鉛的應用及未來

1、鉛的應用及未來人類認識和利用鉛已有幾千年的歷史，目前鉛作為一種可再生循環(huán)利用的重要有色金屬原材料，廣泛地應用于軍工、原子能技術、冶金、化工、電子、輕工、農藥、醫(yī)藥、石油等部門。用來制造蓄電池、電纜套、防腐材料、紅丹鉛白、汽油防爆劑、合金、子彈頭、原子反應堆及放射性防護材料，還可以作建筑工業(yè)隔音和裝備上的防震材料等。其中鉛酸蓄電池制造是鉛消費最主要的領域，2009年美國、日本和中國鉛酸蓄電池耗鉛量所占比例分別達到了86%86%和81.4%。2010年全年，我國精鉛產消量約為413萬噸，產值約5242億元，其中鉛酸蓄電池鉛消費量約為339萬噸，占我國鉛消費總量的82%同比增加9.4%,因此，我們有

2、必要和理由以與鉛產業(yè)鏈密切相關的鉛酸蓄電池行業(yè)來談一談鉛的應用及未來。1 .概述鉛酸蓄電池是化學電源中的一種，自從法國科學家普蘭特于1859年發(fā)明鉛酸蓄電池以來，歷經150多年的發(fā)展與完善已成為世界上廣泛使用的一種化學電源，具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長、適用范圍廣、原材料豐富（且可再生使用）及造價低廉等優(yōu)點。主要應用在交通運輸、通訊、電力、鐵路、礦山、港口、國防、計算機、科研、光伏發(fā)電等國民經濟各個領域，是社會生產經營活動和人類生活中不可缺少的產品之一。鉛酸蓄電池是目前世界上產量最大，使用范圍最廣的一種電池。在整個電池行業(yè)中，鉛酸蓄電池占有很大的比重，我國鉛酸蓄電池生產歷來就是電

3、池行業(yè)中廠點最多的項目，近十年來，隨著汽車、通訊、交通、計算機、光伏發(fā)電等與蓄電池應用關系密切產業(yè)的迅速發(fā)展，我國對鉛酸蓄電池的需求相應的以每年10%勺速度快速增長。到2010年，國內鉛酸蓄電池產量高達1.25億千伏安時。2 .鉛酸蓄電池的市場分析2.1 汽車行業(yè)汽車行業(yè)是國家重點發(fā)展的支柱產業(yè)，中國汽車產業(yè)的飛速發(fā)展給蓄電池行業(yè)帶來了空前的機遇，鉛酸蓄電池的用量也迅速增加，大約占整個鉛酸蓄電池用量的80%左右，2010年我國汽車年產量達到了1024萬輛，社會保有量達到了6024萬輛，而且隨著今后汽車保有量的繼續(xù)增加，預計汽車用蓄電池將突破過去8.33%的年增長率。我省2010年車輛總數(shù)估計為

4、90萬輛，鉛酸蓄電池的年用量約為100萬只左右，而且這些數(shù)字還以每天三位數(shù)的速度在增加，可以毫不憂慮的說，車用鉛酸蓄電池的市場需求方興未艾。2.2 摩托車行業(yè)中國是世界摩托車第一生產與銷售大國，1993年中國摩托車產量首次超過日本，中國摩托車市場目前仍處于需求高峰，電動摩托車是較大的潛在市場，這一領域為鉛酸蓄電池開辟了新的巨大的市場。目前我國摩托車擁有量只1011輛/千人，而國際水平為20輛/千人，相差甚遠，因此摩托車的產銷量會穩(wěn)定增長。2.3 通信用鉛酸蓄電池中國的郵電通信業(yè)目前正處于一個高速發(fā)展期，平均每年的增長規(guī)模超過20%固定資產投資已連續(xù)7年超過1000億元。實際上不久前據(jù)權威消息國

5、內電話用戶最多統(tǒng)計已達7.6億戶，預計在今后20年內，中國將是世界上最大的通信市場。通信行業(yè)是鉛酸蓄電池的主要用戶，特別是閥控式鉛酸蓄電池占目前市場需求總量的三分之二。中、小型密封電池在郵電系統(tǒng)的主要應用領域為用戶接入網(wǎng)和通信專網(wǎng)。三網(wǎng)聯(lián)合是工信部“十二五”期間發(fā)展的一個重要方向，這一領域的發(fā)展呈現(xiàn)出強勁的勢頭，特別是北京、上海、廣東、江蘇等經濟發(fā)達地區(qū)和大、中城市，紛紛投入到這一先進的通訊網(wǎng)絡中，隨著信息經濟的不斷發(fā)展，這一領域鉛酸蓄電池市場潛力巨大。2.4 電力用鉛酸蓄電池電力行業(yè)是國家重點發(fā)展的基礎性產業(yè)，2005年至2010年每年新裝機容量平均在2500萬kW以上，多年來，由于城鄉(xiāng)電網(wǎng)

