郭家昕 葉錦和 王之元 李秀文 龔明長(zhǎng)安大學(xué)汽車(chē)學(xué)院 陜西省西安市 710000

1 引言

電動(dòng)化是全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)之一，圍繞電動(dòng)化相關(guān)的整車(chē)和零部件產(chǎn)業(yè)都在快速發(fā)展。直至 2015 年，我國(guó)動(dòng)力電池的產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)能達(dá)到世界前三位，而且動(dòng)力電池生產(chǎn)增長(zhǎng)規(guī)模還在持續(xù)上升。目前我國(guó)大部分動(dòng)力電池投入使用時(shí)間不長(zhǎng)，未達(dá)到報(bào)廢要求，仍不需要規(guī)模性的進(jìn)行報(bào)廢回收，但由于動(dòng)力電池生產(chǎn)量、銷(xiāo)售量以及使用量的大幅增長(zhǎng)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)必將面臨大批動(dòng)力電池的回收?qǐng)?bào)廢的情況。相關(guān)研究表明，我國(guó)車(chē)用動(dòng)力電池報(bào)廢量在2020年前后預(yù)計(jì)增長(zhǎng)為12～17萬(wàn)噸[1]。我國(guó)動(dòng)力電池報(bào)廢回收相關(guān)技術(shù)及政策的研究和發(fā)展緩慢，不能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能大幅增長(zhǎng)相匹配。報(bào)廢動(dòng)力電池大量堆積卻不處理會(huì)嚴(yán)重污染生態(tài)系統(tǒng)，必須加快報(bào)廢動(dòng)力電池回收再利用的研究進(jìn)程。本文通過(guò)研究動(dòng)力電池報(bào)廢回收現(xiàn)狀，目前企業(yè)與政府面臨困境，給出了相應(yīng)的解決方案，對(duì)為我國(guó)報(bào)廢動(dòng)力電池相關(guān)政策，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的研究發(fā)展具有一定的導(dǎo)向和指導(dǎo)作用。

2 動(dòng)力電池回收現(xiàn)狀研究

2.1 動(dòng)力電池回收技術(shù)

動(dòng)力電池的回收利用可依據(jù)電池余能量進(jìn)行界定劃分。當(dāng)動(dòng)力電池余能低于80%時(shí)，不再滿(mǎn)足汽車(chē)的性能需求，需要退役。而含有80%余能的動(dòng)力電池若直接報(bào)廢會(huì)造成大量浪費(fèi)，可對(duì)其進(jìn)行梯次利用，繼續(xù)運(yùn)用于低速電動(dòng)車(chē)和電池儲(chǔ)能領(lǐng)域等。當(dāng)梯次利用的電池余能少于20%時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行報(bào)廢拆解，即把電池中仍可以利用的組分，用物理方法或化學(xué)方法分離出來(lái)，在進(jìn)行后續(xù)加工處理得以利用。一般回收過(guò)程可分為預(yù)處理部分、電極材料修復(fù)、有價(jià)金屬的浸出以及化學(xué)純化四個(gè)工藝步驟?；厥罩邪凑仗崛》椒ǖ牟煌诸?lèi)，可將動(dòng)力電池的回收技術(shù)分為干法回收技術(shù)、濕法回收技術(shù)以及生物回收技術(shù)三類(lèi)。

2.2 動(dòng)力電池回收國(guó)內(nèi)外政策

2.2.1 國(guó)內(nèi)政策

我國(guó)一直以來(lái)都在倡導(dǎo)回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池，近年來(lái)國(guó)家頒布的有代表性的政策匯總?cè)缦拢?012年7月《節(jié)能與新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出要制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法，建立動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理體系，引導(dǎo)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)廢舊電池的回收利用，鼓勵(lì)發(fā)展專(zhuān)業(yè)化的電池回收利用企業(yè)；2014年7月《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出要研究制定動(dòng)力電池回收利用政策，探索利用基金、押金、強(qiáng)制回收等方式促進(jìn)廢舊動(dòng)力電池回收，建立健全廢舊動(dòng)力電池循環(huán)利用體系[2]。2016年1月《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策（2015年版）》提出明確建立動(dòng)力電池編碼制度，形成可尋可查的追蹤體系；提出實(shí)施生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)履行車(chē)用動(dòng)力電池報(bào)廢回收梯次利用的主要義務(wù)。國(guó)家也會(huì)對(duì)相關(guān)回收利用企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)與技術(shù)支持，實(shí)施相應(yīng)的激勵(lì)政策。

