廢棄電池能否進入廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）管理的篩選評估分析

王紅梅* 劉 茜 錢 巖 趙秀閣 聶 靜

（環境污染與健康研究室/環境基準與風險評估重點實驗室，中國環境科學研究院，北京 100012）

2009年2月，國務院發布《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》，成為我國廢棄電器電子產品回收處理的綱領性文件。2010年9月，發改委、環保部、工信部聯合發布了《廢棄電器電子產品處理目錄（第一批）》公告（2010年24號）和《制訂和調整廢棄電器電子產品處理目錄的若干規定》。在《廢棄電器電子產品處理目錄（第一批）》中，明確將電視機、電冰箱、洗衣機、房間空調器、微型計算機等5種產品納入第一批目錄。

為了能夠及時、客觀地與經濟發展、技術進步以及電器電子產品行業的發展變化等相適應，科學、客觀、有效地制訂和調整《廢棄電器電子產品處理目錄》（以下簡稱《目錄》），《目錄》管理委員會起草了《制訂和調整廢棄電器電子產品處理目錄的若干規定》，明確隨著經濟發展變化及電子產品廢棄形勢調整電器電子產品處理目錄的原則。

我國是電池生產和消費大國，電池是我們日常生活中最常用的物品之一。隨著生活中電器電子制品的普及和增加，電池的消費量也在不斷地增長著。可以預見，未來我國電池的廢棄量將是驚人的，廢舊電池的管理形勢將是非常嚴峻的。

廢舊電池能否進入廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）管理，對電池生產企業及再生企業都至關重要。本文，在此研究廢棄電池能否進入廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）管理的篩選評估。

1.廢棄電器電子產品處理目錄的制訂原則研究

首先，我們就廢棄電器電子產品處理目錄的制訂原則及條件作一介紹。

電子廢棄物俗稱“電子垃圾”，包括各種廢舊電腦、通信設備、打印機、復印機、電視機、電冰箱、空調、洗衣機、微波爐、影碟機以及熒光燈、電池、精密電子儀器儀表等，也包括構成這些產品的零組件、元器件及材料等，還包括生產這些產品過程中產生的廢品和殘次品等，種類繁多，其中含有大量貴重金屬（金、鉑等），還有其他的一些有毒有害物質，如鉛、汞等。

隨著信息技術的發展與電子產品更新換代速度的加快，全球越來越多的廢舊電子產品和電器設備被淘汰，形成巨量的電子垃圾。電子廢棄物正成為新的危險廢物污染源[1]。我國是電器電子產品的生產、出口和消費大國，特別是主要家用電器自上世紀八九十年代大量進入我國家庭以來，目前開始進入報廢的高峰期。我國國內的電子廢棄物增長勢頭迅猛，電子垃圾產量自2003年以來已高達110萬噸[2]，并以高于全球增長速度的方式不斷增加，每年約5%-10%。廢棄電器電子產品中有許多有用的資源，如銅、鋁、鐵及各種稀貴金屬、玻璃、塑料等。長期以來，由于缺乏完善的回收處理體系，浪費大量資源，對環境造成嚴重影響，也給消費者帶來安全隱患。加強對廢棄電器電子產品回收處理的規范化管理已成為一項十分重要而緊迫的工作。

為規范廢棄電器電子產品的回收處理活動，促進資源綜合利用和循環經濟發展，保護環境，保障人體健康，國家發展改革委從2001年開始，著手我國廢棄電器電子產品回收處理的立法工作。2009年2月25日，溫家寶總理簽署了國務院第551號令，發布了《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》（以下簡稱《條例》）。《條例》實施初期，不宜將所有電器電子產品一次性納入管理范圍。借鑒國外經驗，采用《目錄》管理方式，分批發布，突出重點、明確目標，積累經驗、穩步推進，使《條例》調整范圍與我國廢棄電器電子產品回收處理體系建設相適應，同時與相關電器電子產品標準、海關商品編碼等管理的調整變化相對應。《條例》設計的其他制度，包括多渠道回收和集中處理制度、生產者標識制度、資產核銷制度、處理企業的日常環境監測和信息報送制度以及舊貨管理制度等，均適用于納入《目錄》的廢棄電器電子產品的回收處理及相關活動。

