電動車廢舊蓄電池循環(huán)利用現(xiàn)狀研究

田太陽，胡 兵，吳 浩，王秀軍，涂文婷

（1．上海應用技術(shù)學院，上海 201400；2．上海交通大學，上海 200240；3．華東師范大學，上海 200241）

電動車廢舊蓄電池循環(huán)利用現(xiàn)狀研究

田太陽1，胡 兵2，吳 浩3，王秀軍3，涂文婷3

（1．上海應用技術(shù)學院，上海 201400；2．上海交通大學，上海 200240；3．華東師范大學，上海 200241）

闡述了電動車廢舊蓄電池的危害和利用價值，分析了國內(nèi)電動車廢舊蓄電池處理現(xiàn)狀及目前回收不利的原因，并提出了合理化建議。

節(jié)能環(huán)保；電動車；廢舊蓄電池；循環(huán)利用

電動車在20世紀30年代發(fā)明之后因技術(shù)原因一度銷聲匿跡，70年代的能源危機使電動車作為一種解決能源危機的重要方向引起國外的高度重視，通過各種立法手段促進其快速發(fā)展，目前在美國、日本和西歐已經(jīng)得到廣泛的應用。而國內(nèi)電動車市場起步于20世紀90年代，到2007年已經(jīng)發(fā)展到2 000多個品牌，年銷售1 600多萬臺，同時產(chǎn)生2 300多家配套企業(yè)，解決100多萬人的就業(yè)問題，形成300多億元的年度產(chǎn)值［1］。但直到2006年才通過首部《電動自行車通用技術(shù)條件》的相關法規(guī)［2］，也只對上路條件做出規(guī)定。對于這個還在成長期的行業(yè)，各種相關的法律規(guī)范不健全、生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊、市場混亂等因素的作用下，產(chǎn)生的大量廢舊蓄電池沒能得到很好的處理。通過對具有代表性的安徽省安慶市新豐村廢舊蓄電池循環(huán)利用現(xiàn)狀調(diào)研，發(fā)放調(diào)查問卷200份，有效回收197份，同時對生產(chǎn)廠家和回收點進行了走訪，參考大量文獻資料及相關政策，得出了目前廢舊蓄電池利用情況。

1 廢舊鉛酸蓄電池的危害和利用價值

在廢舊蓄電池的循環(huán)利用上，存在鉛板受損程度、填充液體的回灌精確度、返修修復率的檢測程度等一系列技術(shù)難題。對于廠家而言，整車生產(chǎn)技術(shù)已熟練掌握，但在廢舊蓄電池循環(huán)利用上卻沒有完全成熟的技術(shù)。并且回收處理不僅會增加廠家成本、分散廠家和經(jīng)銷商的精力，還會影響到新車的銷售，因而，廠家對循環(huán)利用蓄電池并沒有采取行之有效的措施，而是由消費者自行處理。各方對于蓄電池回收市場的聽之任之導致廢舊蓄電池回收市場混亂無序，最終不能修復

廢舊蓄電池主要污染部分為鉛和硫酸。重金屬元素鉛進入人體內(nèi)會使體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而使人體不能發(fā)揮正常的功能。食用含鉛食物，會影響酶及血紅素正常合成，影響神經(jīng)系統(tǒng)；鉛在骨骼及腎臟中積累，有潛在的長期影響。硫酸則是強酸，對環(huán)境的污染盡人皆知，1個鈕扣大的電池可以污染600 t的水。如果對廢舊鉛酸蓄電池隨意丟棄或隨意拆解，會對環(huán)境造成很大的破壞。然而廢舊鉛酸蓄電池是良好的資源，鉛是重要的不可再生資源，鉛再生技術(shù)可以減少原礦石的開采量，延長礦山開采期限，同時大量節(jié)約能源，生產(chǎn)再生鉛的能耗僅為生產(chǎn)原生鉛的25．1%～31．4%，生產(chǎn)成本也比原生鉛低38%。我國預計1 a產(chǎn)生108～144萬t的廢舊鉛酸電池。

鉛酸蓄電池的回收與利用受到發(fā)達國家的高度重視，歐洲地區(qū)規(guī)定，電池及電動車的生產(chǎn)廠家有責任進行集中回收。歐洲的鉛酸電動自行車售價高達400～1 000歐元，比中國貴2～4倍，賣出1元錢的電池，企業(yè)要付出2元的環(huán)保治理成本。美國再生鉛在鉛產(chǎn)量中的比例高達76．2%，其他各歐洲國家也超過50%，而我國2003年為止才約20%。因此鉛酸蓄電池的再利用行業(yè)在國內(nèi)有很廣闊的發(fā)展空間［3-9］。

