田太陽(yáng)，胡 兵，吳 浩，王秀軍，涂文婷

（1．上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，上海 201400；2．上海交通大學(xué)，上海 200240；3．華東師范大學(xué)，上海 200241）

電動(dòng)車(chē)廢舊蓄電池循環(huán)利用現(xiàn)狀研究

田太陽(yáng)1，胡 兵2，吳 浩3，王秀軍3，涂文婷3

（1．上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，上海 201400；2．上海交通大學(xué)，上海 200240；3．華東師范大學(xué)，上海 200241）

闡述了電動(dòng)車(chē)廢舊蓄電池的危害和利用價(jià)值，分析了國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)廢舊蓄電池處理現(xiàn)狀及目前回收不利的原因，并提出了合理化建議。

節(jié)能環(huán)保；電動(dòng)車(chē)；廢舊蓄電池；循環(huán)利用

電動(dòng)車(chē)在20世紀(jì)30年代發(fā)明之后因技術(shù)原因一度銷(xiāo)聲匿跡，70年代的能源危機(jī)使電動(dòng)車(chē)作為一種解決能源危機(jī)的重要方向引起國(guó)外的高度重視，通過(guò)各種立法手段促進(jìn)其快速發(fā)展，目前在美國(guó)、日本和西歐已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)起步于20世紀(jì)90年代，到2007年已經(jīng)發(fā)展到2 000多個(gè)品牌，年銷(xiāo)售1 600多萬(wàn)臺(tái)，同時(shí)產(chǎn)生2 300多家配套企業(yè)，解決100多萬(wàn)人的就業(yè)問(wèn)題，形成300多億元的年度產(chǎn)值［1］。但直到2006年才通過(guò)首部《電動(dòng)自行車(chē)通用技術(shù)條件》的相關(guān)法規(guī)［2］，也只對(duì)上路條件做出規(guī)定。對(duì)于這個(gè)還在成長(zhǎng)期的行業(yè)，各種相關(guān)的法律規(guī)范不健全、生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊、市場(chǎng)混亂等因素的作用下，產(chǎn)生的大量廢舊蓄電池沒(méi)能得到很好的處理。通過(guò)對(duì)具有代表性的安徽省安慶市新豐村廢舊蓄電池循環(huán)利用現(xiàn)狀調(diào)研，發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷200份，有效回收197份，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)廠家和回收點(diǎn)進(jìn)行了走訪(fǎng)，參考大量文獻(xiàn)資料及相關(guān)政策，得出了目前廢舊蓄電池利用情況。

1 廢舊鉛酸蓄電池的危害和利用價(jià)值

在廢舊蓄電池的循環(huán)利用上，存在鉛板受損程度、填充液體的回灌精確度、返修修復(fù)率的檢測(cè)程度等一系列技術(shù)難題。對(duì)于廠家而言，整車(chē)生產(chǎn)技術(shù)已熟練掌握，但在廢舊蓄電池循環(huán)利用上卻沒(méi)有完全成熟的技術(shù)。并且回收處理不僅會(huì)增加廠家成本、分散廠家和經(jīng)銷(xiāo)商的精力，還會(huì)影響到新車(chē)的銷(xiāo)售，因而，廠家對(duì)循環(huán)利用蓄電池并沒(méi)有采取行之有效的措施，而是由消費(fèi)者自行處理。各方對(duì)于蓄電池回收市場(chǎng)的聽(tīng)之任之導(dǎo)致廢舊蓄電池回收市場(chǎng)混亂無(wú)序，最終不能修復(fù)

廢舊蓄電池主要污染部分為鉛和硫酸。重金屬元素鉛進(jìn)入人體內(nèi)會(huì)使體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，從而使人體不能發(fā)揮正常的功能。食用含鉛食物，會(huì)影響酶及血紅素正常合成，影響神經(jīng)系統(tǒng)；鉛在骨骼及腎臟中積累，有潛在的長(zhǎng)期影響。硫酸則是強(qiáng)酸，對(duì)環(huán)境的污染盡人皆知，1個(gè)鈕扣大的電池可以污染600 t的水。如果對(duì)廢舊鉛酸蓄電池隨意丟棄或隨意拆解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞。然而廢舊鉛酸蓄電池是良好的資源，鉛是重要的不可再生資源，鉛再生技術(shù)可以減少原礦石的開(kāi)采量，延長(zhǎng)礦山開(kāi)采期限，同時(shí)大量節(jié)約能源，生產(chǎn)再生鉛的能耗僅為生產(chǎn)原生鉛的25．1%～31．4%，生產(chǎn)成本也比原生鉛低38%。我國(guó)預(yù)計(jì)1 a產(chǎn)生108～144萬(wàn)t的廢舊鉛酸電池。

