□文/王金良 胡信國 孟良榮

我國鉛蓄電池產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的布局、市場、生產(chǎn)、技術(shù)及裝備等現(xiàn)狀；通過與美日等發(fā)達(dá)國家鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)的對比，分析了我國鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的主要問題；展望和分析了國內(nèi)鉛蓄電池產(chǎn)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(chǎn)品，自1859年發(fā)明至今已有150多年的歷史，但該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍方興未艾。鉛蓄電池目前仍是化學(xué)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(yīng)用領(lǐng)域，較長時期內(nèi)尚難以被其他新型電池替代。鉛蓄電池具有技術(shù)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(zhì)，電池生產(chǎn)和再生鉛加工過程中存在鉛污染風(fēng)險，管理不善可能會對環(huán)境造成危害?？茖W(xué)技術(shù)進(jìn)步和管理水平提高，將促進(jìn)鉛蓄電池生產(chǎn)和再生鉛過程的鉛污染實現(xiàn)可控可治，污染風(fēng)險減小。隨著新技術(shù)的突破和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，鉛蓄電池將進(jìn)入新技術(shù)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(nèi)，鉛蓄電池仍將在起動、儲能、動力等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。

一、行業(yè)現(xiàn)狀

1、產(chǎn)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(jìn)入高速增長期。據(jù)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(jīng)濟進(jìn)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(jīng)營等多種經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)企業(yè)中，在境內(nèi)外上市的公司已達(dá)10家左右，整個產(chǎn)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(yīng)用領(lǐng)域。由于地理位置、市場資源的差異和電池研究機構(gòu)的地域化，地域化的鉛蓄電池產(chǎn)業(yè)鏈已在我國逐步形成。目前我國的鉛蓄電池產(chǎn)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(chǎn)

近10年來，我國鉛蓄電池產(chǎn)量和出口額均以每年20%左右的速度增長，產(chǎn)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(xué)電池中位居第一。我國已經(jīng)成為世界上最大的鉛蓄電池生產(chǎn)國，鉛蓄電池產(chǎn)量超過世界總產(chǎn)量的1/4。2010年，我國鉛蓄電池總產(chǎn)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(chǎn)量增長情況見圖1。

圖1 近10年中國鉛蓄電池產(chǎn)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(chǎn)業(yè)仍屬于勞動和資源密集型產(chǎn)業(yè)，小型企業(yè)數(shù)量占90%左右，電池生產(chǎn)從業(yè)人員多，需要消耗大量的鉛礦資源。

3、技術(shù)和裝備

改革開放以來，通過技術(shù)引進(jìn)和消化吸收再創(chuàng)新，我國的鉛蓄電池工業(yè)技術(shù)水平得到了較大提高。多數(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量與國際同類產(chǎn)品基本處于同一層次，基礎(chǔ)好的企業(yè)已基本實現(xiàn)機械化生產(chǎn)，部分企業(yè)的管式和卷繞式電池以及拉網(wǎng)、沖孔結(jié)構(gòu)的連續(xù)式極板生產(chǎn)工藝已與發(fā)達(dá)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(jìn)水平。近年來，多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境和條件得到改善。傳統(tǒng)的鉛蓄電池通過技術(shù)改進(jìn)，正朝著密封免維護(hù)、膠體等新技術(shù)發(fā)展。但由于工藝技術(shù)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(chǎn)為特征的經(jīng)濟增長方式，鉛蓄電池整體工藝技術(shù)和裝備水平與發(fā)達(dá)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(chǎn)，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(shù)的研究仍落后于美、日及歐洲等發(fā)達(dá)國家，在國外，膠體、卷繞式等先進(jìn)鉛蓄電池已進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)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(jìn)行了大批量路試，并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化；而我國先進(jìn)鉛蓄電池尚處于產(chǎn)業(yè)化起步階段，新型鉛蓄電池技術(shù)的研究還剛剛提上議事日程。

二、產(chǎn)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(chǎn)業(yè)，技術(shù)門檻較低，設(shè)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(chǎn)，如單一加工極板或單一進(jìn)行電池組裝等，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?，小的甚至可以實現(xiàn)家庭作坊式的生產(chǎn)。隨著鉛蓄電池市場應(yīng)用范圍的擴大，特別是電動自行車、摩托車等產(chǎn)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(fù)建設(shè)，低技術(shù)含量、低檔次產(chǎn)品占有一定的比例，導(dǎo)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(hù)

