工廠電池回收范文
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篇1
【論文摘要】:廢電池不僅會嚴重危害環(huán)境和人類健康,同時還含有重要資源--有色金屬,廢電池回收再利用,不僅可以減少對生存環(huán)境的破壞,也可以節(jié)約資源。我國廢電池回收利用才剛剛起步,任重道遠。
人們?nèi)粘J褂玫碾姵厥强炕瘜W作用,通俗的講就是靠腐蝕作用而產(chǎn)生電能的。電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳電池和堿電池,一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池,其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛。 廢電池看上去很不起眼,可是害處卻很大。
一、電池的危害及污染途徑
電池產(chǎn)品對環(huán)境的危害主要是酸、堿等電解質(zhì)溶液和重金屬的污染。不同類型的電池污染物也不同。
一般來說,電池中的有害物質(zhì)主要有Zn、Hg、Ni、Pb等重金屬,鉛蓄電池中的H2S04;各種堿性電池中的KOH和鋰電池中的IiPP6電解液等。Hg及其化合物,特別是有機汞化物,具有極強的生物毒性、較快的生物富集速率和較長的腦器官生物半衰期。Cd易在動植物體內(nèi)富集,影響動植物的生長,具有很強的毒性。Pb對人的胸、腎臟、生殖、心血管等器官和系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響,表現(xiàn)為智力下降、腎損傷、不育及高血壓等。Zn,Ni的毒性相對較小,但超過一定濃度范圍時,會對人體產(chǎn)生不良影響和危害。廢舊電池中的酸、堿電解質(zhì)溶液會影響土壤水系的pH值,使土壤和水系酸性化或堿性化。電池的組成物質(zhì)在使用過程中,被封存在電池殼內(nèi)部,并不會對環(huán)境造成影響。但經(jīng)過長期機械磨損、腐蝕,使內(nèi)部重金屬、酸堿等泄漏出來進入土壤或水源,就會通過各種途徑進入人的食物鏈:
電池土壤微生物動物循環(huán)
粉末農(nóng)作物食物人體神經(jīng)沉積發(fā)病
其他水源植物食品消化
生物從環(huán)境中攝取的重金屬可以經(jīng)過食物鏈的生物放大作用,逐漸在較高級的生物中成千上萬地富積,然后經(jīng)過食物進入人的身體,在某些器官中造成慢性中毒,日本曾出現(xiàn)過的水病就是汞中毒。
有關(guān)資料顯示: 一節(jié)電池產(chǎn)生的有害物質(zhì)能污染 60 萬升 水, 等于一個人一生的飲水量:一節(jié)爛在地里的一號電池能吞噬一平方米土地,并可造成永久性公害。 據(jù)估計,全球每年約有 320 億節(jié)廢舊電池被丟棄,而中國每年要消耗這樣的電池 70 億只……其危害之大不能不令人觸目驚心!廢電池的回收勢在必行。
二、廢電池的回收利用
廢電池并不是僅給人類帶來危害,它里面還蘊含著很多資源。例如紐扣電池含有鋰、錳、銀等稀有金屬;鉛蓄電池中含有鉛;手機電池中含有鎘,這些物質(zhì)回收價值很高?,F(xiàn)已有工廠開始進行這方面的回收、提取工作。另外在普通干電池中還含有鋅、銅、錳粉等資源。有人算了一筆帳以全國每年生產(chǎn)100億只電池計算,全年消耗15.6萬噸鋅,22.6萬噸二氧化錳,2080噸銅,2.7萬噸氯化鋅,7.9萬噸氯化銨,4.3萬噸碳棒。廢電池中的有色金屬是寶貴的自然資源,如果能將廢電池回收再利用,不僅可以減少我們對生存環(huán)境的破壞,也可以節(jié)約資源。
國際上通行的廢舊電池處理方式大致有三種:固化深埋、存放于廢礦井、回收利用。
1.固化深埋、存放于廢礦井
如法國一家工廠就從廢電池中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。 其余的各類廢電池
一般都運往專門的有毒、有害垃圾填埋場,但這種做法不僅花費太大而且還造成浪費, 因為其中尚有不少可作原料的有用物質(zhì)。
2.回收利用
(1)熱處理
瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠,巴特列克公司采取的方法是將舊電池磨碎后送往爐內(nèi)加熱,這時可提取揮發(fā)出的汞,溫度更高時鋅也蒸發(fā),它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。該工廠一年可加工2000噸廢電池,可獲得780噸錳鐵合金,400噸鋅合金及3噸汞。另一家工廠則是直接從電池中提取鐵元素,并將氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。不過,熱處理的方法花費較高,瑞士還規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費。
(2)"濕處理"
馬格德堡近郊區(qū)正在興建一個"濕處理"裝置,在這里除鉛蓄電池外,各類電池均溶解于硫酸,然后借助離子樹脂從溶液中提取各種金屬,用這種方式獲得的原料比熱處理方法純凈,因此在市場上售價更高,而且電池中包含的各種物質(zhì)有95%都能提取出來。濕處理可省去分揀環(huán)節(jié)(因為分揀是手工操作,會增加成本)。馬格德堡這套裝置年加工能力可達7500噸,其成本雖然比填埋方法略高,但貴重原料不致丟棄,也不會污染環(huán)境。
(3)真空熱處理法
德國阿爾特公司研制的真空熱處理法還要便宜,不過這首先需要在廢電池中分揀出鎳鎘電池,廢電池在真空中加熱,其中汞迅速蒸發(fā),即可將其回收,然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取鎳和錳。這種加工一噸廢電池的成本不到1500馬克。
以上提到的多是國外處理廢舊電池的方法,由于廢電池造成的環(huán)境問題在我國一直沒有引起高度重視,因此,廢電池的再生利用、處理處置技術(shù)的研究開發(fā)幾乎等于零,只有少數(shù)幾個單位在這方面剛剛起步,國內(nèi)目前非常缺乏先進成熟的廢電池處理技術(shù)。除了汽車用的鉛酸蓄電池被回收利用了之外,其它種類的廢電池幾乎都是"一扔了之"。 轉(zhuǎn)貼于
三、我國廢電池回收利用現(xiàn)狀
㈠ 廢電池回收處理存在的問題
1. 回收難。目前大多數(shù)國人還不具備自覺回收廢舊電池的環(huán)保素質(zhì)。
2. 處理難。僅回收,沒有處理和再利用的措施。廢棄電池處理技術(shù)還沒有根本解決,這也是一個世界難題,特別是一次電池,原材料品種太多,增加了處理難度。
3. 經(jīng)濟效益差。廢棄電池回收處理作為一個產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一項復雜的工程,除了在技術(shù)上和管理上可行外,還必須在經(jīng)濟上可取。
㈡ 廢電池回收處理情況
目前國內(nèi)使用最多的工業(yè)電池鉛蓄電池,其污染物主要為鉛和硫酸,這類電池由于原材料單一,且多為大型電池,處理較方便,占電池總成本50%以上的鉛 (鉛化合物)可以重新回爐提煉,外殼多為塑料,也可再生,均具有較高的利用價值,該系列電池的回收已成為商(廠)家的自覺行動,廢電池的再生基本不存在技術(shù)問題。我國已有一百多家企業(yè),雖然從事再利用的廠家較多,但專業(yè)工廠較少,大多是小型和土法冶煉廠和電池生產(chǎn)廠。這些廠一般只再生價值高的鉛,對廢酸(含鉛的鹽)、鉛泥等利用價值不高的則棄入環(huán)境(一些專業(yè)從事廢品回收的商業(yè)部門也只回收鉛和塑料)。在再生鉛過程中,由于技術(shù)落后,還會產(chǎn)生二次污染,如大量SO2和鉛蒸汽排入大氣中污染空氣,處理后的灰渣富集大量重金屬,作垃圾處理,污染土壤。
小型二次電池目前使用較多的有鎘鎳、氫鎳和鋰離子電池。使用總量只有幾億只,且大多數(shù)體積較小,廢棄電池再利用價值較低,一般作為生活垃圾處理。
民用干電池是目前使用量最大、也是最分散的電池產(chǎn)品,國內(nèi)年消費量近80億只。主要有鋅錳和堿性鋅錳兩大系列,還有少量的鋅銀、鋰電池等品種。由于使用分散,回收難以管理,廢棄電池再生成本較大。加上目前還缺少科學、經(jīng)濟的處理方法,廢棄電池一般也作為生活垃圾處理。
國外對廢舊充電電池普遍采取回收再利用的方式處理,而對于廢舊干電池,主要還是集中填埋。一些國家有干電池的處理工廠,但因處理成本過高,效益均不好,要靠政府補貼。我國的情況,目前填埋仍是最好的方式。回收技術(shù)應朝著降低成本、盡量避免二次污染的方向發(fā)展。同時走發(fā)展新型綠色環(huán)保電池之路:發(fā)展高能量、無污染的綠色電池,在制造之初就將環(huán)境污染和資源消耗控制在最小。從而使生產(chǎn)和再生利用形成一個良性循環(huán),才能真正做到利于民又無害于民、無害于自然。
四、廢舊電池回收過程中存在的問題及建議
① 電池回收后無法處置,一般都采用堆放。堆放過程中電池有可能泄漏或有毒物質(zhì)擴散。
② 由于電池的種類繁多,假冒產(chǎn)品多,也給電池回收帶來了困難,有的電池是含汞電池,有的是含鎘電池,有的以氯化銨為電解液,而有的則以氯化鋅為電解液,因此建議生產(chǎn)廠家用統(tǒng)一的標準標識電池的種類及內(nèi)含的主要成份,以便回收利用。
③ 加強宣傳力度,增強中國公民的環(huán)保意識。
篇2
個體經(jīng)營戶田建國的命運,因電池而改變。他因非法經(jīng)營廢舊鉛酸電池,觸犯污染環(huán)境罪,涉案金額過億元,被判有期徒刑四年六個月,并處罰金10萬元。
判決書顯示,田建國在沒有取得合法證照的情況下,于2012年8月和2013年4月,分別在位于徐州市銅山區(qū)利國鎮(zhèn)岳莊村附近山下,租賃了兩個煉鉛廠,未采取任何污染防治措施,在非密閉負壓條件下,將可二次充電的廢舊蓄電池――鉛酸電池還原鉛生產(chǎn),并將產(chǎn)生的酸液廢水直排入溝內(nèi)。
