動力電池綠色回收有路可循

若廢舊動力蓄電池處置不當(dāng)，將帶來生命健康、安全、環(huán)境污染等問題。

近日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)《廢鋰離子動力蓄電池處理污染控制技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》(以下簡稱《技術(shù)規(guī)范》)，旨在防止廢鋰離子動力蓄電池污染環(huán)境，保障人體健康。

中國有著全球最大的新能源汽車市場，近年來發(fā)展勢頭迅猛。鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電性能小、可循環(huán)使用等優(yōu)點，被認(rèn)為是新能源汽車首選的動力電池之一。

值得注意的是，由于鋰離子電池的使用壽命有限，加之技術(shù)不斷更新?lián)Q代，鋰離子電池即將迎來規(guī)模化退役、報廢“小高峰”。若廢舊動力蓄電池處置不當(dāng)，將帶來生命健康、安全、環(huán)境污染等問題。

那么，《技術(shù)規(guī)范》的發(fā)布對我國動力電池回收行業(yè)意味著什么?對實現(xiàn)廢舊動力電池的資源再生利用，以及全過程的污染控制，又起到怎樣的推動作用?

有序引導(dǎo) 完善體系

據(jù)統(tǒng)計，今年我國動力電池將進入規(guī)?；艘垭A段，按70%可用于梯次利用計算，大約有6萬噸動力電池需要報廢處理。動力電池回收利用迫在眉睫。

廢鋰離子動力蓄電池何去何從、如何實現(xiàn)更清潔、綠色、安全的方式處理，這些問題成為行業(yè)關(guān)注的重點?！都夹g(shù)規(guī)范》的出臺，或許讓行業(yè)發(fā)展有路可循。

《技術(shù)規(guī)范》首先對“廢鋰離子動力蓄電池”給出了明確的定義：喪失原有利用價值，或雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的鋰離子動力蓄電池，不包括在保質(zhì)期內(nèi)返廠故障檢測、維修翻新的鋰離子動力蓄電池。繼而從污染控制技術(shù)要求、運行環(huán)境管理要求、環(huán)境應(yīng)急管理要求等方面進行了詳細(xì)的規(guī)范說明。

“目前，各行業(yè)對環(huán)保的要求日益趨嚴(yán)，《技術(shù)規(guī)范》的出臺，通過對目前動力電池回收過程中存在或者潛在的污染風(fēng)險進行梳理，支撐動力電池回收利用過程綠色化，推動行業(yè)更加規(guī)范化發(fā)展。”中國科學(xué)院過程工程研究所研究員孫峙告訴《中國科學(xué)報》。

“在這以前，我國并沒有專門針對動力電池回收行業(yè)而提出的污染防治要求，只有一般性的規(guī)則。”中國電池聯(lián)盟副秘書長楊清雨認(rèn)為，作為整個回收行業(yè)規(guī)范體系的重要組成環(huán)節(jié)，《技術(shù)規(guī)范》具有行業(yè)自身的特點，就污染物控制對相應(yīng)的回收企業(yè)提出了詳細(xì)而具體的要求，有助于動力電池回收產(chǎn)業(yè)向綠色化、環(huán)保化發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

事實上，近年來，國內(nèi)動力電池回收利用政策不斷更新，涉及動力電池管理辦法、溯源管理、管理平臺建設(shè)、規(guī)范條件、網(wǎng)點建設(shè)與運營等各方面，還構(gòu)建了動力蓄電池回收利用全生命周期國家標(biāo)準(zhǔn)體系，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，促進動力電池安全有序回收。

政策引導(dǎo)促進企業(yè)回收意識不斷增強。據(jù)中國電池聯(lián)盟統(tǒng)計，截至 2020年2月，全國共計130家企業(yè)申報了11229個回收服務(wù)網(wǎng)點，平均每家車企申報86個回收網(wǎng)點。

“政策體系逐漸形成，標(biāo)準(zhǔn)逐漸完善，整個回收渠道體系的建設(shè)也有了更多依據(jù)。”楊清雨說。

不同環(huán)節(jié) 不同要求

技術(shù)的不斷革新正強化動力電池回收全產(chǎn)業(yè)鏈的污染控制，推動行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。在污染控制技術(shù)要求方面，《技術(shù)規(guī)范》從工藝過程污染控制技術(shù)要求、末端污染控制技術(shù)要求進行了詳細(xì)的規(guī)范說明。

孫峙表示，就技術(shù)路線而言，目前工業(yè)應(yīng)用的主要有兩類。一類是火法—濕法聯(lián)合回收工藝，即將廢電池通過高溫熔煉制備鈷—鎳—錳合金，再進一步進行濕法分離提純，得到相關(guān)產(chǎn)品。

