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我国废旧动力电池回收利用国家及地方政策现状分析
高文芳1,王嘉庆1,王忠强1,王增1,王兆龙2,崔晗1,曾献举1,王高捍3,吕龙义1,孙峙4
1河北工业大学能源与环境工程学院,天津 300401;2生态环境部固体废物与化学品管理技术中心,北京 100029;3天津同创云科技术股份有限公司,天津 300384;4中国科学院绿色过程制造创新研究院,中国科学院过程工程研究所国家基础学科公共科学数据中心,北京 100190
引用本文
高文芳, 王嘉庆, 王忠强, 等. 我国废旧动力电池回收利用国家及地方政策现状分析[J]. 化工进展, 2024, 43(10): 5820-5836.
DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2024-0254
摘要
随着新能源汽车的迅速发展,动力电池迎来“退役潮”。双碳背景下,为实现废旧动力电池的回收利用,我国逐步出台相关政策来解决该过程中的技术与管理问题。然而,当前政策体系仍处于摸索阶段,缺乏经验,国家和地方政策在多方面存在差异,并受多种因素影响。本文总结了废旧动力电池回收利用过程中国家及地方政策现状,从年份、地区、侧重角度等方面进行分析,并探讨了市场、技术、资源和能源结构现状对政策不同程度的影响。研究发现政策在不同年份的变化明确了其发展阶段,不同地区的政策在数量和发展走向等方面存在较大差异;对市场规模和相关企业研究发现,三元锂电池和磷酸铁锂电池为主的回收市场缺乏政府指导,回收技术的进展和应用可作为政策更新优化的依据;电池中所含资源的分布、供应和能源结构起到警示作用,倒逼国家对动力电池回收的要求提升。基于以上分析,本文提出“4C”政策原则,为循环经济背景下的我国废旧动力电池回收利用过程政策制定和优化提供参考依据。
目前针对废旧动力电池的研究主要侧重于回收模式或回收技术的深入分析,而与回收利用政策相结合的分析较为缺乏。如翁雅青等对锂电池的回收技术及其优缺点进行总结,并提出新型回收技术;漆询等分析正极材料回收再生技术的现状并对各种方法进行比对;黄达总结了当前动力电池回收模式,并对其进行分析;Chen等基于生产者责任延伸制度提出了12种商业模式并得出了最佳选择,但缺乏对其他政策制度影响结果的分析。这些研究关注了科技与经济层面的效益,而构建废旧动力电池回收利用体系中最本质的需求——政策支持也是行业必须关注的角度。然而,目前针对我国废旧动力电池回收利用过程国家及地方政策现状进行分析的研究较少,且缺乏对政策多角度全面系统分析:黄检炆等结合政策、标准及案例分析我国退役锂电池梯次利用的现状并阐述废旧锂电池剩余容量快速预测和一致性分选两大技术的研究进展,但研究仅局限于梯次利用层面,缺少对于再生利用的分析;郭苑等选取国家各部委发布的政策及标准进行分析解读,但忽视了地区政策的影响;Chen等通过建立博弈模型分析补贴政策对回收效率的影响,但仅局限于补贴层面的政策;张哲鸣等对磷酸铁锂电池回收工艺进行具体分析,介绍北上广深一线城市的补贴政策,但其研究具有较明显的局限性,仅对较发达城市具有启发意义,无法普遍适用;刘娉对部分省份的政策进行汇总,但只提出了对柳州市的启示,对其他地区的政策参考价值不大;李建林等对地方政策进行了分析,但选取的地区较少、年份跨度小,且仅关注梯次利用方面。国家及地方政策对于废旧动力电池回收利用具有良好的引导作用,对其进行全面分析有助于更好理解并落实国家及地方政策要求,对优化和完善相关政策体系建设具有重要意义。
