电动车废旧蓄电池循环利用现状研究

田太阳，胡 兵，吴 浩，王秀军，涂文婷

（1．上海应用技术学院，上海 201400；2．上海交通大学，上海 200240；3．华东师范大学，上海 200241）

电动车废旧蓄电池循环利用现状研究

田太阳1，胡 兵2，吴 浩3，王秀军3，涂文婷3

（1．上海应用技术学院，上海 201400；2．上海交通大学，上海 200240；3．华东师范大学，上海 200241）

阐述了电动车废旧蓄电池的危害和利用价值，分析了国内电动车废旧蓄电池处理现状及目前回收不利的原因，并提出了合理化建议。

节能环保；电动车；废旧蓄电池；循环利用

电动车在20世纪30年代发明之后因技术原因一度销声匿迹，70年代的能源危机使电动车作为一种解决能源危机的重要方向引起国外的高度重视，通过各种立法手段促进其快速发展，目前在美国、日本和西欧已经得到广泛的应用。而国内电动车市场起步于20世纪90年代，到2007年已经发展到2 000多个品牌，年销售1 600多万台，同时产生2 300多家配套企业，解决100多万人的就业问题，形成300多亿元的年度产值［1］。但直到2006年才通过首部《电动自行车通用技术条件》的相关法规［2］，也只对上路条件做出规定。对于这个还在成长期的行业，各种相关的法律规范不健全、生产企业良莠不齐、市场混乱等因素的作用下，产生的大量废旧蓄电池没能得到很好的处理。通过对具有代表性的安徽省安庆市新丰村废旧蓄电池循环利用现状调研，发放调查问卷200份，有效回收197份，同时对生产厂家和回收点进行了走访，参考大量文献资料及相关政策，得出了目前废旧蓄电池利用情况。

1 废旧铅酸蓄电池的危害和利用价值

在废旧蓄电池的循环利用上，存在铅板受损程度、填充液体的回灌精确度、返修修复率的检测程度等一系列技术难题。对于厂家而言，整车生产技术已熟练掌握，但在废旧蓄电池循环利用上却没有完全成熟的技术。并且回收处理不仅会增加厂家成本、分散厂家和经销商的精力，还会影响到新车的销售，因而，厂家对循环利用蓄电池并没有采取行之有效的措施，而是由消费者自行处理。各方对于蓄电池回收市场的听之任之导致废旧蓄电池回收市场混乱无序，最终不能修复

废旧蓄电池主要污染部分为铅和硫酸。重金属元素铅进入人体内会使体内的蛋白质发生变性，从而使人体不能发挥正常的功能。食用含铅食物，会影响酶及血红素正常合成，影响神经系统；铅在骨骼及肾脏中积累，有潜在的长期影响。硫酸则是强酸，对环境的污染尽人皆知，1个钮扣大的电池可以污染600 t的水。如果对废旧铅酸蓄电池随意丢弃或随意拆解，会对环境造成很大的破坏。然而废旧铅酸蓄电池是良好的资源，铅是重要的不可再生资源，铅再生技术可以减少原矿石的开采量，延长矿山开采期限，同时大量节约能源，生产再生铅的能耗仅为生产原生铅的25．1%～31．4%，生产成本也比原生铅低38%。我国预计1 a产生108～144万t的废旧铅酸电池。

铅酸蓄电池的回收与利用受到发达国家的高度重视，欧洲地区规定，电池及电动车的生产厂家有责任进行集中回收。欧洲的铅酸电动自行车售价高达400～1 000欧元，比中国贵2～4倍，卖出1元钱的电池，企业要付出2元的环保治理成本。美国再生铅在铅产量中的比例高达76．2%，其他各欧洲国家也超过50%，而我国2003年为止才约20%。因此铅酸蓄电池的再利用行业在国内有很广阔的发展空间［3-9］。

2 国内电动车废旧蓄电池的处理现状

时会被废品收购站收购，简单拆解以得到其中的贵重金属，必定对环境造成很大的破坏。

项目调研发现电动车的主要问题见图1。主要问题是蓄电池问题，主要集中在电量不足、行驶能力差和爬坡能力变弱3个方面。出现问题的原因由铅酸蓄电池本身的寿命短，硫酸易干燥而与铅板脱离造成的。

图1 新丰村电动车主要质量问题调查结果

铅酸蓄电池寿命仅为2 a左右，因此随着我国电动车拥有量突破1亿辆并呈现高速增长势头，2 a后国内的废旧蓄电池会大量增加。如果不加以回收，不仅铅和硫酸对环境将造成严重破坏，而且浪费宝贵的铅资源。废旧蓄电池的处理情况及不同处理方式费用见图2、3。

图2 村民处理废旧蓄电池方式

图3 废旧蓄电池修复费用及维修后使用寿命

从图2、3可以看出，目前该村一次性的维修率仅51%，其他的被废弃或进入废品收购站。而废品收购站没有相关处理技术，对其随意拆解。因此，建立有效的蓄电池回收利用系统十分重要。

从调研情况来看，目前回收不利的原因主要有如下几点：

1）国内虽有近300家铅再生企业，但目前只有江苏春兴、上海飞轮和湖北金洋等少数企业拥有先进的设备和技术。多数企业工艺技术落后、规模小、耗能高、污染重、回收和综合利用率低，整体水平仅相当于国际20世纪60年代水平。