電視機、電冰箱、洗衣機、房間空調器、微型計算機這五種產品是家庭中體積較大的廢棄物，回收處理成本高、難度大，綜合考慮資源性、環境性、技術經濟性等因素，啟動初期需要政策扶持，作為首批《目錄》產品納入《條例》管理范圍。首批納入目錄的電子電器產品，有關制度設計、監督管理、相關標準、回收處理運行等問題在不斷地探索與示范中。先期選擇部分重點產品納入《目錄》，有利于鼓勵重點廢棄電器電子產品處理技術的研發和推廣，推動產業化發展，積累管理經驗，為將全部廢棄電器電子產品納入《目錄》管理奠定基礎。

首批考慮進入《目錄》的這些廢棄電子產品，主要具有以下特點：

（1）社會保有量大、廢棄量大。如已入選首批《目錄》的產品電視機、電冰箱、洗衣機、空調、電腦等均具有這一特點。2009年電視機、電冰箱、洗衣機、空調、電腦等主要家電產量近5億臺，出口量達2.4億臺。同時，我國已開始進入家用電器報廢的高峰期，每年的理論報廢量超過5000萬臺，報廢量年均增長20%。

（2）污染環境嚴重、危害人體健康。由于缺乏法律法規規范，回收處理基本處于無序狀態，大量廢棄電器電子產品沒有得到合理處置，既浪費資源、又污染環境、對人體健康也存在較大危害。廢棄電器電子產品中含有大量鉛、汞、鉻、鎘、溴化阻燃劑等有害、難處理的物質，如果通過簡單工藝進行拆解，不進行無害化處理，會造成嚴重的資源浪費、環境污染和對人體健康的危害。

（3）回收成本高、處理難度大。電視機等家用電器是千家萬戶中使用量大面廣的產品，現階段無償回收難度較大，而且體積大、運輸成本高，短期內難以實現完全市場化運營。同時，廢舊家電中稀貴金屬的分離、回收、再生利用等技術難度較大，需要大量的技術裝備資金投入；含鉛玻璃、熒光粉、氟利昂等廢物無害化處理成本較高。

（4）社會效益顯著、需要政策扶持。廢棄電器電子產品中蘊藏大量的有色金屬、稀貴金屬、塑料等資源，規范的拆解處理和回收利用，不僅能夠有效地減少環境污染，還將有利于減少原生資源開采和消耗，緩解我國經濟發展的資源瓶頸，保障人體健康。廢舊家電拆解處理投資大、回報期長、經濟效益差，需要政策予以扶持。

近年來，隨著電動車的普及，作為電動車動力電池的廢棄量在飛速增長。當初這些沒有納入目錄的廢棄電池，由于其環境污染性與資源再生性引起社會廣泛地關注，由于這些產品的增長速度迅猛，在未來環境管理形勢將十分嚴峻，因此，針對廢棄電池開展廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）的篩選評估工作對相關企業發展與環境管理工作十分重要。

2.廢棄電池的現狀及入選評估

2.1 廢棄電池的現狀分析

2.1.1 產生量現狀分析

中國重金屬污染中，最嚴重的是鉛污染。中國的工業化和城市化進程帶動了鉛的消費，中國在2004年超過美國成為全球最大的鉛消費國。2000-2009年，中國鉛表觀消費年均增速14.4%，2009年達到368萬噸。期間實際消費年均增速為21%，2009年為333萬噸。中國汽車、通信、金融、電力、交通、電動自行車等行業的快速發展，促進了鉛酸電池產業的迅速成長，中國成為全球最大的鉛酸蓄電池生產國和出口國。

中國鉛的主要用途是生產鉛酸蓄電池，其次是氧化鉛，其他還包括鉛材和鉛合金、鉛鹽、電纜等。2005-2009年間，鉛酸蓄電池中鉛的消費一枝獨秀，貢獻了最大的增幅。在2009年鉛的總消費中，鉛酸蓄電池中鉛的消費量在總消費量中的比例從2005年的71.3%提高到81.5%。隨著電動汽車等行業的發展，鉛酸電池、鎳氫電池及鋰電池是我國近幾年來市場份額最重的幾類電池（見圖1）。