這種原始的拆解方式,會對環(huán)境造成極大污染,對人體也有很大傷害。未經(jīng)處理的酸液直接排放,會造成水、土壤污染。長期暴露在鉛含量較高的環(huán)境中,會使人體血液內(nèi)鉛含量超標,甚至鉛中毒,進而損害大腦神經(jīng)系統(tǒng),同時對造血功能、腎臟、骨骼等有極大的不良影響。
鉛酸電池屬于危險廢物,需取得《危險廢物經(jīng)營許可證》后,方可開展相關(guān)的回收再利用。
然而中國環(huán)境科學研究院調(diào)研發(fā)現(xiàn),國內(nèi)每年生產(chǎn)的鉛原料中,有85%用于制作生產(chǎn)鉛酸電池。而其中,官方許可的正規(guī)渠道回收率連5%都達不到。也就是說,每年有超過80%的鉛,不受政府監(jiān)管,流入地下產(chǎn)業(yè)鏈,從生產(chǎn)、加工、回收到冶煉。
《財經(jīng)》記者查詢發(fā)現(xiàn),自2014年以來,有17起判決書因被告人從事非法拆解鉛酸電池活動而被判決犯污染環(huán)境罪。此前,鮮有此類判例。
一方面是地下產(chǎn)業(yè)鏈野蠻生長,一方面是鉛酸電池的正規(guī)回收渠道囿于成本,難抗來自地下的沖擊,積重難返之下,扭轉(zhuǎn)鉛酸電池被動局面還需更多的政策推動。 “正規(guī)軍”不敵“游擊隊”
田建國并非初犯。在2012年2月,他就因“無照從事廢舊電瓶拆解事宜”,被山東省臨沂市工商局河東分局詢問,根據(jù)該局出具的說明,鑒于他及時停止違法經(jīng)營,并且違法情節(jié)較輕,其未被處罰。
隨后轉(zhuǎn)戰(zhàn)到徐州,田建國的“事業(yè)”升級了。自2012年8月至2013年10月,他從張某等人處先后購買13500余噸廢舊鉛酸電池,價值1.08億元,然后違法進行還原鉛生產(chǎn),再將生產(chǎn)的鉛錠銷售給龔某等人。
非法排放、傾倒、處置危險廢物3噸以上,即應認定為“嚴重污染環(huán)境”而構(gòu)成污染環(huán)境罪。田建國涉案的廢舊鉛酸電池已遠遠超過這一認定標準。
一般來說,鉛酸電池含有74%的鉛極板、20%的硫酸和6%的塑料。高比例的含鉛量提高了回收價值。
據(jù)《中國環(huán)境報》報道,目前國內(nèi)廢鉛酸蓄電池回收有三大主體:社會群體回收量占總量的85%以上,再生鉛生產(chǎn)企業(yè)的回收量約占8%,蓄電池分銷商的回收量約為7%。
鉛酸電池的回收技術(shù)門檻不高,在最簡陋的條件下,個體商販可以拆解出鉛板,酸液直接倒掉;然后支起一口大鍋加熱,把鉛板放到鍋里融化,同時加上少許鐵粉,由于鉛很重,會沉到鍋的最下面,得到再生鉛。
在《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》中,鉛被列入重點防控的重金屬污染物的首位?!笆濉逼陂g,全國進行工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,再生資源回收利用企業(yè)經(jīng)歷了一波洗禮,嚴格執(zhí)行環(huán)保標準。然而,零散、分布在民間的鉛酸電池個體戶量大面廣,監(jiān)管之手難以觸及。
鉛在做成產(chǎn)品后,正規(guī)渠道的回收率如此之低,“鉛的污染防治在‘十二五’規(guī)劃中是失敗的”。中國環(huán)境科學研究院環(huán)境安全研究中心研究員王紅梅告訴《財經(jīng)》記者。
矛盾之處在于,既然廢舊鉛酸電池屬于危險廢物,本應從前端就納入到危險品管理中,并且在流通的各環(huán)節(jié)中是可追溯的?,F(xiàn)實卻是,鉛酸電池在前端環(huán)節(jié)是按照普通商品進行銷售和流通,這意味著誰都能買,且無法溯源。
對于處于末端的鉛酸電池回收企業(yè),需有危險廢物經(jīng)營資質(zhì)。全國獲得廢鉛酸蓄電池綜合經(jīng)營許可證的企業(yè)有34家。
王紅梅稱,每個省只有一個到兩個有資質(zhì)的企業(yè)單位,有的省份地區(qū)甚至還沒有,數(shù)量非常有限。
新疆就沒有一家獲得資質(zhì)的鉛酸電池再生處理企業(yè),如果要正規(guī)處理廢舊鉛酸電池,必須要辦理跨省危險廢物轉(zhuǎn)移的手續(xù),而且還要辦理轉(zhuǎn)出省和承接省兩者之間的轉(zhuǎn)移聯(lián)單,非常麻煩,這個成本和難度都非常大。
于是,大量不具有危險廢物經(jīng)營許可證的個體戶和外來收購者控制了鉛酸電池的回收渠道,“游擊隊”搶了“正規(guī)軍”的生意。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會副會長張希忠曾表示,非法再生鉛生產(chǎn)點估計有數(shù)百家,主要分布在河南、江西、河北、山東等地。
田建國的兩個煉鉛廠就曾是這龐大地下產(chǎn)業(yè)鏈中的一部分。 不經(jīng)濟,難持續(xù)
每年有超過八成的鉛回收游離于政府監(jiān)管視線之外,原因何在?關(guān)鍵是成本。
中國電池工業(yè)協(xié)會常務(wù)副理事長王敬忠告訴《財經(jīng)》記者,正規(guī)公司的回收處理成本比較高,個體企業(yè)的回收成本很低,這個問題到現(xiàn)在也沒有解決。
由于非法回收往往工藝簡單,基本沒有環(huán)保投入;而正規(guī)企業(yè)則要在環(huán)保、設(shè)備、技術(shù)等方面投入,成本要遠遠高于非法企業(yè)。
以鉛酸電池里的酸液為例,正規(guī)處理這些酸液的成本是,處理一立方米酸液要花費幾十元,而對非法企業(yè)來說,往往是直接排到滲坑或溝里,只要沒被抓住,成本為零。
一位接近鉛酸電池回收行業(yè)的人士介紹,很多冶煉企業(yè)都愿意私下回收個體商販去除完酸液的電池,這樣可以省去酸液處理費用。
此外,正規(guī)企業(yè)要照章納稅并交納員工社保等費用,這會增加企業(yè)的運營成本。成本差距,讓“游擊隊”們有底氣給出比“正規(guī)軍”高的回收價,回收商或者消費者也更樂意把廢鉛酸電池賣給價高者。
經(jīng)濟效益也是衡量電池回收是否值得做的標尺。比如,用量巨大的一次電池,即家用的干電池,由于其再生利用價值不大,被“游擊隊”“正規(guī)軍”都嫌棄,因而一直沒有建立起有效的回收和處理體系。
“現(xiàn)在(一次電池)循環(huán)技術(shù)是沒有問題的,但不經(jīng)濟。不經(jīng)濟,就沒有企業(yè)愿意去做?!敝袊h(huán)經(jīng)濟協(xié)會研究員曲睿晶告訴《財經(jīng)》記者。
早在2000年前后,包括北京在內(nèi)的全國八個城市,被確定為垃圾分類收集試點城市,廢棄的一次電池的回收逐漸被重視起來。一顆電池能污染多少土地、多少水?通俗易懂的科普形式激發(fā)了人們的環(huán)保熱情,愿意將電池集中到指定的回收點。
在從事廢電池回收的北京人王自新眼里,那是這個行業(yè)“最好的時光”。 2002年,北京市二清環(huán)衛(wèi)集團公司接受政府委托,回收廢舊電池。好景不長,第二年,原國家環(huán)??偩值任宀块T就聯(lián)合出臺《廢電池污染防治技術(shù)政策》,將廢電池集中回收重點確定為鋰離子等可充電電池和紐扣電池,不鼓勵集中收集已達到國家低汞或無汞要求的一次電池。
當時,市場上銷售的一次電池均已達到國家低汞或無汞要求,可以廢棄后隨生活垃圾處理。因為,一次電池在外殼保護和大量垃圾的稀釋下,隨生活垃圾填埋不會造成污染。反倒是集中回收后,處理不善容易造成局部地區(qū)的汞污染。
然而,北京市民對一次電池的環(huán)保熱情依舊,至2011年底,二清環(huán)衛(wèi)集團公司一共收集了1298.99噸一次電池。其間,曾有228噸廢電池被送往天津,得到過一次無害化集中處理,處理綜合成本約每噸1800元。2014年,剩余的1300噸廢電池,也送往天津進行無害化填埋。
2015年8月,環(huán)保部官網(wǎng)發(fā)文稱,近幾年,我部通過環(huán)保公益項目對廢舊電池的污染特性進行研究,研究結(jié)果表明:廢一次電池隨生活垃圾處理,有可能造成處理難度的增加或額外的環(huán)境風險,如焚燒導致鋅在飛灰中的富集,增加了飛灰處置難度。
據(jù)此,環(huán)保部認為廢一次電池的收集和回收利用對保護環(huán)境具有一定積極意義,并透露,配合發(fā)改委、商務(wù)部、工信部等部門研究制定廢一次電池的回收利用政策,適時推進廢一次電池的回收利用試點。
今年2月16日,環(huán)保部《廢電池污染防治技術(shù)政策(征求意見稿)》(下稱《意見稿》)。核心是:加大鉛的回收力度。
這是該政策13年后的第一次修改?!兑庖姼濉贩Q,鼓勵廢電池的分類存放,避免和生活垃圾混合。
這些變化,都讓王自新期待著2016年成為他的電池回收事業(yè)的“破冰”之年。
王自新創(chuàng)辦的北京東華鑫馨廢舊電池回收有限公司,僅去年一年,就在全北京回收廢電池50多噸。據(jù)他估計,這約占北京市去年廢電池總量的1%。在位于大興的一個倉庫里,存放的廢電池已有300多噸,絕大多數(shù)為一次電池。由于回收利用的價值不高,這些電池基本是有進無出。
王自新稱,多年來回收這些電池的做法,主要屬于公益性質(zhì)。
不過,一位知情人士透露,《意見稿》出來后,對于一次電池是否應該回收的兩派意見還是比較激烈,一方是審慎開展,一方堅持要把它寫入垃圾分類,必須回收。 誰買單
與一次電池相比,可充電的二次電池含有一些比較貴重的金屬如鎳、鋰、鉛、鎘等,在國內(nèi),鉛酸蓄電池廣泛用于汽車的啟動電源和為電動自行車提供動力?;厥諆r值較高,這也是驅(qū)動田建國們鋌而走險,違法收購、冶煉的動力所在。
對此,《意見稿》給出了一條解決路徑,即鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)應積極履行生產(chǎn)者責任延伸制,利用銷售渠道建立廢舊鉛酸電池回收系統(tǒng),或委托持有資質(zhì)的再生鉛企業(yè)等相關(guān)單位,對廢舊鉛酸電池進行有效回收利用。鼓勵鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)利用銷售渠道建立廢舊鉛蓄電池回收機制,并與符合有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策要求的再生鉛企業(yè)共同建立廢舊電池回收處理系統(tǒng)。
