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動力電池裝機增長迅速,即將步入大量報廢期

鋰電聯盟會長 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-29 15:28 ? 次閱讀

行業空間預測:2020 年回收量接近 40 Gwh,2022 年市場規模突破百億元。受益新能源車行業確定性高增長,國內動力電池出貨自 2014 年起進入爆發期,2014/2015/2016 年分別為 5.9/17.0/30.5GWh,2017 年實現出貨 39.2 GWh,預計未來三年 CAGR 仍有望保持 30%以上。一般而言,當電池容量衰減到初始容量的 60%-80%,便達到設計的有效使用壽命,需進行替換。乘用車電池的有效壽命一般為 4-6 年,而電動商用車由于日行駛里程長、充電頻次多,電池有效壽命僅約 3 年。我們預測 2020 年動力電池回收量將接近 40 Gwh,預計 2022 年動力電池回收量將接近70Gwh(以含金屬價值量計,市場規模有望突破百億元)。

動力電池回收必要性日益凸顯,體現在環保要求、經濟效益、資源稀缺、政策規范四方面。動力電池回收的必要性體現在三方面:1.環保角度,廢舊鋰離子電池含有的重金屬化合物、LiPF6、苯類等難以降解,可能造成嚴重污染。2.經濟效益角度,下游需求的持續高速增長導致鈷供需格局轉為短缺,鈷價將高位運行并具備進一步上行空間。另外參考家電回收的補貼模式,動力電池回收未來也有可能引入基金補貼,一旦落實對行業是重大利好。3.資源角度,我國鈷鎳儲量僅占全球 1%、3.6%,全球的鈷礦上游資源主要被嘉能可、洛陽鉬業、歐亞資源等跨國礦企控制,僅極少數國內企業收購剛果優質鈷礦,鈷資源成為動力電池及上游正極材料廠家的“必爭之地”。4.政策規范:《拆解規范》《余能檢測》《規格尺寸》《編碼規則》,四大規范出臺建立國家標準體系,有助行業集中化、規范化發展。

商業模式:先梯次利用后再生利用,以電池材料廠為核心構建包括整車廠、電池廠在內的合作生態。為提高資源利用率,廢舊動力電池的利用應遵循先梯級利用后再生利用的原則。目前我國廢舊電池梯級利用主要為示范工程形式,典型的三個項目圍繞儲能領域。我們認為,回收渠道是電池回收行業的核心競爭要素之一,而整車廠掌握與消費者聯系密切的 4S 店,在建立回收渠道網絡方面具備天然優勢。2016 年 12 月,工信部發布《電池回收管理暫行辦法》(征求意見稿),提出落實生產者責任延伸制度,亦從政策層面明確了整車廠在回收渠道上的主導地位。我們看好具備回收技術和先發布局優勢的大型正極材料廠商,通過建立與整車廠、電池廠的合作網絡,整車廠負責構建回收渠道,正極材料廠商負責拆解、提取金屬后再造電池材料,然后供應給電池廠,形成多方合作的循環生態。

風險因素:新能源汽車推廣不達預期;相關政策出臺不及預期。

投資策略:預計到 2020 年回收市場將進入大規模放量階段,回收量將超過 20Gwh,2022 年動力電池回收量將達到 53Gwh(以含金屬價值量計,市場規模將突破百億元)。隨著回收需求的爆發,政策的規范以及行業龍頭的不斷布局,動力電池回收的市場即將打開,看好具備先發布局優勢以及回收渠道優勢的電池材料廠商,通過與整車廠、電池廠合作,打造電池材料再生利用的循環產業鏈。

市場空間預測2020 年回收量接近 40 Gwh,2022 年市場規模突破百億元

動力電池裝機增長迅速,即將步入大量報廢期

電池是新能源汽車產業鏈的關鍵環節,行業持續高增長。伴隨電動汽車于 2011 年在我國起步,動力電池行業步入發展初期,年出貨量低于 1GWh 且僅維持小幅增長;隨著 2014年補貼政策推出,行業進入爆發式發展期,動力電池出貨量從 2014年的5.9GWh攀升至 2015年的 17.0Gwh,同比增長接近 2 倍。2016 年中國動力電池出貨量達 30.5GWh,同比上年增80%。總體而言,作為新能源車產業鏈的關鍵環節,動力電池行業將長期受益新能源汽車的銷量和滲透率增長。根據高工鋰電,2017 年動力電池累計出貨 39.2GWh,同增 30%以上。結合新能源車產銷預測,我們判斷 2018~2020 年動力電池將延續高增長,CAGR 約 30%。

自 2014 年之后,動力電池裝機進入爆發增長期,動力電池的回收問題也逐漸提上日程。一般家用乘用車以及電動客車電池會在 5 年左右退役,出租車和物流車動力電池一般 2 年就會退役。據此判斷,從 2018 年開始,我國將會有大量的動力電池進入報廢期。

2020 年回收量接近 40 Gwh,2022 年市場規模突破百億元

動力電池的回收量不僅與每年新能源汽車產量密切相關,還與電動汽車的類型、占比,電池的類型、占比、技術進步以及不同類型電池的使用壽命等相關。目前行業內的平均標準和經驗數值如下,可作為預測動力電池使用壽命及回收量的假設:

