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摘要：在政策的引導(dǎo)和推動下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。工信部數(shù)據(jù)顯示，2009-2016年上半年累計(jì)生產(chǎn)新能源汽車67.4萬輛。國務(wù)院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》，到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年前后，我國各類電動車動力電池累計(jì)報(bào)廢量將超過12-17萬噸。車用動力電池的報(bào)廢漸成規(guī)模，如何處置退役動力電池將是影響新能源汽車發(fā)展的重大課題。 一、動力電池回收再利用發(fā)展現(xiàn)狀 (一)多國制定相關(guān)法規(guī)并建立回收體系 發(fā)達(dá)主要以法律作為防治電池污染和實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的重要保障。通過建立健全完善的法律機(jī)制，充分實(shí)施延伸生產(chǎn)者責(zé)任制度，利用法律強(qiáng)制力對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)定，約束整個電池生命周期的各個相關(guān)主體，使其必須按照法律規(guī)定承擔(dān)責(zé)任和履行義務(wù)，并對違反法律規(guī)定的主體進(jìn)行嚴(yán)厲的懲罰。 1.美國 美國歷來相當(dāng)重視環(huán)境管理方面的工作，針對廢舊電池的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸和貯存等過程提出技術(shù)規(guī)范，并采取生產(chǎn)者責(zé)任延伸和押金制度。 立法方面。針對廢舊電池立法涉及聯(lián)邦、州及地方3個層面，其中《資源保護(hù)和再生法》、《清潔空氣法》、《清潔水法》從聯(lián)邦法規(guī)角度，采用許可證管理辦法，加強(qiáng)對電池生產(chǎn)企業(yè)和廢舊電池資源回收利用企業(yè)的監(jiān)管。《含汞電池和充電電池管理法》主要針對廢舊二次電池的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸、貯存等過程提出相應(yīng)技術(shù)規(guī)范，同時(shí)明確了有利于后期回收利用的標(biāo)識規(guī)定。紐約和加州的產(chǎn)品管理法案中覆蓋到鋰離子電池產(chǎn)品，要求制造商制定在不犧牲消費(fèi)者和零售商利益的前提下制定電池收集和回收的計(jì)劃。 回收方面。美國國際電池協(xié)會制定了押金制度，促使消費(fèi)者主動上交廢舊電池產(chǎn)品。同時(shí)美國政府推動建立電池回收利用網(wǎng)絡(luò)，采取附加環(huán)境費(fèi)的方式，通過消費(fèi)者購買電池時(shí)收取一定數(shù)額的手續(xù)費(fèi)和電池生產(chǎn)企業(yè)出資一部分回收費(fèi)，作為產(chǎn)品報(bào)廢回收的資金支持，同時(shí)廢舊電池回收企業(yè)以協(xié)議價(jià)將提純的原材料賣給電池生產(chǎn)企業(yè)，此種模式既能讓電池生產(chǎn)企業(yè)很好的履行相關(guān)責(zé)任義務(wù)，在一定程度上又保證了廢舊電池回收企業(yè)的利潤，落實(shí)了生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度。 2.歐盟 歐盟采用生產(chǎn)者承擔(dān)回收費(fèi)用的強(qiáng)制回收制度，并對電池使用者提出了法定義務(wù)。 自1990年開始，歐洲的車廠已開始強(qiáng)調(diào)在汽車中使用可回收的材質(zhì)及零組件的再利用。2000年歐盟通過2000/53/EC《關(guān)于廢棄汽車的技術(shù)指令》(即ELV指令)，目標(biāo)在于建立收集、處理、再利用的機(jī)制，鼓勵將廢棄汽車的部件重復(fù)利用，減少汽車產(chǎn)品對環(huán)境的破壞，并致力于環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、以及能源節(jié)約。歐盟2006/66/EC電池指令與電池回收直接相關(guān)，該指令涉及所有種類的電池，并要求汽車電池生產(chǎn)商應(yīng)建立汽車廢舊電池回收體系。歐盟從2008年開始強(qiáng)制回收廢舊電池，回收費(fèi)用則由生產(chǎn)廠家來負(fù)擔(dān)。 以回收領(lǐng)域較為成熟的德國為例。德國已建立較完善的回收利用法律制度，依據(jù)歐盟和德國關(guān)于電池回收法規(guī)的規(guī)定：在德國，電池生產(chǎn)和進(jìn)口商必須在政府登記;經(jīng)銷商要組織收回機(jī)制，配合生產(chǎn)企業(yè)向消費(fèi)者介紹在哪兒能免費(fèi)回收電池;終用戶有義務(wù)將廢舊電池交給指定的回收機(jī)構(gòu)。 3.日本 日本在回收處理廢電池方面一直走在世界前列，建立了蓄電池生產(chǎn)-銷售-回收-再生處理的回收利用體系。 