環保在線APP
環保在線手機站
環保在線小程序
微信公眾號
預告
預告
預告
品牌
蘭江水
【中國環保在線 固廢處理】動力電池(主要指鋰動力電池)回收利用是指對新能源汽車廢舊鋰動力電池進行多層次的合理利用，主要包括梯級利用和資源再生利用。梯級利用是將容量下降到 80%以下的車用動力電池進行改造，利用到儲能(電網調峰調頻、削峰填谷、風光儲能、鐵塔基站)及低速電動車等領域。資源再生利用(簡稱“再生利用”)是對已經報廢的動力電池進行破碎、拆解和冶煉等，實現鎳鈷鋰等資源的回收利用。
中國從2009年開始推廣應用電動汽車至今，已超過7年時間。隨著近年來我國新能源汽車推廣使用數量的快速上升，動力電池陸續開始進入大規模報廢期。日前，工信部發布了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，此后，國務院辦公廳又印發《生產者責任延伸制度推行方案》(以下簡稱《方案》)，倡導綠色制造，保護生態環境，其中對汽車生產和動力電池回收提出具體要求。
中國目前已具備技術能力強、環保水平較高的鎳氫電池、鋰電池回收利用企業。部分已在汽車動力電池拆解、回收利用上開展了大量工作，積累了實踐經驗;于此同時，為適應新能源汽車大規模推廣帶來的市場需求，一些科研院所正積極開展動力電池回收利用工藝研究，并聯合企業開展商業化探索。
一、中國動力電池裝機量及動力電池年報廢量分析預測
動力電池回收場景來源于新能源車的推廣，市場盤子取決于新能源汽車整體情況。 中國新能源汽車在銷量、銷量占比、保有量等方面均保持著世界的地位。同時，據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟統計，我國公共類充電樁建設、運營數量接近15萬個，相較于2015年末的4.9萬個增加2倍以上，中國也已成為充電基礎設施發展快、保有量大的國家。近年來我國新能源汽車市場快速增長。其中，銷量從2013年1.8萬輛增至2017年達77.7萬輛，漲幅達4216.7%。到了今年，雖然受到補貼調整等影響，但新能源汽車銷量仍保持高速增長。1-8月，新能源汽車累計銷量達60.1萬輛，同比增長88%。到2018年，預計中國新能源汽車銷量將達150萬輛。
2018年中國新能源汽車銷量預測
資料來源：公開資料整理
相關報告：智研咨詢網發布的《2018-2024年中國動力電池行業市場競爭格局及未來發展趨勢報告》
通常動力鋰電池的使用壽命為3-5年，一輛電動車的電池組包含80-120塊單體鋰離子電池，每塊動力鋰離子電池的重量為3-4kg。以平均每輛新能源車載有100塊單體鋰離子電池，每塊重3kg計算，截至2015年全國投入使用的動力鋰電池將分別達到2.66億塊，總重量將達到79.8萬噸，而這些鋰離子電池將于2018年集中進入報廢期，退役動力鋰電池回收問題迫在眉睫。當前時點環保需求、動力鋰電池回收的經濟性和政策支持是驅動鋰電回收業務發展的三大主要動力。
首先，廢舊鋰電池回收體具有極大的環保效益。鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解質和隔膜四部分構成，其中正極材料價值量高，也是回收的重點。以三元鋰電池為例，其成本中正極材料占比約35%，負極材料、電解液和隔膜占比分別約5%、8%和8%。廢舊鋰離子電池的材料一旦進入環境中，正極材料中的鎳/鈷/錳等金屬離子、負極的碳粉塵、電解質中的強堿和重金屬離子都有可能造成重金屬污染或有機物污染，并終通過食物鏈終進入人和動物體內，嚴重影響環境質量和人類健康。
磷酸鐵鋰電池成本拆分
資料來源：公開資料整理
三元電池成本拆分
資料來源：公開資料整理
廢舊鋰電池回收在具有環境效益的同時，兼具經濟效益。不同動力鋰電池正極材料中所含的有價金屬成分不同，其中潛在價值高的金屬包括鈷、鋰、鎳等。未來，伴隨高能量密度的三元電池需求持續增加，對鈷、鋰等原材料的需求亦將更加緊俏。因而，通過對廢舊鋰電池進行回收，將鎳、鈷、鋰等有價金屬進行提取進行循環再利用，是規避上游原材料稀缺和價格波動風險的有效途徑，經濟效益顯著。
