废弃电池能否进入废弃电器电子产品处理目录（第二批）管理的筛选评估分析

王红梅* 刘 茜 钱 岩 赵秀阁 聂 静

（环境污染与健康研究室/环境基准与风险评估重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012）

2009年2月，国务院发布《废弃电器电子产品回收处理管理条例》，成为我国废弃电器电子产品回收处理的纲领性文件。2010年9月，发改委、环保部、工信部联合发布了《废弃电器电子产品处理目录（第一批）》公告（2010年24号）和《制订和调整废弃电器电子产品处理目录的若干规定》。在《废弃电器电子产品处理目录（第一批）》中，明确将电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机等5种产品纳入第一批目录。

为了能够及时、客观地与经济发展、技术进步以及电器电子产品行业的发展变化等相适应，科学、客观、有效地制订和调整《废弃电器电子产品处理目录》（以下简称《目录》），《目录》管理委员会起草了《制订和调整废弃电器电子产品处理目录的若干规定》，明确随着经济发展变化及电子产品废弃形势调整电器电子产品处理目录的原则。

我国是电池生产和消费大国，电池是我们日常生活中最常用的物品之一。随着生活中电器电子制品的普及和增加，电池的消费量也在不断地增长着。可以预见，未来我国电池的废弃量将是惊人的，废旧电池的管理形势将是非常严峻的。

废旧电池能否进入废弃电器电子产品处理目录（第二批）管理，对电池生产企业及再生企业都至关重要。本文，在此研究废弃电池能否进入废弃电器电子产品处理目录（第二批）管理的筛选评估。

1.废弃电器电子产品处理目录的制订原则研究

首先，我们就废弃电器电子产品处理目录的制订原则及条件作一介绍。

电子废弃物俗称“电子垃圾”，包括各种废旧电脑、通信设备、打印机、复印机、电视机、电冰箱、空调、洗衣机、微波炉、影碟机以及荧光灯、电池、精密电子仪器仪表等，也包括构成这些产品的零组件、元器件及材料等，还包括生产这些产品过程中产生的废品和残次品等，种类繁多，其中含有大量贵重金属（金、铂等），还有其他的一些有毒有害物质，如铅、汞等。

随着信息技术的发展与电子产品更新换代速度的加快，全球越来越多的废旧电子产品和电器设备被淘汰，形成巨量的电子垃圾。电子废弃物正成为新的危险废物污染源[1]。我国是电器电子产品的生产、出口和消费大国，特别是主要家用电器自上世纪八九十年代大量进入我国家庭以来，目前开始进入报废的高峰期。我国国内的电子废弃物增长势头迅猛，电子垃圾产量自2003年以来已高达110万吨[2]，并以高于全球增长速度的方式不断增加，每年约5%-10%。废弃电器电子产品中有许多有用的资源，如铜、铝、铁及各种稀贵金属、玻璃、塑料等。长期以来，由于缺乏完善的回收处理体系，浪费大量资源，对环境造成严重影响，也给消费者带来安全隐患。加强对废弃电器电子产品回收处理的规范化管理已成为一项十分重要而紧迫的工作。

为规范废弃电器电子产品的回收处理活动，促进资源综合利用和循环经济发展，保护环境，保障人体健康，国家发展改革委从2001年开始，着手我国废弃电器电子产品回收处理的立法工作。2009年2月25日，温家宝总理签署了国务院第551号令，发布了《废弃电器电子产品回收处理管理条例》（以下简称《条例》）。《条例》实施初期，不宜将所有电器电子产品一次性纳入管理范围。借鉴国外经验，采用《目录》管理方式，分批发布，突出重点、明确目标，积累经验、稳步推进，使《条例》调整范围与我国废弃电器电子产品回收处理体系建设相适应，同时与相关电器电子产品标准、海关商品编码等管理的调整变化相对应。《条例》设计的其他制度，包括多渠道回收和集中处理制度、生产者标识制度、资产核销制度、处理企业的日常环境监测和信息报送制度以及旧货管理制度等，均适用于纳入《目录》的废弃电器电子产品的回收处理及相关活动。

