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关于遏制废旧铅酸蓄电池环境污染现象的建议

2014-02-06唐爱军万玲

再生资源与循环经济 2014年5期
关键词:酸蓄电池蓄电池污染

唐爱军,万玲

(中国再生资源回收利用协会电子废弃物回收处理分会,北京 100154)

关于遏制废旧铅酸蓄电池环境污染现象的建议

唐爱军,万玲

(中国再生资源回收利用协会电子废弃物回收处理分会,北京 100154)

近几年,我国废旧铅酸蓄电池的回收处理工作取得了很大进展,但由于各种原因引起的环境污染现象仍触目惊心。回收处理废旧铅酸蓄电池提取再生铅,与原生铅相比更节能环保,符合资源回收和循环利用法则。但目前回收和处理市场很不规范,存在严重的环境污染问题,着重讨论用政策引导的方式规范废旧铅酸蓄电池回收处理市场,实现资源节约和环境保护的双重目的。

废旧铅酸蓄电池;环境污染;政策措施

铅酸蓄电池是目前世界上各类电池中生产量最大、使用途径最广的一种电池。据统计,在汽车、工业设施、电力、通讯以及一些便携式工具中的铅酸蓄电池中所消耗的铅能够达到全球铅总消耗量的80%左右。中国每年产生约300万t的废铅酸蓄电池,而中国再生铅原料85%以上来自废铅酸蓄电池,蓄电池消耗的铅又有50%转为再生铅。所以,从废蓄电池中回收再生铅在中国铅工业中占有十分重要的地位。但是,在废铅酸蓄电池回收利用的过程中会产生很大的环境影响,处理不当会污染环境,对人体和周围环境都会产生很大危害。必须采取有效措施,加强管理,既要保证提取再生铅用于生产、减少资源的消耗,又要最大限度地减少对环境的污染,保持经济、环境协调可持续发展。

1 铅酸蓄电池市场状况分析

1.1 铅酸蓄电池简介

铅蓄电池广泛应用于交通、通信、电力、军事、航海、航空等各个领域。根据铅蓄电池结构与用途区别,粗略将电池分为五大类:

(1)起动用铅蓄电池:主要用于汽车、摩托车、拖拉机、柴油机等起动、照明和点火,还包括铁路内燃机车、电力机车、客车起动、照明之动力;

(2)动力用铅蓄电池:主要用于各种电动汽车、混合电动汽车、电动自行车、电动摩托车等动力电源,电动叉车、铲车的牵引电池;

(3)后备用铅蓄电池:包括通信电力后备铅蓄电池,UPS用铅蓄电池,主要用于通信交换机站备用电源、电力系统的备用电源和计算机系统的不间断电源,一般由2 V或12 V系列电池,组成48 V电源或220 V电池组;

(4)储能铅蓄电池:主要用于风力、太阳能发电等系统电能储存;

(5)其他类:包括小型阀控密封式铅蓄电池、矿灯用铅蓄电池等。

目前主要铅蓄电池种类见表1。

我国废旧铅酸蓄电池产生量大的品种主要集中在各种机动车、电动车、基站用的铅酸电池,各自占比为30%,40%,25%。

1.2 铅酸蓄电池生产情况分析

据不完全统计,我国铅蓄电池制造厂家已经达到1 500家左右,生产量平均以每年约20%的速度高速增长,铅的消费结构也在不断的变化。由于汽车工业的发展,用于铅酸蓄电池的铅占铅消费量的比例也在快速增加,已从20世纪60年代的27%上升到20世纪90年代的64%,目前为80%~85%;随着中国汽车工业的迅速发展,以及清洁生产、环境保护的提倡,铅蓄电池的消费量快速增加,环保压力也空前巨大。从目前看,在短时期内没有任何一种新的蓄电池可以取代铅蓄电池。

表1 铅酸蓄电池分类

1998—2012年,我国铅酸蓄电池的产量呈现波动变化趋势。2004年,铅酸蓄电池的产量为6017万kVAh,环比增长56.16%,为近年来的最大增幅。到2011年铅酸蓄电池的产量为14 229万kVAh,同比减少1.30%。2012年产量迅猛回升,达到17 486万kVAh,环比增长22.89%。