王紅梅說:“對于鉛酸電池,應倡導國家主導的回收體系,而不能隨便由民間自行回收?!?/p>
按環(huán)保部門的通例,是技術(shù)政策先行,然后會有一系列的標準、導則和規(guī)范出臺。執(zhí)行效果如何,有待觀察。
一次電池回收無利可圖,可以避免“地下軍”的違法回收。
實際上,不建一次電池回收體系的狀態(tài)在國內(nèi)一些地方也難以為繼。比如北京,對垃圾有明確規(guī)定,要進行分類,而電池中畢竟有重金屬,一次電池即使沒有鉛、鎘,也有錳、鐵、鋅,這些重金屬如果混到生活垃圾中,再加上分類不徹底,用于焚燒的話,焚燒就會把電池中的重金屬形成重金屬粉末,只不過是氧化把三價還原成二價,最后還是會有暴露風險。
但重建一次電池的回收體系也需要時間,因為“現(xiàn)在社區(qū)生活回收體系已經(jīng)接近崩潰。”曲睿晶分析稱。
實際上,發(fā)達國家單獨開展回收普通一次電池的活動很少,通常是在進行生活垃圾分類收集處理時,就把廢電池單獨收集起來處理。
王自新認為,國家環(huán)保部的初衷還是想回收,但沒有處理廠不敢收。從1996年開始中國大規(guī)模開展廢電池回收,最后造成了很大壓力,環(huán)保部的領(lǐng)導就對他表示,“你只要(處理的)工廠建成了,我們?nèi)湍闶??!?/p>
王自新今年準備在北京市設(shè)1000個電池回收箱,開發(fā)一種新的智能的廢電池回收機。
回收機主要能收到的就是生活類的一次電池、紐扣電池,也可能有拆下來的手機電池。而且,目前國內(nèi)的廢舊電池回收體系基本上到回收箱就截止了,這使得儲存在各地的廢舊電池越來越多,量越來越大。
處理電池的成本非常高,沒有幾個廠能進行一次電池的后續(xù)處理。北京盈創(chuàng)再生資源回收有限公司總經(jīng)理常濤做過調(diào)研,如果廢舊電池被送到廠門口還能做,要是自己回收,根本不足以覆蓋物流成本,只能靠政府補貼,“我們肯定不能做賠本的買賣,有利潤才會做,這不是公益”。
王自新也不敢做更大規(guī)?;厥?,因為回收的經(jīng)濟壓力比較大,物流成本約2000多元一噸。他做的是公益性回收,收得越多賠得越多。
可是,對財政補貼業(yè)內(nèi)人士也持保留態(tài)度。即便常濤也認為,沒有有效的計量手段,讓財政持續(xù)補貼也不合理。
“消費者花一兩元買的電池沒有為危險廢棄物處置付出成本,這邏輯不對。在澳洲,買電池要2.5澳元。政策應該朝這個方向走,畢竟市場經(jīng)濟,不讓大家有錢賺的話,只靠補貼是沒有出路的?!背f。
為加強對廢電池的回收管理,德國的廢電池回收管理規(guī)定要求,消費者將使用完的一次電池、紐扣電池等各類電池送交商店或廢品回收站回收,商店和廢品回收站必須無條件接收廢電池,并轉(zhuǎn)送處理廠家進行回收處理。
同時,德國的電池回收體系還對有毒性的鎳鎘電池和含汞電池,實行押金制度,就是消費者購買的每節(jié)電池中含有一定的押金,當消費者拿著廢舊電池來換時,價格中可以自動扣除押金。德國的循環(huán)經(jīng)濟促進法,讓消費者、生產(chǎn)者和流通領(lǐng)域這三方對環(huán)保都負有責任。
“在臺灣、日本、德國的回收再利用體系里,誰消費誰負擔,只不過資金由基金組織來管理,由監(jiān)理公司去分配,明確回收公司收多少就付錢,收后送到哪里,工廠接多少貨,雙方互相監(jiān)督。”常濤介紹。
2015年1月,國家稅務(wù)總局和財政部下發(fā)通知,聯(lián)合征收電池消費稅。王紅梅認為,廢舊電池再回收,必須依靠合理的經(jīng)濟政策來解決,但經(jīng)濟政策不應該一刀切。
電池消費稅的問題是,不管電池的類型,只根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的銷量,按照4%的比例繳稅。如銷售100元電池,4元要用于繳稅。另外,雖然打著環(huán)保旗號,但所收稅費是否用于支持與補貼再生企業(yè)也未可知。
中國電池工業(yè)協(xié)會提倡以舊換新,通過銷售渠道來建立回收體系,但一直沒能落實。
篇3
*國產(chǎn)干電池的含鉛量一般高于25%,尚達不到綠色環(huán)保電池的要求。
*通過垃圾分離回收的干電池比例很低,以上海為例,回收的廢電池僅為生產(chǎn)量的10%左右。
*廢干電池及鉛酸蓄電池中含有汞、鉛、鎘等重金屬,隨城市生活垃圾被簡單地埋入地下后,鉛、鎘等重金屬可以直接污染土壤,間接污染水源和植物,成為破壞環(huán)境的慢性“火藥桶”。
對有關(guān)電池生產(chǎn)、消費現(xiàn)狀等簡單回顧之后,我們可以毫不夸張地說:廢電池是個“環(huán)境殺手”。其實,它不但污染環(huán)境,而且還會進一步影響人體健康。
健康大敵
廢電池中所含鉛等重金屬對土壤、水源的污染,只是一種短期內(nèi)的危害,對生態(tài)環(huán)境的潛在危害則是長期的。土壤具有一定的孔隙,對有機物或含碳、氧、磷、硫等化合物進行降解后,可生成無毒或低毒物質(zhì),表現(xiàn)出一定的自凈能力。但是,汞、鉛、鎘等重金屬進入環(huán)境后,卻不易被降解,長期蓄積在土壤中,破壞土壤的自凈能力,使土壤成為污染物的“儲存庫”,最終降低土壤的肥效。在這樣的土地上種植農(nóng)作物,重金屬被植物根系吸入植物體內(nèi),引起農(nóng)作物減產(chǎn),或長出的糧食、蔬菜等含有毒有害重金屬。在土壤中的重金屬,還能不斷地遷移到相鄰的環(huán)境介質(zhì)中,如被雨水沖刷后滲透到深層土壤中;隨地下水進入江河水源;腐爛后被風揚散到大氣中。當人體攝入含重金屬的農(nóng)作物及家禽,或者飲用被污染的水、吸入被污染的大氣時,就會出現(xiàn)多系統(tǒng)、多器官的慢性損害。
重金屬對人體的危害,主要侵犯神經(jīng)系統(tǒng)。曾暴發(fā)在日本水俁灣的“水俁病”,正是由于人們吃了被汞污染水域的魚類而出現(xiàn)的慢性汞中毒,主要癥狀為感覺和語言障礙、智力減退及全身震顫無力。鉛對人體健康的危害很大,尤其是兒童,可導致兒童智力低下和多動癥。鉛中毒還能損傷造血系統(tǒng),導致貧血;損傷神經(jīng)系統(tǒng),導致手腕無力下垂,以及引發(fā)腦病;損傷腎臟,導致腎功能障礙。人長期接觸重金屬鎘后,也能導致骨質(zhì)疏松和骨軟化,如鎘中毒者的一個典型表現(xiàn)就是全身骨骼酸痛。
解決辦法
為了避免上述危害,生產(chǎn)綠色環(huán)保電池和對廢電池進行回收,就成為世界各國普遍采取的兩種方法。我國已明確規(guī)定,2006年起禁止生產(chǎn)和銷售非“綠色環(huán)保電池”。在過渡時期,政府和一些民間機構(gòu)在全國范圍內(nèi)開展廢舊干電池回收行動。
市售的干電池有含汞及無汞兩種,含汞廢電池再利用的代價很大,發(fā)達國家都以安全填埋方式處理為主,即以無砂混凝土、防滲層、保護層等組成填埋場,以確保電池中的重金屬無滲透、蔓延的可能。無汞廢電池回收后可被利用,如碳棒和金屬殼可成為再生資源。但是,要將小小電池從大量的生活垃圾中分離出來極為困難,因此,在日常生活中應養(yǎng)成垃圾分揀的習慣,并將揀出的廢電池交到指定地點,由有關(guān)部門統(tǒng)一處理??梢哉f,建造美好生活環(huán)境,需要我們每一個人的配合,就讓我們從廢電池的分揀做起。
上海:在一些大商場或大學校園中,設(shè)有廢電池回收箱。另外,可以把廢電池交到所在地的居委會。
天津:南開大學、天津大學的學生曾組織過廢電池回收活動,目前尚未全面統(tǒng)一回收。
北京:在新街口商場、長安商場等200多家商場設(shè)有廢電池回收點。單位或個人廢電池回收量達到30千克,需回收廢電池者可與北京有用垃圾回收中心聯(lián)系,他們免費上門回收(電話為010-63560015)。
南京:目前尚未開展全面分類收集,但某些學校、居委會中可收集廢電池,然后交到市環(huán)境保護局儲存場統(tǒng)一儲存。具體工作可與市容委員會聯(lián)系。
武漢:在1726個居委會設(shè)立廢電池回收站,以方便居民回收廢電池。
沈陽:共有100多只電池形狀的回收箱,分別布置在商業(yè)區(qū)、機場、車站、省市機關(guān)辦公樓、部分工廠、院校等,居民可就近投放?;厥障渖蠘擞新?lián)系電話,這些回收的電池將由工業(yè)廢物交換中心專車定期回收。在沈陽市,已建立危險廢物填埋廠,用于處理各種危險廢物。
篇4
就體積和重量而言,廢電池在生活垃圾中是微不足道的,但它的害處卻非常大,電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬物質(zhì)。汞具有強烈的毒性,鉛能造成神經(jīng)紊亂、腎炎等;鎘主要造成腎損傷以及骨質(zhì)疏松、軟骨癥及骨折。若把廢電池混入生活垃圾中一起填埋,久而久之,滲出的重金屬可能污染地下水和土壤。一粒鈕扣電池能污染60萬升水(這是一個人一生的用水量),而一節(jié)一號電池的溶出物就足以使1平方米的土壤喪失農(nóng)用價值。
而電池在我們生活中的使用量正在迅速增加,BP機、移動電話、照相機、計算器、鐘表、玩具等都要用到它。目前,全國的電池消費量在90億只左右。這些電池若未得到妥善處理,將直接或間接地危害人們的身體健康。實施并倡導廢舊電池分類收集活動為越來越多的人們所認識和重視。
許多城市在大街上、生活小區(qū)都設(shè)有專門的廢電池回收箱,將收集起來的廢電池運到專門加工利用舊電池的工廠。先用專門篩子篩選出那些用于鐘表、計算器及其他小型電子儀器的紐扣電池,它們當中一般都含有汞,可將汞提取出來加以利用,然后分揀出鎳鎘電池,從中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。然后將剩余原料磨碎,用磁體提取金屬鐵,再從余下粉末中提取氧化錳、氧化鋅、氧化銅和氧化鎳等金屬混合物作為金屬廢料直接出售。
從我做起,從身邊每一件小事做起,是我們的座右銘。關(guān)愛身邊環(huán)境、參與廢舊電池的分類回收利用是我們每一個人的責任和義務(wù)。個人的行為也許微不足道,但把我們每個人的力量聯(lián)合起來,便足以托起一種文明,一種與自然共生的文明,一種可持續(xù)發(fā)展的文明。
只要每一個人從生活的一點一滴做起,我們的家園會變的更加美麗!