動力鋰電池原材料價格高企是鋰電回收的重要原因。近一年三元鋰電池的重要原材料價格穩步提升，長江有色市場近幾個交易日鈷平均交易價格約為56萬元/噸，創歷史新高；金屬鎳的平均價也呈現出上升趨勢；碳酸鐵鋰近期也維持在16.4萬元/噸的高位。未來隨著新能源乘用車市場規模的擴大，三元鋰電池覆蓋率的進一步提升，必將拉動相關金屬原材料需求的快速增長，鈷、鎳等貴金屬價格有望維持高位，廢舊鋰電池回收的經濟效益得以凸顯。此外，據公安部數據顯示，截至6月底全國機動車保有量達3.19億輛，其中汽車保有量達2.29億輛。而截至上半年，全國新能源汽車保有量達199萬輛，在汽車保有量中占比僅0.9%左右，增長空間非常大。
新能源汽車推廣效果顯著，帶來動力電池產能需求旺盛。據新數據顯示，2018年7月，國內新能源汽車市場動力電池裝機量為3.4GWh，環比增長16%，同比增長30%；1-7月累計裝機量為18.9GWh，同比增長126%。
2016-2020年中國動力電池裝機量走勢
資料來源：公開資料整理
伴隨新能源汽車的發展，車用動力電池的需求量和報廢量將與日俱增。預計到2020年，中國汽車動力電池累計報廢量將會達到20萬噸的規模。
作為新能源汽車的核心零部件，動力蓄電池出貨量持續高增長。按照相應的報廢標準，2015年國內報廢動力電池累計為2萬~4萬噸，對應的電池回收率僅2%。根據中國汽車技術研究中心的預測，到2020年，我國累計報廢動力電池將達12萬~20萬噸。
舊動力蓄電池回收市場將從2018年開始暴發，當年即可達50億元規模;到2020年和2023年，廢舊動力蓄電池回收市場規模將進一步增長至136億元和311億元。結合汽車報廢年限、動力電池壽命等因素，對電動汽車動力電池報廢量進行了預測，到2025年中國電動汽車用動力電池年報廢量或可達到35萬噸的規模。
電動汽車動力電池報廢量預測
資料來源：公開資料整理
隨著未來新能源汽車的進一步普及，動力電池產量將保持增長，增速放緩。據預測，到2020年中國動力電池裝機量超過140GWh。隨著動力電池投放入市場，到了使用年限將有一大批退役電池面臨處理。新能源汽車市場的快速發展及動力電池的增長為動力電池回收產業帶來大量需求。
二、動力電池回收市場前景廣闊，市場規模巨大
1、梯級利用是動力電池回收利用具前景的細分市場
近年來，動力蓄電池產銷量逐年攀升，隨之而來的是大量面臨退役、報廢的電池。據預測，從企業質保期限、電池循環壽命、車輛使用工況等方面綜合測算，2018年后新能源汽車動力蓄電池將進入規模化退役，預計到2020年累計將超過20萬噸(24.6GWh)。此外，如果按70%可用于梯次利用，大約有累計6萬噸電池需要報廢處理。
根據企業質保期限、電池循環壽命、車輛使用工況等方面綜合測算，2018年后新能源汽車動力蓄電池將進入規模化退役階段，預計到2020年累計退役動力電池將超過23萬噸(21GWh)。由于2016年以來新能源乘用車80%以上搭載三元材料動力電池。所以，2020年以后三元材料動力電池的報廢量將有明顯的增長。
鋰動力電池逐年退役量預測(單位：Gwh)
資料來源：公開資料整理
由于2013年至2016年動力電池以新能源客車的磷酸鐵鋰電池為主，因此短期內，退役動力電池也會分布在新能源客車磷酸鐵鋰電池這個類型。而隨著新能源乘用車市場規模的快速增長，預計到2022年三元電池退役規模將與磷酸鐵鋰電池退役規模持平并逐漸反超。迅速增長的動力蓄電池退役量為動力電池回收產業帶來巨大市場。
退役的動力電池將按照先實施梯級利用、后實施資源再生利用的方式進行回收利用。據測算，由此帶來的電池回收利用規模將在 2020 年達到 107 億元左右(其中梯級利用市場規模約 64 億，再生利用市場規模 43 億元)。到 2025 年市場規模合計將達到 379 億元(其中梯級利用的市場規模約 282 億元，再生利用市場規模約 97 億元)。由此可見，動力電池的回收利用將快速形成一個巨大的新興市場，而梯級利用又是其中大、具前景的細分市場。
鋰電池回收利用市場總規模預測(單位：億元)
資料來源：公開資料整理
(重要假設條件：1、新能源汽車發展進程與國家規劃一致；2、磷酸鐵鋰電池平均 4 年退役，三元電池平均 5.7 年退役。3、動力電池到期正常退役比例從 80%逐漸上升到 90%；4、可梯級利用電池比例從 55%逐漸上升至 70%。5、梯級電池平均 5.5 年后報廢；6、消費電池回收率從 10%逐漸上升至 20%；6、電池廠廢品率從 4.5%逐漸降至 2%。)