表2 2013年中国知名铅酸蓄电池生产企业

表3 1998—2013年我国铅酸蓄电池产量

通过表2和表3的对比分析可见,2013年全国知名的10家铅酸蓄电池生产厂家产能是10772万kW·h,2013年实际铅酸蓄电池产量约为19000万kW·h,也即排名前10家的铅酸蓄电池生产企业在充分达产的情况下,产量可占到全部生产量的56.69%,剩余超过43.31%的产量产自于小规模生产企业或地下工厂。

2004—2013年我国铅酸蓄电池产量,10年间平均增长率为18%,根据这一数据,可以保守估算未来5年的生产量,见表4。

如预计显示,我国铅酸蓄电池生产量和使用量将持续增长。未来,只有对铅酸蓄电池的回收和再利用进行更有效的管理,才能使铅资源高效循环再生和保证生态环境免遭破坏。

1.3 铅酸蓄电池保有量及废弃量分析

电池的设计及循环放电试验表明,电池的循环寿命是1.5~2年,按照平均2年的使用寿命推算铅酸蓄电池的保有量和废弃量,见表5。

表4 未来5年铅酸蓄电池生产量预测

表5 铅酸蓄电池的保有量和废弃量预测 亿kVAh

近年我国经济飞速发展,精铅产量随着铅消费量的增涨逐年上升,再生铅产量虽然一直稳步增长(见图1),但发展利用的速度明显跟不上铅消费量的增长。随着未来铅酸蓄电池消费量和报废量的增加,一方面为解决资源短缺问题,另一方面解决环保问题,应该尽快研究完善废旧铅酸蓄电池回收处理机制。

2 废旧铅酸蓄电池回收处理状况分析

图1 近几年我国精铅产量、铅消费量和再生铅产量增长情况

2.1 回收状况分析

目前,我国废铅酸蓄电池以各种机动车、电动自行车、基站用铅酸电池为主。其中基站用铅酸蓄电池一般是由生产企业直接对接电信运营商,所以销售和回收渠道都较单一和稳定;而机动车、电动自行车因消费者相对分散,其回收体系也较为混乱。文中涉及的回收市场均指对机动车和电动自行车用铅酸蓄电池。这一市场基本处于一种无序状态:多家收购,多管齐下,分散经营,个体商户、汽车维修店、蓄电池零售商和再生铅企业都抢购废旧铅酸蓄电池资源,其中回收量的60%被数以万计的个体私营者收购。

2.2 废旧铅酸蓄电池利用状况分析

我国是最大的铅酸蓄电池生产和出口国,全行业生产企业数量众多,获得生产许可证的企业约1 800家。2012年全国产量约1.74亿kVAh,同比增长27%,耗铅量320万t。根据铅酸蓄电池寿命一般为1—3年测算,随着新增使用量和保有量的增加,未来5—10年每年将产生大量的废铅酸蓄电池,将直接推动废旧铅酸蓄电池回收处理行业的发展。由于目前废旧铅酸蓄电池的回收和利用管理工作远没有跟上废旧铅酸蓄电池产生的速度,导致大量的废旧铅酸蓄电池被小商贩回收后简单粗暴拆解提炼,粗糙的处理工艺给环境造成了严重的危害。

当前,我国回收废旧铅酸蓄电池大约45%~50%流向专业再生铅企业,约35%~40%流向非正规再生铅企业或地下工厂,流向原生铅厂和蓄电池厂约15%。如以目前电动自行车所产生废旧铅酸蓄电池为例,通过“以旧换新”形式(商家自发组织形式),更新下来的废旧铅酸蓄电池大多回流到了电动车销售商手中,机动车销售、维修网点是废旧铅酸蓄电池整个回收链条上的“第一落点”,之后再进行转卖。即“通过‘以旧换新’方式集中回收—转运处理厂或小作坊处理—作为铅原料再次用于生产铅酸电池”。至此,废铅酸电池的流转完成了一个轮回。

根据环境保护部关于对处理废旧铅酸蓄电池的再生铅企业的环保核查数据,自2011年以来多次环保核查专项行动后,我国再生铅产业集中度明显提高,2012年我国再生铅企业单厂生产产能突破6万t/a。我国再生铅产量已由2001年的21万t增长到2012年的140万t,2012年再生铅产量占精铅比例约为30%。