篇5
初夏的正午,十一歲的兒子放學回到家,小臉蛋兒被太陽曬得紅撲撲的,汗水順著臉頰流下來,可是小家伙卻滿臉的興奮和驕傲,一個勁兒地嚷著:“媽媽,媽媽,快看,這是我的戰(zhàn)利品!”我早就注意到,在他的小手中正緊緊地抓著兩只廢電池和一只還插著吸管的空易拉罐。不要問,他又去撿垃圾了?!拔业暮霉怨裕瑩斓嚼趺床蝗拥嚼淅锬??”我耐心地問他,“媽媽,這些垃圾不能隨便亂扔的,你不知道,這些垃圾可是寶貝呢!它們都是可以回收的,如果亂扔了,就會造成很大的污染了?!眱鹤右荒樥J真地告訴我,這小子一定又有什么長篇大論了。
“媽媽,你看這廢電池,別看它這么不起眼, 但它含有汞、鎘、鉛等重金屬物質(zhì)。汞具有強烈的毒性,鉛能造成神經(jīng)紊亂、腎炎等;鎘主要造成腎損傷以及骨疾-骨質(zhì)疏松、軟骨癥及骨折。若把廢電池混入生活垃圾中一起填埋,久而久之,滲出的重金屬可能污染地下水和土壤。將直接或間接地危害人們的身體健康。
西歐許多國家不僅在商店,而且直接在大街上都設(shè)有專門的廢電池回收箱,將收集起來的費電池先用專門篩子篩選出那些用語鐘表、計算器及其他小型電子儀器的紐扣電池,它們當中一般都含有汞,可將汞提取出來加以利用,然后用人工分揀出鎳鎘電池電池,法國一家工廠就從中提取鎳和鎘,再將鎳用于煉鋼,鎘則重新用于生產(chǎn)電池。也可以將舊電池磨碎,然后送往爐內(nèi)加熱,這時可提取揮發(fā)出的汞,溫度更高時鋅也蒸發(fā),它同樣是貴重金屬。鐵和錳熔合后成為煉鋼所需的錳鐵合金。
我國的生態(tài)環(huán)境問題十分嚴峻,光依靠政府的力量是遠遠不夠的,需要廣大公眾,包括企業(yè)的積極參與。老師教育我們,從我做起,從身邊每一件小事做起,關(guān)愛身邊環(huán)境、參與廢舊電池的分類、回收、利用是我們每一個人的責任和義務(wù)。個人的行為也許微不足道,但把我們每個人的力量聯(lián)合起來,便足以托起一種文明,一種與自然共生的文明,一種可持續(xù)發(fā)展的文明。許多媒體都在密切關(guān)注,日益增長的垃圾產(chǎn)量正在使我們居住的星球超負荷運轉(zhuǎn),層出不窮的公害事件、“垃圾圍城”早已為我們敲響了警鐘。如何實現(xiàn)無害化、減量化、資源化已是當務(wù)之急?!胺佩e了地方的資源”是近年來人們對垃圾的重新認識。實行垃圾分類將使能夠回收的垃圾廢物實現(xiàn)物盡其用,變廢為寶呢!”
兒子的話使我感到十分震驚和敬佩,驚訝于小小的他能有如此豐富的環(huán)保知識,更佩服他從小就有這樣強烈的環(huán)保意識!我一把摟住他,在他通紅的小臉上狠狠地親了一口,激動地說:“兒子,你是最棒的環(huán)保小衛(wèi)士!”
篇6
近日,日本福井大學和一化工企業(yè)聯(lián)合宣布,已經(jīng)共同研發(fā)成功一種可從液體中高效率回收稀有金屬的纖維制品,液體的來源可以是工廠排出的廢水或者海水。而且,該纖維制品的最大優(yōu)勢是可以有選擇地吸收所需收集的金屬,回收量是傳統(tǒng)工藝的10倍以上!
據(jù)悉,該技術(shù)使用的是一種叫做“乙烯醇共聚物(EVAL)”纖維制造的無紡布,厚度僅僅數(shù)毫米,采用特殊工藝讓這種布接受電子射線照射后,就變得極易吸收水中的金屬離子,再經(jīng)過特殊的配比,就能達到選擇性吸收和高效率吸收的目的。
上文所說的稀有金屬,其實就是稀土。稀土一詞是歷史遺留名稱,18世紀末被發(fā)現(xiàn),當時習慣把不溶于水的固體氧化物統(tǒng)稱為土。
前景
稀土在高科技制造中必不可少,但產(chǎn)量極為稀少,提取工藝復雜,因而價格昂貴。日本和美國是稀土的主要使用國,而中國是稀土出口的第一大國,儲量豐富,堪稱最重要的戰(zhàn)略資源。因此,日本掌握了稀土的循環(huán)再利用技術(shù),對世界稀土能源格局的影響極大。
0.3毫米厚度電池
技術(shù)
人們總是希望手機越來越薄,待機時間越來越長,而現(xiàn)有的鋰電池顯然難以勝任,好在還有有機游離基電池。
有機游離基電池比鋰電池更輕、更薄、更柔軟,而且輸出功率高,能夠快速充電。NEC展示的成品,厚度僅0.3毫米,可以用手彎曲,真是輕薄如紙。
現(xiàn)在一般的IC卡厚度為0.76毫米,此前研制的世界最薄電池厚度也達0.7毫米,要大規(guī)模商用在IC卡上幾無可能。
這次,NEC創(chuàng)造性地印刷出0.05毫米的聚合物負極電路薄膜,然后直接在薄膜上敷設(shè)絕緣層和游離基聚合物正極層等,才一舉突破0.3毫米電池大關(guān)。
在測試中,游離基電池的實用性能出色,充放電500次以后,還能保持75%的電量。一片邊長3厘米的正方形薄片,可儲電3mAh,輸出功率5kW/L,單次充電可刷新2000次LCD畫面、閃光燈發(fā)光360次或發(fā)送定位信息35次。
篇7
今年6月19日,甘肅省金塔縣22歲的電焊工肖金鵬死于手機電池爆炸,讓人倒吸一口冷氣。雖然電池爆炸究竟出于何因,誰該為此事故負責,至今尚無結(jié)果,但手機電池的安全問題開始引起人們的重視。 記者深入調(diào)查發(fā)現(xiàn),這既是一個創(chuàng)造財富的產(chǎn)業(yè),也是―個混亂與高危如影隨形的產(chǎn)業(yè)。
498元,100元,55元,25元,5元!
這是一塊“諾基亞3250電池”在中國最大的手機及配件集散地――_深圳華強北遠望數(shù)碼城和明通數(shù)碼――5種差距懸殊的價格。
根據(jù)不同的價格、廠家出處,這些外觀相似的電池又分別有5種不同的“學名”:原裝行貨、仿冒原裝、高仿品(即高端仿制品)、兼容品牌電池、出廠品(即批發(fā)貨品)。
在這些熙熙攘攘,擁擠著各路批發(fā)商、內(nèi)地進貨商和普通消費者的大賣場中,手機電池,也在數(shù)以千計的大小柜臺上。買主們隨時討價還價,現(xiàn)錢提貨,而且不必開具發(fā)票。
原裝不到1%
“一般人很少舍得從專賣店買真正的原裝品,我們這里有原裝的,只要100塊。”明通數(shù)碼城一間經(jīng)營“國產(chǎn)手機電池批發(fā)、零售、回收”的檔口老板熱情地向記者推銷。
他說,這些電池上貼著原裝的序列號,并聲明“經(jīng)過手機廠商的授權(quán),完全可以經(jīng)得起測試”,如果顧客嫌貴,他立即建議選擇購買高仿品――種行內(nèi)人士認為相對高端、安全的仿制品。根據(jù)顧客的需求,高仿品還細分為兩個檔次――超強容量的55元,一般的25元。
據(jù)記者了解,該檔口老板所說的專賣店原裝品,指原廠正裝電池,俗稱原裝行貨電池,即由諾基亞、摩托羅拉等知名手機廠指定廠家生產(chǎn)配套的電池。原裝電池一般被業(yè)內(nèi)評價為“制作工藝嚴格,質(zhì)量精良”,而對消費者言,其好處是可享受廠家提供的保修服務(wù)。但據(jù)檔口老板的統(tǒng)計,愿意購買昂貴原裝貨的顧客“不到1%”――價格是根本的原因。這給檔口老板們帶來了生意:一方面可以經(jīng)營所謂的“原裝品”,以遠遠低于專賣店的價格出售;另外,就是銷路更廣的各色高仿品、出廠品等,既做零售,也做批發(fā)。批發(fā)主要針對內(nèi)地城市到深圳“淘貨”的電子批發(fā)商和手機牌廠商。 不過,所謂原裝說法遭到了另外商家的批駁。一位在遠望數(shù)碼城經(jīng)營某品牌兼容電池的檔口老板告訴記者,所謂“原裝”事實上與高仿電池差異不大,“它們只不過是貼上了標識而已,而獲得這些標識很容易”。在調(diào)查中,大多數(shù)商家表示,銷路較廣的一般是“性價比”適中、同時有廠商標識的“兼容電池”,“高仿電池”的好壞難以識別,買一塊“有品牌的”兼容電池既能放心使用,幾十元的價格又能接受。
一位負責看檔口的銷售員小李私下告訴記者,兼容電池里也有貓膩,一般做得較好的兼容電池廠商品牌有“飛毛腿”等,但也有不少消費者難以識別的品牌。而看中了消費者“認品牌”的心理,也有不少批發(fā)、零售環(huán)節(jié)的經(jīng)銷商加入了貼牌電池的行列。
產(chǎn)業(yè)鏈的“高?!杯h(huán)節(jié) 有多少人參與一塊小小電池的制造和銷售?滋生危險的漏洞在哪兒? 金立手機生產(chǎn)采購負責人陳贊華告訴記者,電池的核心部件有兩塊一電芯和“保護IC",這兩大核心部件決定了一塊電池的性能好壞和安全系數(shù)。電池是一個最不容忽視、也最能體現(xiàn)廠商品質(zhì)好壞的環(huán)節(jié)。 他向記者描述了品牌手機廠商配套手機電池的出廠過程:品牌廠商大都采用指定電芯廠商、“保護IC”廠商的供貨,然后交由指定的電池封裝廠進行生產(chǎn)組裝。因此,電芯廠、保護IC廠、封裝廠,成為決定電池品質(zhì)的三大核心環(huán)節(jié)。 他說,這三個環(huán)節(jié)中可以列出的知名廠商其實不難統(tǒng)計,電芯――日本廠商三洋、索尼和中國的比亞迪、天津力神、肇慶風華、深圳比特等;而“保護IC”目前仍然是日本精工一家獨大,“最近臺灣企業(yè)開始加入,但是出于安全考慮,我們還在觀望。”
電池封裝廠目前在中國,尤其是珠三角已經(jīng)形成了一個較龐大的產(chǎn)業(yè)集群區(qū),但上規(guī)模的并不多,主要廠商有比亞迪、比特、德賽、飛毛腿、邦凱等,而日本的三洋、索尼也因成本居高而退出中國市場。
陳贊華表示,三大環(huán)節(jié)中都保持嚴格的安全和品質(zhì)意識,才能保持電池穩(wěn)定的性能。如此下來,一塊普通原裝電池在手機廠商手中的成本至少為15元,而一塊高容量的電池將達到20―40元。而一塊普通或高能原裝電池經(jīng)過多層銷售渠道后,到市面上的價格也應該在30~60元之間,甚至更高。另一位國產(chǎn)手機廠商亦表示,這應該是一塊有品質(zhì)保障的國產(chǎn)手機電池合理的價格。而為什么諾基亞一塊原裝電池可以賣到498元?該人士解釋,出于對品牌的保護,諾基亞堪稱全球?qū)﹄姵毓套顬閲栏窈涂量痰膹S商,相當數(shù)量的原裝電池大都仍采用三洋、索尼的供貨,而日本廠商“全機械化流程”的生產(chǎn)模式,使其生產(chǎn)成本比中國本土要高出10倍。
“這是這個行業(yè)比較奇特的現(xiàn)象?!彼f,因為“iE品”價格高居不下,才給經(jīng)營冒牌正品的檔鋪老板以謀利之機。出于成本的考慮,近年諾基亞亦開始采用比亞迪的供貨,但相當比例依舊采用日本供應商的產(chǎn)品。
