我国废旧电池回收标准体系构建研究

2023-03-11 06:49余飞阳胡云云舒晨阳杨诗婷李贺贺袁嘉磊郑小美
质量探索 2023年2期
关键词:废旧电池电池利用

余飞阳,胡云云,舒晨阳,杨诗婷,李贺贺,袁嘉磊,郑小美

(中国计量大学,杭州 310018)

1 废旧电池回收概述

1.1 定义与分类

废旧电池是指失去原有使用价值的电池及其废元(器)件、零(部)件和废原材料,以及失去使用价值但仍可用于其他领域的蓄电池。[1]废旧电池的分类有不同的方法,按电解质种类可分为碱性电池、酸性电池、中性电池、有机电解质电池等;按电池所用正负极材料可分为铅系电池、锂系电池、锌系电池、镍系电池、二氧化锰系列电池、空气(氧气)系列电池等;按工作特性和储存方式可分为一次电池(又称干电池)、二次电池(又称蓄电池)、燃料电池(又称连续电池)、贮备电池、太阳能电池等;根据GB/T 36576—2018《废电池分类及代码》[2],废旧电池主要分为三大类,包括使用过程、流通及回收处理领域产生的废电池、生产工序产生的电池废料废件和其他类。

1.2 现状和挑战

随着经济与科技的发展,电池已成为人们日常生活中不可或缺的一部分,尤其是在移动设备、家电、汽车等领域,而相应的,废旧电池的数量和种类也在不断增加。中国是世界上最大的电池生产国和消费国,同时也是最大的废旧电池产生国。废旧电池中含有汞、镉、镍、锰、铅等大量重金属及废酸、废碱等电解质溶液,若不经过回收和妥善处理,会给生态环境和人体健康带来潜在的严重威胁[3]。同时,废旧电池中富集了大量钴、铜、锂、铝、铁等贵重金属资源,具有较高的回收价值[4]。可见,废旧电池回收不仅可以减少污染源,保护生态环境,保障民众健康,还能实现资源循环利用,创造经济效益[5],有效缓解我国资源短缺的问题。

目前,我国尚未建立起完善有效的回收体系,废旧电池的随意丢弃现象比较严重[6]。整体而言,我国废旧电池回收仍处于初级阶段[7],在回收技术、回收模式等方面都面临许多挑战。1)意识方面:废旧电池回收是一项复杂的系统工程,需要包括企业、消费者和政府等在内的多个主体的广泛参与。但公众对废旧电池回收的重要性和方法不够了解,节约资源、保护环境的忧患意识不足,社会的关注度也不高,导致废旧电池的回收率较低。2)技术方面:废旧电池的种类繁多,不同类型电池的回收和处理方式有所不同,因此需要专门的技术和设备来处理,这对于许多地区来说都是技术难题。而废旧电池的低回收率,既限制了废旧电池处理规模的扩大,阻碍了产业化进程,又制约了处理技术的发展[6],如余量检测等关键回收技术仍未彻底攻克[7]。3)经济方面:废旧电池回收涉及到收集、分拣、运输、处理和再利用等环节,这些环节都需要投入一定的成本。但部分类型废旧电池回收的市场价值相对较低,导致回收过程可能不具备足够的经济可行性,使得一些回收企业难以维持运营。4)监管方面:废旧电池回收涉及到环境保护和资源利用等方面,需要相关监管措施来确保回收过程的合规性和安全性。然而,部分地区的监管力度不足、管理水平不高,导致废旧电池回收过程中存在一些不规范和非法操作的问题[8]。

1.3 研究背景与意义

我国高度重视废旧电池回收工作,为促进废旧电池的回收利用,降低对环境的破坏,制定了一系列政策措施[9-10],如《循环经济促进法》《固体废物污染环境防治法》《废电池污染防治技术政策》《生产者责任延伸制度推行方案》《促进汽车动力电池产业发展行动方案》《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》等,对各类废旧电池的产生、收集、运输、储存、处理、技术工艺及梯次应用等实施全过程监督和管理,在推动绿色循环发展和生态文明建设上已取得了显著成效。虽然如此,目前国内废旧电池回收的整体框架依然存在着许多不足之处,尤其是关于废旧电池回收的标准体系尚未建立,许多相关标准还未或尚在制修订,难以发挥标准在规范废旧电池回收行业发展和引导公众积极融入废旧电池循环再生中来的巨大作用。