鉛酸蓄電池的回收與利用受到發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視，歐洲地區(qū)規(guī)定，電池及電動(dòng)車(chē)的生產(chǎn)廠家有責(zé)任進(jìn)行集中回收。歐洲的鉛酸電動(dòng)自行車(chē)售價(jià)高達(dá)400～1 000歐元，比中國(guó)貴2～4倍，賣(mài)出1元錢(qián)的電池，企業(yè)要付出2元的環(huán)保治理成本。美國(guó)再生鉛在鉛產(chǎn)量中的比例高達(dá)76．2%，其他各歐洲國(guó)家也超過(guò)50%，而我國(guó)2003年為止才約20%。因此鉛酸蓄電池的再利用行業(yè)在國(guó)內(nèi)有很廣闊的發(fā)展空間［3-9］。

2 國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)廢舊蓄電池的處理現(xiàn)狀

時(shí)會(huì)被廢品收購(gòu)站收購(gòu)，簡(jiǎn)單拆解以得到其中的貴重金屬，必定對(duì)環(huán)境造成很大的破壞。

項(xiàng)目調(diào)研發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)的主要問(wèn)題見(jiàn)圖1。主要問(wèn)題是蓄電池問(wèn)題，主要集中在電量不足、行駛能力差和爬坡能力變?nèi)?個(gè)方面。出現(xiàn)問(wèn)題的原因由鉛酸蓄電池本身的壽命短，硫酸易干燥而與鉛板脫離造成的。

圖1 新豐村電動(dòng)車(chē)主要質(zhì)量問(wèn)題調(diào)查結(jié)果

鉛酸蓄電池壽命僅為2 a左右，因此隨著我國(guó)電動(dòng)車(chē)擁有量突破1億輛并呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)勢(shì)頭，2 a后國(guó)內(nèi)的廢舊蓄電池會(huì)大量增加。如果不加以回收，不僅鉛和硫酸對(duì)環(huán)境將造成嚴(yán)重破壞，而且浪費(fèi)寶貴的鉛資源。廢舊蓄電池的處理情況及不同處理方式費(fèi)用見(jiàn)圖2、3。

圖2 村民處理廢舊蓄電池方式

圖3 廢舊蓄電池修復(fù)費(fèi)用及維修后使用壽命

從圖2、3可以看出，目前該村一次性的維修率僅51%，其他的被廢棄或進(jìn)入廢品收購(gòu)站。而廢品收購(gòu)站沒(méi)有相關(guān)處理技術(shù)，對(duì)其隨意拆解。因此，建立有效的蓄電池回收利用系統(tǒng)十分重要。

從調(diào)研情況來(lái)看，目前回收不利的原因主要有如下幾點(diǎn)：

1）國(guó)內(nèi)雖有近300家鉛再生企業(yè)，但目前只有江蘇春興、上海飛輪和湖北金洋等少數(shù)企業(yè)擁有先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)。多數(shù)企業(yè)工藝技術(shù)落后、規(guī)模小、耗能高、污染重、回收和綜合利用率低，整體水平僅相當(dāng)于國(guó)際20世紀(jì)60年代水平。

2）國(guó)內(nèi)還存在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的個(gè)體再生鉛廠，這些小鉛廠低成本，經(jīng)營(yíng)手段靈活，搶奪原料，生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)重污染環(huán)境。基本沒(méi)有回收站將廢舊蓄電池賣(mài)給正規(guī)企業(yè)，而是流入黑市。在與上海飛輪廠的交流中發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)能4萬(wàn)t的設(shè)備每年卻只能收到幾千t的原料，對(duì)經(jīng)營(yíng)造成了很大的困擾。