2012年以来,规模再生铅企业技术装备升级步伐明显加快,一方面,规模企业自主开发的国产化废铅蓄电池处理设备已得到推广应用,废铅蓄电池铅膏和铅栅分类熔炼技术、废铅酸蓄电池湿法冶金清洁生产技术、自主开发的密闭低温连续熔炼、新型节能环保熔炼炉、低温熔炼等清洁生产技术均已得到很好的推广应用。另一方面,国外废铅蓄电池处置技术和设备生产企业进一步进入国内市场的愿望强烈。据不完全统计,我国已引进了8条废铅酸蓄电池破碎分选预处理生产系统,2条10万t以上的再生铅完整产业链生产系统。

我国有近200家(含没有备案注册数)从事再生铅生产的企业,几乎遍布全国各省市。目前再生铅产量的80%以上集中在江苏、安徽、山东、河北、河南、湖北、湖南和上海等地。再生铅主要区域如下。

(1)京津冀区域。京津冀地区的再生铅企业主要分布在唐山玉田、廊坊香河、石家庄藁城、保定安新、徐水和天津宝坻等地。

(2)晋鲁蒙区域。山西、内蒙再生铅企业规模相对较小,游击散户居多,行情好就开、行情不好就关是其显著特点。山东临沂是全国较为知名的再生铅生产基地,其环保治理始终是相关部门重点监控目标之一。

(3)鄂豫皖区域。湖北再生铅产业主要集中在鄂西北,以湖北金洋和骆驼蓄电池为核心;安徽再生铅产业主要集中在阜阳界首和太和;河南再生铅产业主要集中在济源、安阳和灵宝等地。

(4)江浙湘川一带。这个区域再生铅企业大小不一,湘川的再生铅企业相对较小,产能也较小;江苏再生铅产业主要集中在邳州;浙江再生铅产业主要集中在长兴。

(5)两广及其他区域。这个区域最大特点是进口原料充足,但国产废铅酸蓄电池原料与内地无异。该区域再生铅企业规模小,数量多,产品质量标准不高。

在上述几个废旧铅酸蓄电池处理相对集中地区,存在着严重的环境污染问题。这一突出问题的原因主要表现在以下几个方面。

(1)废旧铅酸蓄电池回收中个体回收渠道占50%~60%,回收的废旧铅酸蓄电池主要流向非法的地下小冶炼厂,这是导致铅污染的根源之一。

(2)回收环节存在严重的电池“倒酸”现象,相当比例的小再生铅厂都不收含酸的废旧铅酸蓄电池。这导致回收业者将废酸直接倒向土壤、城市污水管道,铅污染和酸污染风险巨大。目前汽车电池产量约5 000万kVAh,假设其中2000万kVAh为富液,则其中含铅稀硫酸约10万t,硫酸2.8万t,想象如此大量的酸液自然排放后果将十分严重。如再考虑多年积累排放量,则环境污染空前严重。

(3)众多地下小作坊多采用土法冶炼的办法,生产厂区无环保措施,粉尘、烟雾、废水、废渣都随意排放和倾倒,给厂区周边环境造成了严重的破坏;现场操作工人无防护措施,导致各种有毒有害气体直接吸入人体内,给从业者造成严重的身体伤害。

目前,我国废铅酸蓄电池是一种“资源”,这决定了回收经营者和再生铅企业之间形成了“抢夺资源”的局面。个体回收商无税销售,部分非法经营小工厂以牺牲环境为前提,各种成本远远低于合法再生铅企业,其赢利能力、原料市场的竞争能力也远远高于合法再生铅企业。正规废铅酸蓄电池处理企业由于税收和成本的压力无法与之竞争,进一步导致大部分废铅酸蓄电池流向小作坊,带来废铅酸蓄电池再生过程中对环境的污染。由于原料市场的恶劣环境,目前国内合法再生铅企业生产负荷率远远没有达到设计产能,因此亟待完善废旧铅酸蓄电池回收处理体系。