6、建設與改造投入不足，致使電網(wǎng)建設滯后于發(fā)電，限制了城市和農村用電的需求和消費。1998至2000年，國家電力公司投資3800億元進行了城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造，目前將建設重點從發(fā)電轉向電網(wǎng)智能化建設。2005年至2010年每年用于西部城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造和東部后續(xù)配套工程的投資也將達上千億元。其中鉛酸蓄電池的應用占有很大的比重。2.5 鐵路內燃機車及電力機車用鉛酸蓄電池近幾年我國對基礎設施的投入不斷加大，鐵路建設是基礎建設的重點之一?！笆濉逼陂g國家在鐵路系統(tǒng)的總投資將達上萬億元，用于鐵路機車啟動、客車照明、鐵路運行信號控制等鉛酸蓄電池的需求量將大大增加。2.6 UPS用鉛酸蓄電池UPS即不間斷備用電源系統(tǒng)，主

7、要與不斷電設備配套使用，鉛酸蓄電池為其核心部分。近年來，隨著不斷電設備在國內的迅速發(fā)展普及,對鉛酸蓄電池的需求量也在逐年增加。2.7 電動汽車及電動自行車用鉛酸蓄電池2.7.1 電動汽車隨著中國經濟的發(fā)展，燃油汽車擁有量劇增，汽車尾氣排放成為城市大氣污染的主要來源之一，中國政府將環(huán)境保護作為實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內容，國家于1996年啟動電動汽車重大科技產業(yè)化工程項目，根據(jù)中國電動汽車發(fā)展規(guī)劃，期望將公交車、出租車作為電動車使用的首要地位，因此需要發(fā)展價格低廉的電動車電池，1991年國家將電動車鉛酸電池的研究開發(fā)列為重點項目。2.7.2 電動自行車用鉛酸電池隨著經濟的快速發(fā)展，人們對生活質量

8、越來越重視。一方面從環(huán)保角度，另一方面從擁有輕便的私人交通工具出發(fā)，產生了對電動自行車的需求。電動自行車作為欠發(fā)達國家的代步工具，近年來發(fā)展迅速，可以預料，在今后相當長的時間內，電動自行車用蓄電池還會蓬勃發(fā)展，我國電動自行車95減上采用鉛酸蓄電池作為動力源，到2015年中國電動自行車產值將達到1000億元，其中配套電池160億元，二級市場的替換電池達480億元。2.8 新能源用鉛酸蓄電池當今世界能源的結構正朝著綠色方向發(fā)展，綠色新能源中如風能、太陽能光伏系統(tǒng)正在得到大力開發(fā)和利用，并已成為電力工業(yè)重要的有機組成部分。新能源用鉛酸蓄電池也將隨著這一產業(yè)的快速發(fā)展而擁有巨大的市場。2.9 出口貿易

9、用鉛酸蓄電池歐盟、美國等發(fā)達國家出于保護本國環(huán)境的考慮，早已限制鉛酸蓄電池在本國發(fā)展，轉而向我國等發(fā)展中國家采購，近年來，由于國際市場需求的不斷加大，我國已成為全球最大的鉛酸蓄電池出口國之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，2006年到2010年，我國鉛酸蓄電池出口量、出口額分別以40咐口35%勺速度遞增。為我國鉛酸蓄電池的生產制造創(chuàng)造了無限的商機。鉛酸蓄電池產業(yè)是二十一世紀最具有發(fā)展前途和應用前景的新型綠色能源體系，關系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)，近年來，鉛酸蓄電池技術不斷發(fā)展，產品逐漸成熟，啟動電池結構逐步優(yōu)化升級，免維護蓄電池廣泛使用，為我國相關產業(yè)發(fā)展與進步起到了重要的支撐作用，其生產已經成為國民經濟發(fā)

10、展中重要的基礎性產業(yè)。鉛酸蓄電池還有待發(fā)展，技術研發(fā)將大大改進其不足，即使在其質量和技術非常成熟的日本，鉛酸蓄電池在未來20-30年也不會被取代。3 .中國鉛酸蓄電池制造技術自加入WTCB,隨著國家相關產業(yè)的拉動及國際電池生產商在華投資的增加，中國鉛酸蓄電池的產業(yè)發(fā)展較快，年增長速度超過30%同時隨著國際市場需求的不斷增加，中國也成為世界上最大的鉛酸電池出口國之一，我國鉛酸蓄電池技術與國際水平差距不明顯，汽車電池處于國際先進水平，動力用、電動自行車用電池技術接近國際先進水平。經過20年的發(fā)展，免維護和密封蓄電池技術取得了巨大成就，使鉛酸蓄電池不僅在交通運輸，國防等傳統(tǒng)領域得到了廣泛應用，而且被