本文总结并分析了我国废旧动力电池回收利用过程中的国家和地方政策及其现状、影响因素。首先从回收主体责任监管、梯次利用、环境污染防治、技术创新、商业运行等多角度对政策文件进行汇总,并指出国家及地方政策一致性低、缺乏针对性和指导性的现状;其次,从年份、地区、侧重点等多维度对政策的分布进行研究,年份上将我国废旧动力电池回收政策的发展分为环境培育、政策萌芽、建设初期和迅速发展4个阶段,从地区上阐述东、南部地区和西部地区在技术、资金等资源上的差异导致的政策差异,政策侧重点由国家层面的宏观方面过渡到地方层面的具体方向;再次,系统阐述了废旧动力电池回收利用市场、技术及相关资源、能源结构状况等多个方面对回收利用政策的影响程度;最后,总结当前废旧动力电池回收利用政策体系建设过程中需要关注的地区差异、市场壁垒、政策一致性低、缺乏指导性等问题,并提出“4C”政策原则,从4个方面提出政策确立时需要关注的基本问题,为今后政策提供建议,并对未来的政策发展方向进行展望。
1
废旧动力电池回收政策现状
本文所研究的废旧动力电池回收利用相关政策源于各省人民政府官网,为保证内容的全面性和科学性,以“动力电池”“锂电池”“回收”“梯次利用”等为关键词进行检索,内容包括2005—2023年间的全部政策,时间跨度超18年,共检索到235条政策数据,以保证能够从长期的发展历程中,探求政策变化趋势,为解决当下政策缺乏指导性、统一性、针对性的问题提供可行性建议。
在国家和地方层面的动力电池回收政策一致性方面,国家层面一致性优、好的政策占国家政策总数的84.6%,地方层面一致性优、好的政策占地方政策总数的52%。由此可见,在统一行业标准以统筹资源、促进市场协调发展的同时,存在着权力下放以灵活处理地方事务或政策执行效率低的情况,需要对相关政策进行具体分析,以了解当前现状。
1.1
国家政策现状
十几年来,国家部委十分重视废旧动力电池回收处理工作的落实情况,国家发展和改革委员会(简称国家发改委)、工业和信息化部(简称工信部)、生态环境部等多部联合或基于各自职能业务范围,加快制定废旧动力电池回收政策,规避环境风险,提高资源利用效率,提升废旧动力电池回收处理行业发展的规范性。我国相关方面的政策覆盖范围持续扩大,侧重角度逐步延伸,现已形成初步的政策体系,但仍存在着安全性、经济性、规模效应等产业化问题,需及时跟进优化。
《中华人民共和国清洁生产促进法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》以及《中华人民共和国循环经济促进法》这三部法律的颁布,为我国动力电池回收政策体系的建立奠定了基石。国家各部委现有的动力电池回收利用方面的政策法规已有100条以上,其中包括各地及国家行业标准57条、行业管理类和宏观类政策各22条以及支持类政策19条。近五年相关政策如表1所示,其中包括回收主体的责任、梯次利用、环境污染防治等多方面内容,我国废旧动力电池回收利用体系初步建成(图1)。
表1 近5年典型LIBs回收利用相关国家政策
图1 国家部委典型政策多维框架
除此之外,我国现有的各地及国家行业标准对废旧动力电池回收利用过程中的各环节提出了相关要求。以2021年发布的《废锂离子动力蓄电池处理污染控制技术规范(试行)》为例,作为生态环境部针对废旧锂电池污染控制发布的首个标准,该标准对废锂离子动力蓄电池处理过程中的污染防治做出了详细规定,包括处理的总体要求、技术要求、排放要求、监测要求以及管理要求等多方面内容。