2.3 废旧铅酸蓄电池回收处理必要性分析

我国废旧铅酸蓄电池回收处理市场不规范,目前其存在的状态如图2所示。

图2 废旧铅酸蓄电池流向现状图

在回收或处理过程中如果废酸液随意向环境倾倒,则会流入土壤和地下水中,造成土壤有机质破坏,影响土壤肥力,使农作物不能正常生长;而地下水受到污染后,会影响饮水百姓的身体健康。在废铅酸蓄电池的利用过程中,为了把铅化合物中的铜、锑、砷和锡除去,以达到软铅的标准,因此在铅的精炼过程中,需要高温加热。在加热程中,会产生铅烟尘、二氧化硫、铅烟焰、氯气以及金属污染。如果企业没有环保设施,未经处理直接排放的铅蒸气、铅尘的浓度会超过国家排放标准的几十倍,给环境带来严重的污染。另外,加热精炼过程中产生的废渣和利用过程中产生的含铅废料,如果不进行处理,也会对土壤和水体造成污染,给人体健康带来危害。人体如果摄入铅的含量达到一定浓度,就会造成神经代谢、生殖以及精神等方面的疾病。医学研究表明,轻度的铅污染可使儿童脑变损、智力下降以及神经系统发育不良;严重的铅污染会导致人昏迷、痉挛甚至死亡。

废旧铅酸蓄电池属于危险废物,它对环境产生影响主要是硫酸以及铅、锑、砷、镍等重金属。废铅酸蓄电池以回收利用废铅为主,其次是废酸和塑料壳体的回收利用。处理工艺主要为:拆解、活化处理、溶解、电解四部分。国内废旧铅酸蓄电池的回收利用大部分没有按照环保的要求操作,废旧铅酸蓄电池主要污染环节有以下方面。

(1)收集过程中的环境污染。在废旧电池收集过程中,大部分正规企业有一定的保护措施。但目前从事废旧电池收集的主力军是成千上万的个体收购者,他们基本没有采取相应的环保措施:酸液随意倾倒,运输一般使用普通的回程车辆,没有相应的包装。在一些废旧物资聚散地市场污染问题更加集中。在废旧电池交易市场经常可以看到:酸液未经任何处理,就直接通过下水口流入下水道,地表明显被严重腐蚀,颜色变黑,污染令人触目惊心。

(2)拆解过程中的环境污染。在废旧电池拆解过程中,国内大部分小再生铅厂(非正规的处理企业)没有机械破碎设备,几乎都是人工拆解,场地和工人都没有防污措施。有些废旧铅酸蓄电池回收点,对废铅酸蓄电池手工直接进行拆解,工人用砍刀或斧头劈开废电池,酸水四溅,工作环境相当恶劣,强酸和重金属对土壤和地表腐蚀污染严重。对其他没回收价值的材料随意丢弃或填埋,严重污染环境。

(3)冶炼过程中的环境污染。不正当的生产冶炼是废旧铅酸蓄电池处置过程中污染最严重的环节。冶炼过程中排放的铅尘含铅量较高,具有回收价值,专业再生铅厂建有烟道和收尘室,通过布袋收集后重新回炉冶炼。大部分非正规的再生铅厂,环保设施简陋,有的企业废气未经任何处理就直接排放,熔炼加工过程中排放的铅蒸气、铅尘、二氧化硫超国家排放标准几十倍。工人作业很少有人戴口罩和手套,工作环境恶劣,基本没有防护措施。

近年来铅污染事件频发,社会媒体高度关注,广大群众十分关心,铅污染形势十分严峻,行业秩序混乱,必须加大治理力度。抓好铅酸蓄电池和再生铅污染防治、规范发展工作,事关地方、企业和广大群众切身利益,不仅是一项紧迫而艰巨的污染治理和产业升级任务,更是一项实实在在的民生工程。

3 废旧铅酸蓄电池回收处理管理建议

3.1 生产者责任延伸制度措施建议

通过借鉴欧盟的相关法规,建议我国对废旧铅酸蓄电池的回收处理采取生产者责任延伸制度的做法。生产者延伸制就是把生产者的责任延伸到产品生命周期的消费结束阶段,引导生产者承担起相应的责任和义务。这一制度在我国对废弃电器电子产品的回收处理已试先河,通过对生产企业征收基金,按照“以收定支”的原则,对废弃电器电子产品的处理给予补贴,建立稳定长效的补贴机制。废弃电器电子产品处理基金自2012年7月执行以来,已成功运行近两年的时间,综合评定基金政策正按照预定的程序顺利执行并已取得了良好的效果,各方反响热烈。故建议可借鉴废弃电器电子产品处理基金的办法,设立废旧铅酸蓄电池回收处理基金,用于对废旧铅酸蓄电池的回收和处理,以改善回收方式和提高处理工艺等办法实现杜绝环境污染的目的。

