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简讯

2024-01-02

再生资源与循环经济 2023年9期
关键词:钴酸锂电池利用

中国再生资源开发集团有限公司:构建“1248”体系共建共享美丽中国

“绿水青山就是金山银山”是习近平生态文明思想的核心理念。而发展循环经济是缓解资源约束矛盾的关键,更是生态文明建设的重要途径。

我国作为全球最大的家电生产基地与消费大国,废旧家电的无害化处理关系着资源的重构与新生。以拆解一台普通电视机为例,拆解完成可再造17 个塑料储物盒、9 个350 毫升易拉罐、600 克铜条以及1.4 千克哑铃。废旧家电中具有较高回收价值的部分会被充分利用,生成可再利用的循环新材料,在汽车、家电、日化等领域实现高价值应用。

一辆报废机动车中的废钢铁资源占比60%~70%,经过预处理、拆解、分拣、破碎等工序,再利用风选、浮选、磁选等技术去除杂质后,将获得的成品送到各钢厂、铝厂、铜厂等利废企业重新利用。据统计,使用1 吨废钢即可减少约1.6 吨二氧化碳和3 吨固体废弃物排放。

一个个生活中丢弃的矿泉水瓶,经过垃圾分类进入工厂,通过全自动化设备分类加工后,被广泛用于服装、家纺等行业,废旧塑料焕新生。

从农村回收的废旧农膜,通过粉碎、漂洗、甩干、挤出、切粒等方式加工成再生塑料颗粒后,被运往下游生产企业循环新生,可再次投入农田使用,实现废旧塑料的循环利用,持续为美丽乡村建设贡献着再生力量……

以上这一系列行动、一组组数据、一项项成果,是中国再生资源开发集团有限公司践行“引领循环经济发展、共建共享美丽中国”发展目标的缩影。

党的十八大以来,我国生态环境保护已发生历史性、转折性、全局性变化,生态文明建设成就举世瞩目。作为我国循环经济领域的领军企业,近年来,中国供销集团所属中国再生资源集团在国家新发展理念的引领下,着力构建“1248”战略体系,即立足“一体两翼”战略,创建资源环境服务体系,以推进再生资源回收利用、城乡环境治理服务为“发展两翼”,以中再资源、中再资环、中再控股和供销环境为四大运营板块,重组电子废弃物回收拆解、报废机动车及零部件再制造、城乡环境治理、废塑料及海洋污染物治理等八大业务板块,中国再生资源发展踏上新征程。

目前,中国再生资源集团已构筑起覆盖再生金属、废家电、再生塑料、报废汽车等多品类再生资源回收加工利用业务基石,并勇于开辟新领域、新赛道,培育竞争新动能、新优势,大力布局机动车零部件再制造、城乡环卫一体化、固(危)废处置、新能源梯次利用和末端处置、海洋污染物治理等环境服务类业务,全面融入人与自然和谐共生的现代化建设。在“为农服务”宗旨的引领下,中国再生资源集团坚定履行再生资源行业国家队使命,将国家循环经济发展战略与乡村振兴发展战略相融合,积极参与“无废城市”建设和农村人居环境整治,为建设美丽乡村注入源源动力。

绿水逶迤去,青山相向开。实践早已证明,绿水青山既是自然财富、生态财富,也是社会财富、经济财富。截至目前,中国再生资源集团再生金属板块拥有17 家符合工信部《废钢铁加工行业准入条件》的企业,19 条超大马力废钢生产加工破碎线,废钢资源年经营量超1 200 万t,有色金属年经营量超100 万t;电子废弃物回收拆解板块打通了废旧家电回收拆解、深加工综合服务产业链条,回收网络遍布全国,拥有废弃电器电子产品处理子公司11 家,年拆解量超2 000 万台,约占全国规范拆解总量的1/4,回收处理量稳居行业第一;在报废机动车及零部件再制造板块,已构建"回收、拆解、再利用"一体化平台,拥有8 家具备报废机动车回收拆解资质的企业,年拆解产能18.5 万辆,年回收和拆解报废机动车近40 000 辆。

人不负青山,青山定不负人。从“天人合一”的自然观到“民胞物与”的生命关怀,中再生集团在努力为共建地球生命共同体、推动人类可持续发展提供了一个个“中国再生资源方案”。

废旧锂电池直接再生研究获进展

近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所在废旧钴酸锂电池直接再生为电化学性能优异的正极材料研究中取得新进展。他们通过一种简单的“一石三鸟”固相烧结策略,可将废旧钴酸锂回收升级为高性能的正极材料高压钴酸锂。相关研究成果发表在《先进能源材料》上。

据介绍,锂离子电池具有高能量密度、长寿命、低成本、低自放电等特点,应用于便携式电子产品、电动汽车、电网级储能系统等领域。其中,钴酸锂由于固有的高能量密度以及方便大规模生产等优点,在便携式电子器件中占据主导地位。而全世界每年废弃的便携式电子产品中产生的废旧锂离子电池超过10 万t,若处理不当,将造成严重的环境危害和宝贵金属资源的浪费。同时,随着人们对电池能量密度需求不断增加,提升截止电压成为提高能量密度最有效的策略之一。因此,如果将废旧钴酸锂回收再生为高压钴酸锂,不但实现了金属资源的可持续利用,而且可以满足高压钴酸锂材料的发展趋势。

