SSB蓄电池基于消费模式的报废铅酸电池资源回收潜力定量评估：中国案例研究

2026-03-30 16:20:16

铅酸蓄电池（LABs）作为道路运输、新能源储能等领域的核心能量载体，其使用量随全球能源需求增长而稳步上升。然而，报废后的非规范化回收不仅造成铅资源浪费，更会引发严峻的环境与健康风险。作为全球最大的铅酸蓄电池生产国和消费国，中国在精确量化废电池产生量及构建物质代谢模式方面仍面临挑战。这些局限性制约了能源产业链的循环效率，阻碍了全球能源资源治理的协同。本研究以中国市场为样本，通过大规模随机抽样（576块起动电池和1371块动力电池）获取循环寿命数据。此外，研究基于市场供应模型建立了报废量估算方法，并采用物质流分析法揭示资源回收代谢机制。结果显示，2022年中国理论废铅酸电池（WLABs）总量达到约433万吨，可回收铅资源量达286万吨。起动电池与动力电池的平均循环寿命分别为5.07年和3.30年。该研究填补了能源领域铅循环的关键数据空白。所建立的计算模型与代谢框架为全球WLABs管理提供了参考依据，在保障能源资源安全的同时推动全球"能源-资源-环境"协同发展。

引言

铅酸蓄电池（LABs）的生产、销售及废弃量预计将持续上升（Wang等，2025），主要驱动力来自机动车与电动自行车的持续增长，以及新能源储能装置需求的攀升（Peng等，2023；Boulif等，2025）。全球每年约1000万公吨铅被用于LABs生产，占铅总产量的85%以上（Tan等，2019）。LABs主要由稀硫酸电解液、二氧化铅正极和铅负极构成（Wang等，2023）。废铅酸蓄电池（WLABs）的非正规回收、拆解与冶炼不仅导致高能耗、重污染和低资源回收率，还会造成长期生态破坏（Tian等，2014；Nodeh等，2023），并对人体健康构成严重威胁（Johnston等，2019）。目前，关于废电池产生量及其在社会经济系统中循环流动模式的精确估算及相关研究仍显不足。这阻碍了基于供需动态的回收企业合理规划以及监管部门实施精细化管理（Di等，2025）。作为全球最大的铅酸蓄电池生产国和消费国（Liu等，2023），中国废铅酸蓄电池回收行业面临着严峻挑战，包括产能严重过剩以及正规回收企业被非正规经营者挤出市场（Chen和Gao，2021；Tian等，2023）。本研究以中国市场为案例，量化分析了废铅酸蓄电池全生命周期回收过程。
新型铅酸蓄电池主要流入新车初级市场和旧车维修次级市场（北京泰森科德动力科技有限公司，2026）。尽管近年来中国电动自行车和汽车的销售增长放缓，导致初级铅酸蓄电池市场扩展包乏力，但现有装备存量庞大使得维修更换售后市场持续增长。铅酸蓄电池在日常生活中应用广泛，根据结构和功能主要分为四类：启动电池、牵引电池、备用电池、储能电池及其他类型（Hou等，2024）。与众多消费品类似，铅酸蓄电池历经加工、生产、销售、使用和处置后最终成为固体废弃物（Skeete等，2020）。不同类型蓄电池的服务寿命存在显著差异（Dufo-López等，2014）。备用电池与储能电池具有更长的使用寿命，通常通过用户投标程序进行集中收集和处理，因此产生的废弃物量相对较小。相反，最大批量的启动电池和牵引电池主要来源于社区内的居民消费。这两类电池在报废时呈现高度分散的分布特征，需要专业回收机构建立回收基础设施并开展日常收集工作（He et al., 2021）。
现有文献主要采用市场供给模型或斯坦福模型，基于社会背包（Chen等，2018）及铅酸电池在不同应用场景（如汽车（Neto等，2016）、电动自行车、摩托车、通信基站和变电站（Machado Santos等，2019；He等，2020））的平均寿命进行粗略估算。He等（2020）根据各类电池维修更换市场的销售数据，估算中国约产生360万吨废铅酸电池。孙（2019）与胡和李（2021）通过在线问卷对各类铅酸电池的报废寿命进行了消费端初步调查，并以此作为模型中的寿命分布参数。该方法显著提高了废铅酸电池（WLABs）产生量估算与预测的准确性。如He等（2021）所述，对WLABs等危险废物的精准管理需要准确、实时的动态数据支撑。然而，针对回收再生过程中不同铅酸电池实际寿命分布的量化研究仍存在严重不足。这一缺陷阻碍了WLABs产生量估算模型精度的提升。由于铅酸电池类型繁多、生产厂商众多且缺乏完善的公共统计渠道，获取各类电池的国内销售数据极为困难，这进一步加剧了该挑战。因此，政府部门在实施精准管理与监督时缺乏详实的数据支撑。
废铅蓄电池(WLABs)经集中回收处理后生成再生铅。再生铅重新进入制造企业，由此形成闭环循环经济模式(Scur等, 2022)。众多学者研究了废铅蓄电池的回收模型，通过识别回收网络中的利益相关方并分析动态交互作用，探索不同地区及经济发展阶段下的最优回收方案与监管机制(Tian等, 2023)。Dong等（2022年）提出，委托回收模式适用于回收网络覆盖广泛的区域，这与中国短期需求相契合。联合回收则适合对回收点基础设施要求较低的地区，符合中国中期发展要求。自主回收对于需收集同类废物流或追求梯级利用的区域最为理想，与中国长期未来需求相一致。Du等学者（2023年）对铅蓄电池回收中各利益相关方间复杂的战略互动关系进行了深入剖析。通过分析利益冲突，他们构建了一个包含正规回收商、生产者责任延伸方和正规再生处理商的三方演化博弈模型。当前关于废电池回收过程中物质代谢模式与环境影响的研究仍显不足，未能为环境管理部门的实际工作提供有效支撑。我国已建立起以废铅酸电池为核心的中华人民共和国固体废物污染环境防治法及废铅酸蓄电池处理污染控制技术规范（HJ 519–2020）该法案明确规定了生产者责任延伸制度和标准化处置要求。在实际操作层面，工业电池主要通过集中招标程序进行回收，而家庭源电池则依托多利益相关方协同回收模式。非正规回收行为仍普遍存在。此外，基层执法能力与基础设施建设亟待加强。
本研究在社会经济系统内构建了废铅酸蓄电池（WLABs）的物质代谢分析框架，按照产生-回收-利用的科学逻辑展开系统分析。首先，通过对样本的统计分析，我们描绘了铅酸蓄电池寿命分布曲线，进而基于消费品实际销售数据和使用模式，建立了估算报废WLABs产生量的统计方法。其次，本研究重点考察了中国WALBs产生环节与资源回收环节的物质代谢特征。本文为评估WLABs资源循环利用效率提供了基础数据支撑，同时为再生铅产业的顶层规划及其他社会固体废物管理体系的建设提供了科学依据和方法论参考。