开展废旧电池回收标准体系的构建研究,对于建设资源节约型、环境友好型社会,促进社会经济可持续发展具有重要意义。1)产业发展方面:废旧电池回收量的持续增长带来了巨大的市场需求,标准体系可规范废旧电池回收的全过程,能提高回收效率和回收率,推动废旧电池回收产业的健康发展。2)环保与健康方面:废旧电池中的有害物质对生态系统和人类健康造成潜在风险,标准体系可为回收的规范性和安全性提供支撑,能有效防止有害物质的泄漏和扩散,降低环境污染和健康风险。3)资源利用方面:废旧电池中含有大量有用材料,标准体系可为废旧电池的梯次利用和回收再利用提供指导,能提高资源利用效率,促进循环经济发展,减少对原材料的需求,降低能源消耗和环境压力。因此,应尽快构建科学合理的废旧电池回收标准体系,加快行业关键亟需标准制定和验证,从而促进资源循环利用和再生资源产业提质升级,引领废旧电池回收的规范化、集约化、规模化、产业化发展。

2 国内外废旧电池回收标准化的比较分析

2.1 国内废旧电池回收标准化现状

经不完全统计,我国政府主导制定的现行废旧电池回收相关标准共计51 项(见表2),其中国家标准24 项,行业标准20 项,地方标准7 项。系列废旧电池回收标准的发布实施,对于规范废旧电池运输、贮存、利用和处置等各环节管理,完善废旧电池回收利用体系,促进废旧电池回收利用行业有序发展具有重要意义,且有助于提升废旧电池回收产业的自主创新能力和产业竞争力,优化废旧电池回收产业的创新发展环境[5]。

表1 我国废旧电池回收现行标准汇总表

此外,中国电子节能技术协会、中国循环经济协会、中国汽车工程学会、北京资源强制回收环保产业技术创新战略联盟、广东省循环经济和资源综合利用协会、深圳市电源技术学会、佛山市高新技术应用研究会、新余市新材料产业联盟等社会团体制定了多项废旧电池回收相关团体标准,对于丰富废旧电池回收标准的有效供给,加快多层次标准支撑体系的形成,推动废旧电池处理先进技术的应用,提升废旧电池资源化利用的水平等发挥了重要作用。

2.2 国外废旧电池回收标准化现状

欧盟、美国、日本等发达国家及地区在废旧电池回收方面均有较为成熟的法规及标准体系。欧盟是世界上废电池回收最严格的地区,制定了包括欧盟电池指令(Directive 2006/66/EC)和电池修订指令(2013/56/EU)在内的一系列与废旧电池回收相关的指令和法规,对有毒有害物质含量、电池标签、废旧电池及材料回收等提出具体要求,旨在规范电池在欧盟市场的投放,减少电池中有害物质的使用,提高各成员国废旧电池收集、处理、回收和处置水平。美国是在废旧电池回收领域内立法相对较多和较细的一个国家,出台了《资源保护与再生法》《通用废物管理法》《含汞电池和可充电池管理办法》等多部法令,对废旧电池的收集、运输、储存等整个电池回收过程作出详细规定,以加强废旧电池危废管理,提高回收的效率和安全性。美国的一些行业组织和机构还制定了关于废旧电池回收的自愿性标准,如电子行业公民联盟(EICC)的《电子行业行为准则》。日本在废弃电池的收集和回收方面一直走在世界前列,确立了“基本法(即《促进建立循环型社会基本法》)-综合法(如《资源有效利用促进法》《废弃物处理和公共清洁法》)-专项法(如《汽车再循环法》)”的循环经济立法体系,有力推进了废旧电池回收利用产业化。此外,国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)发布了许多与废旧电池回收相关的国际标准,为废旧电池的回收利用提供了指引和参考。

2.3 国内外废旧电池回收标准化对比情况

目前,我国废旧电池回收标准化工作还处于起步阶段,与国外发达国家相比还存在一定差距。1)标准体系及标准:国外废旧电池回收标准体系相对较为完善,涵盖了废旧电池回收的各个环节和方面。欧盟、美国和日本等发达国家及地区都制定了相应的法规、指令和指南,对废旧电池回收进行了规范。而我国废旧电池回收标准体系尚未建立,相关标准、规范及指导性文件还不够完善。2)回收责任方和回收目标:欧盟、美国和日本等发达国家及地区明确规定了生产者的回收责任,并设定了回收率和回收目标。相比之下,我国在废旧电池回收方面的责任主体和回收目标都不够明确,导致废旧电池的回收处理责任的互相推卸[11],回收率维持在较低水平。3)国际合作和认证体系:国外废旧电池回收领域倾向于国际合作,倡导参与相关认证,如CE 认证、REACH 认证、UL 认证、ISO 14000 认证等。而国内在国际合作和认证体系方面的参与相对较少,缺乏与国际标准接轨的认证机构和认证体系。