10億只電池的安全隱患
中國每年的手機需求量為8000萬部,再加上零售市場的需求,電池的需求量至少是1.5億只。而令人憂慮的是,中國不僅是最大的手機電池消費國,同時也是最大的生產(chǎn)國。
環(huán)球資源提供的報告顯示,2005年,中國鋰電池(即手機二次充電電池)產(chǎn)量是9.4億只,此后每年增長達6%1)2上,目前產(chǎn)量每年超過10億只。環(huán)球資源統(tǒng)計的中國正規(guī)電池(包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池)廠商有151家。
“深圳周邊大大小小的電池封裝廠就不止150家。”檔口老板告訴記者。
記者了解到,5塊錢左右的出廠品一般產(chǎn)自深圳關(guān)外及東莞的小工廠。一些檔主表示,自己家的工廠就可以生產(chǎn)制造。這些產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,出于成本的考慮,往往缺少過流保護器、過充保護線路和溫度傳感器,給電池埋下了不小的隱患。
篇8
人口的老齡化、城市化、能源的挑戰(zhàn)以及互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的出現(xiàn),確實給我們整個行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。從博世的角度來說,其實這也不僅僅是博世,從整個業(yè)界角度來說,電氣化、自動化和互聯(lián)化是我們現(xiàn)在花費很多精力在做的事情。
現(xiàn)在簡單預測,2020年全球相當于有電氣化的車是1200萬輛,全球的汽車產(chǎn)量應該是一億輛左右,所以這個百分比已經(jīng)相當大。2025年全球范圍會有超過15%的新車電氣化。在中國政府的大力支持下,這個比例很可能還會更高。
電氣化取代的是傳統(tǒng)的發(fā)動機,電機、電控和電池這“三電”中間最關(guān)鍵的是電池。電機從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)將近一兩百年的歷史,很多公司都可以做,它的復雜程度比發(fā)動機要簡單得多。電控也一樣,電動車的電控比傳統(tǒng)發(fā)動機的電控簡單很多,所以也可以很多人來做。
唯一的就是電池,電池兩個環(huán)節(jié),一個是電芯,一個是電池管理系統(tǒng)。博世、大陸、電裝在電氣化方面通過幾十年的積累有一些領(lǐng)先的地位,但是現(xiàn)在新的技術(shù)出現(xiàn)以后,我們很可能失去在電機甚至電控方面的優(yōu)勢。電池管理系統(tǒng)我們能不能花點時間研究一下,把它做得更好。
還有就是電芯。在未來的十年當中,整個“三電”成本很可能還要再降低50%,這個趨勢也是在實實在在的發(fā)展當中。電池還有其他的問題,充電時間問題,耐久性問題,包括未來的電池怎么回收、怎么處理的問題,這方面說到的是挑戰(zhàn),同時也是很多的機遇。
從博世的角度來說,我們電控、電機是做的,電池方面我們現(xiàn)在也在做,一方面在做三元鋰電池的研發(fā),甚至我們也在研發(fā)自己的電池,完成了對美國電池公司Seeo的收購。中國現(xiàn)狀是電池公司大概有50多家得到政府的補貼,實際上從產(chǎn)能角度來說它還是不夠的,因為2016年實際上電池供應也是非常緊張。
簡單算一下,5萬輛車,如果小車每輛車22度電,5萬輛車需要1G瓦時這么大的工廠,未來2025年生產(chǎn)500萬輛車的話就需要100個1G瓦時的工廠。因此,未來電池發(fā)展前景還是很廣闊的,是一個非常大的市場,博世很可能在一兩年后也加入這個行業(yè)來生產(chǎn)電池電芯。
從自動化角度來說,我簡單列一下從博世角度來看它未來的發(fā)展。比如2017年、2018年之前,我們更多的是做駕駛員輔助系統(tǒng),2018年我們推出自動泊車系統(tǒng),在可控的大型停車場里面實現(xiàn)完全的自動泊車,按一下手機上的停車鍵,車自己就可以走向停車位并且告訴你停好了,當你回到停車場的時候車自動回到你面前,這樣的情況到2018年會實現(xiàn)。
2020年,在一定的法規(guī)支持下,在高速路上實現(xiàn)自動駕駛、自動超車、自動變道也沒有問題,我們已經(jīng)做了很多實驗驗證這一點。
真正在平時的馬路上,在非常嘈雜的環(huán)境里,尤其中國擁堵的情況下,真正實現(xiàn)自動駕駛時間要更長,我們并不是很樂觀,我并不認為2025年以前會實現(xiàn)??陀^地說,我們在嘉定區(qū)或是某一個區(qū)實現(xiàn)完全自動駕駛,路程還是相當遙遠。
自動駕駛在技術(shù)上還有很多的挑戰(zhàn)。博世實現(xiàn)自動駕駛還有幾個大的方向:一是傳感器,它包括獨立攝像頭、雷達,包括毫米波雷達、激光雷達,通過雷達作為車的眼睛來探測周圍的環(huán)境。
二是智能駕駛控制,包括車在復雜的環(huán)境下進行自學習,產(chǎn)生一些數(shù)據(jù)為以后的車來運用,所以這個智控部分是大問題。
另外一點就是需要網(wǎng)絡(luò),需要云,需要通訊,讓車跟外界時刻連接在一起。這些都基于很多未來的技術(shù)挑戰(zhàn),方方面面都有很多機會。
互化,本身就是說我們把車跟外界聯(lián)在一起,這也是實現(xiàn)自動駕駛一個必要條件,現(xiàn)在常規(guī)的手法是用手機跟車連,通過手機跟外界連起來,這是比較初步的。下一步車載CPU、T-BOX直接跟外界連接,帶來很多新的商業(yè)模式和服務(wù)模式,這方面又有很多的機遇。
把車跟外面連起來以后,你可以診斷車的故障、管理車隊,產(chǎn)生了很多新的模式。對像博世這樣的傳統(tǒng)公司,還有傳統(tǒng)主機廠來說,存在很大的挑戰(zhàn),因為牽涉到IT,很多IT行業(yè)的朋友也進入到這個行業(yè)。傳統(tǒng)公司和新型IT公司怎么結(jié)合在一起,怎么在這方面開拓新的產(chǎn)品、新的服務(wù),是我們面臨很大的挑戰(zhàn)。
下一個機遇實際上是說,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,我們生活模式在發(fā)生變化,從過去的公交車、私人車和出租車,現(xiàn)在已經(jīng)到了車共享。到未來下一步,這種模式會繼續(xù)變成通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)一體化的出行。
談到智電汽車,它包括工業(yè)4.0、中國制造2025。工業(yè)4.0,大家會說通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)自動化,但是博世認為工業(yè)4.0仍然以人為基礎(chǔ),只是通過IOT (Internet of Things,物聯(lián)網(wǎng))作為一個手段實現(xiàn)更多的事情。從公司的角度來看,我們認為這一部分的拓展空間非常大。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)生,需要更多個性化的產(chǎn)品,產(chǎn)品生產(chǎn)周期需要縮短,希望實現(xiàn)小批量生產(chǎn),可以隨時更改我們的設(shè)計,這些都是推動工業(yè)4.0技術(shù)在未來發(fā)展的局面。
一方面我們給自己250多個全球工廠爭取一步步實現(xiàn)工業(yè)4.0。同時對我們的主機廠,對我們產(chǎn)業(yè)界的其他行業(yè)進行產(chǎn)業(yè)制造,打造4.0模式。這方面博世也投入很多,希望跟中國企業(yè)一起在工業(yè)4.0方面探討更好的解決方案。
最后總結(jié)一下,“電氣化,自動化,互聯(lián)化”代表了汽車產(chǎn)業(yè)未來技術(shù)發(fā)展趨勢,這三大領(lǐng)域的技術(shù)革新將為汽車供應商帶來新的發(fā)展機遇。
電氣化對中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有深遠影響,但在未來20年內(nèi),傳統(tǒng)內(nèi)燃機依舊將占據(jù)主流地位, 內(nèi)燃機技術(shù)的優(yōu)化和升級也將持續(xù)推動汽車供應商的發(fā)展。
汽車技術(shù)的發(fā)展對汽車制造提出了更高的要求,工業(yè)4.0解決方案能夠有效提高生產(chǎn)效率,降低制造成本,提供定制化服務(wù),是值得供應商關(guān)注的戰(zhàn)略升級解決方案。
篇9
新能源汽車的動力電池性能會隨著使用次數(shù)的增加而衰減。隨著中國新能源汽車數(shù)量的增加,達到使用壽命的動力電池組將會大量淘汰,動力電池能否有效回收利用將直接影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前我國已經(jīng)開始加強對動力電池回收利用工作的技術(shù)指導和規(guī)范,通過建立上下游企業(yè)聯(lián)動的動力電池回收利用體系,防止走其他廢棄物治理走過的“先亂后治”的老路。不過雖然政策的大方向已明,但動力電池回收利用的市場則比較遲緩。其中在回收技術(shù)水平和回收體系建設(shè)上,我國應加快速度向國外企業(yè)學習。
動力電池回收將成為重要問題
發(fā)展新能源汽車是大勢所趨,中國各家汽車企業(yè)也紛紛進軍新能源汽車領(lǐng)域。去年,我國新能源汽車產(chǎn)量已躍居全球第一,全年汽車生產(chǎn)340471輛,銷售331092輛,同比分別增長3.3倍和3.4倍,可以說我國新能源電動車產(chǎn)業(yè)已迎來生產(chǎn)的高峰期。進入2016年,行業(yè)相關(guān)人士也估計預計新能源汽車將會翻倍增長,新能源汽車產(chǎn)量也會持續(xù)擴大。