2 國內(nèi)電動車廢舊蓄電池的處理現(xiàn)狀

時會被廢品收購站收購，簡單拆解以得到其中的貴重金屬，必定對環(huán)境造成很大的破壞。

項目調(diào)研發(fā)現(xiàn)電動車的主要問題見圖1。主要問題是蓄電池問題，主要集中在電量不足、行駛能力差和爬坡能力變?nèi)?個方面。出現(xiàn)問題的原因由鉛酸蓄電池本身的壽命短，硫酸易干燥而與鉛板脫離造成的。

圖1 新豐村電動車主要質(zhì)量問題調(diào)查結(jié)果

鉛酸蓄電池壽命僅為2 a左右，因此隨著我國電動車擁有量突破1億輛并呈現(xiàn)高速增長勢頭，2 a后國內(nèi)的廢舊蓄電池會大量增加。如果不加以回收，不僅鉛和硫酸對環(huán)境將造成嚴重破壞，而且浪費寶貴的鉛資源。廢舊蓄電池的處理情況及不同處理方式費用見圖2、3。

圖2 村民處理廢舊蓄電池方式

圖3 廢舊蓄電池修復費用及維修后使用壽命

從圖2、3可以看出，目前該村一次性的維修率僅51%，其他的被廢棄或進入廢品收購站。而廢品收購站沒有相關處理技術(shù)，對其隨意拆解。因此，建立有效的蓄電池回收利用系統(tǒng)十分重要。

從調(diào)研情況來看，目前回收不利的原因主要有如下幾點：

1）國內(nèi)雖有近300家鉛再生企業(yè)，但目前只有江蘇春興、上海飛輪和湖北金洋等少數(shù)企業(yè)擁有先進的設備和技術(shù)。多數(shù)企業(yè)工藝技術(shù)落后、規(guī)模小、耗能高、污染重、回收和綜合利用率低，整體水平僅相當于國際20世紀60年代水平。

2）國內(nèi)還存在數(shù)以萬計的個體再生鉛廠，這些小鉛廠低成本，經(jīng)營手段靈活，搶奪原料，生產(chǎn)過程嚴重污染環(huán)境?；緵]有回收站將廢舊蓄電池賣給正規(guī)企業(yè)，而是流入黑市。在與上海飛輪廠的交流中發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)能4萬t的設備每年卻只能收到幾千t的原料，對經(jīng)營造成了很大的困擾。

3）舊電池回收主要是鉛回收，因此部分商販為了減輕運輸質(zhì)量，就地取鉛而把硫酸直接倒在城鄉(xiāng)接合部，對環(huán)境造成嚴重破壞。

4）正規(guī)企業(yè)技術(shù)能力與國外相比存在很大差距。綜合利用率低，無分選處理技術(shù)，板柵金屬和鉛膏混煉，合金成分沒有合理利用的情況大量存在。全國每年都有大量的鉛在冶煉中流失，能耗高。國內(nèi)一般水平為500～600 kg/t，而國外僅150～200 kg/t。污染嚴重。由于技術(shù)落后，熔煉過程中排放的鉛蒸汽、煙塵、二氧化硫超過國家標準的幾十倍。每處理1萬t廢鉛酸蓄電池，平均產(chǎn)出0．7萬t鉛，排放二氧化硫408 t，耗水5萬m3，洗水近0．6萬m3，產(chǎn)生棄渣2 000 t，其中含鉛 200 t、砷 20 t、銻 67 t。

5）國內(nèi)目前沒有形成統(tǒng)一的回收鏈，回收渠道不暢。鉛酸蓄電池由鉛再生廠直接回收還是由生產(chǎn)廠家和經(jīng)銷商直接回收并沒有嚴格的規(guī)定，造成了生產(chǎn)企業(yè)不愿回收，鉛再生廠沒能力回收，回收處于一種無序狀態(tài)。

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

電動車產(chǎn)業(yè)以其經(jīng)濟實用、無大氣污染而在最近幾年里得到快速的發(fā)展，但同時產(chǎn)生數(shù)量眾多的廢舊蓄電池，對環(huán)境的破壞已經(jīng)凸顯。通過實地調(diào)查、走訪，發(fā)現(xiàn)電動車在農(nóng)村具有極大的需求市場，為農(nóng)民的增產(chǎn)增收帶來了巨大的促進作用。這也促使了電動車行業(yè)的迅速發(fā)展，使得廢舊蓄電池的有序回收利用變得更加迫切。

然而，廢舊蓄電池的回收卻是一大難題，原因在于廠家眾多，蓄電池產(chǎn)品本身差異巨大，回收難度大、成本高，廠家不愿意在回收上付出太多的努力，國家又暫時沒有相關的規(guī)定出臺，給地下生產(chǎn)鏈提供了機會，其在沒有技術(shù)和工具的條件下隨意拆解，不僅污染了環(huán)境，嚴重影響行業(yè)秩序，還造成鉛的大量流失。