这些政策具有引导行业发展、规范回收市场、激励电池回收等目的,但部分相关企业反映,政策的宏观指导性不强,不同文件中有些内容重复规定、可操作性弱、对企业生产指导性不足,急需借鉴其他国家先进经验,出台切合实际、符合我国国情的政策。欧盟早在2006年就颁布了《电池指令》,并在2023年出台《欧盟电池和废电池法规》,对动力电池的各方面问题做出了详细规定。而我国缺乏针对动力电池回收的法律,虽然《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中对固体废物的污染防治做出了要求,但对于动力电池这一具体废弃物却缺乏详细规定。
1.2
地方政策现状
除国家各部委在动力电池回收政策的整体框架和目标把控方面发挥着重要的作用外,地方政府会根据本地实际情况进行具体政策实施和监管,不同地区会有一些差异。
各地现有的动力电池回收利用方面的政策法规已有近120条,其中包括梯次利用、生产者责任延伸制度、回收商业模式、废旧电池回收渠道、试点推进、责任监管、技术创新等多方面的规定与建议,近两年相关政策如表2所示。其内容较国家层面政策更加具体,不同地方政府根据本地区的资源分布、产业结构、经济发展水平以及环境需求等因素,制定不同的政策措施来推动动力电池的回收和利用。具体以以下3个政策体系阶段不同的省份为例:吉林省下发的《关于开展新能源汽车动力电池回收利用监测工作的通知》中提到,要建立企业台账档案并填报相应资料,按时上报《动力电池回收利用动态监测月报表》,确保回收利用相关资料及时跟进;《江苏省“十四五”制造业高质量发展规划》着眼于技术层面,提高电池续航能力、安全性能以及全气候适应性,推进新技术的研发及产业化,并高度实现信息可溯的全生命周期管理;《上海市“无废城市”建设工作方案》提出要实现废旧电池的相关回收技术和工艺流程等方面的聚集发展,使工业固废的产生过程得到有效控制,努力建成“无废城市”。各地政府可根据自身发展水平,参照以上3个地区的侧重方向及表2,颁布适用政策。其中,建设“城市矿产”基地、多方联动、打造本地“静脉产业”链条等政策普适性较高,值得多地借鉴。
表2 2022—2023年典型LIBs回收利用相关地方政策
总体来说,地方层面动力电池回收利用政策已经有了一定的进展,政府提供政策和经济支持,鼓励企业参与回收利用业务,并推动技术创新和规范发展。然而,由于地方政府的自主性和差异性,不同地区的政策可能存在一定差异,并且形成不同的发展态势。这可能导致地方层面的政策一致性相对较低,在同种事件上的处理方式存在差异,使不同地区的企业难以形成合作;作为国家方向具体落实的地方层面政策,可能会因缺少对某一项目的强制性约束或专项立法使得该领域相关企业中只有大型企业能够积极履责,导致无法有效地解决市场存在的问题,政策落实情况不理想。部分地区缺乏激励性政策,难以调动企业积极性,仅靠强制性要求也不利于回收效率。为促进动力电池回收利用行业的协同发展和整体效率提高,地方政府之间需要加强协调和合作,增强法规约束力度,以实现更高水平的统一性,改善政策落实情况。
2
废旧动力电池回收政策多角度分析
2.1
年份分布
国家及地区动力电池回收政策发布数量如图2所示,根据不同年份政策的发布数量及其变化趋势,将我国废旧动力电池回收政策的发展分为以下4个阶段:回收环境培育阶段、回收政策萌芽阶段、体系建设初期、迅速发展阶段。
图2 不同年份国家及地区政策发布数量
回收环境培育阶段:2012年之前,我国有关动力电池回收利用的针对性政策很少。此期间由于动力电池等多方面技术尚不成熟,80%以上的电池核心部件均依靠进口,多数人对新能源汽车持怀疑态度,导致新能源汽车并未在我国推广,动力电池方面的发展刚刚起步。