從梯級電池的潛在應用領域看，電池在儲能和低速電動車等領域有著巨大的應用潛力。一則中國鐵塔公司現有通信基站 180 多萬個，目前每年存量電池的更換和新建基站需要 25Gwh 的電池，根據測算，相當于 2020 年全國實際可梯級利用的電池總量的 3 倍。二則中國低速電動車 2016 年銷售 100 多萬輛，2020 年有望達到 200 萬輛，共需電池10-14Gwh，目前主要采用鉛酸電池，未來有望更換為成本更低的退役動力電池。三則新能源發電、輸配電網調峰調幅、用戶側削峰填谷、智能電網，及家庭分布式光伏發電等都有巨大的應用潛力。由此可見，梯級電池不僅完全不缺乏市場空間，還有望帶動儲能這個巨大新興市場領域的形成。
動力電池可梯級利用量預測(單位：Gwh)
資料來源：公開資料整理
2、未來五年內磷酸鐵鋰電池是回收利用的主要對象
從退役動力電池的類型看，到 2022 年前退役動力電池的主力都將是磷酸鐵鋰電池；2023 年后退役三元動力電池將占主流。因此，動力電池回收利用首先要面臨磷酸鐵鋰電池的回收利用問題。磷酸鐵鋰的再生利用價值很低，目前可免費回收甚至收費回收，但是可很好地進行梯級利用。
就鋰電池再生利用而言，可供再生利用的廢舊鋰電池來源不僅來自直接報廢的退役動力電池，還有廢舊的消費鋰電池、電池企業等的生產廢料、報廢的梯級利用電池等重要來源。經過測算，未來 5 年內主要的再生利用電池仍然是缺乏回收價值的磷酸鐵鋰電池。但三元動力電池的再生利用量將從 2020 年開始快速放量，并超過消費鋰電池的再生利用量；從 2023 年開始，三元動力電池將進一步超過磷酸鐵鋰電池成為再生利用的主要對象。
三、動力電池回收利用行業發展趨勢
1、產業鏈上下游的聯盟合作將顯著加強
一是梯級利用企業將與電池企業的融合發展。梯級企業發展的必然方向是“儲能”，而電池企業也將儲能市場作為必爭之地，因而是目前梯級利用布局的主要力量。隨著兩類企業的互相滲透與重組整合，未來將形成一批兼具動力電池、電池梯級利用及儲能業務的電池。
二是再生利用企業將與資源材料企業的融合發展。再生利用企業正在積極向材料轉型；對資源和材料企業而言，再生利用也是必爭之地。隨著兩類企業業務領域的互相滲透與融合，未來將形成一批兼具資源、回收、材料業務的電池材料。
三是產業鏈上下游在回收領域的戰略聯盟與合作將顯著加強。動力電池回收責任機制安排，以及電池回收利用的系統性復雜性決定了上下游企業必須加強協同合作。
具體而言，車企是終端市場話語權的掌控者，又是電池回收的責任主體。車企沒有足夠的網絡建設能力，客觀需要動力電池生產及回收利用企業的幫助。電池企業和材料企業需要為下游分擔相應的回收責任以贏得客戶和市場。而梯級利用企業又必須需要保障廢電池的終再生利用，才能獲取車企的信賴與合作。因此，產業鏈上下游需要加強戰略聯盟與合作，共擔責任和風險、共享收益。
從現實情況看，產業鏈間的聯盟合作已經開啟。如寧德時代 2016 年 10 月間接控股邦普循環，打通了梯級利用和再生利用產業鏈，并大大提高了材料端的話語權。國軒高科與金川集團 2017 年 8 月通過緊密的股權合作共建電池再生利用線。北汽新能源 2016 年 9 月參股贛州豪鵬(2017年 8 月并入廈門鎢業旗下)，并與之合作共建 2 萬噸/年的動力電池回收及三元前驅體生產線；同時依托 2016 年 6 月成立的匠芯電池公司實施梯級利用、構建光伏充換電站，打通梯級利用、儲能和再生利用鏈條。杉杉股份與電池企業凱泰新能源等 2016 年 9 月共同投資設立電池回收利用企業，并將繼續加強合作以打造“儲能節電、光伏發電和光儲結合的系統能源解決方案”。比亞迪與格林美 2015 年 9 月簽訂框架協議共同投建儲能電站和光伏電站示范站等。
當前，國內新能源汽車企業對動力電池梯級利用的重視度普遍不足。未來隨著梯級利用市場價值的體現，車企也將逐漸會成為動力電池回收聯盟合作中的重要主導力量。
2、回收企業需參與共建回收網絡以獲取廢舊動力電池
回收網絡體系的完善是廢舊動力電池回收利用行業發展的基礎和重中之重。能否獲取穩定的廢舊動力電池來源，也直接關系到回收利用企業的根本生存和發展。
