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从电动汽车聊到动力电池的梯次利用 环保迫在眉睫

添加时间:2015-06-25 12:53:39 来源:新能源Leander

 

 

中国电动汽车市场的“一哥”比亚迪,押宝电动汽车十年,在政策和市场的双重驱动下,也逐渐迎来了自己的收获季。比亚迪在电动汽车的核心部件电池、电机、电控等领域都有完善的布局,产品类型涵盖插电式混合动力乘用车(秦,唐等),纯电动乘用车(E6),纯电动商用车(K9),以及其他一些细分车型。市场推广方面,不但在中国市场成为领头羊(市场占有率超30%),在欧洲,北美和南美市场也屡有斩获,成功跻身于全球新能源汽车领域的“大玩家俱乐部”。其畅销车型“秦”的销量,在2014年全球新能源汽车市场排名第7,预计今年的排名还将升高(2015年4月份全球排名第3),让我们看到了一丝“弯道超车”的希望。

 

 

在2014年发力的基础上,预计今年中国市场的电动汽车销量会超过15万辆,虽然离中央政府规划的销量20万辆,存量50万辆的目标尚有一些距离,但目标已经不再遥不可及。相信在“十三五”期间,通过全社会的共同努力,达成《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020)》中规划的2020年目标,并不是不可能。

 

二、 脆弱的环境承载力

 

电动汽车的推广,环保是当之无愧的主旋律,它承载着我们对创造美好生活家园的希望。随着发电端可再生能源占比不断提高,能源消费终端电动汽车占比不断提高,整个社会对石化能源的依赖就会逐步下降,我们也会朝着全球碳排放目标更进一步。

 

在降低碳排放的同时,我们的电动汽车是否就像宣传的那样,对环境不会产生任何严重影响?或者说,我们要怎么样做,才能在降低大气污染的同时,不带来其他严重的环境问题?

 

我们先看看传统的干电池和铅酸电池,如果回收和处理不当对环境所造成的巨大危害。以下关于电池污染方面的信息,基本都来自百度,非本人原创。

 

我们日常所用的普通干电池,主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池两类,它们都含有汞、锰、镉、铅、锌等各种金属物质,废旧电池被遗弃后,电池的外壳会慢慢腐蚀,其中的重金属物质会逐渐渗入水体和土壤,造成污染。重金属污染的最大特点是它在自然界是不能降解,只能通过净化作用,将污染消除,同时也由于重金属容易在生物体内积蓄,从而随时间的推移达到一定量之后,产生致畸或致癌变的结果,最终导致生物体死亡。一粒纽扣干电池可污染60万升水,等于一个人一生的饮水量。一节电池烂在地里,能够使一平方米的土地失去利用价值。

 

在铅酸蓄电池的组成中,属于有毒有害和腐蚀性物质占据了较大的部分。其中,电解液硫酸占到电池总重量的16%左右,含铅物质的重量占70%以上。铅酸蓄电池在生产和回收过程中产生大量的铅烟、铅尘及含铅废水等污染物,对环境造成较大的污染,同时对人们的生产生活也造成较大的危害。如果回收处理不当,电池腐蚀后溢出的含铅重金属和酸性物质不但严重污染土壤和水源,对空气环境、生态平衡也会造成破坏,还会引发人体代谢、生殖及神经等方面的疾病,铅中毒在我国属于比较常见的环境污染现象。

我国一年生产,消费多少干电池和铅酸电池?以2014年的数据为例,碱锰和碱锌这两大类干电池产量总和即达到322亿只,相当于中国人在2013年大约人均消费22只干电池。铅酸蓄电池在2013的总产量达到了204GWh,约相当于人均消耗145Wh。

那么我们回收了多少干电池和铅酸电池呢?据中国电池工业协会的估计,干电池正规回收比例不足2%,其他的基本都被混入生活垃圾进行处理。铅酸电池正规回收比例不足40%,其他都流向了各类黑作坊,或直接被当作工业/生活垃圾处理掉。

一年多达上百亿只各类化学电池未得到正确的回收和处理,而是被当作垃圾进行丢弃、焚烧、填埋,成千上万吨有害的重金属,如铅、汞、镉、锌、镍、锰等,以及各类化合物和酸性物质,进入空气、土壤、河流以及地下水,变成巨大的难以根除的污染源,包围着我们生存的每一寸空间,将造成持续上百年的污染。

再来看看电动汽车动力系统所采用的锂离子电池,目前,全球电动汽车市场(不包含燃料电池汽车),其动力电池类型主要有磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰三元等,这些电池在退役后,是否会成为潜在的“污染源”?

锂离子电池中不含汞、镉、铅等毒害大的重金属元素,但锂离子电池的正负极材料、电解质溶液等物质对环境和人体健康还是有很大影响。因此,如将废旧锂离子电池采取普通的垃圾处理方法(包括填埋、焚烧、堆肥等),其中的钴、镍、锂、锰等金属以及无机、有机化合物必将对大气、水、土壤造成严重的污染,具有极大的危害性。废旧锂离子电池中的物质如果进入环境中可造成重金属镍、钴污染(包括砷),氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染。废旧锂离子电池的电解质及其转化产物,如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等,溶剂及其分解和水解产物,如DME、甲醇、甲酸等,都是有毒有害物质,可造成人身伤害,甚至死亡。

以我国电动汽车的发展速度,如果到2020年时,电动车市场存量超过500万辆,以一辆车平均配备20kWh的电池来估算,约有1亿kWh(1000 GWh)的锂离子电池进入汽车市场。如果回收处理不当,所造成的环境危害,恐怕是数倍于干电池和铅酸电池。

因此,如何应对电动汽车后市场,合理的回收和利用汽车退役下来的动力电池,不是等电动汽车市场发展起来之后才去考虑和规划的,而是应该在当前,进行技术、市场、产业、政策、环保等各方面的研究和实践,完善电动汽车市场的相关配套措施。

我们绝不能走先发展、后污染、再治理的老路,不要让电动汽车这一被寄予厚望的“环保”之花,结出腐烂恶臭的果实。

三、 汽车领域动力电池规模

2012年之前,电动汽车的市场规模较小,更多的是在进行示范工程推广,以此带动产业的发展。2012~2014年,是市场规模快速增长的时期,经过前期的政策推动和产业积累,市场呈现迅猛发展的态势,表现为车型多样化(各大车企都推出了自己的代表产品),商业模式多样化(出租运营、分时租赁、微公交等),参与主体多样化(传统车企、新能源车企、互联网企业、其他类型企业等)。

进入汽车市场的动力电池,与电动汽车发展态势相同,也在最近几年呈现出加速度发展的趋势。市场的强劲需求,带动了国内原材料企业、电芯企业、电池pack企业的快速发展和产业扩张,也吸引了国外的行业龙头,如三星SDI,LG化学在中国建厂,更好的服务中国市场。


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