11、廣泛應用于與太陽能光伏發(fā)電，風力發(fā)電、通訊電源、電力變配電系統(tǒng)、鐵路、船舶通訊、啟動、照明電源、UPS電源中，技術進步推動了蓄電池行業(yè)的快速發(fā)展，使其成為新興的朝陽產業(yè)之一。近年來，隨著市場需求的變化，鉛酸蓄電池的生產方式及工藝不斷完善，制造水平不斷提升，電池比能量、循環(huán)壽命、性能一致性、使用安全性和環(huán)保性不斷提高，隨著電動自行車用鉛酸蓄電池的發(fā)展，高溫固化技術發(fā)展較快，國內對于其它國際先進技術如卷繞式電池、雙極性電池等還只是處于研究階段，沒有批量生產。從我國鉛酸蓄電池專利技術申報情況來看，鉛酸蓄電池行業(yè)在近幾年的總體技術發(fā)展防線是電池結構及電池型號的開發(fā)，而國外專利技術則主要涉及現(xiàn)今的薄型極

12、板電池和雙極性電池，使用模塊結構的密封電池和膠體電解液電池。因此，我國的專利技術與國外還有一定差距。4 .鉛酸蓄電池的國家產業(yè)政策根據(jù)科技部、財政部、國家稅務總局于2008年4月頒布的高新技術企業(yè)認定管理辦法（國科發(fā)火2008172號），“新型動力電池（組）、高性能電池（組）”為國家重點支持的高新技術領域，閥控密封式鉛酸蓄電池屬于上述領域。目前，服務于相關產業(yè)的鉛酸蓄電池絕大部分為閥控密封式鉛酸蓄電池，總體來看，鉛酸蓄電池行業(yè)符合國家產業(yè)政策。5 .鉛酸蓄電池生產污染治理如果沒有鉛酸蓄電池，只在中國，就會有約1億輛電動自行車無法上路、6000萬輛汽車癱瘓在馬路上，鉛酸蓄電池是當代社會不可缺少的

13、產品，這是一個全球現(xiàn)象。在美國、歐洲以及日本等發(fā)達國家，鉛酸蓄電池的使用范圍也非常廣泛。2010年，全球鉛酸蓄電池的年銷售額為600億美元，美國年產量達200億美元，占全球產量的1/3。在日本,鉛酸蓄電池的從業(yè)人員達幾十萬，年創(chuàng)效益達數(shù)百億美元。鉛酸蓄電池的生產過程中由于使用了鉛酸二種物質，具有一定的污染，但其污染危害并非媒體所報道的那么嚴重。近十幾年，隨著國家環(huán)保法規(guī)和從業(yè)人員對自身健康的重視，蓄電池生產企業(yè)已經越來越重視對環(huán)保的投入，特別是2003年國家質檢總局在蓄電池行業(yè)實施生產許可證后，將鉛酸蓄電池生產過程中的環(huán)保不達標列為否決項，任何環(huán)保設施不健全，或雖有設施，但環(huán)境監(jiān)測不合格的企業(yè)

14、均被否決，從而失去生產該類產品的資格。2007年5月30日生效的鉛酸蓄電池產品生產許可證實施細則（第二版），再次對環(huán)保設施提出了明確要求，并規(guī)定地方環(huán)保部門對企業(yè)環(huán)境監(jiān)測合格為企業(yè)通過生產許可證現(xiàn)場審核的先決條件。因此，鉛酸蓄電池行業(yè)的生產污染通過治理完全可以達到國家規(guī)定的排放標準的要求，生產許可證實施以來，已有1200多家企業(yè)獲得了生產許可證，這足以說明蓄電池行業(yè)的環(huán)境保護已有了很大轉變，且鉛酸蓄電池產品的服務對象均為重要的領域和環(huán)保型產業(yè)，而且鉛酸蓄電池在使用環(huán)節(jié)釋放的是氫氣和氧氣，而非人們誤認為的鉛酸，因此，從使用環(huán)節(jié)來講，鉛酸蓄電池堪稱綠色能源。6 .廢舊鉛酸蓄電池的回收循環(huán)利用6.1