电视机、电冰箱、洗衣机、房间空调器、微型计算机这五种产品是家庭中体积较大的废弃物，回收处理成本高、难度大，综合考虑资源性、环境性、技术经济性等因素，启动初期需要政策扶持，作为首批《目录》产品纳入《条例》管理范围。首批纳入目录的电子电器产品，有关制度设计、监督管理、相关标准、回收处理运行等问题在不断地探索与示范中。先期选择部分重点产品纳入《目录》，有利于鼓励重点废弃电器电子产品处理技术的研发和推广，推动产业化发展，积累管理经验，为将全部废弃电器电子产品纳入《目录》管理奠定基础。

首批考虑进入《目录》的这些废弃电子产品，主要具有以下特点：

（1）社会保有量大、废弃量大。如已入选首批《目录》的产品电视机、电冰箱、洗衣机、空调、电脑等均具有这一特点。2009年电视机、电冰箱、洗衣机、空调、电脑等主要家电产量近5亿台，出口量达2.4亿台。同时，我国已开始进入家用电器报废的高峰期，每年的理论报废量超过5000万台，报废量年均增长20%。

（2）污染环境严重、危害人体健康。由于缺乏法律法规规范，回收处理基本处于无序状态，大量废弃电器电子产品没有得到合理处置，既浪费资源、又污染环境、对人体健康也存在较大危害。废弃电器电子产品中含有大量铅、汞、铬、镉、溴化阻燃剂等有害、难处理的物质，如果通过简单工艺进行拆解，不进行无害化处理，会造成严重的资源浪费、环境污染和对人体健康的危害。

（3）回收成本高、处理难度大。电视机等家用电器是千家万户中使用量大面广的产品，现阶段无偿回收难度较大，而且体积大、运输成本高，短期内难以实现完全市场化运营。同时，废旧家电中稀贵金属的分离、回收、再生利用等技术难度较大，需要大量的技术装备资金投入；含铅玻璃、荧光粉、氟利昂等废物无害化处理成本较高。

（4）社会效益显著、需要政策扶持。废弃电器电子产品中蕴藏大量的有色金属、稀贵金属、塑料等资源，规范的拆解处理和回收利用，不仅能够有效地减少环境污染，还将有利于减少原生资源开采和消耗，缓解我国经济发展的资源瓶颈，保障人体健康。废旧家电拆解处理投资大、回报期长、经济效益差，需要政策予以扶持。

近年来，随着电动车的普及，作为电动车动力电池的废弃量在飞速增长。当初这些没有纳入目录的废弃电池，由于其环境污染性与资源再生性引起社会广泛地关注，由于这些产品的增长速度迅猛，在未来环境管理形势将十分严峻，因此，针对废弃电池开展废弃电器电子产品处理目录（第二批）的筛选评估工作对相关企业发展与环境管理工作十分重要。

2.废弃电池的现状及入选评估

2.1 废弃电池的现状分析

2.1.1 产生量现状分析

中国重金属污染中，最严重的是铅污染。中国的工业化和城市化进程带动了铅的消费，中国在2004年超过美国成为全球最大的铅消费国。2000-2009年，中国铅表观消费年均增速14.4%，2009年达到368万吨。期间实际消费年均增速为21%，2009年为333万吨。中国汽车、通信、金融、电力、交通、电动自行车等行业的快速发展，促进了铅酸电池产业的迅速成长，中国成为全球最大的铅酸蓄电池生产国和出口国。

中国铅的主要用途是生产铅酸蓄电池，其次是氧化铅，其他还包括铅材和铅合金、铅盐、电缆等。2005-2009年间，铅酸蓄电池中铅的消费一枝独秀，贡献了最大的增幅。在2009年铅的总消费中，铅酸蓄电池中铅的消费量在总消费量中的比例从2005年的71.3%提高到81.5%。随着电动汽车等行业的发展，铅酸电池、镍氢电池及锂电池是我国近几年来市场份额最重的几类电池（见图1）。

图1 2007年我国电动自行车行业的电池组成比例

以上几种电池中，铅酸蓄电池因其价格便宜、材料来源丰富、技术和制造工艺较成熟等综合因素是商业化电动车主要采用的电池，事实上目前实际使用和已商业化的各种电动车，90%以上都采用铅酸蓄电池。铅酸蓄电池在一段时间内很难被完全取代[3]。

镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品，从20世纪90 年代开始投放市场。镍氢电池和镍镉电池外形上相似，而且镍氢电池的正极与镍镉电池也基本相同，都是以氢氧化镍为正极，主要区别在于镍镉电池负极板采用的是镉活性物质，而镍氢电池是以高能贮氢合金为负极，因此镍氢电池具有更大的能量。同时镍氢电池在电化学特性方面与镍镉电池亦基本相似，故镍氢电池在使用时可完全替代镍镉电池，而不需要对设备进行任何改造。镍氢电池缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池差，在移动电话、笔记本电脑等领域被钴酸锂等锂电池取代，作为动力电池在便携式电器市场、电动工具、电动车市场开始萎缩，主要是被锰酸锂电池和磷酸铁锂电池取代。

锂离子电池的应用市场主要在手机、笔记本电脑、电动自行车市场、电动汽车市场、电动工具市场、矿灯市场和太阳能路灯领域。目前来说，尽管进入电动自行车市场、电动汽车市场、电动工具等市场的发展速度非常迅速，但仍主要用于手机市场和笔记本电脑市场。根据2008年统计资料，笔记本电脑市场和手机市场仍占锂电池销售量的75%（估计整体消费性电子产品占锂电池销售量达85-90%）。

经过分析，以上几种电池都属于社会产生量及废弃量较大的电池，其中铅酸电池的产重尤其巨大，其危害也不容忽视。

2.1.2 污染物特征分析

我国处置报废电池的工作仍处于起步阶段，如果回收处置得当，废动力电池可以成为宝贵的再生资源，以上几种电池如处理处置不当，存在二次污染、具有一定的环境风险（见表1）。

表1 电池特征污染物

据自行车协会统计，我国每年电动自行车的销量约为2500-3000万辆，2010年保有量为1.4亿辆。一般的电动自行车电池，需要每1.5年更换一次。保守计算，按平均每两年换一块电池，每年至少更换7000万只电池，这其中，铅酸电池约至少占80%，换句话说，每年大概有5000多万只铅酸电池需要更换。每只废蓄电池一般含有20～25%的电解液，其中含有15～20%的硫酸以及悬浮的含铅化合物，经过静置澄清的废电解液含铅浓度达7～10g/l。由于大部分整只电池随意倒酸，假设只有10%整只废电池得到了妥善处置，则每年有5万吨废硫酸流入大地和地下水中，污染之重不言而喻。

铅是可在人体和动物组织中积蓄的有毒金属。铅中毒能引起中枢及周围神经系统功能的改变，发育中的神经系统对铅尤为敏感。哺乳动物大脑海马是学习、记忆及情绪的关键部位，铅可以选择性地聚集于海马区，使海马LTP（长时程效应）表达受损而导致神经行为的改变[4]。铅能影响儿童的学习记忆功能，由于儿童体内防御体制不完善和血脑屏障发育不全，未发育成熟的中枢神经系统对铅毒性敏感性比较高。研究结果表明血铅水平对儿童智商影响密切，如血铅浓度每增加40μg/L，智商下降1[5]。国外一些研究报告即使血铅浓度降低到25μg/L，也会使儿童的阅读、数学运算、短期记忆以及视觉能力受到损害。并认为在血铅＜100μg/L时，血铅与认知功能下降已存在剂量-效应关系，而且血铅水平越低，IQ与血铅浓度负相关性越好[6-7]。

镍及其化合物对人皮肤和呼吸道有刺激作用，可引起皮炎和气管炎，甚至发生肺炎。相比铅而言，镍及其盐类虽然毒性较低。

废旧锂离子电池中的塑料或金属外壳、电解液、电解质盐以及电极废料均具有回收价值[8]。锂离子电池中含有六氟磷酸锂、有机碳酸酯、铜、钴、镍、锰等化学物质。其中六氟磷酸锂有强腐蚀性，；难降解有机溶剂及其分解和水解产物，如DME（二甲氧基乙烷）、甲醇、甲酸等，这些有毒有害物质会对大气、水、土壤造成严重的污染并对生态系统产生危害。