相關(guān)法律法規(guī)可以分為三個層面：層指基本法，即《促進(jìn)建立循環(huán)型社會基本法》;第二層指綜合性法律，包括《固體廢棄物管理和公共清潔法》、《資源有效利用促進(jìn)法》、《節(jié)能法》、《再生資源法》等。第三層指專門法層面，包括根據(jù)各種產(chǎn)品的性質(zhì)制度的專門法規(guī)。 從1994年10月起，日本電池生產(chǎn)廠商開始采用電池收回計(jì)劃，建立起蓄電池生產(chǎn)-銷售-回收-再生處理的電池回收利用體系。這種回收再利用系統(tǒng)是建立在每一位廠家自愿努力的基礎(chǔ)上，零售商家、汽車銷售商和加油站免費(fèi)從消費(fèi)者那里回收廢舊電池。電池遵循與其分布路線相反的方向，由回收公司進(jìn)行分解。 4.中國 中國動力電池回收體系不斷完善，并明確了動力電池回收責(zé)任主體，各城市對電池回收利用政策也進(jìn)行了積極探索，但在落實(shí)方面差距甚遠(yuǎn)。 2012年，國務(wù)院在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020)》中明確規(guī)定，要加強(qiáng)動力電池梯級利用和回收管理。制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。 2014年7月，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》提出要研究制定動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)廢舊動力電池回收，建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。2016年以來，工信部相繼出臺了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》、《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》和《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》3項(xiàng)文件，明確廢舊電池回收責(zé)任主體，加強(qiáng)行業(yè)管理與回收監(jiān)管。 為鼓勵生產(chǎn)企業(yè)回收動力電池，不少地方政府也在積極探索。2014年上海市發(fā)布《上海市鼓勵購買和使用新能源汽車暫行辦法》，要求車企回收動力電池，政府給予1000元/套的獎勵。2015年深圳發(fā)布《深圳市人民政府關(guān)于印發(fā)深圳市新能源汽車推廣應(yīng)用若干政策措施的通知》，內(nèi)容顯示要求制定動力電池回收利用政策，由整車制造企業(yè)負(fù)責(zé)新能源汽車動力電池強(qiáng)制回收，并由整車制造企業(yè)按照每千瓦時(shí)20元專項(xiàng)計(jì)提動力電池回收處理資金，地方財(cái)政按照經(jīng)審計(jì)的計(jì)提資金額給予不超過50%比例的補(bǔ)貼，建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。 但實(shí)際上，由于我國新能源汽車的高速發(fā)展僅從2014年開始，目前多數(shù)動力電池還在質(zhì)保期內(nèi)，盡管消費(fèi)者存在疑慮，但車企包括電池企業(yè)尚未將其落實(shí)。 (二)各國重視動力電池回收并進(jìn)行工程示范 動力電池回收利用雖然已經(jīng)引起政府部門、科研機(jī)構(gòu)、部分企業(yè)的關(guān)注和研究，發(fā)展?jié)摿薮?，但還沒有大量的資源投入。美國、日本、歐洲和我國在退役電池的回收再利用方面進(jìn)行了不同的嘗試。表1為國內(nèi)外典型的動力電池回收再利用示范項(xiàng)目，涉及到儲能、移動電源、分布式發(fā)電、商業(yè)可行性研究及拆解、回收等多方面。 表1動力電池回收再利用示范項(xiàng)目概況 (三)我國基本掌握回收技術(shù)但工藝水平有待 動力電池的再利用的一般過程一般是將廢舊電池失效、拆解、檢測、篩選，接著二次重組再利用。通常對廢舊鋰離子電池的回收過程是：首先徹底放電，然后對電池進(jìn)行拆解分離出正極、負(fù)極、電解液和隔膜等各組成部分，再對電極材料進(jìn)行堿浸出、酸浸出、除雜后進(jìn)行萃取以實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬的富集。回收處理方法按提取工藝可分為3大類：干法回收技術(shù)、濕法回收技術(shù)和生物回收技術(shù)。 我國已基本掌握相應(yīng)的回收處理技術(shù)，但是回收工藝水平較低。一方面，國內(nèi)針對動力電池的回收工藝路線還處于探索階段，以循環(huán)制造為目標(biāo)的回收技術(shù)還沒有開展。另一方面，國內(nèi)對動力電池回收處理普遍還停留在廢物處理的階段，資源回收再利用以及鋰離子電池的循環(huán)再制造技術(shù)的研究仍未開展，對鋰離子電池回收所涉及到的生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等問題沒有具體的工藝措施和裝備保證。 (四)動力電池回收有利于環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約 車用動力電池報(bào)廢后如不進(jìn)行必要的處理，會造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。