废弃电池能否进入废弃电器电子产品处理目录(第二批)管理筛选评估分析.pdf
~41111 废旧电池能否纳入第二批废弃电器电子产品管理的筛选与评估 王红梅 刘倩 闫倩 赵秀葛 聂静 (中国环境科学研究院环境污染与健康研究室/环境基准与风险评估重点实验室,北京) [摘要] 2009年2月,国务院发布《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,成为我国废弃电器电子产品回收处理的纲领性文件。在第一批废弃电器电子产品中,电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机等5种产品明确纳入第一批目录。同时,为了能够及时、客观地适应经济发展、技术进步和电器电子产品行业的发展变化,目录管理委员会起草了多项关于废弃电器电子产品目录制定和调整的规定,明确了随着经济发展变化和电子产品废弃情况调整电器电子产品目录的原则。我国废旧电池近几年增长速度很快,未来管理形势十分紧迫。本文对我国几类废旧电池(铅酸电池、镍氢电池和锂电池)的产生、回收、处置和管理政策导向进行了分析。基于目录第一批筛选原则,采用权重分析法对废旧电池能否纳入废弃电器电子产品处置目录(第二批)管理进行筛选评价。研究表明,铅酸电池符合进入管理目录的条件。
【关键词】《废弃电器电子产品回收处理管理条例》;《废弃电器电子产品目录》;废旧电池;铅酸蓄电池。我国是电池生产大国和消费大国,电池是我们日常生活中最常用的物品之一。随着电器电子产品在生活中的普及和增多,电池的消耗量也越来越大。可以预见,未来我国废旧电池的数量将十分惊人。在《废弃电器电子产品回收处理管理条例》中,国务院发布了《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,成为我国废弃电器电子产品回收处理的指导性文件。 2010年9月,国家发展改革委、环境保护部、工业和信息化部联合发布了《废弃电器电子产品目录(第一批)》(2010年第24号)和《废弃电器电子产品目录制定、调整的若干规定》。废弃电器电子产品的管理形势将十分严峻。在《废弃电器电子产品目录(第一批)》中明确提出电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机等五种产品(第二批)应纳入废弃电器电子产品目录。这对于电池生产企业和回收企业来说,非常重要。本文对废旧电池能否纳入废弃电器电子产品目录(第二批)进行了研究,以便随着经济发展和技术进步,及时、客观地筛选和评估废弃电器电子产品的管理情况。
1、废弃电器电子产品目录(以下简称《目录》)制定原则研究。目录管理委员会已起草了《关于制定和调整废弃电器电子产品目录的若干规定》。首先介绍制定和调整废弃电器电子产品目录的原则和条件。明确随着经济发展的变化和电子产品废弃情况的调整,电器电子废弃物俗称“电子垃圾”,包括各类废弃资金项目:国家环境保护公益性行业科研专项项目()万方数据4号I中国环境管理国家计算机、通讯设备、打印机、复印机、电视机、电冰箱、空调器、洗衣机、微波炉、DVD机、荧光灯、电动“目录”产品作为第一批纳入《规定》的管理范围。第一批纳入目录池的产品包括精密电子仪器仪表,以及构成这些产品的电子电气产品。相关的制度设计、监督管理、相关的标准件、部件和材料,以及这些产品的标准化、回收、运行等问题都在不断探索和论证中。第一批纳入目录池的产品包括精密电子仪器仪表,以及构成这些产品的电子电气产品。第一批产品...