2.1.3 处理处置技术分析

我国目前废蓄电池铅回收业所存在的主要问题可以概括为以下几个方面：处理技术落后；能耗水平较高；资源综合利用率较低；处理规模小和污染严重等现象。在我国，铅蓄电池回收生产工艺还基本停留在原始的火法工艺，铅的回收率最高仅为85%，其余15%的铅以废渣或废气的形式排入环境。目前国内虽然有几家企业引进了半湿半火法工艺，但由于在成本方面无法和小冶炼厂相竞争，因此基本上处于半停产状态。另外，由于废畜电池中的铅约有50%以上以硫酸铅形式存在，因此在火法冶炼过程中除产生较严重的铅污染外，还存在着很严重的SO2污染，可以说我国现有的蓄电池铅回收生产工艺存在着资源利用率低，二次污染严重等实际问题，必须加以解决。

目前废锂离子电池的回收利用研究主要集中于电池中正极活性物质的回收利用方法。一般来说，根据所采用的主要关键技术，可以将废锂离子电池的资源化处理过程分为物理法、化学法和生物法这三类。火法工艺简单，但能耗大，而且如果温度过高，铝箔会被氧化成为氧化铝；同时，也需要研究相应对策防止高温产生的废气污染环境。物理法对锂、钴的回收率较高，但是在机械破碎之后需用马弗炉热处理、浮选等方法进一步分离，造成了该法流程过长、成本较高。化学法通过沉淀、萃取、盐析等方法来分离、提纯钴、锂等金属元素。目前使用较多的浸出体系是硫酸-双氧水的混合体系。

由于工艺、回收水平等限制，锂离子电池与镍氢电池的再生均处于起步阶段，有一些具有回收能力的企业开展了湿法提取钴的工作，但总体而言，没有在全国大范围的展开。

2.1.4 配套管理政策分析

废铅蓄电池的回收率不到90%，也没有成型的废杂铅的管理法规，不仅造成了资源浪费，而且对环境造成极大环境污染，已引起了国家有关部门的高度重视。

国家铅产业政策体系包括产业规划、企业组织结构和产业技术升级等，主要针对有色金属产业和再生有色金属产业规定了调整方向和重点，行业新建类和限制类项目、鼓励及淘汰技术和工艺等。国家近年来针对铅产业政策体系在产业规划上主要出台了有色金属产业调整和振兴规划（国发[2009]14号），再生有色金属产业发展推进计划（工信部联节，[2011]51号），重点强调现阶段，有色金属产业在我国实现城镇化、工业化、信息化中的重要作用没有改变，作为现代高新技术产业发展关键支撑材料的地位没有改变，产业发展的基本面没有改变。同时，加快建设覆盖全社会的有色金属再生利用体系，支持具备条件的地区建设有色金属回收交易市场、拆解市场。鼓励有实力的铅锌企业以多种方式进行重组，实现规模化、集团化；培育形成若干再生有色金属产业集聚发展的重点地区，支持安徽、河南、山东、江苏、湖北等地区发展再生铅。严格控制资源、能源和环境容量不具备条件地区的有色金属产能。发展改革委（公告2007年，第13号）铅锌行业准入条件中明确规定铅冶炼项目，单系列铅冶炼能力必须达到5万吨/年（不含5万吨）以上，再生铅项目：规模必须大于5万吨/年。国家在产业结构调整指导目录（2011年版）中对再生铅项目建设也做出明确的确定。

2009 年，根据工信部出台的新标准《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，以镍氢电池生产的混合动力乘用车被归类为成熟产品，允许在全国范围内销售使用，对镍氢电池产业将产生巨大推动作用。对镍氢电池产业是一大利好，但镍氢电池的发展主要受上游产品价格的影响较大，发展受到一定的限制。