我國車用動力電池絕大多數(shù)為鋰離子電池，鋰離子電池雖然不含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但廢舊鋰離子電池如果處理不當(dāng)仍能夠?qū)Νh(huán)境造成極大的污染。比如廢舊鋰離子電池的電極材料進(jìn)入環(huán)境中，可與環(huán)境中其它物質(zhì)發(fā)生水解、分解、氧化等化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生重金屬離子、強(qiáng)堿和負(fù)極碳粉塵，造成重金屬污染、堿污染和粉塵污染;電解質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中，可發(fā)生水解、分解、燃燒等化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生HF、含砷化合物和含磷化合物，造成氟污染和砷污染。 有研究表明，回收鋰離子電池可節(jié)約51.3%的自然資源，包括減少45.3%的礦石消耗和57.2%的化石能源消耗。鋰離子電池材料中，包含一些有價(jià)值的材料。以一種三元材料電池為例，其中鎳含量12%、鈷5%、錳7%、鋰1.2%，如果通過回收工藝，將有價(jià)值材料回收再利用，會起到節(jié)約資源的目的。 (五)動力電池再利用提高電池全生命周期使用價(jià)值 從新能源汽車上淘汰的動力電池，仍基本保持70%-80%的初始能量，如果直接拆解回收，是對電池剩余使用的浪費(fèi)，動力電池報(bào)廢后除了化學(xué)活性下降外，電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有改變，這些電池的能量完全可以繼續(xù)滿足家庭儲能、分布式發(fā)電、微網(wǎng)、移動電源、后備電源、應(yīng)急電源等中小型儲能設(shè)備和大型商業(yè)儲能和電網(wǎng)儲能市場的使用，如果廢舊動力電池梯次利用技術(shù)提高、經(jīng)濟(jì)成本下降，在梯次利用領(lǐng)域，動力電池的全生命周期使用價(jià)值將會得到充分利用。 二、動力電池回收和再利用面臨的主要問題 (一)退役電池復(fù)雜性高，拆解不便 退役動力電池復(fù)雜程度很高，包括不同類型電池制造和設(shè)計(jì)工藝的復(fù)雜性、串并聯(lián)成組形式、服役和使用時(shí)間、應(yīng)用車型和使用工況的多樣性。比如，電池有方型、圓柱形不同類型，其疊片、繞組形式也不同，由于集成形式不同，成組后電池包也各異。 這些復(fù)雜性導(dǎo)致電池回收再利用或者拆解時(shí)極為不便。如果進(jìn)行自動化拆解，對生產(chǎn)線的柔性配置要求比較高，從而導(dǎo)致處置成本過高。因此，在目前自動化水平不高的情況下，多數(shù)工序是人工完成的，工人的技能水平可能會影響著電池回收過程中的成品率，同時(shí)手工拆解過程中，電池短路、漏液可能導(dǎo)致起火或者爆炸，對人身和財(cái)產(chǎn)有潛在隱患。 (二)退役電池一致性差，品質(zhì)不高 退役電池的再利用必須經(jīng)過品質(zhì)檢測，包括性評估、循環(huán)壽命測試等，將電芯分選分級，再重組后才可以被再利用。但是如果動力電池在服役期間沒有完整的數(shù)據(jù)記錄，再利用過程進(jìn)行電池壽命預(yù)測時(shí)，準(zhǔn)確度可能會下降，電池的一致性無法保障，同時(shí)測試設(shè)備、測試費(fèi)用、測試時(shí)間、分析建模等成本都會增加。由于不同電池的內(nèi)阻特性、電化學(xué)特性、熱特性相同，電池的不一致性和可靠性可能也無法保證，如果一些存在問題的電池在篩選過程中沒有被檢驗(yàn)出來，而再次被使用，會增加其他整個電池系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。 (三)回收拆解成本較高，經(jīng)濟(jì)性欠佳 目前，動力電池回收產(chǎn)業(yè)還未形成規(guī)模效應(yīng)，國內(nèi)還未建立成熟的回收體系，一些企業(yè)雖然涉及了動力電池回收業(yè)務(wù)，但是收效率較低，投入超出電池價(jià)值，缺乏盈利點(diǎn)。比如一家采用機(jī)械法和濕法回收廢舊磷酸鐵鋰電池的公司，回收處理1噸廢舊磷酸鐵鋰動力電池的成本為8540元，而再生材料的收益僅為8110元，虧損430元。由于鋰離子電池回收技術(shù)路線比較復(fù)雜，回收工藝成本高，而除了三元系正極回收價(jià)值高外，像錳酸鋰、磷酸鐵鋰系正極回收價(jià)值偏低。 在動力電池再利用領(lǐng)域，由于電池檢測和重組時(shí)，設(shè)備和人工投入成本較高，導(dǎo)致電池出廠價(jià)格偏高，用于儲能并不具有經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)中國科學(xué)電力研究院數(shù)據(jù)，2015年鋰離子電池儲能綜合度電成本為0.73元/kWh，而鉛炭電池、抽水蓄能度電成本目前已經(jīng)接近0.4元/kWh，目前鋰離子電池儲能經(jīng)濟(jì)成本還不具備優(yōu)勢。 (四)回收政策缺乏監(jiān)管，執(zhí)行不樂觀 我國2016年發(fā)布了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》，明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，電動汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，動力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車生產(chǎn)企業(yè)售后服務(wù)體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，梯級利用電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)梯級利用電池回收利用的主要責(zé)任，報(bào)廢汽車回收拆解企業(yè)應(yīng)負(fù)責(zé)回收報(bào)廢汽車上的動力蓄電池。但是，由于該政策并不是強(qiáng)制性管理且缺乏明確的獎懲機(jī)制，加上動力電池回收再利用經(jīng)濟(jì)性不高，目前各級動力電池相關(guān)主體對政策的執(zhí)行不樂觀。 三、結(jié)論和建議 隨著新能源汽車的快速發(fā)展，我國動力電池報(bào)廢也將成規(guī)模，車用動力電池退役后，如果不進(jìn)行必要的回收和處理，不僅會造成資源的浪費(fèi)，也會對環(huán)境造成一定的污染。政府、企業(yè)及消費(fèi)者應(yīng)該積極發(fā)揮聯(lián)動機(jī)制，推動動力電池回收和再利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，減少動力電池的污染和浪費(fèi)問題，延長動力電池使用壽命和價(jià)值鏈。 (一)研究電池標(biāo)準(zhǔn)化并落實(shí)可追溯體系 動力電池的標(biāo)準(zhǔn)化，影響了其回收和再利用過程中拆解、檢測等裝備復(fù)雜程度、一致性、性和經(jīng)濟(jì)性，因此有必要對動力電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接方式、工藝技術(shù)、集成安裝等標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行研究。 進(jìn)一步落實(shí)《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》中要求的動力電池編碼制度及可追溯體系，盡快制定動力電池編碼強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，將可追溯系統(tǒng)與新能源汽車產(chǎn)品公告管理掛鉤，保證電池有全生命周期信息記錄，提高檢測評估的便利性和準(zhǔn)確性。 (二)制定和實(shí)施動力電池回收獎懲措施 《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》明確了電池回收責(zé)任主體和追責(zé)方式，但是對新能源汽車動力電池回收，目前尚未有明確的賞罰機(jī)制，企業(yè)也沒有將動力電池回收看成是有利可圖的事情。目前，亟需制定動力電池回收再利用激勵實(shí)施細(xì)則，建立明確的賞罰機(jī)制。比如對未按照回收政策履行責(zé)任義務(wù)的企業(yè)進(jìn)行必要的懲罰，包括行政處罰和經(jīng)濟(jì)處罰，甚至與車輛公告和電池目錄掛鉤;可以對電池回收企業(yè)和電池再利用企業(yè)按照電池套數(shù)、容量等方式進(jìn)行補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠，保證回收再利用企業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。對消費(fèi)者可以采用押金和獎勵并行的制度，消費(fèi)者主動上交廢舊電池時(shí)，退回押金并增加額外補(bǔ)償，培養(yǎng)消費(fèi)者動力電池回收的意識。 (三)加大回收再利用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā) 需要加大對廢舊電池拆解、重組、測試和壽命預(yù)測等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，提高其技術(shù)成熟度和生產(chǎn)過程的性;同時(shí)提高電池拆解，重組及回收技術(shù)的工藝水平和自動化水平，提高拆解、重組和回收過程的效率，使動力電池回收的材料和再利用電池出廠具有經(jīng)濟(jì)可行性和性。 (四)鼓勵商業(yè)模式創(chuàng)新試點(diǎn) 在開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和評價(jià)的基礎(chǔ)上開展創(chuàng)新商業(yè)模式試點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)之后，對具有推廣價(jià)值的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式進(jìn)行復(fù)制，避免一哄而上。落實(shí)動力電池回收再利用體系建設(shè)，并利用補(bǔ)貼機(jī)制和優(yōu)惠政策提高企業(yè)和消費(fèi)者的積極性，但要避免一些投機(jī)企業(yè)為了補(bǔ)貼跟風(fēng)進(jìn)入這個行業(yè)，形成公平和良性的競爭機(jī)制，以有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。