另一類是熱解預(yù)處理—濕法冶金聯(lián)合回收工藝。即首先去除廢電池的有機物，經(jīng)破碎分選等，得到富含鋰等元素的黑粉，然后將黑粉采用濕法浸出工藝回收其中的有價金屬，進一步制備電池正極材料。

“兩條路線各有特色，都是希望‘從電池中來’，再‘回電池中去’。”孫峙說。事實上，就動力電池回收行業(yè)而言，我國走得比較靠前，“因為我們的問題和需求出現(xiàn)得更早、更緊迫”。

廢鋰離子動力電池回收涉及收集、貯存、運輸及放電、破碎、分選、金屬提取等諸多關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)對污染控制有著不同的要求。

楊清雨告訴《中國科學(xué)報》，在收儲運環(huán)節(jié)，重點關(guān)注的是電解液泄漏問題。六氟磷酸鋰是電解液最重要的組成部分，約占電解液的43%，它易揮發(fā)，釋放出氟化氫對環(huán)境產(chǎn)生污染。而在拆解分選、冶煉環(huán)節(jié)，則需保障工作環(huán)境的密閉性，以及廢氣廢水廢渣的處理。“實現(xiàn)綠色安全回收，對企業(yè)的封閉環(huán)境、環(huán)保設(shè)備、環(huán)保工藝等要求較高。”

孫峙也表示，動力電池環(huán)境污染風(fēng)險是目前業(yè)界最為關(guān)注的問題之一。除了電解液泄漏，還有處理過程中產(chǎn)生銅鎳等重金屬污染、二次廢渣問題;此外，若處理不當(dāng)，殘電在倉儲、破解過程中可能會引發(fā)自燃、爆炸等。

他指出，“前處理過程是動力電池回收污染控制的重點。”

近年來，有相關(guān)企業(yè)開始在電池前端設(shè)計時，考慮如何在電池后端回收時如何更方便、安全和環(huán)保。“要兼顧電動汽車使用的需求，難度還比較大，但國內(nèi)外都在嘗試探索。”孫峙說。

前景廣闊 不斷探索

毫無疑問，新能源汽車的快速發(fā)展帶動了鋰離子動力電池的增長，也給鋰離子動力電池的回收帶來了廣闊的市場前景。

有數(shù)據(jù)預(yù)測，2020年，我國動力電池回收利用市場將達到107億元左右，其中梯級利用市場約64億元，再生利用市場約43億元。

楊清雨表示，電池回收的核心是盡可能延長電池全生命周期，提升再生價值。其中，電池的梯次利用值得關(guān)注，從新能源汽車卸下來的動力電池，根據(jù)安全性檢測和壽命預(yù)估，還可應(yīng)用于低速電動車、電動自行車、小規(guī)模分布式儲能等。

“除了技術(shù)，目前行業(yè)更關(guān)注的是回收規(guī)模和經(jīng)濟性。”楊清雨坦承，目前市場上流通的退役動力電池數(shù)量規(guī)模低于行業(yè)預(yù)期，回收量不足、缺乏規(guī)模效應(yīng)或許是電池回收企業(yè)共同面臨的問題。

在他看來，原因可能包括消費者的意識、回收渠道不暢等。“當(dāng)動力電池容量衰減到80%就達到了車用報廢標(biāo)準(zhǔn)，但電池價格較高，消費者會有‘與其更換電池不如多開兩年直接換車’的想法。”楊清雨表示，總體來說，電池早晚會退役，行業(yè)前景廣闊，一方面需要引導(dǎo)消費者通過正規(guī)的渠道回收電池，另一方面要加強監(jiān)管。

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授李金惠在近日召開的第十五屆固體廢物管理與技術(shù)國際會議的論文集中指出，當(dāng)前我國動力電池回收體系建設(shè)尚不完善。目前動力電池回收體系主要依托汽車生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有銷售網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，存在一定的安全風(fēng)險，且操作人員的專業(yè)性不足。此外，動力電池回收體系覆蓋率待提升，總體回收成本較高，回收利用企業(yè)效益不明顯。上下游企業(yè)的合作還有待加強，回收體系的資源配置有待優(yōu)化。

在孫峙看來，未來還需要加強電池回收技術(shù)和裝備的自動化水平。“由于電池包的差異性較大，目前在拆解等技術(shù)方面有較大提升空間。”

專家們指出，要形成以企業(yè)為主導(dǎo)的電池回收產(chǎn)業(yè)鏈，還需要政府引導(dǎo)、科技支撐、公眾支持等多方共同推動。