针对锂离子电池，国家的政策扶持力度明显增加。“十五”期间，在锂电池研发上的国拨经费只有800万元，加上地方的配套经费，“十一五”期间，中央政府将在锂离子电池研制方面投资6000万元，同时要求承担项目的公司按照10 倍比例投入配套资金，这样，总的投资将达到6 亿元。由于铅、汞、镉等有毒有害物质已被列为《电子信息产品污染控制管理办法》限制在电子产品中添加的物质，这对电池行业的发展影响较大。对锂离子电池产业的发展来说是利好。在国家《产业结构调整指导目录（2005 年版）》。锂离子电池建设符合第一类“鼓励类”第十六项“轻工”第十三条“高技术绿色电池产品”，是国家鼓励类项目。在《产业结构调整指导目录（2007 年版）》（征求意见稿），锂离子电池仍位列其中，是国家鼓励类项目。目前，锂离子蓄电池产业化建设正处于快速发展中。

国家在出口退税上对不同电池的政策也作出明确的调整。2006 年9 月14 日，国家财政部等五部委联合印发了《关于调整部分商品出口退税率和增补加工贸易禁止类商品目录的通知》。根据《通知》规定，铅酸蓄电池的出口退税政策被取消；而早在2004 年，电池的出口退税率便开始逐年下调，并将逐步全面取消退税。目前铅酸蓄电池已被列入加工贸易禁止类目录，对列入此目录的商品进口一律征收进口关税和进口环节税。而国家对锂离子电池出口退税从13%上调至17%。

2.2 废弃电池筛选原则

2.2.1 废弃电池的评估指标建立

在此，我们采用多指标综合评价的方法对几类废弃电池能否进入目录《二批》进行分析。所评价的废弃电池为社会保有量及废弃量大、污染因素复杂的铅酸电池、镍氢电池及锂离子电池。确定评价的指标体系分为必选指标（一级评价指标）及附加指标（二级评价指标）。

必选指标首先是基于废弃电子产品处理目录入选原则分析，然后根据实际情况。

（1）社会保有量、废弃量

指社会拥有已销售电池的总量及已产生的废弃电池的总量。权重分为三种情况：较少，1分；一般；2分；较多，3分。

（2）污染环境严重、危害人体健康

对废弃电池中所含有的污染物是否是造成环境污染、是否会危害人体健康作出判断。权重分为三种情况：较少污染，1分；一般污染；2分；严重污染，3分。

（3）回收成本高、处理难度大。

对废弃电池的生命周期中的回收与处理处置再生等综合评价。无偿回收难度较小，且容易处理处置为1分；无偿回收难度一般，处理处置难度一般为2分；无偿回收难度较大，处理处置难度高，3分。

（4）社会效益显著、需要政策扶持。

社会效益较差为1分，社会效益一般为2分，社会效益良好为3分。

一级评价指标满分为12分，最低分为4分。

二级评价指标，其中包括：资源和能源消耗指标：污染物排放指标、经济成本指标、技术可靠性指标、社会效益和政策扶持力度等分析。

（1）资源和能源消耗指标

确定资源和能源消耗指标的基础是对生产工艺中技术应用涉及的物质输入，不同行业根据自身实际情况的差异，主要包括生产过程中的水消耗、原料消耗、化学试剂及助剂消耗、综合能源消耗情况等。对于资源和能源消耗指标的权重分为三种，分别为消耗较低为1分，消耗与其它工业企业没有区别，为一般情况，2分；消耗较严重，为3分。

（2）污染物排放指标

污染物排放指标主要反映生产输出端的物质清单，是进一步进行技术环境影响比较和评估的基础。从污染排放的介质来划分，主要考虑向水体、大气、土壤排放的各类污染物。由于不同行业污染排放的结构和特征差异很大，需要在识别行业关键环境影响的基础上，确定具体的污染物排放指标，其中包括水污染物指标、大气污染物指标、固体废物指标、噪声指标等。

在此，将其权重也分为三种，污染物排放较轻为1分；排放一般为2分；排放较严重为3分。

（3）经济成本指标

为进行技术经济性评价，应尽可能收集详细可靠的技术成本数据。成本数据受价格因素影响较大，即使是同种物质、能源的消耗，也可能因不同地区、不同行业而存在差别。因此，无论技术的成本数据是否完整，物质、能源输入输出清单都是必选的，这些基于物理量的数据是计算技术经济成本的基础。技术成本可分为投资成本、运行维护成本、收益和避免费用三大类，评价时的数据收集和计算过程中，选取的指标需要针对不同行业和技术的特点做出灵活调整。