3）舊電池回收主要是鉛回收，因此部分商販為了減輕運(yùn)輸質(zhì)量，就地取鉛而把硫酸直接倒在城鄉(xiāng)接合部，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。

4）正規(guī)企業(yè)技術(shù)能力與國(guó)外相比存在很大差距。綜合利用率低，無(wú)分選處理技術(shù)，板柵金屬和鉛膏混煉，合金成分沒(méi)有合理利用的情況大量存在。全國(guó)每年都有大量的鉛在冶煉中流失，能耗高。國(guó)內(nèi)一般水平為500～600 kg/t，而國(guó)外僅150～200 kg/t。污染嚴(yán)重。由于技術(shù)落后，熔煉過(guò)程中排放的鉛蒸汽、煙塵、二氧化硫超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的幾十倍。每處理1萬(wàn)t廢鉛酸蓄電池，平均產(chǎn)出0．7萬(wàn)t鉛，排放二氧化硫408 t，耗水5萬(wàn)m3，洗水近0．6萬(wàn)m3，產(chǎn)生棄渣2 000 t，其中含鉛 200 t、砷 20 t、銻 67 t。

5）國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有形成統(tǒng)一的回收鏈，回收渠道不暢。鉛酸蓄電池由鉛再生廠直接回收還是由生產(chǎn)廠家和經(jīng)銷(xiāo)商直接回收并沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定，造成了生產(chǎn)企業(yè)不愿回收，鉛再生廠沒(méi)能力回收，回收處于一種無(wú)序狀態(tài)。

3 結(jié)論和建議

3.1 結(jié)論

電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)以其經(jīng)濟(jì)實(shí)用、無(wú)大氣污染而在最近幾年里得到快速的發(fā)展，但同時(shí)產(chǎn)生數(shù)量眾多的廢舊蓄電池，對(duì)環(huán)境的破壞已經(jīng)凸顯。通過(guò)實(shí)地調(diào)查、走訪(fǎng)，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)在農(nóng)村具有極大的需求市場(chǎng)，為農(nóng)民的增產(chǎn)增收帶來(lái)了巨大的促進(jìn)作用。這也促使了電動(dòng)車(chē)行業(yè)的迅速發(fā)展，使得廢舊蓄電池的有序回收利用變得更加迫切。

然而，廢舊蓄電池的回收卻是一大難題，原因在于廠家眾多，蓄電池產(chǎn)品本身差異巨大，回收難度大、成本高，廠家不愿意在回收上付出太多的努力，國(guó)家又暫時(shí)沒(méi)有相關(guān)的規(guī)定出臺(tái)，給地下生產(chǎn)鏈提供了機(jī)會(huì)，其在沒(méi)有技術(shù)和工具的條件下隨意拆解，不僅污染了環(huán)境，嚴(yán)重影響行業(yè)秩序，還造成鉛的大量流失。

因此，在認(rèn)識(shí)到電動(dòng)車(chē)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，必須通過(guò)合理的政策措施使廢舊蓄電池得到更好的回收利用。

3.2 建議

1）從源頭上解決。之所以存在廢舊蓄電池的回收利用問(wèn)題，根本原因在于鉛酸蓄電池本身的結(jié)構(gòu)。如果采用更為先進(jìn)的鋰電池等作為能量來(lái)源，不僅能量密度高，而且也不會(huì)產(chǎn)生大量廢舊蓄電池。但是鋰電池目前成本較高，因此還需要加強(qiáng)科學(xué)研究，降低成本，方能使其被普通用戶(hù)接受。

2）以舊換新。以美國(guó)為例其采取2種回收方式：其一，當(dāng)購(gòu)買(mǎi)新電池時(shí)無(wú)償交回舊電池，否則每買(mǎi)1個(gè)新的蓄電池要多付3～5美元的費(fèi)用，蓄電池廠在給零售商配送新電池時(shí)收回舊電池，蓄電池再送鉛再生廠生產(chǎn)并回購(gòu)鉛產(chǎn)品而形成閉式回收鏈；其二，再生鉛廠同時(shí)可以通過(guò)廢料商（主要為汽車(chē)拆解廠）購(gòu)買(mǎi)舊蓄電池，屬開(kāi)放式回收鏈。通過(guò)這2種方式美國(guó)目前的廢鉛酸蓄電池回收率幾乎達(dá)100%。