随着信息技术的发展和电子产品更新换代的速度,管理经验的积累为将所有废弃电器电子产品纳入《目录》奠定了基础。随着信息技术发展和电子产品更新换代的速度加快,全球范围内淘汰的废弃电子产品和电器设备越来越多,形成了数量巨大的电子垃圾,电子垃圾正成为新的危险废物污染源[1]。我国是电器电子产品生产大国、出口大国和消费大国。(1)社会保有量大,废弃量大。例如,首批入选和消费大国的产品,特别是电视机、冰箱、洗衣机、空调、电脑等大家电产品,自上世纪八九十年代以来,大量进入中国家庭。2009年,电视机、冰箱、洗衣机、空调、电脑等大家电产品进入《目录》。我国电子垃圾增长势头迅猛。电子废弃物等主要家电生产量已近5亿台,自2003年出口量已达110万吨,高于全球2.4亿台。与此同时,我国已进入家电报废量增长高峰期,每年约5%至10%,理论年报废量超过5000万台,年均增幅达20%。电子产品中蕴藏着许多有用资源,如铜、铝、铁及各种稀有金属、玻璃、塑料等。
长期以来,由于缺乏完善的回收处理体系,造成大量资源的浪费,造成严重的环境破坏,危害人体健康。由于法律法规的缺失,回收处理基本处于无序状态,大量废弃物对消费者造成影响,也给消费者带来安全隐患。加强废弃电器电子产品回收处理的规范管理已成为十分重要的工作。废弃电器电子产品中含有大量的铅、汞、铬、镉、溴化阻燃剂等有害且难处理的物质,如果通过简单的工艺进行拆解,既不符合资源的综合利用和发展循环经济、保护环境、确保对人体健康的无害化处理,又会造成严重的资源浪费、环境污染和危害人体健康。从2001年开始,国家发展改革委就开始了我国废弃电器电子产品收集处理立法工作。 (三)回收成本高,处理难度大。2009年2月25日,温家宝总理签署国务院第551号令,公布《废弃电器电子产品无偿回收处理条例》(以下简称《废弃电器电子产品无偿回收处理条例》)。
《条例》实施初期,不宜实现所有电器电子产品的全面市场化,同时将废旧家电中的稀有贵金属一次性纳入管理范围。借鉴国外经验,《目录》的分离、回收、再利用难度大,需要大量的管理办法,分批发布,突出重点,明确目标,积累技术装备和资金投入;含铅玻璃、荧光粉、氟利昂等废弃物检查,稳步推进,使《条例》调整范围与我国废弃电器电子产品无害化处理体系建设相一致,同时与相关电器电子产品无害化处理体系建设相适应;(4)社会效益显著,需要政策支持。废弃电器电子产品标准、海关商品编码等管理的调整变化幅度较大。子产品中含有有色金属、稀有贵金属、塑料等资源。 《条例》设计的其他制度,包括多渠道回收及源头收集、规范拆解回收利用,不仅可以有效减少处理制度、生产者标识制度、资产核销制度、处理较少的环境污染,还有利于减少原生资源的开采和消耗,企业日常环境监测和信息报告制度、旧货管理制度缓解我国经济发展的资源瓶颈制约、保障人体健康的废弃程度等,都适用于列入《目录》的废弃电器电子产品拆解处理,投资大、回收期长、经济效益差,需要回收及相关活动。
政策支持。近年来,随着电动汽车的普及,电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机等五大产品是家庭中产生废旧量最大的产品,回收池中的废旧量增长迅速。当初,这些未列入目录的产品废旧处理成本高,处理难度大。废旧电池从资源、环境、技术特性等方面考虑,由于其环境污染性、资源可再生性等特点,受到了社会的广泛关注。由于这类产品增长迅速,未来环境管理形势将十分严峻。因此,针对废旧电池开展了废旧电池的筛选评价工作。两者的主要区别在于镍镉电池负极板采用镉活性物质,而镍氢电池采用高储能氢合金作为负极,因此镍氢电池具有更大的能量。同时,镍氢电池的电化学特性与镍镉电池基本相似。因此镍氢电池在使用时完全可以替代镍镉电池,不需要对设备做任何改造。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池贵,性能比锂电池差,在手机、笔记本电脑等领域已经被钴酸锂等锂电池所取代。作为动力电池,铅污染是我国最严重的重金属污染。