毫無疑問,發(fā)展新能源汽車有很多優(yōu)點,大多數(shù)人一提到新能源汽車,總能說出諸如節(jié)能、環(huán)保等一系列優(yōu)點,但是發(fā)展新能源汽車可能帶來的弊端,知道的卻寥寥無幾。從汽車的使用壽命來看,一個嚴肅的問題已經(jīng)擺在了現(xiàn)實面前,那就是再過幾年,第一批在中國面世的新能源汽車電池即將面臨著更新?lián)Q代,那么淘汰下的廢舊電池如何安全處理將成為重要的問題。
據(jù)悉,從新能源汽車的成本構(gòu)成來說,價格為30萬的新能源汽車的電池成本在10萬元左右。雖然動力鋰電池的使用壽命大概是20年,但是用于汽車,其壽命一般只有5-8年,因為它的容量衰減到初始容量80%以下時,電動汽車的續(xù)航里程就會明顯減少。其中磷酸鐵鋰材料電池性能剩余70%時,就需要退役,如果性能剩余50%則直接進行拆解;三元鋰電池性能在70%時同樣需要退役。所以汽車動力電池在5年左右就需要更換。
行業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)則更給出這個不容忽視的現(xiàn)實。
據(jù)行業(yè)內(nèi)估計,2015年我國新能源汽車電池累計報廢量約為2―4萬噸,該數(shù)字將以每年2萬噸左右的數(shù)量遞增,到2020年,僅鋰電池年報廢量就將達到12―17萬噸。這些電池如果不及時地進行回收和處理,將會對環(huán)境造成二次污染。數(shù)據(jù)顯示,20克的手機電池可使1平方公里土地污染50年左右,那么幾噸重的電動汽車動力電池廢棄在自然環(huán)境中,勢必會對環(huán)境造成更大的污染。
與此同時,我國新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能也在快速增加。其中2015年電池產(chǎn)業(yè)投資大概是1千億元,在建、核建的產(chǎn)能1800億瓦時。這么大的電池產(chǎn)能,五六年之后就進入大規(guī)模淘汰期,誰來回收?回收產(chǎn)業(yè)在哪里?都成為目前亟需解決的問題。
而且作為“靜脈產(chǎn)業(yè)”的一種,我國對動力電池的回收利用尚沒有成熟的經(jīng)驗。根據(jù)國外的資料,電池回收的技術(shù)路線相當復雜,比如在對廢鋰電池的處理上,首先要對其進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選;拆解之后的塑料以及鐵外殼可以回收;然后再對電極材料進行堿浸出、酸浸出,多種程序之后然后再進行萃取。這套程序工藝復雜,且成本較高,如何讓企業(yè)能夠進入該行業(yè)并取得一定的利益也都成為潛在的問題。
國家明確:不走“先亂后治”的老路
過去三十年來,中國的經(jīng)濟發(fā)展實際走的還是“先污染后治理”的老路。中國以出口為導向的經(jīng)濟,除去鋼鐵、煤炭,水泥、造紙、化工、紡織、印刷、材料等等行業(yè),基本全是污染大戶,這種遍地開花式的污染態(tài)勢,已經(jīng)讓中國的土地在極短的時間內(nèi)承受了大量污染之殤。
新一屆的政府已經(jīng)明確,未來中國不走“先亂后治”的老路,因為嚴重的空氣污染、水體和土壤污染已經(jīng)導致國家巨大的經(jīng)濟損失。所以我們看到最近兩年來,反腐敗之外,反污染成為考察官員的又一個重要抓手。
今年1月4日,被稱為“環(huán)保欽差”的中央環(huán)保督察組正式亮相,首站選擇河北進行督察。今年5月3日,中央環(huán)保督察組向河北省反饋了此前進駐督察情況。其中“河北省對環(huán)境保護工作的重視程度和工作力度,與中央要求和群眾期待仍有較大差距”、“原省委領(lǐng)導對環(huán)境保護工作不是真重視,沒有真抓”……這些毫不留情的批評直指問題要害。這是中央環(huán)保督察組的首次亮劍。通過嚴格落實環(huán)境保護主體責任,強化“黨政同責”和“一崗雙責”,破除環(huán)境治理積年頑疾,環(huán)保督察被寄予厚望。
對于新能源汽車的動力電池的回收利用,國家也沒有懈怠。
2016年1月,工信部、發(fā)改委、環(huán)保部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局五部委聯(lián)合下發(fā)《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》(簡稱《技術(shù)政策》),這是在2015年9月出臺的征求意見稿基礎(chǔ)上,正式下發(fā)的關(guān)于新能源汽車動力電池回收利用的指導性政策。盡管這一政策并非強制性政策,但五部委聯(lián)合下發(fā)還是足以說明政府對于這一問題的重視程度??萍疾坎块L萬鋼也在1月23日舉辦的“中國電動汽車百人會2016”上明確表示:“我們要高度關(guān)注一件事,要加快研究動力電池的回收和再利用?!?/p>
發(fā)改委有關(guān)負責人表示,《技術(shù)政策》出臺的主要目的,就是加強對動力電池回收利用工作的技術(shù)指導和規(guī)范,明確動力電池回收利用的責任主體,指導相關(guān)企業(yè)建立上下游企業(yè)聯(lián)動的動力電池回收利用體系,此舉有助于培育良好的再利用體系,防止走其他廢棄物治理走過的“先亂后治”的老路。
值得注意的是,為了構(gòu)建起電池回收再利用的可追溯體系新版,《技術(shù)政策》明確提出將建立動力電池編碼制度。據(jù)悉,具體編碼工作由生產(chǎn)企業(yè)負責,國家汽車標準化主管部門將盡快制定動力電池產(chǎn)品編碼標準;動力電池生產(chǎn)企業(yè)(含進口商)要對所生產(chǎn)(或進口)的所有動力電池產(chǎn)品進行編碼,并建立可追溯系統(tǒng)。
此外,為了提高新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用水平,工業(yè)和信息化部還制定了《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》和《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》,自2016年3月1日起施行。
企業(yè)布局剛剛開始
雖然政策的大方向已明,但動力電池回收利用的市場的啟動則相對緩慢。由于我國在電池再利用技術(shù)上還有一些障礙,特別是由于動力電池重量體積大、材料種類繁多、電池單體一致性差以及壽命預測評估復雜等特點,車用動力電池不僅回收利用技術(shù)難度大,而且尚無創(chuàng)造回收利潤的能力。所以整個回收產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在還處于散、小、亂、差的程度。
總體而言,動力電池回收在中國還是一塊“難啃的骨頭”,油水很少。如果沒有國家政策的牽頭、沒有補貼,那么一定難以形成氣候。很多人士估計,不排除在未來,國家會制定對這一特殊領(lǐng)域的補貼政策和支持性政策,另外國家也對回收技術(shù)研發(fā)準備了大量的專項資金以吸引企業(yè)投資,所以一些公司開始布局動力電池回收利用的市場。
比如新三板公司鼎端裝備就在今年4月公告,稱與清華大學核能與新能源技術(shù)研究院簽署“新能源汽車廢舊動力蓄電池回收設(shè)備研制”合作與開發(fā)協(xié)議。據(jù)悉,二者具體合作內(nèi)容為:新能源汽車動力用鋰離子電池的回收設(shè)備的研制;新能源汽車動力用金屬氫化物鎳電池的回收設(shè)備的研制;新能源汽車動力用超級電容器的回收設(shè)備的研制。而合作期間清華大學核能與新能源技術(shù)研究院不得與第三方進行同樣內(nèi)容的合作。
據(jù)了解,清華大學核能與新技術(shù)研究院徐盛明教授團隊于2002年開始從事鋰離子電池回收項目研究,多次承擔和參與國家自然科學基金項目。經(jīng)過多年的不斷鉆研,在鋰離子電池回收領(lǐng)域積累了豐富的技術(shù)儲備。
在美上市的豪鵬國際集團旗下子公司贛州市豪鵬科技有限公司的“廢舊鎳氫、鋰電池回收利用項目”則在不久前獲得了國家發(fā)改委2015年中央預算內(nèi)投資計劃節(jié)能循環(huán)經(jīng)濟和資源節(jié)約重大項目資金。此次專項資金的下達,是國家部委對贛州豪鵬在新能源汽車動力電池回收及無害化處理領(lǐng)域的重大支持。
據(jù)悉,贛州豪鵬年處理10000噸各類廢舊電池、電池極片等原料的廢舊電池回收利用項目已在江西省贛州市開始實施,項目主要針對新能源汽車動力電池和各類電子產(chǎn)品的報廢電池,利用先進的環(huán)保工藝和設(shè)備進行無害化處理,目前已和國內(nèi)多家新能源汽車工廠建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,同時與上百家政府、企業(yè)單位簽署廢舊電池及廢棄電子產(chǎn)品定點回收處置協(xié)議,共同推進廢舊電池綠色回收體系的建設(shè)。2015年,公司與中國科學院過程工程研究所簽署合作協(xié)議,開始共同推進新能源汽車動力電池梯次利用及回收處理。
南都電源則在其2015年年報中表示,公司未來將逐步開展鋰電、電子類產(chǎn)品領(lǐng)域的回收業(yè)務(wù),打造循環(huán)經(jīng)濟領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)平臺,為公司向系統(tǒng)集成、運營服務(wù)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型奠定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),進一步提升產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。
中國開采“城市礦山”企業(yè)格林美也在年報別指出,公司將在原有優(yōu)勢的廢舊電池回收體系與報廢汽車回收處置體系基礎(chǔ)上,積極拓展動力電池回收模式,開展動力電池梯級利用體系建設(shè),與比亞迪公司合資設(shè)立儲能電站(湖北)有限公司,推動構(gòu)建“材料再造---電池再造---新能源汽車制造---動力電池回收利用”的新能源產(chǎn)業(yè)價值鏈與循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。