可以看出我國(guó)動(dòng)力電池報(bào)廢回收政策與標(biāo)準(zhǔn)都不斷完善，相關(guān)規(guī)定更加明確，監(jiān)管和管理力度進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)于報(bào)廢電池的回收方式的規(guī)定也更趨于多樣化。

2.2.2 國(guó)外政策

歐、美、日等汽車(chē)強(qiáng)國(guó)在傳統(tǒng)汽車(chē)方面一直處于世界領(lǐng)先地位，基于較完善的汽車(chē)工業(yè)體系，在新能源汽車(chē)領(lǐng)域展開(kāi)大量研究，政府、企業(yè)與消費(fèi)者共同形成有機(jī)的回收體系[2]。目前美國(guó)頒布了《資源保護(hù)和再生法》、《含汞電池和充電電池管理法》等文件，通過(guò)采取押金制度，促進(jìn)消費(fèi)者主動(dòng)回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池；征收附加環(huán)境費(fèi)，落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度。歐盟在2008年采取的強(qiáng)制回收辦法中提到，報(bào)廢動(dòng)力電池回收費(fèi)用由電池廠商承擔(dān)，消費(fèi)者有義務(wù)主動(dòng)回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池。日本頒布的《資源有效利用促進(jìn)法》則強(qiáng)制規(guī)定電池廠商和電池產(chǎn)品使用廠商都必須對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行回收再利用，而且要求減低電池有害物的含量，實(shí)現(xiàn)無(wú)汞化。

2.3 企業(yè)中動(dòng)力電池回收的現(xiàn)狀

企業(yè)的發(fā)展方向?qū)?dòng)力電池回收領(lǐng)域發(fā)展有一定的引導(dǎo)作用。在報(bào)廢電池回收領(lǐng)域，美國(guó)Toxco公司的雀爾分廠在預(yù)處理方面，通過(guò)液氮冷卻的方法釋放電池中剩余的電量來(lái)保證后續(xù)回收工作的安全，然后對(duì)報(bào)廢電池進(jìn)行破碎處理，回收其中的有用材料。奔馳于2017年開(kāi)始與回收公司合作，欲將動(dòng)力電池梯次利用到電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域。2010年，日產(chǎn)汽車(chē)通過(guò)和住友金屬礦山公司合作，成立4R能源公司對(duì)動(dòng)力電池實(shí)施梯次利用。而我國(guó)市場(chǎng)上報(bào)廢動(dòng)力電池回收的主體仍為獨(dú)立的回收公司，動(dòng)力電池企業(yè)和整車(chē)企業(yè)的直接參與的程度較小，回收工作尚未形成完整體系。

3 面臨困境與現(xiàn)存問(wèn)題

3.1 回收技術(shù)面臨困境與現(xiàn)存問(wèn)題

GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》規(guī)定：動(dòng)力電池單體有圓柱形電池、方形電池和軟包電池三種，每種形狀的電池單體又有多種尺寸規(guī)格，而且極柱分布位置也不盡相同。動(dòng)力電池單體多樣化導(dǎo)致在不同系統(tǒng)間的梯次利用時(shí)，電池單體間可互換性差，需要其他零件的配合才能在新的系統(tǒng)中發(fā)揮作用。不同電池廠商生產(chǎn)的電池在材料的選擇和配比方面存在差異，回收工藝繁瑣，而電池回收企業(yè)在拆解回收的相關(guān)技術(shù)薄弱，報(bào)廢電池中有價(jià)值的成分提純回收率較低，回收成本高。

