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鳳林環(huán)保
【中國環(huán)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(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、削峰填谷、風(fēng)光儲能、鐵塔基站)及低速電動車等領(lǐng)域。資源再生利用(簡稱“再生利用”)是對已經(jīng)報廢的動力電池進行破碎、拆解和冶煉等，實現(xiàn)鎳鈷鋰等資源的回收利用。
中國從2009年開始推廣應(yīng)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(shù)量的快速上升，動力電池陸續(xù)開始進入大規(guī)模報廢期。日前，工信部發(fā)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(wù)院辦公廳又印發(fā)《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》(以下簡稱《方案》)，倡導(dǎo)綠色制造，保護生態(tài)環(huán)境，其中對汽車生產(chǎn)和動力電池回收提出具體要求。
中國目前已具備技術(shù)能力強、環(huán)保水平較高的鎳氫電池、鋰電池回收利用企業(yè)。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(jīng)驗;于此同時，為適應(yīng)新能源汽車大規(guī)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(lián)合企業(yè)開展商業(yè)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(yù)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?！≈袊履茉雌囋阡N量、銷量占比、保有量等方面均保持著世界的地位。同時，據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟統(tǒng)計，我國公共類充電樁建設(shè)、運營數(shù)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(chǔ)設(shè)施發(fā)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(diào)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?yán)塾嬩N量達60.1萬輛，同比增長88%。到2018年，預(yù)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(yù)測
資料來源：公開資料整理
相關(guān)報告：智研咨詢網(wǎng)發(fā)布的《2018-2024年中國動力電池行業(yè)市場競爭格局及未來發(fā)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(dāng)前時點環(huán)保需求、動力鋰電池回收的經(jīng)濟性和政策支持是驅(qū)動鋰電回收業(yè)務(wù)發(fā)展的三大主要動力。
首先，廢舊鋰電池回收體具有極大的環(huán)保效益。鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解質(zhì)和隔膜四部分構(gòu)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(huán)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(zhì)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(nèi)，嚴(yán)重影響環(huán)境質(zhì)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(huán)境效益的同時，兼具經(jīng)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(xù)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(huán)再利用，是規(guī)避上游原材料稀缺和價格波動風(fēng)險的有效途徑，經(jīng)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(wěn)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(chuàng)歷史新高；金屬鎳的平均價也呈現(xiàn)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(guī)模的擴大，三元鋰電池覆蓋率的進一步提升，必將拉動相關(guān)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(jīng)濟效益得以凸顯。此外，據(jù)公安部數(shù)據(jù)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(chǎn)能需求旺盛。據(jù)新數(shù)據(jù)顯示，2018年7月，國內(nèi)新能源汽車市場動力電池裝機量為3.4GWh，環(huán)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(fā)展，車用動力電池的需求量和報廢量將與日俱增。預(yù)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(guī)模。
作為新能源汽車的核心零部件，動力蓄電池出貨量持續(xù)高增長。按照相應(yīng)的報廢標(biāo)準(zhǔn)，2015年國內(nèi)報廢動力電池累計為2萬~4萬噸，對應(yīng)的電池回收率僅2%。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心的預(yù)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(fā)，當(dāng)年即可達50億元規(guī)模;到2020年和2023年，廢舊動力蓄電池回收市場規(guī)模將進一步增長至136億元和311億元。結(jié)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(yù)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(guī)模。