福建著名的新能源電池生產(chǎn)企業(yè)寧德時代具備動力和儲能電池領(lǐng)域完整的研發(fā)、制造能力,目前也在研究三元電池的回收利用工作。
另外,為鼓勵生產(chǎn)企業(yè)回收動力電池,不少地方政府已開始積極探索。比如上海政策顯示,車企回收動力電池政府將補助每套1000元;深圳則建立動力電池利用和回收體系,每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元,用于回收動力電池,初步建立電池回收的機制。
從各個企業(yè)的發(fā)展動向來看,中國處置廢舊動力電池的關(guān)鍵還是突破技術(shù)瓶頸,找到一條既環(huán)保又經(jīng)濟的可行路徑。相關(guān)企業(yè)是否能夠成功,還在于能否通過開發(fā)可行的商業(yè)模式,為今后大規(guī)模處置提供解決方案。
日本和德國的經(jīng)驗可供參照
在廢舊動力電池的回收上,日本和德國車企不僅成功實現(xiàn)了動力電池中的多次利用,還在全球建立了梯次回收產(chǎn)業(yè)鏈,值得國內(nèi)企業(yè)學習。
比如豐田(含雷克薩斯)自2000年起,到目前已經(jīng)在歐洲累計銷售了100多萬輛混動車,比目前我國的新能源汽車保有量還要大。2011年,豐田在本土啟動回收鎳氫電池的項目。
豐田與住友金屬合作,借助后者世界一流的高純度提取技術(shù),豐田實現(xiàn)了混合動力車動力電池中鎳的多次利用,該項業(yè)務(wù)可回收電池組中50%的鎳;同時,豐田化學工程和住友金屬礦山配置了每年可回收相當于1萬輛混合動力車電池用量的專用生產(chǎn)線;而2012年,本田則與日本重化學工業(yè)公司合作配置了類似的生產(chǎn)線,這條生產(chǎn)線可以回收超過80%的稀土金屬,用于制造新鎳氫電池?;厥针姵仉m然是責任所在,但日企主要依靠回收金屬(包括對日本來說極為寶貴的稀土元素),作為回收產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力。
同時,為了延長動力電池的使用壽命,避免處理高峰的產(chǎn)能限制。豐田還推進動力電池梯次利用項目。2015年,豐田將凱美瑞混合動力車的廢舊電池用于黃石國家公園設(shè)施儲能供電。日產(chǎn)也與住友合作利用電動車聆風的廢舊鋰電池開發(fā)蓄電池系統(tǒng),作為太陽能發(fā)電的輔助儲能系統(tǒng),用于在夜晚和光照不足天氣下的獨立供電。住友商事與日產(chǎn)合資成立的4REnergy公司,以電動車EV廢舊鋰電池的商業(yè)再利用為目標,其公司成立5年來,已經(jīng)成為商業(yè)上最成功的鋰電池回收企業(yè)。
德國戴姆勒早在2007年其第一代電動版smart就已問世。到了2015年6月已經(jīng)推出了第三代smart fortwo electric drive電動版。由于動力電池的梯次利用一方面可以實現(xiàn)節(jié)能,另一方面梯次利用得到普及還會極大地降低新能源汽車的成本?;谶@一想法,德國戴姆勒就聯(lián)合多家相關(guān)背景的企業(yè)成立了合資公司,著手建立全世界最大的退役電池儲能電站,用于平衡整個德國的電網(wǎng)壓力。預期打造的儲能電站容量13兆瓦時,儲能裝置全部來自退役的smart電動版的動力電池。
篇10
由于化石能源危機的影響和世界環(huán)境保護的需要,美、日、歐等發(fā)達國家加快了太陽能電池的開發(fā)利用,從而產(chǎn)生了對原材料多晶硅的巨大需求[1]。為了滿足太陽能電池對多晶硅的巨大需求,世界老牌大公司和一些新加入的公司都開展了轟轟烈烈的建設(shè)多晶硅生產(chǎn)的“運動”,特別是中國,其發(fā)展更是突飛猛進,從2005年-2010年的五年時間,建設(shè)的多晶硅產(chǎn)能就將達到2005年時全世界產(chǎn)能的2倍,接近10萬噸,這個規(guī)模和速度都是令世人驚奇的,這將使世界多晶硅的生產(chǎn)和市場格局發(fā)生重大改變,中國所占世界的份額由不到1%將發(fā)展到約占40%,這是一個巨大的飛躍。據(jù)有關(guān)資料顯示,2010年國內(nèi)多晶硅產(chǎn)能可達約92000噸左右,產(chǎn)量可達約33000噸左右,多晶硅需求也在大幅增加,需求達30000噸左右,可能處于供應略有剩余和供需基本平衡狀態(tài)。
產(chǎn)能的不斷擴大,同時也對多晶硅的制備技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。目前國際多晶硅主要技術(shù)特征是:
(1)多種生產(chǎn)工藝路線并存,產(chǎn)業(yè)化技術(shù)封鎖、壟斷局面不會改變。由于各多晶硅生產(chǎn)工廠所用主輔原料不盡相同,因此生產(chǎn)工藝技術(shù)不同,進而對應的多晶硅產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟指標、產(chǎn)品質(zhì)量指標、用途、產(chǎn)品檢測方法、過程安全等方面也存在差異,各有技術(shù)特點,總的來說,目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有:改良西門子法、硅烷法和流化床法,其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的80%,短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)壟斷封鎖的局面不會改變。
(2)新一代低成本多晶硅工藝技術(shù)研究空前活躍。除了傳統(tǒng)工藝(電子級和太陽能級兼容)及技術(shù)升級外,還涌現(xiàn)出了幾種專門生產(chǎn)太陽能級多晶硅的新工藝技術(shù),主要有:改良西門子法的低價格工藝;冶金法從金屬硅中提取高純度硅;高純度SiO2直接制?。蝗廴谖龀龇ǎ╒LD:Vaper to liquid deposition);還原或熱分解工藝;無氯工藝技術(shù),Al-Si溶體低溫制備太陽能級硅;熔鹽電解法等。
2 國內(nèi)外多晶硅生產(chǎn)技術(shù)情況
在國外,目前生產(chǎn)的多晶硅,在質(zhì)量上已經(jīng)能夠滿足大規(guī)模集成電路用直拉單晶硅和電力電子器件用的區(qū)熔單晶硅的要求,并不斷以新工藝技術(shù)向更大規(guī)?;透蜕a(chǎn)成本方向發(fā)展。幾大公司壟斷了多晶硅生產(chǎn)技術(shù),保持各自的份額,滿足了不斷發(fā)展的各種半導體硅芯片和太陽能的需求,國外幾大多晶硅廠商競相開發(fā)直接由冶金級硅制造太陽能級多晶硅的新技術(shù),2007年后已有陸續(xù)投產(chǎn),成本約為目前多晶硅的一半。
西門子法已比較成熟和完善,已有大型加壓還原爐、尾氣的干法回收等成熟技術(shù),不足的是四氯化硅氫化技術(shù)還不夠成熟。能夠有所改進的就是開發(fā)新的更高效節(jié)能的大型還原爐、尾氣的綜合利用,這些方面還大有文章可做。
對于制造太陽能級多晶硅的新技術(shù),目前比較成熟和有前途的技術(shù)是流化床技術(shù)和氣液沉積法。其他技術(shù),如鋅還原、碳熱還原等技術(shù),目前仍處于研發(fā)階段,技術(shù)還不成熟。
在目前供不應求的情況下,我國抓住了這次發(fā)展機遇,現(xiàn)在規(guī)模是上去了,但是還面臨技術(shù)消化和完善問題。我們發(fā)展的時間短,技術(shù)完善的程度不高,因此我們的原材料消耗和成本比國外先進的公司還有較大的差距,一旦市場出現(xiàn)供過于求,出現(xiàn)競爭激烈的情況時,我國的多晶硅行業(yè)將面臨很大的壓力。
在國內(nèi),目前絕大部分多晶硅項目采用的是改良西門子法,技術(shù)是引進與國內(nèi)自己發(fā)展的技術(shù)相結(jié)合,基本上已打破了國外的技術(shù)壟斷。大型還原爐及電器技術(shù)、干法回收技術(shù)、熱氧化技術(shù)等都陸續(xù)引進,并把引進的技術(shù)與國內(nèi)技術(shù)緊密結(jié)合,通過消化和吸收,中國已基本全面掌握了改良西門子法生產(chǎn)多晶硅技術(shù),并將逐步完善和提高該項技術(shù)?,F(xiàn)有的多晶硅廠,絕大部分采用改良西門子法,目標應兼顧電子級與太陽能級產(chǎn)品的需要,同時,應有強大的技術(shù)保障和電力成本保證,能確保產(chǎn)品成本控制在300元/公斤以下,才能夠具有較大的競爭能力和優(yōu)勢。
為了滿足國內(nèi)太陽能電池原料的需求,國內(nèi)也在陸續(xù)開發(fā)直接由冶金級硅制造太陽能級多晶硅的新技術(shù)。我國應該把冶金法、氣液沉積法和流化床法作為發(fā)展的方向。
3 冶金法太陽能級多晶硅的制取
3.1 冶金法和西門子法的現(xiàn)狀和比較
目前世界各國生產(chǎn)多晶硅普遍采用的是改良西門子法。這種方法生產(chǎn)的多晶硅占世界多晶硅總產(chǎn)量的70%-80%。所謂西門子法,就是用氫氣還原三氯氫硅生產(chǎn)多晶硅的方法,是上世紀50年明的,60年代實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的應用和發(fā)展,先后出現(xiàn)了第一代、第二代和第三代技術(shù)。第三代就是目前所說的“改良西門子法”。它是在第二代技術(shù)將四氯化硅與工業(yè)硅反應,實現(xiàn)了SiCl4的回收利用之后,又增加了還原尾氣干法回收系統(tǒng)和SiCl4氫化工藝,實現(xiàn)了全密閉生產(chǎn)。這是西門子法生產(chǎn)高純硅的最新技術(shù),使目前多晶硅生產(chǎn)中占絕對優(yōu)勢的主流工藝方法。國外用這種方法可以生產(chǎn)出純度為9N-11N的高純多晶硅。它的優(yōu)點是生產(chǎn)工藝成熟、產(chǎn)品純度高、無爆炸危險。存在的問題是項目建設(shè)投資大 、周期較長、生產(chǎn)過程電耗大、產(chǎn)品成本高、產(chǎn)出效率較低。