因此，在認識到電動車優(yōu)點的同時，必須通過合理的政策措施使廢舊蓄電池得到更好的回收利用。

3.2 建議

1）從源頭上解決。之所以存在廢舊蓄電池的回收利用問題，根本原因在于鉛酸蓄電池本身的結(jié)構(gòu)。如果采用更為先進的鋰電池等作為能量來源，不僅能量密度高，而且也不會產(chǎn)生大量廢舊蓄電池。但是鋰電池目前成本較高，因此還需要加強科學研究，降低成本，方能使其被普通用戶接受。

2）以舊換新。以美國為例其采取2種回收方式：其一，當購買新電池時無償交回舊電池，否則每買1個新的蓄電池要多付3～5美元的費用，蓄電池廠在給零售商配送新電池時收回舊電池，蓄電池再送鉛再生廠生產(chǎn)并回購鉛產(chǎn)品而形成閉式回收鏈；其二，再生鉛廠同時可以通過廢料商（主要為汽車拆解廠）購買舊蓄電池，屬開放式回收鏈。通過這2種方式美國目前的廢鉛酸蓄電池回收率幾乎達100%。

3）制定優(yōu)惠政策。通過政策扶持廢舊鉛酸蓄電池再生企業(yè)發(fā)展。在稅收政策上按特殊行業(yè)給予稅收減免；從政府財政撥款補貼、銀行貸款貼息等方面給予資金支持。同時宣傳民眾主動回收舊電池，在發(fā)達國家已取得了令人滿意的成果，但這需要公眾有良好的環(huán)保意識。

4）制定處罰措施。國外對廢蓄電池處置有嚴格的法律法規(guī)制約。在美國，有很多州已有法律化條文，要求廢舊蓄電池必須完整地送到指定的廢蓄電池回收處，由回收處送再生鉛廠處理。發(fā)現(xiàn)隨意拋棄、拆解蓄電池，將給予嚴厲處罰，在這方面我國也可以進行嘗試。

5）淘汰落后企業(yè)。很多企業(yè)處理舊電池過程中浪費和污染嚴重，通過兼并、關停等方式淘汰落后產(chǎn)能可產(chǎn)生規(guī)模效應，也有利于鉛再生廠集中合理規(guī)劃、引進和研發(fā)先進技術(shù)［10］。

［1］李俊客．電動車企業(yè)產(chǎn)品差異化問題研究［D］．天津：天津大學，2008．

［2］ 周厲．電動車：路在何方［J］．西部大開發(fā)，2007 （1）：10-13．

［3］周正華．從廢舊蓄電池中無污染火法冶煉再生鉛及合金［J］．上海有色金屬，2002，23（4）：157-163．

［4］王子哲，裴啟濤．廢鉛酸蓄電池回收利用技術(shù)應用進展［J］．資源再生，2008 （5）：56-57．

［5］傅欣，貢佩蕓，傅毅誠．廢鉛蓄電池的綜合回收利用研究［J］．再生資源研究，2007（4）：25-27．

［6］葉玲霞．環(huán)境鉛污染與人體健康［J］．安徽預防醫(yī)學，2001，7（2）：159-160．

［7］萬皓，夏萱煜，袁義．基于循環(huán)經(jīng)濟模式的電子廢棄物的再生利用體系［J］．環(huán)境保護，2008（2）：35-38．

［8］王化玲，韓忠敏，張遂柱．某私營蓄電池廠鉛危害調(diào)查［J］．現(xiàn)代預防醫(yī)學，2008，35（6）：1046-1047．

［9］馬永剛．七大問題制約我國再生鉛行業(yè)健康發(fā)展［J］．電源技術(shù)，2004，28 （5）：290．

［10］ Hu T L，Sheu J B，Huang K H．A Reverse Logistics Cost Minimization Model for the Treatment of Hazardous Waste［J］．Transportation Research Part E，2002，38：457-473．

Recycling Status of Waste Batteries from Electric Bicycles

Tian Taiyang1,Hu Bing2,Wu Hao3,Wang Xiujun3,Tu Wenting3
（1．Shanghai Institute of Technology,Shanghai 201400;2．Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240;3．East China Normal University,Shanghai200241）

The harm and utility value of waste batteries from electric bicycles were expounded．Treatment status of waste batteries from electric bicycles was analyzed,as well as reasons for its unfavorable recovery．Some rational suggestions were put forward．

energy saving and environmental protection；electric bicycle；waste battery；recycling

X705

A

1005-8206（2011）04-0047-03

2011-04-06

田太陽（1985—），主要從事環(huán)保技術(shù)、臭氧技術(shù)應用工作。E-mail：titan1985@sit．edu．cn。

（責任編輯：蘇媛）