電動汽車動力電池報廢量預(yù)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(chǎn)量將保持增長，增速放緩。據(jù)預(yù)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(fā)展及動力電池的增長為動力電池回收產(chǎn)業(yè)帶來大量需求。
二、動力電池回收市場前景廣闊，市場規(guī)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(chǎn)銷量逐年攀升，隨之而來的是大量面臨退役、報廢的電池。據(jù)預(yù)測，從企業(yè)質(zhì)保期限、電池循環(huán)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(guī)?；艘?，預(yù)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(jù)企業(yè)質(zhì)保期限、電池循環(huán)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(guī)?；艘垭A段，預(yù)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(yù)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(nèi)，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(guī)模的快速增長，預(yù)計到2022年三元電池退役規(guī)模將與磷酸鐵鋰電池退役規(guī)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(chǎn)業(yè)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(jù)測算，由此帶來的電池回收利用規(guī)模將在 2020 年達到 107 億元左右(其中梯級利用市場規(guī)模約 64 億，再生利用市場規(guī)模 43 億元)。到 2025 年市場規(guī)模合計將達到 379 億元(其中梯級利用的市場規(guī)模約 282 億元，再生利用市場規(guī)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(guī)模預(yù)測(單位：億元)
資料來源：公開資料整理
(重要假設(shè)條件：1、新能源汽車發(fā)展進程與國家規(guī)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(yīng)用領(lǐng)域看，電池在儲能和低速電動車等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。一則中國鐵塔公司現(xiàn)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(jù)測算，相當(dāng)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(fā)電、輸配電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)幅、用戶側(cè)削峰填谷、智能電網(wǎng)，及家庭分布式光伏發(fā)電等都有巨大的應(yīng)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(lǐng)域的形成。
動力電池可梯級利用量預(yù)測(單位：Gwh)
資料來源：公開資料整理
2、未來五年內(nèi)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(yè)等的生產(chǎn)廢料、報廢的梯級利用電池等重要來源。經(jīng)過測算，未來 5 年內(nèi)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(yè)發(fā)展趨勢
1、產(chǎn)業(yè)鏈上下游的聯(lián)盟合作將顯著加強
一是梯級利用企業(yè)將與電池企業(yè)的融合發(fā)展。梯級企業(yè)發(fā)展的必然方向是“儲能”，而電池企業(yè)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(yè)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(yè)務(wù)的電池。
二是再生利用企業(yè)將與資源材料企業(yè)的融合發(fā)展。再生利用企業(yè)正在積極向材料轉(zhuǎn)型；對資源和材料企業(yè)而言，再生利用也是必爭之地。隨著兩類企業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)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(yè)務(wù)的電池材料。
三是產(chǎn)業(yè)鏈上下游在回收領(lǐng)域的戰(zhàn)略聯(lián)盟與合作將顯著加強。動力電池回收責(zé)任機制安排，以及電池回收利用的系統(tǒng)性復(fù)雜性決定了上下游企業(yè)必須加強協(xié)同合作。
具體而言，車企是終端市場話語權(quán)的掌控者，又是電池回收的責(zé)任主體。車企沒有足夠的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)能力，客觀需要動力電池生產(chǎn)及回收利用企業(yè)的幫助。電池企業(yè)和材料企業(yè)需要為下游分擔(dān)相應(yīng)的回收責(zé)任以贏得客戶和市場。而梯級利用企業(yè)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(chǎn)業(yè)鏈上下游需要加強戰(zhàn)略聯(lián)盟與合作，共擔(dān)責(zé)任和風(fēng)險、共享收益。
從現(xiàn)實情況看，產(chǎn)業(yè)鏈間的聯(lián)盟合作已經(jīng)開啟。如寧德時代 2016 年 10 月間接控股邦普循環(huán)，打通了梯級利用和再生利用產(chǎn)業(yè)鏈，并大大提高了材料端的話語權(quán)。國軒高科與金川集團 2017 年 8 月通過緊密的股權(quán)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(yè)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(qū)體生產(chǎn)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(gòu)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(yè)凱泰新能源等 2016 年 9 月共同投資設(shè)立電池回收利用企業(yè)，并將繼續(xù)加強合作以打造“儲能節(jié)電、光伏發(fā)電和光儲結(jié)合的系統(tǒng)能源解決方案”。比亞迪與格林美 2015 年 9 月簽訂框架協(xié)議共同投建儲能電站和光伏電站示范站等。