回收政策萌芽阶段:2012—2015年,随着《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》提出动力电池回收利用的要求和目标,动力电池回收开始作为推广新能源汽车的辅助措施出现。黎宇科等提出构建科学的动力电池回收利用循环体系的建议和设想,为新能源汽车产业发展提供建设性方案。
体系建设初期:2015—2018年,逐步出台了针对性政策条例,开始推行生产者责任延伸制,建立回收网点,开展试点工作。丁辉、陆山等、黎宇科等通过对比分析我国与美国、日本以及欧盟等国家和地区在动力电池回收方面的法规制度,提出相应的建议和改进措施,为我国动力电池回收利用政策体系的完善提供依据。
迅速发展阶段:2018年至今,虽然2019年和2020年的政策总数下降,但通过对相关企业以及电池回收量的数据分析发现,国家和政府发布的一些典型政策措施,如对《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南(征求意见稿)》进行修改等,间接促进了回收市场的发展。回收利用政策迎来了2021年至今的加速上升期,政策发布数量大幅提升,形成多样的回收模式、技术和体系。即使在政策体系逐渐完善的当下,依然存在着严峻的问题,需要加大国家干涉力度,力争突破成本和技术难题的建议。
通过对不同年份政策分布进行汇总,分析当下政策体系发展趋势,可以发现政府在特定领域的关注点和政策方向的变化,如技术创新推广、环保资源利用、国际合作和标准制定等,为相关研究和决策提供重要的参考和指导。同时,也可以帮助预测未来政策的发展趋势,以便及时调整相关研究和决策方向。
2.2
地区分布
我国各地区在动力电池回收政策的执行、推动和资源分配等方面由于技术条件、环保需求、产业聚集状况等因素存在一定差异,动力电池回收政策呈现地区分布不均的特点,具体情况如图3(a)所示。
图3 各省份动力电池回收利用政策的地区分布及国家政策侧重
动力电池回收利用程度与新能源汽车产业发展密切相关。Liang等通过建立灰靶模型进行我国新能源汽车产业区域发展差异分析,表明各省份发展情况有明显差异。李敦友等也对新能源汽车在地区推广的差异性进行了研究,提出人口密度、政府补贴程度等对新能源汽车推广有显著作用。以此可对动力电池回收利用政策的地区分布差异进行相关分析。
我国各区域政策发展状况差异大:东、南部的部分地区政策数量较多,经济相对发达,新能源汽车产业的相关发展体系相对完善,政府在资金、政策标准、技术等方面给予一定程度上的支持和保障,拥有庞大的动力电池生产和应用产业,能更容易形成完善的回收体系和政策执行机制,如浙江省早在2012年就对动力电池回收提出要求;而西部地区政策体系建设相对薄弱,资金、技术等资源分配不均,有一定的瓶颈且物质基础不足,需要更多的政策支持来推动动力电池回收。
除此之外,部分地区会出台一些适合本地发展的特色政策,来适应该地区所处环境、气候等因素的影响,更好地促进动力电池回收利用工作的开展,并使政策更贴近实际需要。比如,由于锂离子电池受材料限制,在低温下会出现容量衰减、无法正常充电等状况,吉林省提出要加快动力电池在高寒地区的技术研究和推广,提高新能源汽车在寒冷地区的适应性;青海省根据自身盐湖资源条件,积极推进盐湖提锂,通过开发盐湖资源,为动力电池产业提供原材料保障,同时也促进了当地经济的发展和产业升级。然而,这些政策对环境、气候等依赖性较强,其他地区难以借鉴。
综合来看,我国动力电池回收利用政策的地区分布特点是受其相关产业发展状况影响的。针对不同地区的特点和需求,需要制定地方特色政策,并采取差异化的资源分配和推动措施,同时也有助于推动当地新能源产业的发展和转型升级。这种因地制宜的政策制定方式,为动力电池回收利用工作提供了更有针对性的支持和指导。
