「現在全球已經廢棄超過50萬噸的鋰電池,預計到2030年,這個數字會成長10倍,也就是超過500萬噸,而且絕大多數來自於電動車。」加拿大知名鋰電池回收公司聯合創辦人兼總裁Ajay Kochhar,在今年初發表這樣的談話。
【專題報導】兆元商機背後的隱憂 電動車廢鋰電池海嘯來襲

全球電動車時代來臨!根據國際能源總署(IEA)最新報告指出,2030年全球電動車數量將達1.45億輛,2040年後突破10億輛,整體產值直衝上兆美元。專家表示,如同過去15年的智慧型手機產業,電動車將掀起人類歷史上最新一波革命。
電動車前景大好,但每年將產生10億至百億顆的鋰電池廢棄量,是否造成環境汙染?本刊深度調查,從產、官、學三面向,解析台灣在這波來勢洶洶的廢電池海嘯中所面臨的隱憂。
用量激增 恐危害環境
全世界電動車蓬勃發展,產業一片榮景。資策會產業情報研究所產業顧問周維忠表示,從新車銷售量來看,2020年全球電動車銷量約324萬輛,汽油車銷量超過7,600萬輛,「電動車雖然僅占整體車市銷量的4%,但與2015年銷售不到百萬輛相比,成長速度非常恐怖。」另外,預估2030年全球電動車每年銷量會從3千萬輛起跳,而2040年每10輛賣出的新車中,有6輛會是純電動車,產值直衝上兆美元。
面對這波電動車大革命,企業早就卡位投入,以全球電動車龍頭特斯拉為例,2003年成立時還是一家名不見經傳的小公司,但到2020年底市值已達6,586億美元,超越全球排行第2到第7名的6家汽車製造商的總市值,特斯拉供應鏈的台廠,也趁勢搶食大餅。

然而,在這電動車的大趨勢下,卻藏著廢電池汙染的隱憂。不同於3C產品,1支手機只需1顆鋰電池、1台筆記型電腦需4至6顆鋰電池,1輛電動車需要到5千至7千顆鋰電池,電池重量高達350公斤。
電動車普及的將來,可以預見鋰電池的用量出現爆炸性成長,而隨著電池「壯年」階段過去,進入「退休」,緊接著將是一波大規模的廢電池災難。

鈷侵人體 傷中樞神經
國立成功大學環境資源中心主任陳偉聖表示,現在電動車普遍使用二次(指可多次充放電使用)鋰電池,包括三元鋰電池及鋰鐵電池,廣泛應用於3C產業的三元鋰是主流,在技術與價格相對成熟下,車廠便進一步將鋰電池技術轉移至電動車。其中,特斯拉最為積極,日本松下(Panasonic)即是其鋰電池供應商。

「不同於汽車電瓶用的鉛酸蓄電池,鋰電池的毒性物質較輕,雖稱不上劇毒,但若隨意棄置,埋個2年,重金屬汙染還是會跑出來。」陳偉聖警告,特別是其中的鈷,若不慎透過水源或土壤侵入人體,輕則傷害中樞神經,重則導致死亡。
時間拉回1986年,台灣西南部二仁溪兩岸,有不肖業者隨意棄置廢鉛酸蓄電池,並在岸邊焚燒、酸洗、電鍍等廢五金類,直接將未經處理的廢酸液排入二仁溪中,加上連日雨水沖刷,最終造成大規模海域汙染,爆出震驚全台的綠牡蠣事件。

除了銷毀損失近新台幣2億元的資源,也傳出附近居民遭受鉛、鋅、鎘、鉻、銅重金屬中毒,導致神經系統、腦部及腎臟病變等。據當地民間單位統計,此後10年二仁溪流域內的人口,因癌症死亡比率激增42%,先天性畸形兒發生率也超過2%。

徵處理費 建回收補貼
事實上,各國政府與車廠為了避免類似廢電池汙染慘劇發生,除了積極開發廢電池回收技術外,也擬定相關補貼政策。行政院環保署「資源回收管理基金會」副執行祕書魏文宜表示,目前台灣採「回收基金管理制度」,由政府擔任統籌回收基金的中間管理者,先向電池生產製造商收取回收清除處理費,再將之補貼到鋰電池的回收、處理、破碎等回收體系。