传统的回收技术主要以火法冶金和湿法冶金为基础,提取有价金属成分制备相应的前驱体。然而,火法冶金过程涉及高温还原煅烧和分解钴酸锂为混合合金,需要消耗大量的能量。湿法冶金工艺采用酸浸替代高温还原阶段,但强酸和还原试剂的大量消耗增加了整个操作的成本,同时不可避免地会产生二次污染。总体而言,现有的火法冶金和湿法冶金工艺缺乏经济可行性和环境友好性。因此,急需探索绿色、节能、无损的锂离子电池直接再生策略。

基于此,研究采用“一石三鸟”的固相烧结方法,以碳酸锂、硫脲和乙酸锰分别作为锂源和掺杂剂,同时实现成分/结构缺陷修复、外表面重建以及元素掺杂三重效应耦合,将废旧钴酸锂电池升级为高压钴酸锂正极材料。研究通过修复废旧钴酸锂存在的成分/结构缺陷、表面晶格氧逸出和结构畸变等问题,确保再生高压钴酸锂的电化学性能优于未受损的钴酸锂材料。

研究还发现,来自不同厂家或不同失效程度的废旧钴酸锂正极材料均可有效升级为高性能锂离子电池,证实了“一石三鸟”的固相烧结策略具有通用性。

此外,研究采用原位XRD和DFT 理论计算等方法探讨了充放电过程中材料内在的结构演变和潜在的再生机理。该工作有望为废旧锂离子电池回收再生和升级再造成具有长期循环稳定性的高能量密度电池提供新思路。

宁波首个“海洋伙伴”环保舱项目投用

2023 年年7 月,宁波市首个“海洋伙伴”环保舱项目在奉化莼湖街道栖凤渔村投用。该项目探索建立海洋污染物收集、运输、再生、高值利用的可循环价值链,为海洋生态环境治理提供了新模式。一个月来,回收海洋废物约120 t。据了解,“海洋伙伴”环保舱项目由废弃集装箱搭建改造而成。一层设有海洋废弃物智能回收收纳舱,收集废旧鱼筐、破渔网、破浮球等。渔民每次投递完成后,可获得相应的“碳积分”,根据需要,使用“碳积分”兑换挎包、储物箱、精巧的电动牙刷等文创产品。同时,在环保舱旁边设置废油智能储存舱,通过回收小程序接收渔船和渔运船的废油、废弃渔具塑料等;该项目还在村边设立了一个集合收集、处理、转运功能的智能资源回收站。

《欧盟电池与废电池法规》正式生效

2023 年8 月17 日,欧盟官方公示满20 天的《欧盟电池和废电池法规》(简称新《电池法》)正式生效,并且将于2024年2 月18 日起强制执行。

新《电池法》对未来在欧洲经济区销售的动力电池和工业电池做出要求:电池需要具备碳足迹声明和标签及数字电池护照,同时还需要遵循一定的电池重要原材料的回收比例。其核心观点是:谁生产谁回收,谁进口谁回收。

新《电池法》的管控对象为便携式电池、启动、汽车用蓄电池(SLI 电池)、轻型运输工具(LMT)电池、动力电池和工业电池五类电池,监管内容主要包括碳足迹、再生金属使用比例、电池标签与电池护照、废旧电池及电池材料的回收、化学性能与耐久性及供应链尽职调查等方面。

业界认为,新《电池法》实施后,我国电池产品出口欧洲至少要跨越三道障碍:一是补足和完善碳足迹声明;二是满足欧盟对电池材料的回收与再生利用要求;三是应对电池护照中信息披露的挑战。这无疑为企业带来了更大的成本支出。不过目前业内普遍认为,欧洲电池护照的出现,一方面可以加强对电池质量的管理,另一方面也可以助力电池生命周期碳管理进程,早日实现碳中和。

数据显示,仅从欧洲市场来看,过去4 年中国在欧洲的动力电池装机占比持续提升,2019—2022 年分别为11.8%、16.8%、22.6%、34%。欧洲是中国电池出口的一大主力市场,新《电池法》正式实施后,中国锂电回收的欧洲市场探索开发过程势必将承受一定压力。

北京化工大学中国工业碳中和研究院副院长辛春林认为,面对新《电池法》,电池材料行业可以采取三方面的措施来应对。即制定统一的电池碳足迹核算标准与方法论,并建立中欧互认机制;围绕原材料开采、制造和回收利用,建立电池全生命周期碳足迹行业口径一致、标准一致的数据库;加大技术革新力度,重视电池制造、使用和回收全生命全周期的碳减排技术,研发高效、低成本、长寿命、智能化电池材料及电池系统技术,提升电池产品的安全性能,顺应电池生命周期可持续发展。

新能源产业的迅猛发展使其材料的回收利用迫在眉睫。另据了解,在与电池同样火热的光伏领域,分布式光伏回收体系建设也在酝酿中。国家发改委等六部门2023 年8 月17日发布《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》。其中提出,支持光伏设备制造企业通过自主回收、联合回收或委托回收等模式,建立分布式光伏回收体系;鼓励风电、光伏设备制造企业主动提供回收服务;支持第三方专业回收企业开展退役风电、光伏设备回收业务。明确到2025年,集中式风电场、光伏发电站退役设备处理责任机制基本建立;到2030 年,形成一批退役风电、光伏设备循环利用产业集聚区。

共同推进固体废物利用处置产业高质量发展

为深入贯彻习近平生态文明思想,落实党中央关于生态文明建设的总体布局,助力实现"碳达峰、碳中和"目标,深入打好污染防治攻坚战和实现固体废物循环利用,生态环境部固体废物与化学品管理技术中心(以下简称"固管中心")和中国再生资源回收利用协会(以下简称"中再生协会")就共同推进固体废物(含危险废物)利用处置产业高质量发展,积极探索绿色发展新模式达成战略合作。

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