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我國廢舊電池回收標準體系構建研究

2023-03-11 06:49余飛陽胡云云舒晨陽楊詩婷李賀賀袁嘉磊鄭小美
質量探索 2023年2期
關鍵詞:廢舊電池電池利用

余飛陽,胡云云,舒晨陽,楊詩婷,李賀賀,袁嘉磊,鄭小美

(中國計量大學,杭州 310018)

1 廢舊電池回收概述

1.1 定義與分類

廢舊電池是指失去原有使用價值的電池及其廢元(器)件、零(部)件和廢原材料,以及失去使用價值但仍可用于其他領域的蓄電池。[1]廢舊電池的分類有不同的方法,按電解質種類可分為堿性電池、酸性電池、中性電池、有機電解質電池等;按電池所用正負極材料可分為鉛系電池、鋰系電池、鋅系電池、鎳系電池、二氧化錳系列電池、空氣(氧氣)系列電池等;按工作特性和儲存方式可分為一次電池(又稱干電池)、二次電池(又稱蓄電池)、燃料電池(又稱連續電池)、貯備電池、太陽能電池等;根據GB/T 36576—2018《廢電池分類及代碼》[2],廢舊電池主要分為三大類,包括使用過程、流通及回收處理領域產生的廢電池、生產工序產生的電池廢料廢件和其他類。

1.2 現狀和挑戰

隨著經濟與科技的發展,電池已成為人們日常生活中不可或缺的一部分,尤其是在移動設備、家電、汽車等領域,而相應的,廢舊電池的數量和種類也在不斷增加。中國是世界上最大的電池生產國和消費國,同時也是最大的廢舊電池產生國。廢舊電池中含有汞、鎘、鎳、錳、鉛等大量重金屬及廢酸、廢堿等電解質溶液,若不經過回收和妥善處理,會給生態環境和人體健康帶來潛在的嚴重威脅[3]。同時,廢舊電池中富集了大量鈷、銅、鋰、鋁、鐵等貴重金屬資源,具有較高的回收價值[4]??梢?,廢舊電池回收不僅可以減少污染源,保護生態環境,保障民眾健康,還能實現資源循環利用,創造經濟效益[5],有效緩解我國資源短缺的問題。

目前,我國尚未建立起完善有效的回收體系,廢舊電池的隨意丟棄現象比較嚴重[6]。整體而言,我國廢舊電池回收仍處于初級階段[7],在回收技術、回收模式等方面都面臨許多挑戰。1)意識方面:廢舊電池回收是一項復雜的系統工程,需要包括企業、消費者和政府等在內的多個主體的廣泛參與。但公眾對廢舊電池回收的重要性和方法不夠了解,節約資源、保護環境的憂患意識不足,社會的關注度也不高,導致廢舊電池的回收率較低。2)技術方面:廢舊電池的種類繁多,不同類型電池的回收和處理方式有所不同,因此需要專門的技術和設備來處理,這對于許多地區來說都是技術難題。而廢舊電池的低回收率,既限制了廢舊電池處理規模的擴大,阻礙了產業化進程,又制約了處理技術的發展[6],如余量檢測等關鍵回收技術仍未徹底攻克[7]。3)經濟方面:廢舊電池回收涉及到收集、分揀、運輸、處理和再利用等環節,這些環節都需要投入一定的成本。但部分類型廢舊電池回收的市場價值相對較低,導致回收過程可能不具備足夠的經濟可行性,使得一些回收企業難以維持運營。4)監管方面:廢舊電池回收涉及到環境保護和資源利用等方面,需要相關監管措施來確?;厥者^程的合規性和安全性。然而,部分地區的監管力度不足、管理水平不高,導致廢舊電池回收過程中存在一些不規范和非法操作的問題[8]。

1.3 研究背景與意義

我國高度重視廢舊電池回收工作,為促進廢舊電池的回收利用,降低對環境的破壞,制定了一系列政策措施[9-10],如《循環經濟促進法》《固體廢物污染環境防治法》《廢電池污染防治技術政策》《生產者責任延伸制度推行方案》《促進汽車動力電池產業發展行動方案》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》等,對各類廢舊電池的產生、收集、運輸、儲存、處理、技術工藝及梯次應用等實施全過程監督和管理,在推動綠色循環發展和生態文明建設上已取得了顯著成效。雖然如此,目前國內廢舊電池回收的整體框架依然存在著許多不足之處,尤其是關于廢舊電池回收的標準體系尚未建立,許多相關標準還未或尚在制修訂,難以發揮標準在規范廢舊電池回收行業發展和引導公眾積極融入廢舊電池循環再生中來的巨大作用。