从存量大、废弃量大等特点出发,可以考虑将机动车用、电动自行车用、基站用三类废铅酸蓄电池先行列入基金补贴范围,待实践成熟后再逐步将其他类型的废铅酸蓄电池纳入基金补贴范围;基金的征收对象自然是铅酸蓄电池的生产厂家,可以对国内销售部分给予征收,出口部分免征。

征收补贴对象的组合可以多方面考虑,一方面从便于管理的角度,可以考虑废旧铅酸电池的回收处理基金对生产企业进行征收,同时对生产企业回收来的废旧铅酸蓄电池也进行补贴,引导生产者利用其广泛销售网络参与到回收行动中来。此种方案下,生产企业可以委托处理也可以自行建厂处理回收来的废旧铅酸蓄电池。由铅酸蓄电池生产企业自行回收和处理,有利于发挥生产者的主动性和创造性,发挥市场机制灵活配置资源的作用,有利于提高废铅酸蓄电池回收处理效率,提高资源再生利用率,真正体现生产者延伸责任制的意义。在废铅酸蓄电池回收过程中发挥生产者销售网络的逆物流作用,是国外废弃产品回收处理实践中的一个成功经验。实践表明,产品生产企业自行回收和处理还将刺激生产者在产品设计能更多地考虑使用较少的材料,并增大其可回收利用的可能性,考虑使用对环境更友好的材料,是提高产品可再生利用率,实现产品环境友好或无害化的一种强有力的激励机制;另一方面,专业再生铅生产企业应该是废旧铅酸蓄电池处理处置的真正责任落实主体。目前,大型的再生铅企业已具备了先进的再生铅预处理、熔炼和环保处置技术,且已在各地市构建了比较完善的区域回收网络,有自己专业的回收业务员。在企业内进行培训,多数生产技术人员具有处理突发事故的能力。因此以不打击已存在的再生铅处理企业热情为原则,直接将补贴资金拨付给处理企业,确保企业微利经营,以发挥现有处理企业的从业积极性。

3.2 其他政策建议

“十二五”期间,随着电动自行车、汽车及光伏蓄电池的快速增长,铅酸蓄电池的需求量也必将保持很大幅度的增长。铅酸蓄电池需求量的不断增长,将使再生铅行业保持相应快的增长速度。而再生铅行业的健康持续发展面临诸多的制约,为避免我国铅酸蓄电池及再生铅产业发展混乱,污染严重,政府应当严格准入管理,调整优化产业结构,严格实施行业准入制度,加大研发力度,推动行业技术进步,加大优胜劣汰力度;强化环境监督管理,规范企业生产对环境的影响,持续开展对铅酸蓄电池及再生铅产业的环保专项调查;规范回收利用,做好生产责任考究制度,尽快制定并出台行业管理条例或办法;大力引导和鼓励规模企业做大做强,加大对其政策及资金扶持力度,落实铅酸蓄电池拆解利用的优惠政策等。

Suggestion about pollution containment of waste lead-acid cell

TANG Aijun,WAN Ling
(Chapter of Electric Waste Recycling of CRRA,Beijing 100052,China)

In recent years,the recycling and disposal of lead-acid recycling have m ade great progress,although the environm ent pollution is still shocking.Com pared w ith original lead using,recycling lead-acid cells and extracting lead from the cells have m ore significance in energy-saving and environm ent protection,w hich are accord w ith the law of resource recycling and reutilization.At present,the recycling and disposalm arket of w aste cells is lack of order and regulations,w hich causes serious pollution.A discussion w as m ade on how to regulate the w aste lead-acid cells recycling and disposalm arket,so as to realize resource-saving and environm ent protection.

w aste lead-acid cell;environm ent pollution;policy

2014-04-16)

X705

A

1674-0912(2014)05-0013-06

唐爱军(1968-),女,北京人,本科,高级工程师,会计师,中国再生资源回收利用协会副秘书长,电子废弃物回收处理分会秘书长,上海第二工业大学环境工程专业研究生导师。

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