圖1 2007年我國電動自行車行業的電池組成比例

以上幾種電池中，鉛酸蓄電池因其價格便宜、材料來源豐富、技術和制造工藝較成熟等綜合因素是商業化電動車主要采用的電池，事實上目前實際使用和已商業化的各種電動車，90%以上都采用鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池在一段時間內很難被完全取代[3]。

鎳氫電池是早期的鎳鎘電池的替代產品，從20世紀90 年代開始投放市場。鎳氫電池和鎳鎘電池外形上相似，而且鎳氫電池的正極與鎳鎘電池也基本相同，都是以氫氧化鎳為正極，主要區別在于鎳鎘電池負極板采用的是鎘活性物質，而鎳氫電池是以高能貯氫合金為負極，因此鎳氫電池具有更大的能量。同時鎳氫電池在電化學特性方面與鎳鎘電池亦基本相似，故鎳氫電池在使用時可完全替代鎳鎘電池，而不需要對設備進行任何改造。鎳氫電池缺點是價格比鎳鎘電池要貴，性能比鋰電池差，在移動電話、筆記本電腦等領域被鈷酸鋰等鋰電池取代，作為動力電池在便攜式電器市場、電動工具、電動車市場開始萎縮，主要是被錳酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池取代。

鋰離子電池的應用市場主要在手機、筆記本電腦、電動自行車市場、電動汽車市場、電動工具市場、礦燈市場和太陽能路燈領域。目前來說，盡管進入電動自行車市場、電動汽車市場、電動工具等市場的發展速度非常迅速，但仍主要用于手機市場和筆記本電腦市場。根據2008年統計資料，筆記本電腦市場和手機市場仍占鋰電池銷售量的75%（估計整體消費性電子產品占鋰電池銷售量達85-90%）。

經過分析，以上幾種電池都屬于社會產生量及廢棄量較大的電池，其中鉛酸電池的產重尤其巨大，其危害也不容忽視。

2.1.2 污染物特征分析

我國處置報廢電池的工作仍處于起步階段，如果回收處置得當，廢動力電池可以成為寶貴的再生資源，以上幾種電池如處理處置不當，存在二次污染、具有一定的環境風險（見表1）。

表1 電池特征污染物

據自行車協會統計，我國每年電動自行車的銷量約為2500-3000萬輛，2010年保有量為1.4億輛。一般的電動自行車電池，需要每1.5年更換一次。保守計算，按平均每兩年換一塊電池，每年至少更換7000萬只電池，這其中，鉛酸電池約至少占80%，換句話說，每年大概有5000多萬只鉛酸電池需要更換。每只廢蓄電池一般含有20～25%的電解液，其中含有15～20%的硫酸以及懸浮的含鉛化合物，經過靜置澄清的廢電解液含鉛濃度達7～10g/l。由于大部分整只電池隨意倒酸，假設只有10%整只廢電池得到了妥善處置，則每年有5萬噸廢硫酸流入大地和地下水中，污染之重不言而喻。

鉛是可在人體和動物組織中積蓄的有毒金屬。鉛中毒能引起中樞及周圍神經系統功能的改變，發育中的神經系統對鉛尤為敏感。哺乳動物大腦海馬是學習、記憶及情緒的關鍵部位，鉛可以選擇性地聚集于海馬區，使海馬LTP（長時程效應）表達受損而導致神經行為的改變[4]。鉛能影響兒童的學習記憶功能，由于兒童體內防御體制不完善和血腦屏障發育不全，未發育成熟的中樞神經系統對鉛毒性敏感性比較高。研究結果表明血鉛水平對兒童智商影響密切，如血鉛濃度每增加40μg/L，智商下降1[5]。國外一些研究報告即使血鉛濃度降低到25μg/L，也會使兒童的閱讀、數學運算、短期記憶以及視覺能力受到損害。并認為在血鉛＜100μg/L時，血鉛與認知功能下降已存在劑量-效應關系，而且血鉛水平越低，IQ與血鉛濃度負相關性越好[6-7]。