根據即將發布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，國家對產生廢舊動力電池各個環節的回收責任都有明確的規定和要求。通過梳理，未來廢舊動力電池主要由車企組織或授權建立的回收服務網點負責收集，交給與車企協議合作的電池生產企業，先做梯級利用，再由梯級利用企業回收并交再生利用企業回收處置。
按照這樣的頂層制度設計，未來梯級利用企業需與動力電池企業進行戰略合作乃至融合發展，參與車企組織或授權的回收網絡建設，才能獲得穩定的廢舊動力電池來源。再生利用企業未來將主要從梯級利用企業手中獲取廢舊電池，因此必須與梯級利用企業建立緊密的戰略合作關系，才能獲得穩定的廢舊電池來源。因此，未來將呈現梯級利用企業、再生利用企業(與車企合作)共建回收服務網點的局面。
3、國企實施動力電池回收的產業環境將日益改善
在廢舊消費電池和廢舊電子產品回收市場，由于回收體系環節散亂，民營再生資源利用企業收購廢舊資源時可不需進項發票、直接用現金交易；而國企由于必須要進項發票，不僅只能按照更高的“帶票價”收購，甚至無法獲得穩定的原料來源。這導致國營再生資源利用企業無法與民企競爭。
這也是目前邦普、格林美等民企占據鋰電池回收市場的重要原因。加之許多民企由于環保條件不達標、生產成本更低，正規國企在這樣的市場基本無法生存。
但未來實施動力電池的回收，上述現象有望得到大幅的改觀。一則“新時代”國家大力推動綠色發展，環境監管、督查整治力度，環保不達標的企業難以生存。二則隨著生產者責任延伸制度的推行及動力電池溯源和監控系統的運行，各產廢單位售廢偷稅難度將顯著加大、廢舊動力電池流入非法渠道的可能性也將顯著降低，民營回收企業的“不開票”優勢也將逐漸喪失。
另一方面，國家為了推動電動汽車的發展，鼓勵許多國有公交集團、出租車公司及其他專用車單位使用電動企業，這些單位將是一段時期內退役動力電池的主要產廢單位。他們出于“國有資產流失”等考慮，更愿意把退役的汽車及電池交給國有背景的企業去做回收利用。
4、當前是布局動力電池回收利用較為理想的時機
一則當前仍處于動力電池大規模退役前夕，行業內企業大多處于前期布局階段，動力電池的再生利用還未成規模，許多企業尚未實現盈利。廢舊動力電池回收利用的及企業聯盟也還未真正成型。因此，如要開展相關布局，2018年底之前還屬于比較理想的時間窗口。
廢舊動力電池再生利用量測算(單位：萬噸)
資料來源：公開資料整理
二則目前動力電池回收利用政策準入門檻相對較低，國家在政策上僅要求企業達到《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》相關要求并申報規范目錄，符合必要的安全環保標準即可(許多省份也對其參照危廢管理，要求具備危廢資質)。但未來國家將會逐步提高行業準入標準。同時，國家相關部門正在研究實施許可證管理(預計 2020 年前后)，適度控制從業企業數量。因此，遲應在 2019 年底以前初步完成相關布局才能占據主動。
5、動力電池回收利用領域風險與收益并存
動力電池回收利用作為仍處于導入期的新興行業，有著巨大的成長空間，但也客觀存在較大的風險，主要體現在：
一是回收體系建設進程的不確定性。盡管國家環保監管力度提高、政策法規也有明確的規定，但回收網絡體系的建設需要較大的投入、建設難度也較大，能否迅速完善有較大的不確定性。這可能導致流入正規渠道的廢舊動力電池比例降低，并導致初期正規國企可獲得的廢舊電池不足。
二是行業規范化發展進程的不確定性。如果動力電池溯源和監控系統的建設不到位，導致產廢單位銷售廢舊電池的“偷稅”難度并未顯著提升，民企將繼續擁有“不開票”優勢；同時，如果未來國家環保監管放松，環保不達標的企業仍將占據成本優勢。這些可能導致初期國企缺乏競爭力。
三是電池再生利用價值的不確定性。如果采用三元正極的鋰電池未來逐漸被新體系電池替代(如鋰硫電池、燃料電池等)，則動力電池再生利用的價值可能將顯著降低(梯級利用的價值不受影響)，但屆時再生利用企業可能需要依靠政策或市場補貼機制等才能維持正常運營，而對于補貼機制又存在較大的不確定性。
未來，動力蓄電池市場需求進一步釋放，動力電池回收市場規模擴大，行業前景廣闊。