開展廢舊電池回收標準體系的構建研究,對于建設資源節約型、環境友好型社會,促進社會經濟可持續發展具有重要意義。1)產業發展方面:廢舊電池回收量的持續增長帶來了巨大的市場需求,標準體系可規范廢舊電池回收的全過程,能提高回收效率和回收率,推動廢舊電池回收產業的健康發展。2)環保與健康方面:廢舊電池中的有害物質對生態系統和人類健康造成潛在風險,標準體系可為回收的規范性和安全性提供支撐,能有效防止有害物質的泄漏和擴散,降低環境污染和健康風險。3)資源利用方面:廢舊電池中含有大量有用材料,標準體系可為廢舊電池的梯次利用和回收再利用提供指導,能提高資源利用效率,促進循環經濟發展,減少對原材料的需求,降低能源消耗和環境壓力。因此,應盡快構建科學合理的廢舊電池回收標準體系,加快行業關鍵亟需標準制定和驗證,從而促進資源循環利用和再生資源產業提質升級,引領廢舊電池回收的規范化、集約化、規?;?、產業化發展。

2 國內外廢舊電池回收標準化的比較分析

2.1 國內廢舊電池回收標準化現狀

經不完全統計,我國政府主導制定的現行廢舊電池回收相關標準共計51 項(見表2),其中國家標準24 項,行業標準20 項,地方標準7 項。系列廢舊電池回收標準的發布實施,對于規范廢舊電池運輸、貯存、利用和處置等各環節管理,完善廢舊電池回收利用體系,促進廢舊電池回收利用行業有序發展具有重要意義,且有助于提升廢舊電池回收產業的自主創新能力和產業競爭力,優化廢舊電池回收產業的創新發展環境[5]。

表1 我國廢舊電池回收現行標準匯總表

此外,中國電子節能技術協會、中國循環經濟協會、中國汽車工程學會、北京資源強制回收環保產業技術創新戰略聯盟、廣東省循環經濟和資源綜合利用協會、深圳市電源技術學會、佛山市高新技術應用研究會、新余市新材料產業聯盟等社會團體制定了多項廢舊電池回收相關團體標準,對于豐富廢舊電池回收標準的有效供給,加快多層次標準支撐體系的形成,推動廢舊電池處理先進技術的應用,提升廢舊電池資源化利用的水平等發揮了重要作用。

2.2 國外廢舊電池回收標準化現狀

歐盟、美國、日本等發達國家及地區在廢舊電池回收方面均有較為成熟的法規及標準體系。歐盟是世界上廢電池回收最嚴格的地區,制定了包括歐盟電池指令(Directive 2006/66/EC)和電池修訂指令(2013/56/EU)在內的一系列與廢舊電池回收相關的指令和法規,對有毒有害物質含量、電池標簽、廢舊電池及材料回收等提出具體要求,旨在規范電池在歐盟市場的投放,減少電池中有害物質的使用,提高各成員國廢舊電池收集、處理、回收和處置水平。美國是在廢舊電池回收領域內立法相對較多和較細的一個國家,出臺了《資源保護與再生法》《通用廢物管理法》《含汞電池和可充電池管理辦法》等多部法令,對廢舊電池的收集、運輸、儲存等整個電池回收過程作出詳細規定,以加強廢舊電池危廢管理,提高回收的效率和安全性。美國的一些行業組織和機構還制定了關于廢舊電池回收的自愿性標準,如電子行業公民聯盟(EICC)的《電子行業行為準則》。日本在廢棄電池的收集和回收方面一直走在世界前列,確立了“基本法(即《促進建立循環型社會基本法》)-綜合法(如《資源有效利用促進法》《廢棄物處理和公共清潔法》)-專項法(如《汽車再循環法》)”的循環經濟立法體系,有力推進了廢舊電池回收利用產業化。此外,國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)發布了許多與廢舊電池回收相關的國際標準,為廢舊電池的回收利用提供了指引和參考。

2.3 國內外廢舊電池回收標準化對比情況

目前,我國廢舊電池回收標準化工作還處于起步階段,與國外發達國家相比還存在一定差距。1)標準體系及標準:國外廢舊電池回收標準體系相對較為完善,涵蓋了廢舊電池回收的各個環節和方面。歐盟、美國和日本等發達國家及地區都制定了相應的法規、指令和指南,對廢舊電池回收進行了規范。而我國廢舊電池回收標準體系尚未建立,相關標準、規范及指導性文件還不夠完善。2)回收責任方和回收目標:歐盟、美國和日本等發達國家及地區明確規定了生產者的回收責任,并設定了回收率和回收目標。相比之下,我國在廢舊電池回收方面的責任主體和回收目標都不夠明確,導致廢舊電池的回收處理責任的互相推卸[11],回收率維持在較低水平。3)國際合作和認證體系:國外廢舊電池回收領域傾向于國際合作,倡導參與相關認證,如CE 認證、REACH 認證、UL 認證、ISO 14000 認證等。而國內在國際合作和認證體系方面的參與相對較少,缺乏與國際標準接軌的認證機構和認證體系。

