□文/王金良 胡信國 孟良榮

我國鉛蓄電池產業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(上)
——鉛蓄電池用于電動汽車的可行性分析

Feasibility Analysis of the Lead-acid Batteries for Electric Vehicles

□文/王金良 胡信國 孟良榮

本文概述了我國鉛蓄電池產業(yè)的布局、市場、生產、技術及裝備等現(xiàn)狀；通過與美日等發(fā)達國家鉛蓄電池產業(yè)的對比，分析了我國鉛蓄電池產業(yè)發(fā)展存在的主要問題；展望和分析了國內鉛蓄電池產業(yè)的發(fā)展前景和趨勢。

鉛蓄電池是一種傳統(tǒng)的電池產品，自1859年發(fā)明至今已有150多年的歷史，但該產業(yè)的發(fā)展仍方興未艾。鉛蓄電池目前仍是化學電池中市場份額最大、使用范圍最廣的電池，銷售額居二次電池之首，特別在起動和大型儲能等應用領域，較長時期內尚難以被其他新型電池替代。鉛蓄電池具有技術成熟、性能穩(wěn)定、安全、成本低、資源再生性好等比較優(yōu)勢，但其比能量較低、循環(huán)壽命偏短，主要原材料鉛是一類有毒物質，電池生產和再生鉛加工過程中存在鉛污染風險，管理不善可能會對環(huán)境造成危害?？茖W技術進步和管理水平提高，將促進鉛蓄電池生產和再生鉛過程的鉛污染實現(xiàn)可控可治，污染風險減小。隨著新技術的突破和新結構的應用，鉛蓄電池將進入新技術時代，其比能量和比功率將大幅度提高，循環(huán)壽命延長。未來較長時期內，鉛蓄電池仍將在起動、儲能、動力等應用領域發(fā)揮更重要的作用。

一、行業(yè)現(xiàn)狀

1、產業(yè)布局

近年來，隨著汽車、電信、電動車（特別是電動自行車）以及可再生能源儲能需求的高速增長，我國鉛蓄電池工業(yè)進入高速增長期。據不完全統(tǒng)計，我國鉛蓄電池制造廠家已近2 000家。

隨著市場經濟進程的加快，我國的鉛蓄電池企業(yè)已形成外資、中外合資、國有、民營、股份制合作經營等多種經濟成分及多元化所有制在競爭中共同發(fā)展的格局，江森、艾諾斯、松下等國際知名的鉛蓄電池企業(yè)也紛紛將生產移向中國，鉛蓄電池市場已日趨國際化，并呈現(xiàn)優(yōu)勝劣汰趨勢。專業(yè)化、地域性規(guī)模企業(yè)逐步形成并壯大，市場份額逐年增長。全國鉛蓄電池生產企業(yè)中，在境內外上市的公司已達10家左右，整個產業(yè)已基本形成以起動型、工業(yè)用、電動車用為代表的3大應用領域。由于地理位置、市場資源的差異和電池研究機構的地域化，地域化的鉛蓄電池產業(yè)鏈已在我國逐步形成。目前我國的鉛蓄電池產業(yè)相對集中在浙江、江蘇、廣東、上海、湖北、河北等幾個省市。

2、市場和生產

近10年來，我國鉛蓄電池產量和出口額均以每年20%左右的速度增長，產量增長速度僅次于處于成長期的鋰離子電池，出口增長速度在化學電池中位居第一。我國已經成為世界上最大的鉛蓄電池生產國，鉛蓄電池產量超過世界總產量的1/4。2010年，我國鉛蓄電池總產量近15 000萬kVAh，耗用金屬鉛200多萬噸，鉛蓄電池的總銷售額已超過1 000億元。中國也已成為全球鉛蓄電池主要出口國之一，對全球鉛蓄電池工業(yè)的影響越來越大。我國近10年鉛蓄電池產量增長情況見圖1。

圖1 近10年中國鉛蓄電池產量變化

我國的鉛蓄電池工業(yè)已基本形成起動、動力、工業(yè)電池三份天下的局面，總量基本接近；目前該產業(yè)仍屬于勞動和資源密集型產業(yè)，小型企業(yè)數(shù)量占90%左右，電池生產從業(yè)人員多，需要消耗大量的鉛礦資源。

3、技術和裝備

改革開放以來，通過技術引進和消化吸收再創(chuàng)新，我國的鉛蓄電池工業(yè)技術水平得到了較大提高。多數(shù)產品的質量與國際同類產品基本處于同一層次，基礎好的企業(yè)已基本實現(xiàn)機械化生產，部分企業(yè)的管式和卷繞式電池以及拉網、沖孔結構的連續(xù)式極板生產工藝已與發(fā)達國家同步；特別是我國自主研發(fā)的電動自行車等動力型電池，循環(huán)壽命等性能穩(wěn)定提高，在國際上處于較先進水平。近年來，多數(shù)企業(yè)的生產環(huán)境和條件得到改善。傳統(tǒng)的鉛蓄電池通過技術改進，正朝著密封免維護、膠體等新技術發(fā)展。但由于工藝技術發(fā)展的局限性以及還有部分企業(yè)多年來基本延續(xù)了以粗放式生產為特征的經濟增長方式，鉛蓄電池整體工藝技術和裝備水平與發(fā)達國家相比仍有較大差距，還有大量小型企業(yè)仍然延襲了傳統(tǒng)的作坊式生產，仍有少數(shù)企業(yè)采用“純手工打造”的加工方式。我國鉛蓄電池新技術的研究仍落后于美、日及歐洲等發(fā)達國家，在國外，膠體、卷繞式等先進鉛蓄電池已進入大規(guī)模產業(yè)化階段，雙極性、超級電池等新型鉛蓄電池已在電動汽車上進行了大批量路試，并進入產業(yè)化；而我國先進鉛蓄電池尚處于產業(yè)化起步階段，新型鉛蓄電池技術的研究還剛剛提上議事日程。