當(dāng)前，國內(nèi)新能源汽車企業(yè)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(xiàn)，車企也將逐漸會成為動力電池回收聯(lián)盟合作中的重要主導(dǎo)力量。
2、回收企業(yè)需參與共建回收網(wǎng)絡(luò)以獲取廢舊動力電池
回收網(wǎng)絡(luò)體系的完善是廢舊動力電池回收利用行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和重中之重。能否獲取穩(wěn)定的廢舊動力電池來源，也直接關(guān)系到回收利用企業(yè)的根本生存和發(fā)展。
根據(jù)即將發(fā)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(chǎn)生廢舊動力電池各個環(huán)節(jié)的回收責(zé)任都有明確的規(guī)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(quán)建立的回收服務(wù)網(wǎng)點負責(zé)收集，交給與車企協(xié)議合作的電池生產(chǎn)企業(yè)，先做梯級利用，再由梯級利用企業(yè)回收并交再生利用企業(yè)回收處置。
按照這樣的頂層制度設(shè)計，未來梯級利用企業(yè)需與動力電池企業(yè)進行戰(zhàn)略合作乃至融合發(fā)展，參與車企組織或授權(quán)的回收網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，才能獲得穩(wěn)定的廢舊動力電池來源。再生利用企業(yè)未來將主要從梯級利用企業(yè)手中獲取廢舊電池，因此必須與梯級利用企業(yè)建立緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，才能獲得穩(wěn)定的廢舊電池來源。因此，未來將呈現(xiàn)梯級利用企業(yè)、再生利用企業(yè)(與車企合作)共建回收服務(wù)網(wǎng)點的局面。
3、國企實施動力電池回收的產(chǎn)業(yè)環(huán)境將日益改善
在廢舊消費電池和廢舊電子產(chǎn)品回收市場，由于回收體系環(huán)節(jié)散亂，民營再生資源利用企業(yè)收購廢舊資源時可不需進項發(fā)票、直接用現(xiàn)金交易；而國企由于必須要進項發(fā)票，不僅只能按照更高的“帶票價”收購，甚至無法獲得穩(wěn)定的原料來源。這導(dǎo)致國營再生資源利用企業(yè)無法與民企競爭。
這也是目前邦普、格林美等民企占據(jù)鋰電池回收市場的重要原因。加之許多民企由于環(huán)保條件不達標(biāo)、生產(chǎn)成本更低，正規(guī)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(xiàn)象有望得到大幅的改觀。一則“新時代”國家大力推動綠色發(fā)展，環(huán)境監(jiān)管、督查整治力度，環(huán)保不達標(biāo)的企業(yè)難以生存。二則隨著生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度的推行及動力電池溯源和監(jiān)控系統(tǒng)的運行，各產(chǎn)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(yè)的“不開票”優(yōu)勢也將逐漸喪失。
另一方面，國家為了推動電動汽車的發(fā)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(yè)，這些單位將是一段時期內(nèi)退役動力電池的主要產(chǎn)廢單位。他們出于“國有資產(chǎn)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(yè)去做回收利用。
4、當(dāng)前是布局動力電池回收利用較為理想的時機
一則當(dāng)前仍處于動力電池大規(guī)模退役前夕，行業(yè)內(nèi)企業(yè)大多處于前期布局階段，動力電池的再生利用還未成規(guī)模，許多企業(yè)尚未實現(xiàn)盈利。廢舊動力電池回收利用的及企業(yè)聯(lián)盟也還未真正成型。因此，如要開展相關(guān)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(zhǔn)入門檻相對較低，國家在政策上僅要求企業(yè)達到《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》相關(guān)要求并申報規(guī)范目錄，符合必要的安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)即可(許多省份也對其參照危廢管理，要求具備危廢資質(zhì))。但未來國家將會逐步提高行業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。同時，國家相關(guān)部門正在研究實施許可證管理(預(yù)計 2020 年前后)，適度控制從業(yè)企業(yè)數(shù)量。因此，遲應(yīng)在 2019 年底以前初步完成相關(guān)布局才能占據(jù)主動。
5、動力電池回收利用領(lǐng)域風(fēng)險與收益并存
動力電池回收利用作為仍處于導(dǎo)入期的新興行業(yè)，有著巨大的成長空間，但也客觀存在較大的風(fēng)險，主要體現(xiàn)在：
一是回收體系建設(shè)進程的不確定性。盡管國家環(huán)保監(jiān)管力度提高、政策法規(guī)也有明確的規(guī)定，但回收網(wǎng)絡(luò)體系的建設(shè)需要較大的投入、建設(shè)難度也較大，能否迅速完善有較大的不確定性。這可能導(dǎo)致流入正規(guī)渠道的廢舊動力電池比例降低，并導(dǎo)致初期正規(guī)國企可獲得的廢舊電池不足。
二是行業(yè)規(guī)范化發(fā)展進程的不確定性。如果動力電池溯源和監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)不到位，導(dǎo)致產(chǎn)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(xù)擁有“不開票”優(yōu)勢；同時，如果未來國家環(huán)保監(jiān)管放松，環(huán)保不達標(biāo)的企業(yè)仍將占據(jù)成本優(yōu)勢。這些可能導(dǎo)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(yè)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(guī)模擴大，行業(yè)前景廣闊。