3 廢舊電池回收標準體系構建

按照合法合規、全面成套、目標導向、普遍適用的基本原則,繪制出我國廢舊電池回收標準體系框架圖(見圖1)。

圖1 我國廢舊電池回收標準體系基本框架

我國廢舊電池回收標準體系主要由7 個標準子體系組成。1)通用基礎標準子體系:主要包括術語與定義、分類與命名、符號、包裝標志與儲存運輸四個方面的標準,用于統一廢舊電池回收相關概念,規范行業標準化工作中的一般性問題和共性問題;2)原材料標準子體系:主要包括電池原料、輔助材料的種類和材質及相關性能標準等;3)處理方法標準子體系:主要包括為火法回收、濕法回收、生物浸出回收和其他回收等標準,對應目前國內廢舊電池回收的常用回收處理方法;4)設備標準子體系:主要包括放電機、破碎機、高溫爐、分離機等裝置及其他制備設備方面的標準,對廢舊電池回收過程中所需各種設施設備及其使用要求、性能要求、使用方法等進行規范;5)產品標準子體系:主要包括從廢舊電池中回收的鋰、鈷、錳、鎳等相關產品標準;6)測試方法標準子體系:主要包括回收金屬的純度測試方法標準和性能測試方法標準;7)管理標準子體系:主要包括安全管理標準、生產廢料處理標準、環境保護標準、人員管理標準等,對廢舊電池回收處理過程中涉及到的環境安全、人體健康等提出要求。

4 廢舊電池回收標準化工作建議

針對國內外廢舊電池回收標準化的對比情況,結合我國廢舊電池回收標準體系建設需要,提出以下建議。

(1)率先制定行業內急需使用、技術較為成熟的標準[12]。量化子體系或具體標準制修訂工作的優先級,對于廢舊電池領域急用的術語和定義、安全要求等重要基礎標準,率先研究和立項;對于國內外較為成熟的余能檢測、化學分析、梯次利用等與廢舊電池回收相關的共性通用技術標準,以系列標準等形式,優先集中發布實施。

(2)加強技術研究和創新,促進科技成果轉化為技術標準。技術創新是提高廢舊電池回收率和回收質量的關鍵,只有攻克廢舊電池資源綠色處理與循環利用的難題,才能將鎳、鈷、錳、鋰等有價金屬的回收再生利用推向產業化。因此,要大力推動先進回收技術研發,加快科技成果轉化步伐,加強廢舊電池回收關鍵技術標準研究(如電池生態設計、碳足跡核算等),以科技創新提升標準水平,以標準應用引領產業優化升級。

(3)完善回收體系市場化建設,明確回收責任方和回收目標。在生態環境保護、資源循環利用等相關法律框架的指引與約束下,順應經濟社會發展規律,建立健全再生資源回收市場化體系,結合生產者責任延伸制度,進一步明確廢舊電池回收利用各方責任義務,并合理設定回收目標,引導企業提高再生材料使用比例,以更好滿足市場需求。同時,加快構建循環經濟發展標準支撐體系,發揮標準的規范引領作用,強化廢舊電池溯源管理,促進產業鏈上下游合作,推動廢舊電池回收行業健康發展。

(4)對接環境足跡、資源循環等標準體系及認證制度,推動國際合作互認。積極參加ISO、IEC 等開展的各項國際標準化活動,密切關注國際上廢舊電池回收標準化領域的新趨勢和新方向,充分借鑒國外先進的回收技術和管理經驗。適時開展國際標準的適用性分析和關鍵技術指標比對,加大采用國際標準力度,提升我國標準與國際標準一致性。積極參與和主動引領再生材料、動力電池梯次利用產品等認證國際標準、規則制定,深化國際合作互認,推動中國標準“走出去”。

(5)注重宣傳引導,提高全社會廢舊電池回收意識。在全國生態日、全國節能宣傳周、世界環境日等重要時間節點,以“綠色回收進社區”“資源回收進校園”等為主題,開展形式多樣的宣傳教育活動,廣泛宣傳廢鉛蓄電池的危險性、廢棄電池回收再利用的重要意義,以及相關政策措施等。創新宣傳方式,豐富宣傳手段,充分利用自媒體、互聯網等信息化平臺,多渠道、多維度普及廢舊電池回收利用相關知識,傳播綠色低碳理念,提高公眾參與廢舊電池回收的主動性,努力營造全社會共同參與的良好氛圍。

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