隨著新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，關(guān)于廢棄鋰電池環(huán)保問題的討論一直受到關(guān)注。實(shí)際上，在生產(chǎn)鋰電池原材料碳酸鋰時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量鋰渣，同樣會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，鋰渣處理問題也成為困擾鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困擾之一。
鋰是一種稀有金屬，廣泛應(yīng)用于鋰電池、太陽能電池等新能源領(lǐng)域。然而，在鋰電池的生產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的鋰渣。這些鋰渣中含有大量的有害物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)物等，對(duì)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅。因此，如何有效地處理鋰渣，減少其對(duì)環(huán)境的影響，已成為鋰電產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。
在交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)工作中，交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱交科院)就承擔(dān)了這樣一個(gè)試點(diǎn)任務(wù)：固廢資源化利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，其中就包括把廢棄鋰渣用于道路建設(shè)的研究。交科院工程技術(shù)與材料研究中心程寅博士告訴紅星新聞，這項(xiàng)研究已經(jīng)在江西實(shí)際應(yīng)用，還出臺(tái)了地方標(biāo)準(zhǔn)，未來前景很好。
▲位于江西的鋰渣路基應(yīng)用試驗(yàn)段 交科院供圖
近日，紅星新聞?dòng)浾邊⒓印凹涌旖ㄔO(shè)交通強(qiáng)國(guó)”主題采訪活動(dòng)，走進(jìn)交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，了解交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)工作進(jìn)展。
固廢越來越多，用來建路基是雙贏
交科院院長(zhǎng)周曉航介紹，2021年7月，交通運(yùn)輸部同意交科院開展交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)工作，包括7項(xiàng)試點(diǎn)任務(wù)，固廢資源化利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用就是其中之一。目前已在全國(guó)10多個(gè)省區(qū)公路工程建設(shè)中成功應(yīng)用了固廢材料，累計(jì)鋪筑公路里程超百公里，累計(jì)利用工業(yè)固廢總量480萬噸，實(shí)現(xiàn)碳減排量11000噸。
程寅告訴紅星新聞，水泥建材原本是固廢利用最大的路徑，占大約70%。但水泥行業(yè)的高耗能高碳排放，加上新國(guó)標(biāo)的限制，對(duì)固廢的使用量在減少，而工業(yè)固廢的數(shù)量一直在增加，堆存量越來越多。另一方面，交通建設(shè)要使用大量土方石和河沙，近年來環(huán)保要求越發(fā)嚴(yán)格導(dǎo)致河沙、土方石成本越來越高?！皷|西用的地方不對(duì)是廢料，用到好的地方就是資源，這個(gè)道理用在我們固廢研究上非常貼切?！?/span>
▲鋰渣路基工程示意圖
程寅介紹，固廢用作路基材料，相比普通材料成本下降30%~50%，相比樁基、高級(jí)混凝土等材料成本下降70%~80%。雖然現(xiàn)在在路基使用上占比不到1%，但未來用量肯定會(huì)增加。
在工業(yè)固廢中，鋰渣又是一個(gè)比較特殊的存在。隨著近年來新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，制造新能源電池產(chǎn)生的鋰渣數(shù)量也大幅增加。數(shù)據(jù)顯示，在“亞洲鋰都”江西宜春，預(yù)計(jì)未來瓷土礦(含鋰)開采規(guī)模在7500萬噸，鋰渣每年預(yù)計(jì)新產(chǎn)生量超1000萬噸。程寅表示，每生產(chǎn)一個(gè)鋰電池，產(chǎn)渣量是鋰電量的200倍到500倍，這些有毒的鋰渣數(shù)量十分龐大，如果無法解決，將制約鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。通過無害化處理之后用作道路路基，是目前來說效果較好且能夠大量消耗的合適路徑。
廢渣做路基，環(huán)保能達(dá)標(biāo)嗎?