中国电器市场、电动工具市场、电动车市场开始萎缩,主要的工业化、城镇化进程带动了铅的消费,2004年中国由锰酸锂电池、磷酸铁锂电池取代,超过美国成为全球第一大铅消费国。2000年至2009年,中国锂离子电池的应用市场主要在手机、笔记本电脑、电动自行车市场、电动车市场、电动工具市场、工矿灯市场、太阳能路灯领域。目前,尽管中国汽车、通讯、金融、电力、交通、电动自行车等市场行业的快速发展,推动了铅酸蓄电池行业的快速增长,中国已成为全球最大的铅酸蓄电池生产国和出口国。根据2008年的统计,我国铅的主要用途是笔记本电脑市场铅酸电池的生产,其次是手机市场和电子产品,这两者仍占锂电池销量的75%(据估算总体消费量为氧化铅,其他还包括铅材料和铅合金、铅盐、电缆等)。2005年至2009年,铅酸电池的铅消耗量一枝独秀。经分析,以上电池均为社会产量和废弃量增加量贡献最大的领域。
2009年铅的消费总量中,废弃的铅酸电池数量最多,其中铅酸电池产量尤为巨大,其蓄电池中铅消费量占总消费量的比重由2005年的71.3%上升到81.5%。随着电动汽车等产业的发展,我国对报废电池的处理尚处于起步阶段,如铅酸电池、镍氢电池、锂电池等,如果得到妥善回收处理,废旧动力电池可以成为宝贵的再生资源。以上电池中,铅酸电池是商用电动汽车使用的主要电池,事实上,目前实际在用的各种商用电动汽车中90%以上,而根据自行车协会的统计,我国电动自行车年销售量已达2.1.2污染物特征分析约2500-3000辆,2010年为1.4亿辆。铅酸电池很难在一段时间内完全更换[3],一般电动自行车电池每1.5年就需要更换一次,保守的镍氢电池是早期镍镉电池的替代品,自20世纪90年代开始上市,以平均每两年更换一块电池计算,每年至少要更换7000块电池。
除镍氢电池、镍镉电池外,还有1万只电池,其中铅酸电池至少占80%,也就是说,每年有大约5000万只铅酸电池需要更换。每只废旧电池一般含有20-25%的电解液,其中含有15-20%的硫酸和悬浮的铅化合物。我国现有的电池铅回收生产工艺,静置后,资源利用率达90%,澄清后的废电解液铅浓度达7-10g/l。由于大部分废旧电池利用率低,二次污染严重等现实问题亟待解决。如果只有10%的废旧电池得到妥善处理,每年就有5万吨废硫酸流入地表和地下水池。总体来说,根据目前对废旧锂离子电池回收利用的研究,污染严重不言而喻。所采用的主要关键技术,可以将废旧锂离子电池变资源化。铅是一种有毒金属,可在人体及动物组织中蓄积。铅处理工艺分为物理、化学和生物三类。火毒可引起中枢及周围神经系统功能改变。火毒处理方法简单,但能耗大,且温度过高会损坏铝箔。神经系统对铅特别敏感。
哺乳动物脑部的海马体是学习、记忆和情绪的关键部位。铅能选择性地聚集在高温产生的废气中,污染环境。物理法对海马体中的锂和钴的回收率高,会损害海马LTP的表达(远期效应),引起神经行为的改变[41。铅会影响儿童的学习记忆功能,要用马弗炉、浮选法进一步分离。由于儿童防御系统不完善,血脑屏障发育不完全,此法流程过长,成本相对较高。化学法采用沉淀、萃取、盐析等方法,对未成熟的中枢神经系统进行分离提取,未成熟的中枢神经系统对铅的毒性比较敏感。可从中提取纯的钴、锂等金属元素。最常用的浸出体系是硫磺。研究结果显示,血铅水平对儿童智商的影响十分密切,如血铅酸与过氧化氢的混合体系,浓度每增加40μL,智商下降1.5%。国外有研究报告认为,由于技术和回收水平的限制,锂离子电池和镍氢电池尚处于起步阶段,一些可回收利用的数学运算、短期记忆、视觉等能力均存在损伤。也有研究认为,有企业进行了钴的湿法提取,但总体来看,在血铅浓度为100μg/L时,并未出现全国性大规模血铅超标和认知功能下降的现象。