按國內處理辦法,生產、製造、販售二次鋰電池的責任業者,每公斤需繳交55元回收清除處理費;另外,進口或製造二次鋰電池的責任業者,每公斤需課稅39元。
台灣面對即將到來的廢鋰電池海嘯,政策、技術、管理看似已做好準備,但本刊走訪產業與學界,卻發現仍有三大隱憂。

隱憂一:基金管理制度 難約束生產源頭
台灣電池協會理事長、台塑汽車董事長陳勝光指出,鋰電池生產製造商只需繳交回收清除處理費,無需負擔後續回收責任,讓相關研發單位在產製電池時,可以不用在乎材質是否環保及未來回收拆解是否方便等問題,「對於生產源頭的約束力較小。」
相較台灣是由官方主導的「基金管理制度」,中國及歐盟等國家已先後實施退役電池的「延伸製造者責任」,像是特斯拉、比亞迪、福斯等電池生產商,必須承擔廢棄產品的收集、回收、處理及棄置責任,當地政府會擬訂優惠計畫,鼓勵廠商收集及回收,促進廠商發展舊電池的二次應用技術。

以日本本田汽車(Honda)為例,其於歐洲22國的經銷商據點及授權廢棄處理廠的廢棄鋰電池,交由法國電池回收公司SNAM收集並加以分析,若無損壞便不急著送進回收廠,而是用作儲能系統、充電站及住宅智慧能源,發展第二春,並在這些領域待7至10年。
其他還有日本豐田汽車(Toyota)、德國BMW與福斯、美國福特等,也多採與當地電池回收公司合作的方式。像是豐田透過SNAM、Umicore等公司回收旗下在歐洲所有電動車的退役電池,回收率可達91%;中國比亞迪汽車利用特定車型的退役電池,建設超大規模的梯次儲能電站,充分利用廢棄電池。

「電池製造商是最熟悉電池的單位,對電池拆解及重製能力高,延伸製造者責任還能『強迫』製造商發明更高效率的電池,方便日後回收。」陳勝光說明。
相較之下,台灣現況是環保署將回收來的鋰電池,交由民間6家電池回收廠處理,分別為永續環保、名仁資源科技、昱蒝、延龍再生科技、環蓄實業、永莊等;一旦鋰電池走到最後報廢階段,就會送到處理廠進行破碎,再還原有價值之金屬,但這中間卻延伸出另一個問題。
隱憂二:未達經濟規模 處理廠無力研發
環保署資料顯示,目前與官方合作的6家處理廠,對二次鋰電池的最大處理量能,每年約1,710噸。但光以1台特斯拉Model S鋰電池逾350公斤來計算,6千輛特斯拉就能產生超過2,100噸的廢電池,究竟台灣處理量能是否足夠應付?

魏文宜解釋,二次鋰電池的處理技術需投入相當高的成本,在台灣未達市場規模前,處理廠過度投資提煉技術或設備,恐怕會有營運成本問題;反之,處理量不足也會有問題。
不過,以台灣發展10年的電動機車來看,目前約有2,915輛進到回收廠;至於台灣電動汽車的鋰電池,目前回收率為零,尚無參考數據。「依台灣電動車成長規模,處理量到2030年前仍足夠。」魏文宜說。

但回收業者指出,至今台灣所有廢電池的處理廠,提煉技術都還未有針對傷害人體最大的鈷元素,而就提煉鈷、鎳等技術加上建設廢水回收系統,估計至少要有百億元以上市場規模,業者才有意願投資。
另一方面,政府補貼的回收清除處理費,也根本無法彌補高昂的電池處理成本。不僅檯面上的處理廠不願投入研發,整個回收界都覺得不需要,「我們是賣1公斤賺1斤,處理1公斤賠1公斤。所以把電池收一收,拆解後賣到國外就好,簡單又快速。」業者坦承。
陳偉聖因此認為,當務之急是國內回收廠商與國外車廠、電池製造廠做垂直整合,如與鄰近的韓國、日本等汽車大廠談回收相關合作。但當市場規模夠大時,台灣一定要有自己的處理廠跟技術,「不僅能從中創造價值,也不會被人牽著鼻子走。」