15、 廢舊鉛酸蓄電池無污染回收是解決鉛污染環(huán)境、保障生物健康的根本出路鉛酸蓄電池是世界上各類電池中產量最大、用途最廣的一種電池，鉛酸蓄電池用量越大，報廢更新的鉛酸蓄電池就越多。我國每年約有5000萬只（約50萬噸）廢鉛酸蓄電池產生，（甘肅省每年所產生的廢舊電池量約為7380噸，相當于20.2噸/天，）回收利用工作總的說來處于一種無序狀態(tài)。全國尚無一家企業(yè)建立了全國性回收網(wǎng)絡?；厥罩髑勒莆赵诖罅康膫€體專業(yè)戶手中。由于小商小販和小工業(yè)者缺乏環(huán)境保護意識，在收集、轉運過程中，隨意拆解，將廢舊電池中有毒廢酸液任意倒置，將塑料外殼到處丟棄，不僅嚴重影響環(huán)境和生物健康，還造成廢鉛資源的嚴重浪費。6.2 廢舊

16、鉛酸蓄電池無污染回收利用是解決鉛資源日益短缺問題的根本出路，是實現(xiàn)鉛資源可持續(xù)發(fā)展、發(fā)展循環(huán)經濟的重要保證。廢舊鉛酸蓄電池回收利用是我國在重視環(huán)境保護和重視再生資源的情況下逐步發(fā)展起來的新興產業(yè)，隨著我國鉛相關工業(yè)的迅速發(fā)展，對鉛的需求量不斷提高。目前在蓄電池消耗的鉛中有50%為再生鉛，又因為蓄電池消費量的增大而導致廢蓄電池的增多，使再生鉛工業(yè)有了更多的原料來源，我國再生鉛工業(yè)正處于非常有利的發(fā)展時期。在未來的競爭中，誰掌控了資源，誰就掌握了主動，我國鉛儲量曾居世界前列，但過度開采及勘察的滯后，鉛礦資源短缺現(xiàn)象日益嚴重，資源的安全保障問題已成為一個急需考慮的問題。廢舊鉛酸蓄電池回收和利用已成為

17、我國實現(xiàn)鉛工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不可缺少的重要組成部分。首先，由于過度開發(fā)利用，我國鉛保有量急劇下降，精礦供應趨緊，已由凈出口國變?yōu)閮暨M口國?；厥赵偕U可充分利用再生鉛廢料，減少原生鉛礦石的開采量，延長其開采期限。其次，回收再生鉛可節(jié)約能源。再生鉛能耗僅為原生鉛的25.131.4%,生產再生鉛從鉛廢料中直接回收，不需要像生產原生鉛那樣經過采礦、選礦等工序，生產成本較低。據(jù)測算，再生鉛生產成本比原生鉛低38%?？梢?，保證鉛工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須發(fā)展再生鉛工業(yè)，使鉛金屬進入生產一消費一再生的良性循環(huán)，這是一個長遠的戰(zhàn)略問題.6.3 、我國廢舊鉛酸蓄電池回收利用工藝技術落后現(xiàn)狀亟待改觀我國目前廢舊鉛酸

18、蓄電池回收進行利用的企業(yè)和個體戶，技術手段落后，處理能力有限，環(huán)保問題沒有得到根本解決，絕大多數(shù)根本就沒有考慮環(huán)保問題。從總體情況看，我國廢舊鉛酸蓄電池回收利用主要是以犧牲環(huán)境和浪費資源為代價的，再生鉛企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、耗能高、污染重、工藝技術落后、金屬回收和綜合利用率低。工藝上主要采用傳統(tǒng)的小反射爐、鼓風爐和沖天爐等熔煉工藝，極板和漿料全部混煉，基本上未經預處理工藝。一些小企業(yè)、個體戶甚至采用原始的土窯土爐冶煉，90%以上企業(yè)沒有采取煙塵處理，整體水平僅相當于國際20世紀60年代水平，處在高排放、高能耗、重污染、低回收率的階段。6.4 全面實施鉛酸蓄電池回收政策是解決環(huán)保問題的關鍵舉措我國

19、正在積極地推行循環(huán)經濟，廢舊鉛酸蓄電池的90W0收再利用，但是我國產業(yè)政策沒有給廢舊電池回收一個良好的發(fā)展空間，致使其成為長期困擾我國蓄電池發(fā)展的瓶頸，我國沒有一個廢舊鉛酸蓄電池回收管理的法定規(guī)范，全國未建立一家專業(yè)性廢舊鉛酸蓄電池回收公司，無一家正規(guī)專業(yè)再生鉛企業(yè)或蓄電池企業(yè)建立了全國性的回收網(wǎng)絡和地區(qū)性回收網(wǎng)絡，整個回收工作處于分散和無序狀態(tài)，廢舊鉛酸蓄電池的回收率不高，且處理能力的有限，使我國目前有70%勺廢舊鉛酸蓄電池得不到規(guī)范處理。所以，在鉛酸電池行業(yè)亟需實現(xiàn)清潔生產的同時，廢舊回收與處理也急需攻克，只有這樣，才能使整個電池產業(yè)形成封閉的環(huán)保產業(yè)鏈。國家有關部門應盡快出臺政策，象取締

