摘要:隨著動力電池的快速增長,我國正面臨著電池壽命結束后廢舊電池管理的難題。我國動力電池回收產業雖然已取得一定進展,但仍面臨標準化建設、技術創新和政策完善等方面的挑戰。為此,剖析了我國動力電池回收與再利用的現狀,分析了動力電池回收相關政策法規、再利用可行性、主要問題及難點等,提出了我國動力電池回收行業的發展展望。
關鍵詞:動力電池;回收利用;法律法規
0 前言
隨著我國電動汽車產業的蓬勃發展,動力電池作為電動汽車的核心組成部件,逐漸成為推動新能源交通變革的重要組成部分。隨著動力電池的大規模步入退役周期,動力電池的妥善處理和循環利用面臨著嚴峻的挑戰。由于首批規模化動力電池產品即將達到使用壽命,我國動力電池已進入了報廢的高峰階段。廢棄動力電池的高效資源化利用是有效的節能減排措施。因此,評估報廢動力電池的回收效率,全面發掘廢棄動力電池的綜合利用價值,實現對退役動力電池的梯次利用策略一方面能有助于降低環境污染,另一方面能推動電池回收產業的規范化發展,有利于我國“雙碳”戰略目標的實現[1-2]。本文從環境、資源、經濟3 個層面對動力電池的回收利用現狀進行深入分析。在廣泛參考和梳理國內外相關文獻的基礎之上,對我國退役動力電池的分類標準、評價方法、篩選流程、檢測重組技術、重組、均衡和安全保障措施等方面的成果進行了系統研究和全面解讀,為我國實現退役動力電池的大規模、高效率梯次回收利用提供參考[3]。
1 政策現狀
近年來,我國政府出臺了一系列關于廢舊動力電池管理和回收的相關政策。通過對歐盟、美國和日本等經濟體的動力電池回收利用政策制定與實施模式的研究,借鑒國際先進經驗,我國在建立健全相關法律法規體系、明確產業鏈主體責任、優化回收利用機制、加速產業技術升級等方面取得了積極進展,推動了我國動力電池產業的綠色、可持續發展[4]。新能源汽車的快速發展,正在有效地緩解對化石能源的消耗、減少溫室氣體排放,但同時也帶來大量即將退役的動力電池。廢舊的動力電池一方面會產生嚴重的環境隱患,另一方面也富含可再生和可利用的寶貴資源。確保動力電池能夠得到有效回收是實現資源循環利用的前提條件,同時也可避免因處置不當造成的環境污染和資源浪費。本文通過對歐盟、美國、日本等發達地區或國家廢舊動力電池回收相關法律法規的梳理,分析廢舊動力電池的主要回收特點,總結出廢舊動力電池有效回收再利用的關鍵因素。在此基礎上,結合我國現行的車輛廢舊動力電池回收管理政策和措施,對如何提高車輛廢舊動力電池的回收總量和回收效率進行了探討,為推動廢舊動力電池的綠色高效利用提供了理論依據[5]。
我國政府一向高度重視動力電池回收利用產業的發展,構建了涵蓋回收責任落實、回收網絡構建、資源平臺搭建和行業規范化管理等一系列的政策體系。2018 年2 月,工業和信息化部等7 個部門共同發布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,正式實行生產者責任延伸制度,旨在強化源頭管控。2019 年11 月,工業和信息化部發布《新能源汽車動力蓄電池回收服務網點建設與運營指南》,積極倡導新能源汽車的生產及循環利用企業設立回收服務網絡,并鼓勵企業資源共享,共建回收服務體系。2020 年3 月,工業和信息化部進一步出臺了《新能源汽車動力電蓄電池梯次利用管理辦法》,鼓勵梯次利用企業與新能源汽車制造商、動力電池制造商、報廢汽車回收拆解企業緊密協作,加強信息交流,充分利用回收渠道,提高資源利用率。2021 年3 月,國務院在其發布的《2021 年政府工作報告》中明確提出要大力發展新能源汽車,加強停車場、充電樁、充電站等配套基礎設施的建設,加快動力電池循環利用系統的建設步伐。2022 年2 月,工業和信息化部等7 個部門聯合發布了《關于加快推動工業資源綜合利用的實施方案》,進一步完善廢動力電池回收制度,健全管理體系。同年12 月,工業和信息化部公布《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》第四批企業名單,該名單涵蓋全國17 個省份共計41 家企業,旨在充分發揮優秀企業的示范引領作用,促進動力電池回收產業健康發展[1]。
廢舊動力電池的有效回收和循環再利用是實現綠色發展的重要途徑,具有重要的經濟效益和社會效益。面對我國動力電池回收產業的發展需求,在借鑒發達國家成功經驗的同時,亟須加快推進相關法律法規和制度體系的建設,不斷細化完善各類標準體系;此外,應加強廢舊動力電池回收利用關鍵技術設備的研發,以科技創新提升其循環利用能力;加大對該產業的監督和執法力度,營造公平公正的市場環境,并通過一系列政策措施促進我國動力電池回收產業健康、可持續發展。
2 主要挑戰與問題
車輛廢舊動力電池的回收主要包括前處理、物理放電拆解、化學浸出及后續深度處理等工藝。按照回收方式的不同,鋰離子電池回收技術可以分為干法回收、濕法回收和生物回收3 大類[6]。