今年5月，江西發(fā)布《公路路基工程利用鋰渣技術(shù)規(guī)范(試行)》，交科院就是起草單位之一。
在這份地方標(biāo)準(zhǔn)中，有大量篇幅對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)范。比如規(guī)定，“經(jīng)鑒別屬于危險(xiǎn)廢物的鋰渣，嚴(yán)禁用于路基填筑。屬于一般工業(yè)固體廢物的鋰渣，經(jīng)改性后方可用于公路路堤填筑，不得用于公路路床填筑。”還要求改性鋰渣路基路段不得選在生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)域、永久基本農(nóng)田集中區(qū)域和其他需要特別保護(hù)的區(qū)域，還規(guī)定了詳細(xì)的對(duì)路段地下水、地表水和土壤進(jìn)行檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
程寅表示，環(huán)境問題是他們一直在考慮的問題，固廢都會(huì)經(jīng)過無害化處理后才會(huì)用在道路上。交科院聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部固廢中心、中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院，一起完成對(duì)相關(guān)道路周圍土地、水體、河流的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)評(píng)估。
“我們?cè)诮麂佒虽囋缆仿坊脑囼?yàn)段，已經(jīng)運(yùn)行兩年多的時(shí)間，性能和環(huán)境方面都沒有問題。今年江西也發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)，希望能給堆存的鋰渣提供一個(gè)解決路徑。”程寅說。
江西宜春發(fā)布鋰渣建材化綜合利用發(fā)展規(guī)劃
公開數(shù)據(jù)顯示，號(hào)稱“亞洲鋰都”的江西宜春現(xiàn)已探明可利用氧化鋰儲(chǔ)量258萬噸，占全國(guó)鋰資源的23.8%;探明的可開采氧化鋰儲(chǔ)量為110萬噸，占全國(guó)的31%，世界的12%。寧德時(shí)代和國(guó)軒高科兩大動(dòng)力電池龍頭企業(yè)都落戶于此。
宜春在今年發(fā)布的《鋰渣建材化綜合利用發(fā)展規(guī)劃(2024~2030年)》中提到，預(yù)計(jì)2024年全市將產(chǎn)生約1000萬噸鋰渣，2025年產(chǎn)生約1350萬噸鋰渣，“巨量鋰渣如何消納正成為制約我市鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要問題?！?023年，宜春全市鋰渣產(chǎn)生量約700萬噸，堆存量超500萬噸，鋰渣堆存占比達(dá)到71.4%，綜合利用率不足30%。
在2023年宜春市工業(yè)和信息化局答復(fù)人大代表建議的函中提到，“聯(lián)合交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院、同濟(jì)大學(xué)，研發(fā)出鋰渣直接替代土方填筑路基和大摻量運(yùn)用于路面基層的應(yīng)用技術(shù)?！?/span>
程寅提到的那條實(shí)驗(yàn)道路，在當(dāng)?shù)匾埠苁苤匾?，相關(guān)負(fù)責(zé)人曾多次前往視察。2022年底，時(shí)任宜春市委書記的于秀明曾到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，要求確保達(dá)到安全、環(huán)保要求。他還在之后的座談中指出，“全市消納處理步伐還跟不上尾砂鋰渣產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)，必須下大力氣加以推進(jìn)?！?/span>
另外，《鋰渣建材化綜合利用發(fā)展規(guī)劃(2024~2030年)》重點(diǎn)發(fā)展方向部分中提到，要全力推進(jìn)鋰渣在市政、水利、道路等工程領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用。
廢渣做路基，這項(xiàng)研究的成功研發(fā)和實(shí)際應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)在固廢資源化利用技術(shù)方面取得了重要突破。未來，隨著技術(shù)的不斷成熟和完善，廢棄鋰渣道路建設(shè)將在更多地區(qū)得到推廣應(yīng)用，為我國(guó)的道路建設(shè)和環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出更大貢獻(xiàn)。
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