2.3
侧重角度
2.3.1 国务院及各部政策侧重角度分析
目前,国务院及各部委累计发布了上百条动力电池回收相关的政策法规,依据政策的侧重方面将其分为支持类、行业管理类、宏观政策类和标准类4个方面,如图3(b)所示。
横向来看,国家对于宏观方向把控、行业管理规范、鼓励支持行业发展进步及全产业链标准体系等方面均有相关规定。宏观政策类包括建立回收体系、制定回收目标、督促技术研发等内容,以促进电池回收利用行业的健康发展;行业管理类主要涉及制定回收渠道和流程、回收商资质要求等内容,以确保回收合规经营和环境安全;支持类包括财政补贴、税收优惠、技术研发支持等,以鼓励企业投资于电池回收利用领域;标准类可分为运输与储存、梯次利用技术、再生利用技术、产品再制造及全产业链绿色评价技术等内容,国家对于这5个方面分别做出了相应的要求,如《电动汽车退役动力蓄电池回收利用拆解技术规范》对相关的操作程序、储存和管理进行了规定。
纵向来看,随时间变化各地区政策的关注点发生了一定的转移:由最初的跟踪记录到试点工作,再到创新设计等,关注的重点从最基础的监督转移到从无到有的创新尝试,再到满足产业和时代需求的创新设计。可以看出,我国在动力电池回收方面的思想占位和方向把控从最基础的“要回收”逐步变为“如何妥善地解决问题”,再到“如何避免产生问题”,这无疑对动力电池回收利用行业的发展有着重要的推动作用。
然而,这并不意味着我国动力电池回收利用政策体系建设得十分完善,相反,现行政策大多是由工信部、国家发改委等部门发布的一些指向性文件,但缺乏统一的、完善的法律法规体系来加强支撑,这样容易导致相关部门的监管和责任执行不到位;其次,对于多领域交叉情况的处理措施欠缺考虑,动力电池回收涉及工业、环保、资源利用等多个领域,因此需要综合考虑,同时建立跨部门协调机制和政策配套支持,形成政策的整体性和系统性;另外,政策的落地难也是一个突出问题,在实际执行中,由于各地区的具体环境和条件不同,政策执行的具体情况可能会受到局限。
为解决这些问题,国家需要尽快增强政策的可操作性和执行力度,建立健全的政策执行机制,完善监管体系, 并结合实际情况制定更加具体、细化的激励措施,鼓励企业和地方政府积极推进动力电池回收利用工作。
2.3.2 地方政策侧重角度分析
随着国家政策为地方政策提供基本框架和指导原则后,各地区相继跟进,地方政策的侧重角度较国家层面更加具体,如图4所示。
图4 地方政策侧重角度分析
总体来看,地方回收政策的各侧重点可总结为以下几个方向:①环境保护。加强各环节的监管,以落实废旧电池回收利用,避免政策难以落实推进。其中,梯次利用可以延长资源的生命周期,并且加工工艺流程更少,对环境危害更少,在多数政策中被提及。②资源利用。据推断,可再生材料对锂、钴、镍、锰供应的贡献将从2021年的4%~7%逐步增加到2030年的19%~54%,由此而见推进各地资源回收利用的必要性。③拉动内需。政府通过提供补助、减免或惩戒等来推进供给侧改革,调动回收积极性。
在循环经济发展模式下,各地区需建立健全动力电池回收利用体系,削弱政策单一性并扩大政策范围,同时加大监管力度以推进政策落实,避免政策滞后。
3
废旧动力电池回收政策影响因素分析
3.1
回收市场现状
废旧动力电池回收市场是一个重要的环保领域,对于可持续发展和资源循环利用具有重要意义,政策的支持和产业链的逐步完善为市场的健康发展提供了保障。我国锂电池产业规模居全球第一,2023年上半年锂电池产量已超过400GWh,全行业营收达到6000亿元,最保守的估计下,到2040年仍将有3400吨车用锂电池进行报废处理。随着第一波动力电池“退役潮”的到来,我国动力电池回收产业链基本形成,具体可分为上、中、下游三部分。