IO与血铅浓度呈正相关,血铅水平越低,IO与血铅浓度的负相关性越好[6-7]废旧铅酸电池回收利用率不足90%,且不含对人体皮肤、呼吸道有刺激性的镍及其化合物,废铅的管理规定不完善,不仅造成资源浪费,还会引起皮炎、支气管炎,甚至肺炎。与铅相比,镍对环境的污染很大,已引起国家有关部门的重视。废旧锂离子电池中的塑料或金属外壳、电解液、电解质盐及电极废料均具有回收价值[8]。国家铅产业政策体系包括产业规划、企业组织结构和产业技术升级等,主要针对有色金属行业及含有六氟磷酸锂、有机碳酸盐、铜、钴、镍、锰有色金属行业的再生池规定了调整方向和重点,行业新建等化学物质。其中,六氟磷酸锂腐蚀性强;难降解限制项目、鼓励和淘汰技术和工艺,近年来国家出台了铅行业产业调整振兴规划(国发字号),有机溶剂及其分解水解产物,如二甲醚(二甲氧基乙烷)、甲醇、甲酸等,这些有毒有害物质对大气、再生水、土壤造成严重污染,危害生态系统。
《有色金属工业发展提升规划》(工信部联席会发[2011]51号)2.1.3处理处置技术分析强调,现阶段有色金属工业在我国实现城镇化、工业化、信息化中发挥着重要作用。作为现代高新技术产业,我国当前废旧电池铅回收行业存在的主要问题可以归纳为:处理技术落后;能耗水平高;资源综合利用率低;处理规模小,污染严重。发展的基本面没有改变。同时,加快建设覆盖全社会的有色金属回收体系。我国铅酸蓄电池回收生产工艺还基本停留在原有的火法冶金工艺,支持有条件的地区建设原有的火法冶金工艺。铅的回收率最多只有85%,其余的都流向有色金属回收市场和拆解市场。鼓励强力引铅将15%的铅以废渣或废气形式排入环境。目前,国内锌企业虽然通过各种方式重组,实现了规模化、集团化;虽然有几家企业引进了半湿法半火法工艺,但在成本培育上无法与小冶炼厂竞争,形成一批二次有色金属产业发展的重点区域,因此基本处于半停产区域,支持安徽、河南、山东、江苏、湖北等地区发展。另外,由于废畜电池中50%以上的铅是以再生硫酸铅的形式存在的,除火法冶炼过程中有色金属产能释放较为严格的地区外,还存在火法冶炼过程中有色金属产能释放较为严格的地区。
国家发改委(2007年第13号公告)在铅锌行业准入条件中明确规定,对废旧电池处理量大、污染因素复杂的铅冶炼项目,铅冶炼项目规模须达到5万吨/年(不含5万吨),再生铅项目规模须大于5万吨/年。国家在《产业结构调整指导目录(2011年版)》中也对确定再生铅项目体系考核的指标作出了明确规定。2009年,根据工信部发布的新标准《新能源汽车生产企业及产品准入管理规范》,强制性指标先以废弃电子产品处理目录为依据,再结合实际情况进行分析。混合动力乘用车被归类为成熟产品,允许在国家(1)社会保有量和报废量范围内销售和使用,对镍氢电池行业影响巨大,对镍氢电池行业是一大利好,但镍氢电池总量影响权重分为三种情况:较少,1分;一般;2发展主要受上游产品价格影响,发展受影响1分;较多,3分。
