报废动力电池收集模式及成效评估方法研究

The generation of scrap power battery (SPB) is increasing rapidly with the speedy development of the new energy vehicle industry and the upcoming end of battery. Presently, the issue related to SPB have gradually become an important part of the solid waste management and urban area governance. Focusing on power batteries from the social sources, such as the individual consumers and small generating units, this proposal will review the collection modes for SPBs with the purpose of analyzing relevant constraints and the category and degree of their impacts on the collection system. The internal structure, components, and economic operation mode of collection system will be studied, and the contents, forms, and subjects in environmental responsibility for waste collection will be investigated, so as to explore approach for reconstructing the collection mode. A comprehensive decision-making model considering the aspects of economic cost assessment, environmental responsibility fulfillment and environmental impact will be proposed. The mechanism for responsibility allocation towards stakeholders in the collection system will be developed based on the review of environmental responsibility attribution principal studies and the proposed decision-making model. In view of the specificity of cascade utilization of power battery, the method for assessing its social and environmental risk will be studied in order to investigate the role of collection system in risk prevention and control. Then, the quantitative relationship between risk changes and collection system performance will be explored and an effectiveness evaluation method towards SPBs collection system performance will be established.

动力电池报废量随着我国新能源汽车行业的迅速发展和电池使用寿命的临近而快速增长，并逐渐成为当前固体废物以及城市管理的重要内容。本课题以个人消费者和小型产生单位等社会源的动力电池为对象，研究多层次主体下报废动力电池收集模式，解析影响收集系统的相关制约因素及其影响类型和程度；阐明收集系统内部结构、组成要素和经济运行方式，分析废物收集环境责任内容、体现形式和关联主体，以探究收集模式的重构方案；研究综合经济成本评估、环境责任履行和环境影响等多因素的综合决策模型，结合环境责任归属分析，探索利益相关方在收集系统中的责任分配机制；针对动力电池梯级利用的特异性，研究相应社会风险评价方法，分析收集系统运行对于风险防控的作用，以探究风险和收集系统表现的量化关系，建立报废动力电池收集系统运行成效评估方法。

动力电池报废量随着我国新能源汽车行业的迅速发展和电池使用寿命的临近而快速增长，并逐渐成为当前固体废物以及城市管理的重要内容。本研究对于个人消费者和小型产生单位等社会源的废动力电池不同回收模式运行特征进行了系统分析，构建了回收模式选择流程决策图；采用费用效益分析方式，从经济、环境和社会三个维度，构建了回收模式决策模型，并结合北京进行了案例研究。结果表明，产业联盟回收具有较好的综合效益和相对较低的运行成本，其次为汽车生产企业、动力电池生产企业自主回收模式，最后为综合利用企业回收模式，并提出了北京市动力电池中长期回收模式构建建议。回收系统责任分配方面，我国对动力电池回收过程的物质流和信息流有比较明确的责任限定，但尚缺乏资金方面的支持措施。本研究构建了基于物质流、信息流和资金流等三方面的动力电池回收责任再分配体系，并建议从提升政策强制性、强化信息平台作用和落实回收资金责任等方面做好动力电池回收责任再分配工作。采用寿命分布曲线方法预测结果表面，预计2030年，我国居民用汽车动力电池产生量将达326万~481万包，公共交通领域废动力电池产生量将达173万~232万包，之后居民用车废动力电池产生量将迅速增长。基于生命周期环境影响和环境风险对收集系统成效进行评估的结果表明，动力电池通过整包梯次利用，生产过程可消减约96%的GWP，提升退役动力电池收集系统对于不同类型电池的源分类和鉴别能力，可以有效改善梯次利用过程的环境效益。废动力电池经收集系统收集后规范再生利用可有效控制相应回收和再生利用活动的环境和健康风险。以Cu、As和Pb三种元素为例，非致癌风险的削减率可达60%~98%，致癌风险削减率可达70%~99%。