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动力电池回收利用:巨大产业下标准空白 精选

已有 5138 次阅读 2018-1-16 20:39 |系统分类:科普集锦|关键词:学者| 动力电池回收利用, 电子废弃物, 特斯拉, 废弃电池梯级利用, 电池拆解利用污染防治

根据201610月工信部发布的《节能新能源汽车技术路线图》,到2025年,我国新能源汽车的产量将达400万辆,2030年将达到1000万辆(以上目标还不包括混合动力汽车)。按每辆纯电动车所载动力电池的重量为700公斤计算,到2025年,我国生产的纯电动汽车使用电池重量将达到280万吨,2030年更将达到700万吨。很多厂家号称电动电池寿命为68年,但由于气候环境、意外事故、驾驶员的驾驶习惯等不确定性因素,一般电动车到3年左右就需要更换电池,新能源车动力电池的性能衰减和报废问题正先后来临。这些动力电池中先后将退役的部分,处理得当会带来丰厚的产业效益,处理得不好,则会成为二次污染的源头,对环境和人类健康带来潜在威胁。

2017年底,工信部表示准备在动力电池管理上先行一步,针对新能源汽车动力电池回收利用,建立生产者责任延伸制度,要求汽车厂对电池的回收利用负责。在政策、利益、责任等多重动力下,越来越多的动力电池生产及回收处理企业开始与汽车厂合作着手布局动力电池回收体系建设,但现实中由于管理相对落后、回收网络不健全、回收企业工艺水平参差不齐、拆解处理过程中的污染控制尚缺乏明确标准、尚未形成规模化回收利用的零星处理无法提供稳定的产业数据等原因,我国动力电池回收行业整体仍处于试水阶段,并存在一定的安全隐患。

记者日前就相关问题采访了上海电子废弃物资源化协同创新中心固体废弃物资源化国家工程研究中心电子废弃物资源化分中心执行主任、上海二工大电子废弃物研究中心王景伟教授。

首要的是建立起回收利用渠道                                              

王教授告诉记者,我国目前没有专门针对动力电池的管理法律。20175月,他所在的上海电子废弃物资源化协同创新中心召开了一个废弃动力电池回收管理和处理研讨会,讨论如何从国家管理的层面去开展一些工作。目前为止,我国曾出台过动力电池回收运输、性能评估和拆解方面的规范,由湖南邦普、宁德时代、中国汽车研究中心等单位联合制订、国家质检总局和国标委发布的《车用动力电池回收利用拆解规范》自2017121日起实施,但成形的法律法规还未出台,相关的行业标准存在空白。

在王景伟看来,首要的是建立起动力电池的回收渠道。基于工信部已规定由汽车生产商来履行回收废旧动力电池的责任,他估计像北汽、上海大众、比亚迪等大品牌的汽车销售商会借助其4S系统开展回收。解决由这一新增环节带来的电动车价格提升问题对于厂家未必是难题,就像在荷兰,电视机的价格里本身就包含了可见的机身的价格和不可见的机身回收利用的价格,相关价格实际由消费者通过购买承担,厂家则通过对原材料价格波动等方面的考虑来替消费者节约成本、对产品进行全生命周期的管理,并将实际由消费者支出的电池回收利用费用补贴给回收渠道与合作伙伴。值得关注的是,政策放开之后,从事电动汽车生产的企业中包括了很多像超威那样没有完善4S店的小企业,它们的动力电池回收就需要额外建立回收系统,但是对于小企业来说,建一套零散的、由点到线到面的逆向物流体系成本会很高。“回收利用的规模效应还没有形成,零星的处理成本比较高,加之近期政府对于电动车的补贴降低了,未来这一市场的规模还不确定。很多企业还在观望中。”王景伟分析。

动力电池梯级利用尚处试验阶段

一般动力电池的重量要占整辆电动车车身重量的一半以上,由于电池之间是串联的,所以要更换的话,就得整个底盘的电池一起换。一般电动车的电压是400伏,新开发的宝马电动车电压达800伏,因此,从车上拆解动力电池必须经过专业的培训,否则容易造成触电,也可能由于短路引起爆炸起火。此外,由于动力电池中含有的部分金属和电解液会危害人体健康,例如钴元素可能引起人的肠道紊乱、耳聋、心肌缺血等症状,不当的拆解可能产生有毒气体,造成重环境污染,包括提升土壤的 PH值,我国对电动汽车电池管理参照的是危险废弃物的标准,对其运输、储存都有特定的要求,并非任何企业都可以随意开展相关业务。

据王教授介绍,电容电池成分复杂,根据成分不同,目前市场上的动力电池有三元电池、磷酸铁锂电池、碳酸锂电池、锰酸锂电池等十几种。其中,常见的三元电池中含有镍、钴、锰等金属元素,具有一定的回收经济价值;较让人头疼的是价值较低的磷酸铁锂电池的回收,目前还没有成熟的工艺,用它的拆解物来做磷肥也不是什么好原料;而现在市场上被炒得比较热的“石墨烯电池”其实只是一个概念和噱头,并不是真的使用了石墨烯这种材料。

我国过去比较倡导对电池容量降低但尚未报废、可在电动汽车之外的领域继续使用的废旧动力电池开展梯级利用,利用其储能和电力的峰谷,夜晚给电池充电,白天让它放电,以降低能耗。但实际操作中,由于每个电池的性能都不一样,从管理上来说,要这样做很难。比如特斯拉,由7000多节电池组成一个个电池组,再由一个个电池组组成电池单元、电池包,在这种情况下,统一充放电的话,工况就不理想。此外,梯级利用标准的确定也很困难,电池的安全性无法通过统一评估得到保证。王景伟认为,这个想法虽然从理想层面来说很好,但在现实中很难有效地实现。

据悉,中国铁塔集团黑龙江公司目前正在试验将报废电动车上的电池用作中国移动、电信、联通等电信服务商的信号塔发射电源的蓄电池,在王景伟看来,这个良好的初衷在小范围内试验可以,要大规模应用的话,存在电池可靠性难以保证、电池运输和维护会带来管理成本增加的问题。事实上,即使在发达国家,动力电池的梯级利用也还处于试验阶段。2016年王景伟去德国时,德国人正开始建一个车间准备开展动力电池的梯级利用,但也还未形成具体方案。

有业界专家去过国内一些动力电池回收处理企业若干次,发现它们虽然零星开展着一些回收电池的处理,但常常带有演示性。由于尚未形成规模化的运转,其处理成本较高,处理过程中产生的废水、废气、废渣等数据目前看来也还不足以作为制定标准的依据。

  对于废旧动力电池回收处理过程中的安全性和污染防治,由王景伟带领的上海电子废弃物资源化协同创新中心固体废弃物资源化国家工程研究中心电子废弃物资源化分中心团队眼下正在密集地开展调研,希望能以承接环保部固废管理中心课题的方式将其中的多项标准建立起来。




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