鎳及其化合物對人皮膚和呼吸道有刺激作用，可引起皮炎和氣管炎，甚至發生肺炎。相比鉛而言，鎳及其鹽類雖然毒性較低。

廢舊鋰離子電池中的塑料或金屬外殼、電解液、電解質鹽以及電極廢料均具有回收價值[8]。鋰離子電池中含有六氟磷酸鋰、有機碳酸酯、銅、鈷、鎳、錳等化學物質。其中六氟磷酸鋰有強腐蝕性，；難降解有機溶劑及其分解和水解產物，如DME（二甲氧基乙烷）、甲醇、甲酸等，這些有毒有害物質會對大氣、水、土壤造成嚴重的污染并對生態系統產生危害。

2.1.3 處理處置技術分析

我國目前廢蓄電池鉛回收業所存在的主要問題可以概括為以下幾個方面：處理技術落后；能耗水平較高；資源綜合利用率較低；處理規模小和污染嚴重等現象。在我國，鉛蓄電池回收生產工藝還基本停留在原始的火法工藝，鉛的回收率最高僅為85%，其余15%的鉛以廢渣或廢氣的形式排入環境。目前國內雖然有幾家企業引進了半濕半火法工藝，但由于在成本方面無法和小冶煉廠相競爭，因此基本上處于半停產狀態。另外，由于廢畜電池中的鉛約有50%以上以硫酸鉛形式存在，因此在火法冶煉過程中除產生較嚴重的鉛污染外，還存在著很嚴重的SO2污染，可以說我國現有的蓄電池鉛回收生產工藝存在著資源利用率低，二次污染嚴重等實際問題，必須加以解決。

目前廢鋰離子電池的回收利用研究主要集中于電池中正極活性物質的回收利用方法。一般來說，根據所采用的主要關鍵技術，可以將廢鋰離子電池的資源化處理過程分為物理法、化學法和生物法這三類。火法工藝簡單，但能耗大，而且如果溫度過高，鋁箔會被氧化成為氧化鋁；同時，也需要研究相應對策防止高溫產生的廢氣污染環境。物理法對鋰、鈷的回收率較高，但是在機械破碎之后需用馬弗爐熱處理、浮選等方法進一步分離，造成了該法流程過長、成本較高。化學法通過沉淀、萃取、鹽析等方法來分離、提純鈷、鋰等金屬元素。目前使用較多的浸出體系是硫酸-雙氧水的混合體系。

由于工藝、回收水平等限制，鋰離子電池與鎳氫電池的再生均處于起步階段，有一些具有回收能力的企業開展了濕法提取鈷的工作，但總體而言，沒有在全國大范圍的展開。

2.1.4 配套管理政策分析

廢鉛蓄電池的回收率不到90%，也沒有成型的廢雜鉛的管理法規，不僅造成了資源浪費，而且對環境造成極大環境污染，已引起了國家有關部門的高度重視。

國家鉛產業政策體系包括產業規劃、企業組織結構和產業技術升級等，主要針對有色金屬產業和再生有色金屬產業規定了調整方向和重點，行業新建類和限制類項目、鼓勵及淘汰技術和工藝等。國家近年來針對鉛產業政策體系在產業規劃上主要出臺了有色金屬產業調整和振興規劃（國發[2009]14號），再生有色金屬產業發展推進計劃（工信部聯節，[2011]51號），重點強調現階段，有色金屬產業在我國實現城鎮化、工業化、信息化中的重要作用沒有改變，作為現代高新技術產業發展關鍵支撐材料的地位沒有改變，產業發展的基本面沒有改變。同時，加快建設覆蓋全社會的有色金屬再生利用體系，支持具備條件的地區建設有色金屬回收交易市場、拆解市場。鼓勵有實力的鉛鋅企業以多種方式進行重組，實現規模化、集團化；培育形成若干再生有色金屬產業集聚發展的重點地區，支持安徽、河南、山東、江蘇、湖北等地區發展再生鉛。嚴格控制資源、能源和環境容量不具備條件地區的有色金屬產能。發展改革委（公告2007年，第13號）鉛鋅行業準入條件中明確規定鉛冶煉項目，單系列鉛冶煉能力必須達到5萬噸/年（不含5萬噸）以上，再生鉛項目：規模必須大于5萬噸/年。國家在產業結構調整指導目錄（2011年版）中對再生鉛項目建設也做出明確的確定。