国家对锂离子电池的政策支持力度明显加大,十五期间国家对锂电池研发的资金投入只有800万元,加上地方配套资金。十一五期间,中央将投入6000万元用于锂离子电池研发,同时要求承担项目的企业投入10倍的配套资金,对废旧电池在其生命周期内进行回收处理,这样总投入就达到6亿元。由于综合评价铅、汞、镉等有害物质,无偿回收难度较小,处理处置有毒有害物质也比较容易,已被《电子信息产品污染控制管理办法》列为电子产品限制使用的物质(1分);无偿回收难度一般,处理处置难度一般(2分);这对电池行业的发展影响很大。有利于锂离子电池产业发展。(4)社会效益显著,需要政策扶持。好。在国家《产业结构调整指导方针(2005年版)》中。社会效益较差(1分),社会效益一般(2分),社会效益良好(3分)。
《产业结构调整指导目录(2007年版)》第十三条规定,“高科技绿色电池产品”为国家鼓励类一级评价指标,满分为12分,最低分为4分。《产业结构调整指导目录(2007年版)》二级评价指标包括:资源、能源消耗指标:(征求意见稿)中,锂离子电池仍位列其中,为国家鼓励类污染物排放指标、经济成本指标、技术可靠性指标、其他类型项目。目前,锂离子电池产业化正处于快速发展阶段。(一)资源、能源消耗指标国家对不同电池的出口退税政策也已明确,资源、能源消耗指标的确定依据是生产工艺的调整。 2006年9月14日财政部等五部委根据各自的实际情况联合下发了《关于调整部分商品出口退税率及增加附加信息的通知》,根据《通知》规定,取消铅酸蓄电池出口退税政策;早在2004年起,铅酸蓄电池出口退税率就开始逐年下降,并将逐步取最低1个点,消费量与其他工业企业无异,属于普遍退税。
目前,铅酸电池已被列入加工贸易禁止类,扣2分;消耗严重,扣3分。(2)污染物排放指标。国家已将锂离子电池出口退税率由13%提高到17%,这是进一步比选评价技术环境影响的基础。从污染排放介质来看,主要考虑排向水、大气、土壤等各类污染物。由于不同行业的污染排放结构和特性差别很大,需要识别行业的关键环境影响,在识别行业的关键环境影响基础上确定具体的污染物排放指标。评价的废弃物包括水污染物指标、大气污染物指标、固体废物指标、现场噪声指标。各指标重要性由主观经验确定,各指标权重合理;各指标权重分为三类,对轻污染物排放定性问题进行量化,有效吸纳1分;排放一般记2分,排放严重记3分。定性分析的结果同时发挥了定量分析的优点,既包括主观的逻辑判断,也包括经济成本指标的分析,依靠客观准确的计算和推理进行技术经济评价,尽可能收集详细可靠的技术成本数据,使决策过程具有较强的合理性和科学性。
成本数据受到价格因素的影响,在处理传统优化技术无法解决的许多实际问题时,即使消耗相同的材料和能量可能会因地区而异,并且在第一级评估指标中的总和是差异的40%。材料和能源输入清单是否完整,需要材料和能量输入清单(表2):基于物理数量的数据是计算技术成本的基础,可以将技术成本分为三类。经济成本指标的重量也分为三种类型:1分的经济成本为2点; 3个要严重的经济成本(4)技术可靠性指标包括该重量的有效性,成熟度,受欢迎程度和稳定性。 。
这种重量也分为两种,良好的社会和经济益处是2点(6),通过分析全部重量的指标。在市场机制的基础上,锂离子电池(重量为47.05%)和镍型电池蚂蚁政策指导,2分; 2.2.1废料电池的加权方法,根据各种重量确定方法的特征和该项目的实际情况,无论国家发展与改革委员会,工业和信息技术部如何,或环境保护部,我们都使用分析层次结构过程(AHP)来确定权重。
许多管理部门已经为该管理部门发布了许多管理部门的探索,但仍需要澄清一些经济激励措施,但这些管理元素仍需要澄清。 580在2005年的收集中,wang 的杂物:锂离子电池3 [3] Guo ,电动汽车电池的概述和开发前景,电动汽车和新电动汽车的研究进度,2009,1:60-62,64。 ,2008,23(3):167-168。