上游回收主体:动力电池回收相关企业的注册数量在2021年、2022年大幅攀升,2021年的注册量较2020年增长了近4倍[图5(a)],但截至2023年11月,工信部发布的5批企业白名单中只有156家企业,目前动力电池回收利用企业大多都是小作坊式的不规范企业,其回收技术、投入成本以及相关标准与正规的回收企业相比,存在一定差距,这将增大回收过程中的风险。根据回收企业的地区分布可以看出,大部分回收企业集中在东南部地区[图5(b)],这和动力电池回收政策地区分布是相照应的。相关行业研究报告中对我国部分动力电池回收利用相关企业的业务布局进行了汇总,如表3所示。
图5 回收市场现状
表3 部分企业回收利用业务布局
中游商业模式:我国现有动力电池回收主体大致可以分为生产商、汽车经销商、电池回收利用企业、第三方企业四类。我国自2016年开始实施生产者责任延伸制度,明确生产商的责任。以汽车销售服务4S店等汽车经销商作为回收主体,借助庞大的交易网络,使废旧电池在相关企业内流通。回收利用企业可以通过回收退役电池中的相关金属材料,形成自身产业链,降低生产成本。第三方回收企业通过接受委托形式对废旧动力电池进行专业的拆解回收,得到再制造原材料,并出售给动力电池制造商。除此之外,以整车企业牵头的产业回收联盟虽有相关政策鼓励其合作打造产业集群,但目前仍处于初步尝试,大部分难以发挥理想效能,需要国家加大产业联盟建设的规范力度。
下游应用场景:对于不可二次利用的电池,拆解后对其资源进行回收;可二次利用的电池主要有静态储能站和动态移动两方面应用,前者主要是充电站、通信基站等场景,后者主要是照明、低速电动车等较为温和的场景。
从动力电池近几年的应用及回收情况[图5(c)]中可以看出,随着应用规模的扩大,电池的回收量逐年增加,反映出政策与市场之间的互补。当前政策主张的回收模式是合作回收,无固定模式,同时存在着资源浪费、环境污染、技术泄密、合作与竞争矛盾、存在显著闲置能力等风险,急需寻求回收过程的平衡点。
根据电池的产量、销量和装机量中不同材料的电池占比[图5(d)]可以看出三元锂电池和磷酸铁锂电池的主流地位。通过分析对比两种电池优缺点发现,三元锂电池有更高的能量密度和充放电效率,但不耐高温,当电池损坏时容易发生热失控;而随着国家补贴退坡的形势下,磷酸铁锂电池成本优势凸显,并且其正极结构稳定、循环寿命长、具有更多的环境优势,但在低温条件下的性能差。这两种电池各有侧重,应用场景不同,其占比也在不断波动,但整体趋势大致稳定。
3.2
回收技术现状
废旧动力电池回收技术可分为梯次利用和再生利用两类。对于达到退役标准的电池,应先梯次利用,容量低于50%或梯次利用之后的电池再进行拆解回收。
对于可梯次利用的,可运用到其他要求不高的方面。梯次利用电池可以延长储能设备寿命、降低成本、缓解回收压力,较大限度提高动力电池整个生命周期的价值,并且大多数动力电池回收相关的政策及企业回收技术均涉及梯次利用。
不可梯次利用的将面临再生利用,运用物理法、火法、湿法、直接回收等方法进行回收,业内人士对当前部分企业的回收工艺进行了汇总,结果如表4所示。火法冶金和湿法冶金是主要的回收技术,但火法冶金却无法回收锂,这使得湿法冶金更有可能被进一步推广,但除杂效果差、残炭、回用比例低等问题严重限制了湿法回收进程。因此,生物湿法冶金、直接回收等方法都在进行新的探索研究,希望寻找新的效率高、污染小的回收工艺。
表4 部分企业动力电池回收工艺