在此，将经济成本指标权重也分为三种，经济成本较轻为1分；一般为2分；经济成本较严重为3分

（4）技术可靠性指标

包括技术的有效性、成熟性、普及率、稳定性等指标。

将此权重也分为二种，技术可靠性指标一般为1分；技术可靠性指标较成熟为2分。

（5）社会经济效益

以国家各项社会政策为基础，对项目实现国家和地方社会发展目标所作贡献和产生的影响及其与社会相互适应性所作的系统分析评估。此处的社会经济效益包括通过环保节能措施对经济增长速度、劳动就业程度的影响、健康保护等影响。

将此权重也分为二种，一般为1分；具有良好的社会经济效益为2分。

（6）政策导向性指标

根据本国的资源、资金、技术力量等情况和经济发展的要求，选择和确定一定时期的主导产业部门，使产业结构政策在市场机制充分作用的基础上发挥作用。 在此，分政策明确导向力度分为三种，将暂时不具备良好的政策扶持，为1分；国家已初步开始制订实施了相关政策导向，为2分；国家已制订多个政策导向并明确进行推广者为3分。

二级评价指标总满分为15分，最低分为6分。

2.2.1 废弃电池的权重方法

根据各种确定权重方法的特点和本项目的实际情况，我们应用层次分析法（AHP）来确定权重。 这种方法的优点在于综合考虑评价指标体系中各层因素的重要程度，而使各指标权重趋于合理；把人们依靠主观经验来判断的定性问题定量化，既有效地吸收了定性分析的结果，又发挥了定量分析的优势；既包含主观的逻辑判断和分析，又依靠客观的精确计算和推演，从而使决策过程具有很强的条理性和科学性，能处理许多传统的最优化技术无法解决的实际问题，应用范围广。对于一级评价指标之和，在总权重中占60%，二级评价指标之占40%，则总权重计算如下（表2）：

表2 几种废弃电池的权重分析

通过分析总权重满分的情况为20.4，而铅酸电池占其中95%以上，可见，在几类废弃电池中，铅酸电池最具有被选入废弃电器电子产品处理目录（第二批）管理资格。锂离子电池（权重得分47.05%）与镍氢电池（权重得分40.19%），目前尚不具备进入目录（第二批）管理的资质。

从目前来看，从废弃铅酸电池的产生量、污染环境严重程度及回收成本高、处理难度分析，以及合理再生产生的社会效益显著度分析，它均已符合列入废弃电器电子产品处理目录（第二批）管理要求，现阶段，无论发改委、工信部还是环保部等对铅酸电池的管理已出台了大量的管理文件。不同管理部门针对铅酸电池的管理，在有关制度设计、监督管理、相关标准、回收处理运行等问题在不断地探索与示范中，但不同部门对于铅酸电池再生中产业正确发展均做了积极的探索，一些经济激励等政策仍需要明确。这些管理要素均为废弃铅酸电池被纳入《目录》管理奠定了基础。

[1] 吴彩斌，向速林，姜宾延.电子废弃物综合利用技术现状及其对策分析.中国环境保护优秀论文集，2005：1624-1627.

[2] 王育松.我国废旧电脑的危害及其管理对策.机械管理开发，2008，23（3）：167-168.

[3] 郭自强，电动车电池概况及发展前景，电动车及新型电池学术交流会议论文集，2003，中国，上海，40-45.

[4] zaiser A E, Miletic V.Different effect of inorganic lead on hippocampal long-time potentiation in young rats in vivo[J].Brain Res，2000，876：201-204.

[5] Wakefield J.The lead effect[J].Environ Health Perspect，2002，110 （10）：574-580.

[6] Bellinger, D., Sloman, J., Leviton, A., Rabinowitz, M.,Needleman, H.L., Watemaux, C..Low-level lead exposure and children’s cognitive function in the preschool years[J].Pediatrics，1991，87：219-227.

[7] Bellinger D, Sloman J, Leviton A, et al, Low-level lead exposure and children’s cognitive function in the preschool years [J].Pediatrics， 1991，87：219-227.

[8] 张骁君，李光明，贺文智，等.废锂离子电池回收利用研究进展.化学世界，2009，1：60-62，64.