2009 年，根據工信部出臺的新標準《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》，以鎳氫電池生產的混合動力乘用車被歸類為成熟產品，允許在全國范圍內銷售使用，對鎳氫電池產業將產生巨大推動作用。對鎳氫電池產業是一大利好，但鎳氫電池的發展主要受上游產品價格的影響較大，發展受到一定的限制。

針對鋰離子電池，國家的政策扶持力度明顯增加。“十五”期間，在鋰電池研發上的國撥經費只有800萬元，加上地方的配套經費，“十一五”期間，中央政府將在鋰離子電池研制方面投資6000萬元，同時要求承擔項目的公司按照10 倍比例投入配套資金，這樣，總的投資將達到6 億元。由于鉛、汞、鎘等有毒有害物質已被列為《電子信息產品污染控制管理辦法》限制在電子產品中添加的物質，這對電池行業的發展影響較大。對鋰離子電池產業的發展來說是利好。在國家《產業結構調整指導目錄（2005 年版）》。鋰離子電池建設符合第一類“鼓勵類”第十六項“輕工”第十三條“高技術綠色電池產品”，是國家鼓勵類項目。在《產業結構調整指導目錄（2007 年版）》（征求意見稿），鋰離子電池仍位列其中，是國家鼓勵類項目。目前，鋰離子蓄電池產業化建設正處于快速發展中。

國家在出口退稅上對不同電池的政策也作出明確的調整。2006 年9 月14 日，國家財政部等五部委聯合印發了《關于調整部分商品出口退稅率和增補加工貿易禁止類商品目錄的通知》。根據《通知》規定，鉛酸蓄電池的出口退稅政策被取消；而早在2004 年，電池的出口退稅率便開始逐年下調，并將逐步全面取消退稅。目前鉛酸蓄電池已被列入加工貿易禁止類目錄，對列入此目錄的商品進口一律征收進口關稅和進口環節稅。而國家對鋰離子電池出口退稅從13%上調至17%。

2.2 廢棄電池篩選原則

2.2.1 廢棄電池的評估指標建立

在此，我們采用多指標綜合評價的方法對幾類廢棄電池能否進入目錄《二批》進行分析。所評價的廢棄電池為社會保有量及廢棄量大、污染因素復雜的鉛酸電池、鎳氫電池及鋰離子電池。確定評價的指標體系分為必選指標（一級評價指標）及附加指標（二級評價指標）。

必選指標首先是基于廢棄電子產品處理目錄入選原則分析，然后根據實際情況。

（1）社會保有量、廢棄量

指社會擁有已銷售電池的總量及已產生的廢棄電池的總量。權重分為三種情況：較少，1分；一般；2分；較多，3分。

（2）污染環境嚴重、危害人體健康

對廢棄電池中所含有的污染物是否是造成環境污染、是否會危害人體健康作出判斷。權重分為三種情況：較少污染，1分；一般污染；2分；嚴重污染，3分。

（3）回收成本高、處理難度大。

對廢棄電池的生命周期中的回收與處理處置再生等綜合評價。無償回收難度較小，且容易處理處置為1分；無償回收難度一般，處理處置難度一般為2分；無償回收難度較大，處理處置難度高，3分。

（4）社會效益顯著、需要政策扶持。

社會效益較差為1分，社會效益一般為2分，社會效益良好為3分。

一級評價指標滿分為12分，最低分為4分。

二級評價指標，其中包括：資源和能源消耗指標：污染物排放指標、經濟成本指標、技術可靠性指標、社會效益和政策扶持力度等分析。

（1）資源和能源消耗指標

確定資源和能源消耗指標的基礎是對生產工藝中技術應用涉及的物質輸入，不同行業根據自身實際情況的差異，主要包括生產過程中的水消耗、原料消耗、化學試劑及助劑消耗、綜合能源消耗情況等。對于資源和能源消耗指標的權重分為三種，分別為消耗較低為1分，消耗與其它工業企業沒有區別，為一般情況，2分；消耗較嚴重，為3分。