除了对回收利用过程中的拆解等环节做出的要求,如《储能用车用动力电池梯次利用技术要求》(T/ZAS 2014—2022)、《锂离子电池回收利用回收及修复镍钴锰酸锂》(T/XYXCLM 0003—2022)外,我国针对产品生产工艺及其产品化学指标也建立了一些标准,如《镍钴锰酸锂》(YS/T 798—2012)和《磷酸铁锂》(YS/T 1027—2015)等。这些标准为回收利用以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主的废旧动力电池提供了政策依据。
3.3
资源和能源结构现状
工业革命以来的经济迅速发展得益于全球金属矿产的资源储备,随着各国金属资源消费的逐年上涨,仅靠国内的资源储备已不足以满足当下的发展需求。如表5所示,早在2019年我国锂、镍、钴资源储量便分别仅占全球的22.9%、3.2%、1.1%,而我国对这些资源的依赖度较高,这对我国的新能源产业和材料供应构成了一定的挑战。
表5 锂电池生产关键材料的全球分布占比
我国正处于经济增长的重要时期,矿产资源消耗量大。以锂资源为例,作为“21世纪能源金属”,锂电池中锂的消耗量已达74%,且我国锂资源的市场份额已高达全球的50%。如图6(a)所示,锂资源作为电池的消费占比逐渐上涨,用以缓解资源和环境压力,锂资源的战略地位不言而喻。目前全球的锂资源主要集中于南美“锂三角”地区、西澳、美国西部和我国青藏高原等地区[图6(b)],主要包括卤水锂和矿石锂两类。我国锂资源卤水锂主要源于西藏和青海盐湖,但提锂分离技术要求高;矿石锂开采成本高、要求严苛,主要靠进口。我国锂资源对外依赖性较强,碳酸锂的进口量逐年上涨[图6(c)]。近年来,由于供需关系、市场预期等因素的影响,全球锂市场的供应和价格出现了较大波动,锂资源全球供应形式严峻[图6(d)]。
图6 资源和能源结构现状
锂同时还有“白色石油”之称,足以见得锂电池作为传统能源替代品的合理性,锂电池在电动汽车、储能设备和可再生能源等领域的广泛应用,有望帮助减少对传统化石燃料的依赖,促进清洁能源的发展。中、美、欧盟消耗了全球一半以上的一次能源[图6(e)],并且煤、石油、天然气在其中占据着主要地位[图6(f)]。人们对能源的需求不断增长,但也越来越关注能源的清洁性、高效性和可持续性。“双碳”目标下的能源转型,坚持能源“六性原则”正当其时。
经历了煤炭取代木柴、石油取代煤炭两次能源转型后,人们意识到能源和环境问题对社会的可持续发展产生了制约,通过主体能源由传统化石能源转向可再生能源,以促进社会高质量、可持续发展。如图7所示,全球近三十年来都在调整能源供应结构,加速向清洁低碳化方向转型。具体以我国能源结构变化为例,煤炭作为我国主要的能源来源,在我国能源结构中一直占据着主导地位,而随着环保要求的提高,煤炭的占比和供应量增速有下降趋势;石油和天然气同样占据重要地位,但为了缓解对煤炭的过度依赖、提高能源结构清洁性,天然气的比重在稳步上升;核能、水电等清洁能源的比重逐年提高。我国的能源结构朝着多元化、清洁化方向发展,这也是我国在应对气候变化和实现可持续发展方面的一项重要举措。
图7 能源供应结构
以新能源汽车为例,新能源汽车减少对原油依赖,被认为是陆地运输最有前途的解决方案之一。锂电池作为新能源汽车的主要动力来源,相较于风能、太阳能等受地理、天气限制的能源形式,锂电具有条件灵活、技术成熟等优势,能够根据需求进行充电和放电,有助于平衡能源供需和提高能源利用效率,具有较广泛的应用前景。