3 废旧电池回收标准体系构建

按照合法合规、全面成套、目标导向、普遍适用的基本原则,绘制出我国废旧电池回收标准体系框架图(见图1)。

图1 我国废旧电池回收标准体系基本框架

我国废旧电池回收标准体系主要由7 个标准子体系组成。1)通用基础标准子体系:主要包括术语与定义、分类与命名、符号、包装标志与储存运输四个方面的标准,用于统一废旧电池回收相关概念,规范行业标准化工作中的一般性问题和共性问题;2)原材料标准子体系:主要包括电池原料、辅助材料的种类和材质及相关性能标准等;3)处理方法标准子体系:主要包括为火法回收、湿法回收、生物浸出回收和其他回收等标准,对应目前国内废旧电池回收的常用回收处理方法;4)设备标准子体系:主要包括放电机、破碎机、高温炉、分离机等装置及其他制备设备方面的标准,对废旧电池回收过程中所需各种设施设备及其使用要求、性能要求、使用方法等进行规范;5)产品标准子体系:主要包括从废旧电池中回收的锂、钴、锰、镍等相关产品标准;6)测试方法标准子体系:主要包括回收金属的纯度测试方法标准和性能测试方法标准;7)管理标准子体系:主要包括安全管理标准、生产废料处理标准、环境保护标准、人员管理标准等,对废旧电池回收处理过程中涉及到的环境安全、人体健康等提出要求。

4 废旧电池回收标准化工作建议

针对国内外废旧电池回收标准化的对比情况,结合我国废旧电池回收标准体系建设需要,提出以下建议。

(1)率先制定行业内急需使用、技术较为成熟的标准[12]。量化子体系或具体标准制修订工作的优先级,对于废旧电池领域急用的术语和定义、安全要求等重要基础标准,率先研究和立项;对于国内外较为成熟的余能检测、化学分析、梯次利用等与废旧电池回收相关的共性通用技术标准,以系列标准等形式,优先集中发布实施。

(2)加强技术研究和创新,促进科技成果转化为技术标准。技术创新是提高废旧电池回收率和回收质量的关键,只有攻克废旧电池资源绿色处理与循环利用的难题,才能将镍、钴、锰、锂等有价金属的回收再生利用推向产业化。因此,要大力推动先进回收技术研发,加快科技成果转化步伐,加强废旧电池回收关键技术标准研究(如电池生态设计、碳足迹核算等),以科技创新提升标准水平,以标准应用引领产业优化升级。

(3)完善回收体系市场化建设,明确回收责任方和回收目标。在生态环境保护、资源循环利用等相关法律框架的指引与约束下,顺应经济社会发展规律,建立健全再生资源回收市场化体系,结合生产者责任延伸制度,进一步明确废旧电池回收利用各方责任义务,并合理设定回收目标,引导企业提高再生材料使用比例,以更好满足市场需求。同时,加快构建循环经济发展标准支撑体系,发挥标准的规范引领作用,强化废旧电池溯源管理,促进产业链上下游合作,推动废旧电池回收行业健康发展。

(4)对接环境足迹、资源循环等标准体系及认证制度,推动国际合作互认。积极参加ISO、IEC 等开展的各项国际标准化活动,密切关注国际上废旧电池回收标准化领域的新趋势和新方向,充分借鉴国外先进的回收技术和管理经验。适时开展国际标准的适用性分析和关键技术指标比对,加大采用国际标准力度,提升我国标准与国际标准一致性。积极参与和主动引领再生材料、动力电池梯次利用产品等认证国际标准、规则制定,深化国际合作互认,推动中国标准“走出去”。

(5)注重宣传引导,提高全社会废旧电池回收意识。在全国生态日、全国节能宣传周、世界环境日等重要时间节点,以“绿色回收进社区”“资源回收进校园”等为主题,开展形式多样的宣传教育活动,广泛宣传废铅蓄电池的危险性、废弃电池回收再利用的重要意义,以及相关政策措施等。创新宣传方式,丰富宣传手段,充分利用自媒体、互联网等信息化平台,多渠道、多维度普及废旧电池回收利用相关知识,传播绿色低碳理念,提高公众参与废旧电池回收的主动性,努力营造全社会共同参与的良好氛围。

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