二、產業(yè)發(fā)展存在的主要問題

由于鉛蓄電池是一種傳統(tǒng)產業(yè)，技術門檻較低，設備投資少，最原始的可采用全手工的加工方式，還可以分段式生產，如單一加工極板或單一進行電池組裝等，生產規(guī)?？纱罂尚?，小的甚至可以實現(xiàn)家庭作坊式的生產。隨著鉛蓄電池市場應用范圍的擴大，特別是電動自行車、摩托車等產業(yè)的“跨越式”增長，推動鉛蓄電池工業(yè)高速發(fā)展，其中部分盲目投資擴張，低水平重復建設，低技術含量、低檔次產品占有一定的比例，導致行業(yè)出現(xiàn)無序、低價惡性競爭的局面，行業(yè)整體贏利能力較低，也付出了較沉重的資源和環(huán)境代價。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、規(guī)模企業(yè)少，無序競爭，不利于環(huán)境保護

據不完全統(tǒng)計，我國鉛蓄電池制造廠家近2 000家，其中獲得鉛蓄電池生產許可證的企業(yè)（法律意義上認可的）有1 700多家，據國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2009年我國僅有規(guī)模以上（銷售收入超過500萬元）鉛蓄電池生產企業(yè)177家，不足企業(yè)總數(shù)的10%，銷售收入億元以上的企業(yè)僅有幾十家。根據美日等發(fā)達國家的經驗，為了環(huán)境保護和職業(yè)衛(wèi)生防護的需要，鉛蓄電池不適宜小規(guī)模生產，企業(yè)規(guī)模小無法配套相應的環(huán)保設施和職業(yè)病防護設施。

我國鉛蓄電池企業(yè)規(guī)模太小和監(jiān)管不力是造成鉛蓄電池生產企業(yè)環(huán)境污染事件頻發(fā)的主要因素之一。我國絕大部分小型鉛蓄電池企業(yè)的設備投資不足百萬元，而最基本的整套環(huán)保設施投資需幾百萬元，對于中型以上的鉛蓄電池廠，環(huán)保設備占設備總投資的比例達到25%左右甚至更高，每生產1萬kVAh的電池，中型企業(yè)環(huán)保設備折舊費加上運行費用達3萬～6萬元，企業(yè)規(guī)模小，根本無法保證環(huán)保設施齊全和正常運行。

美國是全球鉛蓄電池生產大國，2008年鉛蓄電池用鉛量近190萬噸（中國不足210萬噸），電池產量與中國接近，但美國僅有鉛蓄電池廠33家，只有中國的1/70；日本也是全球鉛蓄電池生產大國之一，僅有湯淺、松下、日立和日本蓄電池等幾個企業(yè)。

鉛蓄電池企業(yè)準入門檻太低，審查不嚴甚至弄虛作假造成大量低水平重復建設，產品結構粗放，部分小企業(yè)無任何環(huán)保設施，生產成本低，產品質量差，以低價參與市場競爭，造成產能過剩、市場混亂，有些低質產品出口國外，既浪費了資源，也影響了中國電池行業(yè)的國際聲譽。

2、部分企業(yè)裝備落后，無環(huán)保、衛(wèi)生防護，鉛污染事件頻發(fā)

近幾年來，行業(yè)內規(guī)模較大的重點企業(yè)均加大了設備和環(huán)保方面的投入，并通過技術改造和嚴格管理，減少鉛污染物的產生和排放，增加廢棄物的循環(huán)使用，基本實現(xiàn)達標排放。但大多數(shù)中小企業(yè)仍采用落后的生產設備，生產效率低，還有大量作坊式工廠存在，機械化和自動化水平低，環(huán)境差、無有效的環(huán)保設施或運行不正常，污染嚴重；涉鉛人員無有效的衛(wèi)生防護措施，近兩年來，鉛污染“事件”頻發(fā)，值得關注的是，引起鉛中毒事件的企業(yè)基本都是“合法”的中、小型鉛蓄電池企業(yè)。

3、鉛蓄電池發(fā)展面臨社會輿論的巨大壓力

由于鉛蓄電池大量使用鉛，存在較高的“鉛污染” 風險，加上經常性的少數(shù)鉛蓄電池廠鉛中毒事件的發(fā)生，造成社會“談鉛色變”，人們將鉛污染與鉛蓄電池劃上等號，鉛蓄電池發(fā)展面臨著巨大的社會輿論壓力。