隱憂三:業者各行其是 缺乏標準化規範
「由於車用鋰電池有更高效能的充、放電特性,因此當它電力衰退時,必須要有一套管理流程,才是解決的根本方法。」陳勝光指出。
例如,當鋰電池可充電量掉至7成時,可換裝在高爾夫球車、露營車、通訊系統的基地台;掉至4成時,可應用於夜市發電機、家庭備用發電、燈具設備等;最後剩1成時,變成靜態儲能裝置,或是拆解出有價值元素並重新提煉,回收再製新電池。也就是說,基於安全性,針對可充電量剩餘多少、可應用於哪些載具,應有明確規範。

「若能有效利用,鋰電池至少可用20年。而這需要一套標準規範。」陳勝光解釋,「台灣電氣設備都有標準局認證,電池也應該要有。」由於台灣尚無官方電池檢測單位,目前業界對鋰電池的安全性、性能、壽命、品質狀況,幾乎全由製造端說了算,「沒有官方標準化認定,就不用談如何廣泛應用;我說它只能裝在發電機,另一個人卻說它還能用在電動車,那到底誰說了算?」

此外,當前對於鋰電池的技術發展,是由各家廠商、研究單位各自發展,沒有「標準局」整合或是示範團隊。陳勝光認為,建立鋰電池循環經濟產業示範團隊刻不容緩,例如以台灣相對成熟的電動機車作為主要載具,帶動國內回收廠、材料廠、電芯廠、系統廠到電池評估管理及營運站,一條龍建立產業鏈,並將電池全壽命週期管理,納入示範型評核項目。

儲能再生 實現零廢料
「如果要讓鋰電池展開退休後第二人生,儲能設施是關鍵。」陳勝光解析,目前台灣在電動車趨勢下,最大機會是共用電車以及商用車的發展,如電動巴士、卡車、貨車及物流車等,由於這些車種有固定停車場、監控系統,方便建設儲能充電設施,「不僅解決電動車爆炸成長的電力缺口,還能實現零廢料循環。」
所謂儲能設備是由數十顆、甚至數百顆鋰電池,串聯而成的大型電池模組,可用於車輛或電器設備的充、放電。
走進位在台北欣欣客運木柵廠站的國內電動巴士領導廠商車王電子,斗大的儲能櫃格外亮眼。董事長蔡裕慶介紹,儲能設備最大難題是技術,要讓每顆狀態不一的電池,維持電力平衡地充、放電,委實不易。「但我們已有技術上的突破,旗下電動巴士均採『主動式均衡電池管理系統』,能讓鋰鐵電池在充、放電時保持電壓一致性,使電池始終處於均衡狀態。」

另外,車王電子已經導入電池標準化設計,能將電池直接拆裝後,應用於不同設備。從電動巴士、堆高機、小巴到儲能櫃,過程中不用拆解電池本體,安全又快速。
預先整備 防隨意棄置
蔡裕慶強調,未來電動車爆發,另一挑戰在電力供給,如何平衡尖峰、離峰用電成本是重要課題。「想像晚上7點大家下班回家,通通插上電動車充電,電量肯定暴增,或許利用再生能源儲能,搭配智慧平衡電力系統,是最佳解答。」比如未來社區電網可以風力、太陽能板來產生電力,再儲存到舊鋰電池作為備用電力,供應電動車充電,舊電池退役後再回到電網當儲能裝置。

陳偉聖指出,當鋰電池在市場仍有回收價值、有利可圖時,短期內就不會是環境問題,而是考驗回收機制。「就台灣而言,過去鉛酸、潤滑油、輪胎都曾被當作廢棄物,但有了完善回收機制後,廢料變黃金;而鋰電池的回收價值又比其他重金屬物高。」他強調,全球只有台灣走基金補貼制度,責任業者願意繳錢,政府收錢再對處理業者補貼,整個循環運作順利,其實已經相當不容易了。
不過,隨著電動車爆發迎來的鋰電池海嘯,或許是5年後才會發生的現實,責任單位若不先未雨綢繆,無視當前機制延伸出的管理、技術、政策盲點,待未來大量廢棄鋰電池出現,造成市場亂象,最終導致隨意棄置,屆時恐怕是惡夢的開始。
本新聞文字、照片、影片專供鏡週刊會員閱覽,未經鏡週刊授權,任何媒體、社群網站、論壇等均不得引用、改寫、轉貼,以免訟累。