20、小煤窯、小冶煉一樣，取締小的廢舊鉛回收企業(yè)，同時出臺政策鼓勵、扶持大型蓄電池生產廠家進行廢舊電池的回收利用。制約我國再生鉛行業(yè)發(fā)展的主要因素有：第一，環(huán)保設備成本負擔重，企業(yè)技術先進，環(huán)保設備齊全的企業(yè)經營效益敵不過技術落后、污染嚴重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)“小冶煉”O(jiān)第二，沒有經營許可證也在進行再生鉛生產，治理整頓治標不治本，一度關閉的“小冶煉”，風聲一過，死灰復燃。第三，產業(yè)政策不利于正規(guī)企業(yè)的發(fā)展，賦稅過重也制約了大型再生鉛企業(yè)加大環(huán)保治理的能力。7 .鉛酸蓄電池的未來7.1 鉛酸蓄電池未來發(fā)展分析已有百年歷史的鉛酸蓄電池由于材料廉價、工藝簡單、技術成熟、自放電低、免維護等特性，在未來幾十年內，依然會在市

21、場占主導地位，雖然啟動用、動力用電池的市場空間可能會有拐點，在近期國家產業(yè)發(fā)展中仍將占主流地位，中期也將占有一席之地，長期來看，在不需要高比能量的用途領域還將繼續(xù)存在，而且在新的應用領域將大有作為。由于鉛酸蓄電池技術的不斷進步，使得電動自行車產業(yè)獲得巨大發(fā)展，并對減少燃油汽車和燃油摩托車的污染做出了貢獻，免維護技術、拉網(wǎng)板柵技術的發(fā)展，滿足了汽車產業(yè)的快速發(fā)展要求，可以說在這些應用領域中鉛酸蓄電池的技術進步對提高國家競爭做出了實實在在的貢獻。7.2 鉛酸蓄電池行業(yè)的未來技術開發(fā)方向當前，鉛酸蓄電池的用量大約占整個二次電池用量的80減上，其技術未來發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢一是閥控密封式鉛酸蓄電池大大減少

22、了蓄電池的維護甚至完全免維護，但在循環(huán)壽命和比能量輸出方面，閥控密封式鉛酸蓄電池也有進一步提高的可能。二是提高輸出功率。當前，一般采用包鉛的銅擴展式板柵替代負極鉛板柵來提高輸出功率。另外一個發(fā)展較快的設計趨勢是采用卷繞式箔片極板生產高功率鉛酸蓄電池。作為提高鉛酸蓄電池比功率和比能量的目標，更高級的改進技術是雙極性式鉛酸蓄電池。三是提高鉛酸蓄電池的可靠性。鉛酸蓄電池的可靠性來自生產技術，也來自充電方法。采用適用于各種類型蓄電池的充電方法，提高其循環(huán)壽命，是蓄電池技術發(fā)展的另一個重要趨勢。鉛酸蓄電池的高安全性、寬適應性、降低能耗以及高功率、輕量化、小型化也是鉛酸蓄電池未來發(fā)展的方向。7.3 鉛酸蓄電池行業(yè)“十二五”整體規(guī)劃鉛酸蓄電池重點發(fā)展密封免維護鉛酸電池，提高和改進防酸隔爆型鉛酸蓄電池的性能，減少與淘汰傳統(tǒng)的開口式和排氣式電池，加快鉛酸蓄電池企業(yè)的技術改造，采用先進的工藝和技術，有效控制生產過程中的環(huán)境污染問題，實現(xiàn)清潔生產，鼓勵膠體蓄電池，圓柱型蓄電池和雙極性新型蓄電池的研究與發(fā)展，鼓勵36V/42V汽車體系電池的研究開發(fā)，提高鉛酸蓄電池比能量和鉛的利用率，推進廢舊電池污染防治技術政策的實施，規(guī)范鉛酸蓄電池回收和再生鉛市場，減少廢棄鉛酸蓄電池對環(huán)境的危害。8 .蘭州普蘭太電光源有限責任公司鉛酸蓄電池生產情況簡介蘭州普蘭太電光源有限責任公司所屬蘭