當前我國在廢舊動力電池回收技術領域取得了一定進展,但整體上仍面臨多重挑戰與難題,主要包括以下幾點:① 成本高昂,電池回收的過程中通常需要采用的專業化設備和技術價格較高,在確保電池安全無害化處理的前提下,前期的拆解和后期的化學提取步驟也會增加回收成本。② 回收技術難度較大,電池內部含有稀有金屬,如鋰、鈷等,其高效分離、提取和再利用技術門檻較高,盡管電池回收技術不斷發展,但是仍難以保證有效回收利用,容易導致材料浪費;對于新興的固態電池技術,原有的回收技術更難以直接適用,需要不斷適應新型電池技術的變化。③ 缺乏完善法律法規和技術規范。電池回收過程中涉及有害物質的處理和高溫作業,若操作或處置不當,極易產生環境污染風險,造成安全隱患,特別是在電池回收領域缺乏統一的規范和法規的情況下,部分地區存在回收操作不規范的現象,對環境造成污染,還降低了資源的利用效率。
3 動力電池再利用
動力電池再利用是指將電動汽車使用后的電池經過專門技術處理后,應用于其他領域的方法。這種再利用方法不僅有助于減少環境污染,還可以最大化電池的生命周期,提高資源的循環利用效率。目前,動力電池的再利用主要集中在梯級利用和材料回收兩個方面。梯級利用是指將性能下降但仍具有一定使用性能的動力電池應用于對功率要求較低的場景,如儲能系統。在歐洲、美國、日本等一些發達地區和國家,廢舊的動力電池被用于太陽能或風能儲能單元,具備電網調節和應急電源功能;在部分發展中國家,廢舊動力電池被應用于電動自行車和電動三輪車,從而延長了動力電池的使用壽命。材料回收則通過化學處理方式來提取廢舊動力電池中具有高價值的金屬,如鋰、鈷等。盡管這些技術在理論上具有可行性,但在實際應用中仍需要克服提取成本高昂、提取技術復雜等問題。同時,為了推動廢舊動力電池再利用市場的健康發展,廢舊動力電池相關標準化和規范化的建設也至關重要。鑒于資源分布的不均勻性和技術需求的多樣性,也需要加強動力電池再利用領域的國際間合作。
4 展望
隨著電動汽車市場的快速增長,對環境保護和資源可持續性關注度的不斷提升,預計將來將出現諸多新技術,以提高廢舊動力電池的回收效率,降低廢舊動力電池的回收成本。例如,自動化拆解技術和先進的化學處理方法有望大幅提高有價值材料的回收率。同時,電池設計將進一步向易于回收的方向演進,采用標準化和模塊化的結構設計,簡化拆卸和材料分離流程。隨著動力電池回收行業的日漸成熟,政府將會出臺更為嚴格的電池回收法規,以確保廢舊電池得到妥善處理。在政策激勵層面,通過提供補貼、稅收減免等激勵措施,鼓勵企業和消費者積極參與動力電池的回收行動。在市場動態方面,電動汽車的普及將繼續推動動力電池回收市場的發展。在商業模式創新方面,“電池即服務”模式可能重塑動力電池生產企業的回收責任。在環境與社會影響方面,高效的動力電池回收將減少有害物質的排放,保護生態環境。在資源循環利用方面,提高有價值材料的回收率,將進一步推動資源的循環利用。
電池的回收與保護不僅是電動汽車產業可持續發展的關鍵,也是全球資源循環利用和環境保護工作的重要組成部分。無論是出于環境保護還是產業發展考量,都必須大力發展動力電池回收產業。動力電池回收面臨著艱巨的挑戰,但其中也蘊藏著廣闊的發展空間。通過技術創新、政策支持和市場參與者的共同努力,必然實現動力電池回收行業經濟效益和社會效益的雙增長。
參 考 文 獻
[ 1 ] 陳益慶,查文珂,張希,等. 新能源汽車動力電
池回收利用的現狀及建議 [J/OL]. 電池:1-4
[2023-12-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/
43.1129.TM.20231007.1301.002.html.
[ 2 ] 劉宜,尚閩,譚剛,等. 動力鋰電池規范回收利
用效益及對策分析[J/OL]. 電池:1-5[2023-12-
10]. http://kns. cnki. net/kcms/detail/43.1129.
TM.20230921.0746.002.html.
[ 3 ] 趙光金,李博文,胡玉霞,等. 退役動力電池梯
次利用技術及工程應用概述[J]. 儲能科學與
技術,2023,12(7):2319-2332.
[ 4 ] 韓帥帥,鄧毅,侯貴光,等. 廢舊動力鋰電池回
收利用的國際經驗及借鑒意義[J]. 環境保護,
2023,51(11):83-86.
[ 5 ] 王藝博,阮久莉,郭玉文. 發達國家退役汽車
動力電池回收立法啟示[J]. 環境工程,2023,41
(增刊1):425-429.
[ 6 ] 王琨強,周玲,彭琦,等. 退役鋰離子動力電池
梯次利用回收技術綜述[J]. 電子質量,2023(6):
109-113.