3）制定優(yōu)惠政策。通過(guò)政策扶持廢舊鉛酸蓄電池再生企業(yè)發(fā)展。在稅收政策上按特殊行業(yè)給予稅收減免；從政府財(cái)政撥款補(bǔ)貼、銀行貸款貼息等方面給予資金支持。同時(shí)宣傳民眾主動(dòng)回收舊電池，在發(fā)達(dá)國(guó)家已取得了令人滿(mǎn)意的成果，但這需要公眾有良好的環(huán)保意識(shí)。

4）制定處罰措施。國(guó)外對(duì)廢蓄電池處置有嚴(yán)格的法律法規(guī)制約。在美國(guó)，有很多州已有法律化條文，要求廢舊蓄電池必須完整地送到指定的廢蓄電池回收處，由回收處送再生鉛廠處理。發(fā)現(xiàn)隨意拋棄、拆解蓄電池，將給予嚴(yán)厲處罰，在這方面我國(guó)也可以進(jìn)行嘗試。

5）淘汰落后企業(yè)。很多企業(yè)處理舊電池過(guò)程中浪費(fèi)和污染嚴(yán)重，通過(guò)兼并、關(guān)停等方式淘汰落后產(chǎn)能可產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，也有利于鉛再生廠集中合理規(guī)劃、引進(jìn)和研發(fā)先進(jìn)技術(shù)［10］。

［1］李俊客．電動(dòng)車(chē)企業(yè)產(chǎn)品差異化問(wèn)題研究［D］．天津：天津大學(xué)，2008．

［2］ 周厲．電動(dòng)車(chē)：路在何方［J］．西部大開(kāi)發(fā)，2007 （1）：10-13．

［3］周正華．從廢舊蓄電池中無(wú)污染火法冶煉再生鉛及合金［J］．上海有色金屬，2002，23（4）：157-163．

［4］王子哲，裴啟濤．廢鉛酸蓄電池回收利用技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展［J］．資源再生，2008 （5）：56-57．

［5］傅欣，貢佩蕓，傅毅誠(chéng)．廢鉛蓄電池的綜合回收利用研究［J］．再生資源研究，2007（4）：25-27．

［6］葉玲霞．環(huán)境鉛污染與人體健康［J］．安徽預(yù)防醫(yī)學(xué)，2001，7（2）：159-160．

［7］萬(wàn)皓，夏萱煜，袁義．基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的電子廢棄物的再生利用體系［J］．環(huán)境保護(hù)，2008（2）：35-38．

［8］王化玲，韓忠敏，張遂柱．某私營(yíng)蓄電池廠鉛危害調(diào)查［J］．現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2008，35（6）：1046-1047．

［9］馬永剛．七大問(wèn)題制約我國(guó)再生鉛行業(yè)健康發(fā)展［J］．電源技術(shù)，2004，28 （5）：290．

［10］ Hu T L，Sheu J B，Huang K H．A Reverse Logistics Cost Minimization Model for the Treatment of Hazardous Waste［J］．Transportation Research Part E，2002，38：457-473．

Recycling Status of Waste Batteries from Electric Bicycles

Tian Taiyang1,Hu Bing2,Wu Hao3,Wang Xiujun3,Tu Wenting3
（1．Shanghai Institute of Technology,Shanghai 201400;2．Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240;3．East China Normal University,Shanghai200241）

The harm and utility value of waste batteries from electric bicycles were expounded．Treatment status of waste batteries from electric bicycles was analyzed,as well as reasons for its unfavorable recovery．Some rational suggestions were put forward．

energy saving and environmental protection；electric bicycle；waste battery；recycling

X705

A

1005-8206（2011）04-0047-03

2011-04-06

田太陽(yáng)（1985—），主要從事環(huán)保技術(shù)、臭氧技術(shù)應(yīng)用工作。E-mail：titan1985@sit．edu．cn。

（責(zé)任編輯：蘇媛）