據(jù)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(chǎn)許可證的企業(yè)（法律意義上認(rèn)可的）有1 700多家，據(jù)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(chǎn)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(jù)美日等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，為了環(huán)境保護(hù)和職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)的需要，鉛蓄電池不適宜小規(guī)模生產(chǎn)，企業(yè)規(guī)模小無法配套相應(yīng)的環(huán)保設(shè)施和職業(yè)病防護(hù)設(shè)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(chǎn)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(shè)備投資不足百萬元，而最基本的整套環(huán)保設(shè)施投資需幾百萬元，對于中型以上的鉛蓄電池廠，環(huán)保設(shè)備占設(shè)備總投資的比例達(dá)到25%左右甚至更高，每生產(chǎn)1萬kVAh的電池，中型企業(yè)環(huán)保設(shè)備折舊費加上運行費用達(dá)3萬～6萬元，企業(yè)規(guī)模小，根本無法保證環(huán)保設(shè)施齊全和正常運行。

美國是全球鉛蓄電池生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(zhǔn)入門檻太低，審查不嚴(yán)甚至弄虛作假造成大量低水平重復(fù)建設(shè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)粗放，部分小企業(yè)無任何環(huán)保設(shè)施，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量差，以低價參與市場競爭，造成產(chǎn)能過剩、市場混亂，有些低質(zhì)產(chǎn)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(hù)，鉛污染事件頻發(fā)

近幾年來，行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的重點企業(yè)均加大了設(shè)備和環(huán)保方面的投入，并通過技術(shù)改造和嚴(yán)格管理，減少鉛污染物的產(chǎn)生和排放，增加廢棄物的循環(huán)使用，基本實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。但大多數(shù)中小企業(yè)仍采用落后的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)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(shè)施或運行不正常，污染嚴(yán)重；涉鉛人員無有效的衛(wèi)生防護(hù)措施，近兩年來，鉛污染“事件”頻發(fā)，值得關(guān)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(fēng)險，加上經(jīng)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(fēng)險≠環(huán)境污染。

鉛蓄電池產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)從主要鉛污染源中排除。

加強法規(guī)建設(shè)和行政管理力度，促進(jìn)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(chǎn)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(hù)和職業(yè)衛(wèi)生的相關(guān)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(shè)（如衛(wèi)生防護(hù)距離80%以上企業(yè)無法達(dá)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(biāo)準(zhǔn)和配套政策跟不上，重金屬污染防治的基礎(chǔ)研究落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

與美、日等發(fā)達(dá)國家相比，我國鉛蓄電池行業(yè)在法規(guī)建設(shè)、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(biāo)——“鉛是一種標(biāo)準(zhǔn)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(zé)任。聯(lián)邦負(fù)責(zé)提出和制定計劃、標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，委托州進(jìn)行具體管理；州負(fù)責(zé)實施聯(lián)邦計劃，可從聯(lián)邦獲得財政補貼，負(fù)責(zé)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(zé)任部門負(fù)責(zé)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(jīng)營，鉛蓄電池的管理法規(guī)涉及固體廢棄物、廢水、大氣、生產(chǎn)場所、生產(chǎn)設(shè)施等所有方面。在環(huán)境保護(hù)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(guān)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(chǎn)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(chǎn)量已達(dá)到鉛總產(chǎn)量的75%左右。

美國關(guān)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(gòu)負(fù)責(zé)對鉛蓄電池生產(chǎn)和回收進(jìn)行定期統(tǒng)計，并明確了政府部門的責(zé)任，有效的管理不僅保證了美國鉛蓄電池鉛資源的供應(yīng)，環(huán)境中的鉛含量也逐年下降。

日本政府關(guān)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(chǎn)企業(yè)按產(chǎn)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(chǎn)、廢電池回收、再生鉛生產(chǎn)產(chǎn)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(jīng)濟利益最大化，無規(guī)定的環(huán)保設(shè)施或環(huán)保設(shè)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(yán)格規(guī)定，雖然我國10年前已出臺了“廢電池污染防治技術(shù)政策”，但至今還未出臺實施細(xì)則，這一政策從某種意義上也形同虛設(shè)，一些地方為了地方經(jīng)濟利益，無控制地發(fā)展再生鉛產(chǎn)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(guān)技術(shù)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(yán)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(zhuǎn)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)