（2）污染物排放指標

污染物排放指標主要反映生產輸出端的物質清單，是進一步進行技術環境影響比較和評估的基礎。從污染排放的介質來劃分，主要考慮向水體、大氣、土壤排放的各類污染物。由于不同行業污染排放的結構和特征差異很大，需要在識別行業關鍵環境影響的基礎上，確定具體的污染物排放指標，其中包括水污染物指標、大氣污染物指標、固體廢物指標、噪聲指標等。

在此，將其權重也分為三種，污染物排放較輕為1分；排放一般為2分；排放較嚴重為3分。

（3）經濟成本指標

為進行技術經濟性評價，應盡可能收集詳細可靠的技術成本數據。成本數據受價格因素影響較大，即使是同種物質、能源的消耗，也可能因不同地區、不同行業而存在差別。因此，無論技術的成本數據是否完整，物質、能源輸入輸出清單都是必選的，這些基于物理量的數據是計算技術經濟成本的基礎。技術成本可分為投資成本、運行維護成本、收益和避免費用三大類，評價時的數據收集和計算過程中，選取的指標需要針對不同行業和技術的特點做出靈活調整。

在此，將經濟成本指標權重也分為三種，經濟成本較輕為1分；一般為2分；經濟成本較嚴重為3分

（4）技術可靠性指標

包括技術的有效性、成熟性、普及率、穩定性等指標。

將此權重也分為二種，技術可靠性指標一般為1分；技術可靠性指標較成熟為2分。

（5）社會經濟效益

以國家各項社會政策為基礎，對項目實現國家和地方社會發展目標所作貢獻和產生的影響及其與社會相互適應性所作的系統分析評估。此處的社會經濟效益包括通過環保節能措施對經濟增長速度、勞動就業程度的影響、健康保護等影響。

將此權重也分為二種，一般為1分；具有良好的社會經濟效益為2分。

（6）政策導向性指標

根據本國的資源、資金、技術力量等情況和經濟發展的要求，選擇和確定一定時期的主導產業部門，使產業結構政策在市場機制充分作用的基礎上發揮作用。 在此，分政策明確導向力度分為三種，將暫時不具備良好的政策扶持，為1分；國家已初步開始制訂實施了相關政策導向，為2分；國家已制訂多個政策導向并明確進行推廣者為3分。

二級評價指標總滿分為15分，最低分為6分。

2.2.1 廢棄電池的權重方法

根據各種確定權重方法的特點和本項目的實際情況，我們應用層次分析法（AHP）來確定權重。 這種方法的優點在于綜合考慮評價指標體系中各層因素的重要程度，而使各指標權重趨于合理；把人們依靠主觀經驗來判斷的定性問題定量化，既有效地吸收了定性分析的結果，又發揮了定量分析的優勢；既包含主觀的邏輯判斷和分析，又依靠客觀的精確計算和推演，從而使決策過程具有很強的條理性和科學性，能處理許多傳統的最優化技術無法解決的實際問題，應用范圍廣。對于一級評價指標之和，在總權重中占60%，二級評價指標之占40%，則總權重計算如下（表2）：

表2 幾種廢棄電池的權重分析

通過分析總權重滿分的情況為20.4，而鉛酸電池占其中95%以上，可見，在幾類廢棄電池中，鉛酸電池最具有被選入廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）管理資格。鋰離子電池（權重得分47.05%）與鎳氫電池（權重得分40.19%），目前尚不具備進入目錄（第二批）管理的資質。

從目前來看，從廢棄鉛酸電池的產生量、污染環境嚴重程度及回收成本高、處理難度分析，以及合理再生產生的社會效益顯著度分析，它均已符合列入廢棄電器電子產品處理目錄（第二批）管理要求，現階段，無論發改委、工信部還是環保部等對鉛酸電池的管理已出臺了大量的管理文件。不同管理部門針對鉛酸電池的管理，在有關制度設計、監督管理、相關標準、回收處理運行等問題在不斷地探索與示范中，但不同部門對于鉛酸電池再生中產業正確發展均做了積極的探索，一些經濟激勵等政策仍需要明確。這些管理要素均為廢棄鉛酸電池被納入《目錄》管理奠定了基礎。

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