事實上，鉛蓄電池是循環(huán)利用性最好、回收率最高的電池，鉛蓄電池鉛污染不是其本身的屬性，高污染風險≠環(huán)境污染。

鉛蓄電池產業(yè)只要管理得力，其污染完全可實現(xiàn)有效控制。美國鉛蓄電池的用鉛量約占全國用鉛總量的95%以上，由于法規(guī)健全和有效的管理，鉛蓄電池生產造成的鉛排放僅占總排放量的1.5%，2008年美國政府已將鉛蓄電池生產從主要鉛污染源中排除。

加強法規(guī)建設和行政管理力度，促進鉛蓄電池企業(yè)自律，克服鉛污染，是實現(xiàn)我國鉛蓄電池產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

4、法規(guī)不健全、監(jiān)管不力

我國涉鉛環(huán)境保護和職業(yè)衛(wèi)生的相關法規(guī)尚未健全，有些法規(guī)缺乏可執(zhí)行性，造成法規(guī)虛設（如衛(wèi)生防護距離80%以上企業(yè)無法達到）；近十年來，中國鉛蓄電池工業(yè)化提速，一些國家、行業(yè)標準和配套政策跟不上，重金屬污染防治的基礎研究落后于產業(yè)發(fā)展。

與美、日等發(fā)達國家相比，我國鉛蓄電池行業(yè)在法規(guī)建設、環(huán)保監(jiān)管等方面存在很大差距。

美國政府將涉鉛管理作為一個特別目標——“鉛是一種標準污染物”，建立了聯(lián)邦、州、地方三級管理體系，并明確各級的責任。聯(lián)邦負責提出和制定計劃、標準和法律法規(guī)，委托州進行具體管理；州負責實施聯(lián)邦計劃，可從聯(lián)邦獲得財政補貼，負責制定具體的控制電池制造、回收和二次冶煉的管理、實施計劃，各州也可以制定獨立的法規(guī)；地方明確責任部門負責對各種計劃的跟蹤和管理。

美國對所有涉鉛企業(yè)均實施了許可證制度，包括鉛蓄電池制造、銷售、回收、廢電池運輸和再生，未獲得許可證的不得經營，鉛蓄電池的管理法規(guī)涉及固體廢棄物、廢水、大氣、生產場所、生產設施等所有方面。在環(huán)境保護和資源化利用方面，美國已將鉛蓄電池的資源化利用列入國家相關法律法規(guī)，并形成了有效的“閉環(huán)式”管理體系，健全的法規(guī)和有效的管理使鉛蓄電池的鉛污染得到有效控制，鉛資源的回收再生得到保障。近20年來，美國鉛蓄電池生產量以每年近3%的速度遞增，而鉛排放量卻以每年6.5%的速度遞減，鉛蓄電池中鉛的回收率已由20年前的80%左右提高到98%以上，再生鉛的年產量已達到鉛總產量的75%左右。

美國關于鉛蓄電池鉛污染防治和資源利用的主要政策法規(guī)見表1。

為實現(xiàn)廢鉛蓄電池的全部回收，美國政府還指定了專門的中介機構負責對鉛蓄電池生產和回收進行定期統(tǒng)計，并明確了政府部門的責任，有效的管理不僅保證了美國鉛蓄電池鉛資源的供應，環(huán)境中的鉛含量也逐年下降。

日本政府關于控制鉛蓄電池鉛污染的情況與美國政府相似，一些措施更具體，廢電池回收再生企業(yè)可以從日本電池工業(yè)會獲得80日元/千克的補貼（補貼費用由電池生產企業(yè)按產量繳納，政府規(guī)定），為保證廢電池的有效回收，消費者購買新電池必須付出超值費用，以舊換新時享受價格折扣等。

在我國，由于原生鉛冶煉、鉛蓄電池生產、廢電池回收、再生鉛生產產業(yè)鏈上法規(guī)體系不健全和監(jiān)管不力，大量不合法的小冶煉、小電池廠的存在，部分企業(yè)為追求經濟利益最大化，無規(guī)定的環(huán)保設施或環(huán)保設施不運行或不正常，造成鉛中毒事件頻發(fā)；我國鉛回收再生仍處于無序狀態(tài)，法規(guī)中對廢電池的回收無嚴格規(guī)定，雖然我國10年前已出臺了“廢電池污染防治技術政策”，但至今還未出臺實施細則，這一政策從某種意義上也形同虛設，一些地方為了地方經濟利益，無控制地發(fā)展再生鉛產業(yè)（大多是在“政策”發(fā)布后建立的，對照政策要求90%以上不符合規(guī)模和環(huán)保要求），造成大范圍的集中污染；目前我國相關技術規(guī)范定義的鉛綜合利用率也只有85%，與美國相差13%，不僅造成了嚴重的環(huán)境污染，同時也浪費了大量鉛資源。（未完待續(xù)）

（備注：本文轉載自《電池工業(yè)》2011年第2期）

表1 美國鉛蓄電池鉛污染防治、資源利用的政策法規(guī)