目前我國正在生產(chǎn)、建設(shè)或擬建的采用改良西門子法的多晶硅廠家有近20個。這些企業(yè)有的采用國產(chǎn)化技術(shù),也有的采用國外技術(shù),在采用的國外技術(shù)中有東歐技術(shù),西歐技術(shù),也有北美技術(shù)??傮w來看,這些企業(yè)的技術(shù)趨同,個體來看各工藝環(huán)節(jié),設(shè)備水平各有特色,產(chǎn)品質(zhì)量,原材料和能源消耗差別較大。這些廠家在人才,生產(chǎn)成本,產(chǎn)品質(zhì)量等方面都還面臨不同挑戰(zhàn)。
西門子法有很突出的優(yōu)點,但也有令人難以接受的致命弱點。如果說用這種方法生產(chǎn)電子級多晶硅,是人們不得不采用的,那么用這種方法生產(chǎn)太陽能級多晶硅則是人們不能心甘情愿。因為太陽能極多晶硅通常說其純度是4N-6N,實際上達到6N或6N以上就完全可以滿足要求。這比電子級多晶硅在純度方面的要求(6N-8N或9N-11N)要低得多。所以人們一直在尋求制取太陽能級多晶硅西門子法之外的各種方法,冶金法就是人們期望中要尋求的方法之一。所謂冶金法是類似于金屬冶煉提純的一套方法,這種方法從實質(zhì)說,是被提純的硅元素,在提純過程中不參與任何化學反應。
寧夏發(fā)電集團是冶金物理法的先驅(qū)者和踐行者,經(jīng)過科研組的大量研究和艱辛攻關(guān),應該說冶金法制取太陽能級多晶硅已實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,現(xiàn)在正在實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
3.2 冶金法制取太陽能級多晶硅的方法和相關(guān)成果
3.2.1 硅中雜質(zhì)的存在狀態(tài)和對太陽能電池功能的影響,國外研究者對雜質(zhì)在硅中的存在狀態(tài)和對太陽能電池功能的影響作了研究,指出雜質(zhì)元素可分為三大類:一類是淺層電活性雜質(zhì)及氧和碳,此類雜質(zhì)包括O、C、B、P、Al,其中B和P影響最大,必須降低到最低限度;二是過渡金屬元素,此類雜質(zhì)包括Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V、Ti等,其中Ti的含量對太陽能電池功能影響較大;三為堿金屬和堿土金屬,此類雜質(zhì)以Mg、Ca為主。雜質(zhì)在硅中的存在狀態(tài)可分為三類:B、P、Al以取代硅原子和充填硅原子間隙為主,浸出處理時不易除去,F(xiàn)e、Mg、Ca、C等多沉淀于粒界上,主要以硅化物(FeSi、Fe-Al-Si、Fe-Al-Ca-Si等),碳化物(CaC2、SiC等),氧化物(MgO、CaO等)及硅酸鹽等化合物沉淀于晶粒界面處,此類雜質(zhì)多溶于酸,易于用浸出法除掉。雜質(zhì)對太陽能電池功能的影響,一是雜質(zhì)總含量,應越少越好,一般不應高于100ppm;二是從單一雜質(zhì)看,Ti、V、B、P等影響最大,含量都必須低于1ppm。
3.2.2 寧夏發(fā)電集團采用冶金法制取太陽能級多晶硅的實踐寧夏發(fā)電集團從2006年四季度開始,決定進入太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域,由于當時制約光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素是多晶硅。因此,集團公司于當年12月組織了科研小組專門對冶金物理法制備多晶硅技術(shù)和工藝進行了攻關(guān),2008年4月實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破,生產(chǎn)出了接近6N級水平的多晶硅,其電池轉(zhuǎn)換率達到15%左右,在此基礎(chǔ)上,一方面繼續(xù)組織技術(shù)攻關(guān),一方面進行中試工廠的設(shè)計和生產(chǎn)工藝的細化,同時進行了330kWP試驗電站的設(shè)計和立項工作。進入2009年,完成了冶金物理法生產(chǎn)太陽能級多晶硅中試工廠的建設(shè),并進行了試生產(chǎn),2009年9月15日330kWP試驗電站并網(wǎng)發(fā)電,年底全面建成投產(chǎn)。在此期間,科研小組連續(xù)攻關(guān),冶金物理法制備太陽能級多晶硅技術(shù)和工藝迅速成熟。一條從硅礦石開始,采用礦熱爐生產(chǎn)特制工業(yè)硅,經(jīng)過特殊冶煉、濕法冶金、真空定向凝固、電子束爐除雜到多(單)晶拉制,穩(wěn)定地生產(chǎn)6-7N太陽能級多晶硅的成功技術(shù)工藝路線已經(jīng)形成。多(單)晶硅生產(chǎn)工藝流程如圖1:這套工藝具有流程短、投資省、能耗低、環(huán)境污染易治理的特點,這項技術(shù)主要特點是解決了除B(硼)、除P(磷)、除C(碳)、除O(氧)等技術(shù)難題,使各項雜質(zhì)含量穩(wěn)定在較低的范圍之內(nèi)。寧夏發(fā)電集團冶金物理法太陽能級多晶硅的產(chǎn)品品質(zhì)見表1 。目前,這項工藝路線和方法已經(jīng)成熟。為進一步降低成本,我們還在進一步改進工藝和技術(shù),但我們的萬噸高純硅工廠正在加快建設(shè),目前部分設(shè)備已經(jīng)開始運行。同時一個年產(chǎn)1000t多晶硅和100MW太陽能電池切片的生產(chǎn)工廠即將建成投產(chǎn),用我們自己生產(chǎn)的多晶硅和單晶硅分別制作的太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率平均達到15%以上和17%以上,衰減率分別小于1%和4.5%。根據(jù)我們的經(jīng)驗,采用冶金物理法技術(shù)和工藝建成一條年產(chǎn)1000t太陽能級多晶硅生產(chǎn)線,總投資為3-3.5億元人民幣,生產(chǎn)多晶硅的綜合能耗為每公斤約60kW-70kW時,隨著多晶硅制備技術(shù)和工藝的進一步創(chuàng)新和改進,6N級太陽能級多晶硅的生產(chǎn)成本必將低于國際同類多晶硅的成本,與之相應的光伏發(fā)電設(shè)備價格及光伏電站的建設(shè)成本必將還有較大的下降。
3.2.3 一種能更有效除磷、硼等雜質(zhì)的方法
寧夏寧電光伏材料公司采用電子束冶金技術(shù),并與定向凝固相結(jié)合制取太陽能級多晶硅的方法。即在真空下利用電子束把高純硅加熱熔融除磷,之后進行定向凝固,產(chǎn)品中磷、硼雜質(zhì)含量都可達到0.5ppm、0.3ppm左右。
4 冶金法制取太陽能級多晶硅與工業(yè)硅生產(chǎn)有效結(jié)合
建議在冶金法制取太陽能級多晶硅的研發(fā)中,把太陽能級多晶硅的制取和工業(yè)硅生產(chǎn)作為同一工藝流程來考慮。太陽能級多晶硅的研制人員,要了解或同時組織工業(yè)硅生產(chǎn),工業(yè)硅生產(chǎn)人員也要了解太陽能級多晶硅,把制取多晶硅作為擴大產(chǎn)品品種的一項新目標。這樣做的好處是:(1)我國在50多年的工業(yè)硅生產(chǎn),產(chǎn)品精制方面積累的經(jīng)驗教訓,可供太陽能級多晶硅研制借鑒。(2)太陽能級多晶硅的研制,可在上下游產(chǎn)品的全流程上多點上做工作,也可在某一點上作重點突破。(3)可直接利用工業(yè)硅生產(chǎn)得出的熔體硅研究制取太陽能級多晶硅,省去了固體硅的重熔過程和能耗。(4)工業(yè)硅應用范圍十分廣泛,僅有機硅產(chǎn)品就有5000種以上。多晶硅研制中的某些微小進步或突破,可能對多晶硅制取尚難奏效,但卻可能有利于擴大工業(yè)硅的新品種產(chǎn)品,進而取得效益,變本來的無效為有效。根據(jù)我們所了解的情況和結(jié)合大量的科技文獻資料提出幾項具體看法和建議。
4.1 把太陽能級多晶硅和工業(yè)硅生產(chǎn),作為一個工藝流考慮后,就可以根據(jù)太陽能級多晶硅的質(zhì)量要求,來選取工業(yè)硅生產(chǎn)中使用的礦物原料,還原劑和電極等。這樣就有可能把某些雜質(zhì)消除在進入生產(chǎn)工藝流程之前,這比在雜質(zhì)進入產(chǎn)品后再去除要容易得多。根據(jù)多晶硅的質(zhì)量要求來選取含SiO2的礦物,可在更大范圍內(nèi)選取質(zhì)量合于要求的礦物,也可以先進行選礦,獲得精礦后,用于工業(yè)硅生產(chǎn)。
4.2 還可以根據(jù)制取太陽能級多晶硅的需要,對工業(yè)硅生產(chǎn)工藝流程和設(shè)備做適當?shù)母脑臁T谕ǔ5墓I(yè)硅生產(chǎn)中,都是用木炭、石油焦、煤等作還原劑,這些還原劑都含有不同數(shù)量的灰分,給生產(chǎn)過程帶入相當數(shù)量的雜質(zhì)。因為最終產(chǎn)物是多晶硅而不是工業(yè)硅,產(chǎn)品價值有很大提高,這就可能不用木炭、石油焦和煤等作還原劑,而改用碳化硅(SiC)作還原劑。碳化硅可用更純的含SiO2礦物和碳質(zhì)物先行制取,再用于工業(yè)硅生產(chǎn),這對提高工業(yè)硅和多晶硅的質(zhì)量都會很有好處。
4.3 為了制取質(zhì)量合格的多晶硅,還可以對工業(yè)硅生產(chǎn)裝置,還原劑木炭和電極做適當?shù)母倪M。國外有的學者提出,為了減少木炭的雜質(zhì)含量,在不同溫度下對木炭進行凈化處理。在2500℃下對木炭凈化處理后,木炭的硼含量明顯減少,在其他溫度下處理后,木炭的Ca、Mg、Mn、P的含量都減少很多。是生產(chǎn)所用電爐的爐底、爐襯和溜槽都用高純石墨砌筑,產(chǎn)出的硅直接流入石英坩堝內(nèi)。用這種方法制得的工業(yè)硅,其Al、Ca、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、P、B、Ti、V等雜質(zhì)都比通常方法制和的工業(yè)硅有明顯降低。
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