锂作为动力电池的重要原材料,被确定为我国战略性新兴产业矿产。近些年,国家发布了包括《“十四五”循环经济发展规划》《动力锂离子电池行业绿色供应链管理绿色回收》等在内的一系列政策法规,对动力电池回收利用的过程、技术、模式等方面做出具体要求,并通过梯次利用和资源回收缓解资源和能源压力。锂资源开发利用需谨慎,注重资源的可持续利用和环境保护,同时需要加强对国际锂资源市场的关注和布局,以确保国内锂资源的供给和稳定。
4
结语与展望
由于新能源汽车在我国的普及,废旧动力电池回收利用过程中的责任主体、技术、流通途径以及资源浪费和环境污染等问题日益突出,引起了社会广泛关注。本文对国家及地方废旧动力回收利用政策进行汇总后,从年份、地区、侧重角度等多个维度,分析政策现状和发展趋势,同时探讨了市场、技术、资源、能源等方面的影响因素。从国家和地方政策现状来看,我国缺少针对废旧动力电池这一具体废弃物回收的专门法律,且各地受经济、地理、气候等因素影响,回收利用政策体系建设程度存在明显差异。对政策进行多角度分析发现,政策发布趋势按年份可分为回收环境培育、回收政策萌芽、体系建设初期、迅速发展4个阶段。我国目前仍处于发展阶段,体系仍待完善;地区分布不均,呈现出东、南部地区及部分发达城市体系建设成熟度高于其他地区的特点;政策关注点多样,总目标一致,但某些方面仍欠缺考虑。从政策的影响因素来看,由于回收市场信息壁垒的存在,各方面标准难以统一,需要政府进行干预;现有的回收技术种类较多,但能实现大规模应用且效率高、污染小的技术仍需探索;资源和能源结构的严峻现状,倒逼国家对动力电池回收的要求提升,出台适应当下的新政策。
当前的回收利用政策体系仍不完善,结合上述结论,为推动我国废旧动力电池回收利用体系的发展,提出“4C”政策原则(图8),为今后的政策发布提供建议,主要关注以下内容。
图8 “4C”政策原则
(1)Consistent:统一基本标准,达到普遍适用的效果。出台统一的生产和回收标准,以逐步推进废旧动力电池在不同地区和企业间的流通,避免由于标准不同而导致市场内部非正规渠道回收及二次利用。
(2)Conditional:分散式规定,具有专一性,使政策确立满足一定条件。推进分散式立法的应用,因地制宜。对于难以通过政策广泛实现的,需要借助市场行为进行资源的有效配置和调节;对于地区发展存在差异难以实现统一的,有目的地推动落后地区发展,如对于青海等资源丰富的地区加大建设力度,对于黑龙江等高寒地区推进技术研发,力争实现在缩小地区差异的同时统筹各地发展。
(3)Comprehensive:建立健全政策体系,使其涵盖范围广泛。借鉴国外先进经验,对动力电池的回收模式、拆解要求、监测方法、管理体系等多方面内容进行综合性规定。
(4)Compulsory:对于涉及环保标准、回收义务、安全生产要求和法律义务等方面时,政策要有强制性,起到警示作用。同时要借助该特点,明确赏罚内容,提高公民积极性和参与度。
建立成熟完善的废旧动力电池回收利用政策体系是“双碳”目标下的必要举措,需集中社会各方力量,包括政府、产业、机构和社会组织,积极推进科技创新、加强战略布局、构建绿色产业链,使废旧动力电池的回收利用成为一个循环经济的重要环节,促进资源的可持续利用和节约。在这个长期的过程中,“4C”政策原则将会得到广泛应用,有望建立起成熟完善的废旧动力电池回收利用政策体系,实现资源循环利用和环境保护的双重目标,实现政策体系标准化、全面化、协同化、创新化。
作者简介
第一作者:高文芳,副教授,博士生导师,研究方向为碳排放核算与评估。
通信作者:吕龙义,副教授,博士生导师,研究方向为污水处理与资源化;孙峙,研究员,博士生导师,研究方向为电子废弃物资源循环。
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