3.2 政府面臨困境與現(xiàn)存問(wèn)題

我國(guó)消費(fèi)者的回收意識(shí)不強(qiáng)，而且缺乏成熟的回收利用體系支撐，導(dǎo)致回收成本高。這一角度大致分成兩個(gè)方面：其一即為法律法規(guī)方面。目前的法規(guī)較為零散且不具有系統(tǒng)性，并且其落實(shí)可操作性很差，沒(méi)有具體的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，不同地區(qū)的法規(guī)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也不相同。最主要的是目前的法律法規(guī)并非強(qiáng)制管理，因而落實(shí)難度進(jìn)一步加大。其二是因?yàn)閲?guó)家目前缺乏經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度。 政府對(duì)回收企業(yè)的激勵(lì)與補(bǔ)貼的不足致使回收的積極性降低，還有其對(duì)相關(guān)企業(yè)以及回收機(jī)構(gòu)的獎(jiǎng)懲制度不明確使得其不注重電池回收這一流程。

3.3 企業(yè)面臨困境與現(xiàn)存問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)再生資源回收的方式最主要的是小企業(yè)與個(gè)體戶(hù)回收。但是這種回收方式過(guò)于粗放，有很多的缺點(diǎn)，例如無(wú)法實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化的規(guī)模回收，會(huì)產(chǎn)生二次污染；技術(shù)與工藝裝備落后；回收企業(yè)因其規(guī)模小過(guò)于分散管理困難；可再利用的材料回收率很低。這種粗放的回收模式限制了電池回收利用相關(guān)企業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。所以目前回收企業(yè)在沒(méi)有利益驅(qū)使時(shí)不會(huì)主動(dòng)回收處理報(bào)廢電池的一個(gè)主要原因即為報(bào)廢動(dòng)力電池?cái)?shù)目少時(shí)回收收益很低。但是當(dāng)報(bào)廢電池?cái)?shù)量較多的時(shí)候，批量回收動(dòng)力電池所獲收益因回收工藝復(fù)雜及成本過(guò)高而回報(bào)周期很長(zhǎng)，進(jìn)而使得很多的企業(yè)都對(duì)回收處理望而卻步，進(jìn)一步給企業(yè)的工業(yè)化發(fā)展帶來(lái)了巨大的阻礙。

4 解決方案

①加強(qiáng)動(dòng)力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，從而使生產(chǎn)廠商，整車(chē)企業(yè)以及回收機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提高效率，節(jié)約成本。

②落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，可以以電池編碼為信息載體，構(gòu)建“新能源汽車(chē)國(guó)家監(jiān)測(cè)與動(dòng)力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池來(lái)源可查、去向可追、節(jié)點(diǎn)可控、責(zé)任可究，對(duì)動(dòng)力蓄電池回收利用全過(guò)程實(shí)施信息化管控。

③制定詳細(xì)的規(guī)章制度，積極宣傳，對(duì)消費(fèi)者做出積極引導(dǎo)，增強(qiáng)公眾的回收意識(shí)。相應(yīng)的，企業(yè)與政府要聯(lián)合起來(lái)對(duì)新能源汽車(chē)消費(fèi)者進(jìn)行培訓(xùn)，使其了解在動(dòng)力電池的使用中，電池余能信息、全生命周期追溯技術(shù)等估算指標(biāo)，從而使消費(fèi)者可以及時(shí)退役余能不足80%容量的動(dòng)力電池。

④回收模式以整車(chē)企業(yè)為主體。整車(chē)企業(yè)在豐富的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)立相應(yīng)回收動(dòng)力電池的機(jī)構(gòu)，為消費(fèi)者回收動(dòng)力電池提供了方便；整車(chē)企業(yè)則需要將廢舊動(dòng)力電池直接交至動(dòng)力電池處理單位；整車(chē)企業(yè)應(yīng)從動(dòng)力電池處理單位了解各種動(dòng)力電池的處理難度，然后反饋給相應(yīng)部門(mén)在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。

⑤采取押金置換回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池的豬肚可以促進(jìn)消費(fèi)者主動(dòng)回收?qǐng)?bào)廢電池，可以提高回收率。

⑥應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)研發(fā)對(duì)報(bào)廢動(dòng)力電池回收利用中的工藝與相關(guān)技術(shù)，要鼓勵(lì)高校與企業(yè)進(jìn)行合作來(lái)推動(dòng)報(bào)廢電池回收的研究項(xiàng)目，來(lái)開(kāi)發(fā)更加先進(jìn)的回收技術(shù)，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)收益。