动力制备和储能领域。2018年，中国铁塔公司停止采购铅酸电池，大力推进锂电池的分步利用。在31个省市约12万个基站开展了电池分步利用制动力的应用，在制动力、储能、外接发电等应用场景加强了业务拓展。国家电网已经建立了一个1兆瓦时的储能系统示范项目，使用磷酸铁锂电池逐步接受可再生能源发电和调频。张表示，目前新能源汽车报废动力电池主要有两个去向，一是分步利用，二是回收利用。报废电池拆解后，其中的重金属会被提炼再利用。“从整个生命周期来看，梯级使用的电池最终报废后需要回收。”国家非常重视动力电池的回收利用。2018年，工业、信息化和环境保护部联合发布了……新能源汽车用动力电池回收管理办法》等法规，加强动力电池回收管理，规范行业发展，促进资源综合利用。但是，动力电池的回收利用还是一个新的领域，还处于起步阶段，面临很多困难和不足。及时修订规范和措施尤为关键和重要。建立健全成熟的综合利用数据库。新发布的《规范条件》修订稿和《办法》修订稿在2016年相关文件的基础上进行修改和完善，特别体现了技术和技术驱动，使动力电池的溯源和利用更加完善和安全。在废旧电池回收中，可追溯性被认为是一个关键环节。《新能源汽车动力电池回收追溯管理暂行规定》提出，将建立综合追溯管理平台，采集新能源动力锂电池生产、销售、使用、报废、回收、利用全过程信息，测试各环节主体履行回收责任情况。张表示，目前我国电池回收体系不健全，汽车生产企业、电池生产企业、回收企业、回收企业之间缺乏有效的合作机制，权责不够明确。这些制度措施对加强报废电池的高效利用发挥了积极作用。《规范》修订稿中突出了对动力电池可追溯性管理的进一步完善。例如，在“技术、设备和工艺”的总体要求中，《规范和条件》修订稿新增了一项，“应当符合新能源汽车动力电池回收利用追溯管理的相关要求，具备追溯信息系统等信息追溯能力和代码标识等辅助设施设备。”涉及“综合利用过程中产生的电子元器件、金属、石墨、塑料、橡胶、隔膜、电解液等零部件和材料”无法处置的，要求企业“按照国家有关要求交由相关有资质的企业集中处理”，“做好跟踪管理”；在《产品质量与职业教育》一文中，要求回收企业从“建立完整的追溯体系”升级为“建立完整的信息化生产过程管理体系”，这也有利于建立更加完整、成熟的废旧动力电池综合利用数据库。安全是动力电池发展的基础。同样，《规范与条件》修订版对动力电池在回收过程中的安全性提出了更高的要求。其中，在“环保要求”条款中，对“气体”单独增加了更为详细的处理要求，“在常温常压下易燃易爆，综合利用过程中产生的排放有气体的残渣，必须进行预处理，使其稳定后方可储存，否则按易燃易爆危险品储存”；在“安全生产、人身健康和社会责任”条款中，增加了对运输的新要求:“废弃动力电池的运输应当符合国家相关法律法规和标准的要求，并尽可能保证电池结构。运输前，应当根据废旧动力电池的安全特性对其进行分类，并根据相关标准采取相应的运输方案，有防火、防水、防爆、绝缘、隔热等安全保障措施，并制定应急预案。”关键共性技术需要突破。中国锂资源约700万吨，居世界第四位。但由于锂矿品位差、提纯困难、成本高，每年需要大量进口锂矿，对外依存度超过85%。“中国需求”也推动了电池级碳酸锂价格的暴涨，从2015年初的不到5万元/吨，涨到2017年底的18万元/吨，涨幅近3倍，不利于新能源汽车产业的发展，对我国资源安全构成严峻挑战。张说，废旧动力电池是珍贵的“城市矿山”，金属含量远高于矿石。回收和循环利用其中的锂、钴、镍等有价金属，可以提高资源利用效率，减少对外依赖。废旧动力电池如果处理不当，随意丢弃，会对生态环境造成极大的危害。“阴极材料中的钴、镍等重金属元素，电解液中的有机物，阴极中的碳质材料，都会对水和土壤造成严重污染，尤其是重金属一旦渗入土壤，几十年都难以恢复。”因此，在节能环保方面，规范条件修订稿首次对锂的回收率提出了规范，即不低于85%，采用材料修复工艺的，材料回收率应不低于90%。为避免工艺简陋、技术落后的回收“小作坊”影响行业整体健康发展，《规范和条件》修订稿提升了环保要求。新建、改建、扩建综合利用企业应严格执行环境评价制度，列入固定污染源排污许可证分类管理名录的建设项目，按照国家有关排污许可证管理规定申请排污许可证；综合利用过程中产生的废水、废气、工业固体废物等在线监测装置由“鼓励安装”变为“应有”。修订版规范强调，“应当选择生产自动化效率高、能耗指标先进、环保达标、资源综合利用率高的生产设备和设施，采用节能、环保、清洁、高效、智能化的新技术和新工艺。”张说，目前，回收技术不成熟，自动化水平低，成本居高不下。“针对废旧动力电池回收利用的薄弱环节，组织产学研联合攻关，不断提高工艺装备、金属精炼技术、节能降耗水平，突破关键共性技术，有效降低生产成本，逐步培育成熟的产业体系。”

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