2）国内还存在数以万计的个体再生铅厂，这些小铅厂低成本，经营手段灵活，抢夺原料，生产过程严重污染环境。基本没有回收站将废旧蓄电池卖给正规企业，而是流入黑市。在与上海飞轮厂的交流中发现其产能4万t的设备每年却只能收到几千t的原料，对经营造成了很大的困扰。

3）旧电池回收主要是铅回收，因此部分商贩为了减轻运输质量，就地取铅而把硫酸直接倒在城乡接合部，对环境造成严重破坏。

4）正规企业技术能力与国外相比存在很大差距。综合利用率低，无分选处理技术，板栅金属和铅膏混炼，合金成分没有合理利用的情况大量存在。全国每年都有大量的铅在冶炼中流失，能耗高。国内一般水平为500～600 kg/t，而国外仅150～200 kg/t。污染严重。由于技术落后，熔炼过程中排放的铅蒸汽、烟尘、二氧化硫超过国家标准的几十倍。每处理1万t废铅酸蓄电池，平均产出0．7万t铅，排放二氧化硫408 t，耗水5万m3，洗水近0．6万m3，产生弃渣2 000 t，其中含铅 200 t、砷 20 t、锑 67 t。

5）国内目前没有形成统一的回收链，回收渠道不畅。铅酸蓄电池由铅再生厂直接回收还是由生产厂家和经销商直接回收并没有严格的规定，造成了生产企业不愿回收，铅再生厂没能力回收，回收处于一种无序状态。

3 结论和建议

3.1 结论

电动车产业以其经济实用、无大气污染而在最近几年里得到快速的发展，但同时产生数量众多的废旧蓄电池，对环境的破坏已经凸显。通过实地调查、走访，发现电动车在农村具有极大的需求市场，为农民的增产增收带来了巨大的促进作用。这也促使了电动车行业的迅速发展，使得废旧蓄电池的有序回收利用变得更加迫切。

然而，废旧蓄电池的回收却是一大难题，原因在于厂家众多，蓄电池产品本身差异巨大，回收难度大、成本高，厂家不愿意在回收上付出太多的努力，国家又暂时没有相关的规定出台，给地下生产链提供了机会，其在没有技术和工具的条件下随意拆解，不仅污染了环境，严重影响行业秩序，还造成铅的大量流失。

因此，在认识到电动车优点的同时，必须通过合理的政策措施使废旧蓄电池得到更好的回收利用。

3.2 建议

1）从源头上解决。之所以存在废旧蓄电池的回收利用问题，根本原因在于铅酸蓄电池本身的结构。如果采用更为先进的锂电池等作为能量来源，不仅能量密度高，而且也不会产生大量废旧蓄电池。但是锂电池目前成本较高，因此还需要加强科学研究，降低成本，方能使其被普通用户接受。

2）以旧换新。以美国为例其采取2种回收方式：其一，当购买新电池时无偿交回旧电池，否则每买1个新的蓄电池要多付3～5美元的费用，蓄电池厂在给零售商配送新电池时收回旧电池，蓄电池再送铅再生厂生产并回购铅产品而形成闭式回收链；其二，再生铅厂同时可以通过废料商（主要为汽车拆解厂）购买旧蓄电池，属开放式回收链。通过这2种方式美国目前的废铅酸蓄电池回收率几乎达100%。

3）制定优惠政策。通过政策扶持废旧铅酸蓄电池再生企业发展。在税收政策上按特殊行业给予税收减免；从政府财政拨款补贴、银行贷款贴息等方面给予资金支持。同时宣传民众主动回收旧电池，在发达国家已取得了令人满意的成果，但这需要公众有良好的环保意识。

4）制定处罚措施。国外对废蓄电池处置有严格的法律法规制约。在美国，有很多州已有法律化条文，要求废旧蓄电池必须完整地送到指定的废蓄电池回收处，由回收处送再生铅厂处理。发现随意抛弃、拆解蓄电池，将给予严厉处罚，在这方面我国也可以进行尝试。

5）淘汰落后企业。很多企业处理旧电池过程中浪费和污染严重，通过兼并、关停等方式淘汰落后产能可产生规模效应，也有利于铅再生厂集中合理规划、引进和研发先进技术［10］。

［1］李俊客．电动车企业产品差异化问题研究［D］．天津：天津大学，2008．

［2］ 周厉．电动车：路在何方［J］．西部大开发，2007 （1）：10-13．

［3］周正华．从废旧蓄电池中无污染火法冶炼再生铅及合金［J］．上海有色金属，2002，23（4）：157-163．

［4］王子哲，裴启涛．废铅酸蓄电池回收利用技术应用进展［J］．资源再生，2008 （5）：56-57．

［5］傅欣，贡佩芸，傅毅诚．废铅蓄电池的综合回收利用研究［J］．再生资源研究，2007（4）：25-27．

［6］叶玲霞．环境铅污染与人体健康［J］．安徽预防医学，2001，7（2）：159-160．

［7］万皓，夏萱煜，袁义．基于循环经济模式的电子废弃物的再生利用体系［J］．环境保护，2008（2）：35-38．

［8］王化玲，韩忠敏，张遂柱．某私营蓄电池厂铅危害调查［J］．现代预防医学，2008，35（6）：1046-1047．

［9］马永刚．七大问题制约我国再生铅行业健康发展［J］．电源技术，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

田太阳（1985—），主要从事环保技术、臭氧技术应用工作。E-mail：titan1985@sit．edu．cn。

（责任编辑：苏媛）