1)根據經驗估計,各類車型年均行駛公里數為家用車 2 萬 km、出租車 10 萬 km、客車 7.5 萬 km、物流車 15 萬 km;家用車與出租車比例為 100:1。

2)我國電動汽車的 NEDC 工況距離在 200km-350km 范圍內。

3)三元鋰電池以及磷酸鐵鋰電池使用情況為:預計 80%的乘用車及物流車使用三元鋰電池,而 70%的客車使用磷酸鐵鋰電池;三元鋰電池的極限循環充電次數為 500 次,磷酸鐵鋰電池的極限循環充電次數為 2000 次。

根據上述假設,乘用車電池平均壽命 5 年,出租車和物流車平均 2 年,電動客車電池壽命平均 5 年。根據我們的測算,2018 年開始我國新能源汽車動力電池將會進入大規模退役階段,退役動力鋰電池達到 11.99GWh,其中三元電池 8.85GWh,磷酸鐵鋰電池 3.14GWh。2020 年動力電池回收量將接近 25.57 Gwh(折合成 18.57 萬噸),2022 年動力電池回收量將接近 45.80Gwh(折合成 30.98 噸),2018~2022 年年均復合增長率達 59.10%以上,以含金屬價值量計,2022 年國內動力電池回收市場規模將突破百億元。

從鉛蓄電池回收經驗來看,資源再生循環回收率高

鉛酸電池出貨穩定增長,回收市場規模高達 400 億元。近年來我國鉛酸電池產銷量維持穩定增長態勢。根據全國鉛酸蓄電池行業協會,2016 年我國廢鉛蓄電池產生量高達 400 萬噸,其中鉛含量約 280 萬噸;按照 2016 年我國現貨鉛的平均價格 1.45 萬元/噸計算,2016年廢鉛蓄電池中鉛的價值量高達 406 億。

回收利用鉛蓄電池含鉛量高于鉛礦,環保風險和生產成本均低于原生鉛。鉛蓄電池主要包括電解槽、電解液、隔板、正負極板等,其中正、負極板由柵板和活性物質構成,柵板一般為鉛銻合金或其他鉛基合金材料,活性物質為 PbO2、Pb 和 PbSO4。其中鉛部件的重量約占電池總重量的 70% 左右。原生鉛礦從開采提煉到金屬,含鉛量很低,礦里鉛的比例僅30%左右,剩余的 70%都是廢棄物,而鉛酸蓄電池的含鉛量高達 62%,絕大部分是可用的金屬,且環保的風險比原生的小。與此同時,相比原生鉛,再生鉛的能耗僅為其 25.1%~31.4%,且生產成本低 38%,生產過程中的污染也更容易控制。

國內鉛酸電池回收體系不斷規范,望在技術和渠道兩方面形成真正閉環。從技術層面,我國鉛蓄電池的回收率最高可達 98%,幾乎可以實現完全閉環利用;從渠道層面,我國鉛蓄電池有組織的回收率達到 30%左右。根據中國產業信息網數據,我國再生鉛占比總消費從2002 年的不到 20%達到 2015 年的接近 47.9%,再生鉛逐步取代原生鉛成為我國鉛的主要來源。而目前美國、德國等西方發達國家再生鉛消費比例均超過 80%。隨著政策監管的持續加碼以及鉛蓄電池生產者責任回收制度的實施推行,我國鉛蓄電池的回收利用體系將不斷規范,正規渠道的回收率預計大幅提升,有望在技術和渠道兩方面形成真正的回收閉環。

驅動因素環保要求+經濟效益+資源稀缺+政策規范,回收必要性和可行性日益凸顯

環保角度:動力電池含大量重金屬化合物,嚴重威脅環境廢舊動力電池含大量重金屬和有機物,嚴重威脅環境和人類的健康。雖然廢舊鋰離子電池中不包含干電池和鉛酸電池中的汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素,但是其含有重金屬化合物、六氟磷酸鋰(LiPF6)、苯類、酯類化合物,難以被微生物降解。廢舊鋰離子電池一旦進入環境中,電池中的重金屬離子、有機物、碳粉塵、氟化物等將可能造成嚴重的環境污染。其中正極材料中的重金屬鎳、鈷、錳污染使環境的 pH 升高,污染水體和土壤;負極材料中的碳材和石墨會引發粉塵污染,嵌鋰也會使環境的 pH 升高;電解質及其轉化物,如 LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3 等,引發氟污染改變環境酸堿度,產生的有毒氣體污染空氣并經由皮膚、呼吸對人體造成刺激;電解質溶劑及其分解和水解產物會引發醛、酮、甲醇等有機物污染;隔膜材料會造成有機物污染;粘結劑受熱分解產生 HF 和氟污染。這些都會嚴重威脅環境和人類的健康。

資源角度:國內鎳鈷儲量和需求不匹配,鈷循環再造電池材料

動力電池尤其是三元電池中鎳、鈷、鋰等貴金屬含量高,資源稀缺且價格不斷上漲。三元材料一般分為兩類:NCM(鎳鈷錳)和 NCA(鎳鈷鋁),以最常見的 NCM111 為例,鎳、鈷、錳的含量分別占 12%、3%及 5%,,具有較高的回收再利用價值。磷酸鐵鋰電池雖然不包含鈷、鎳等稀有金屬,但鋰含量達到 1.10%,顯著高于我國開發利用的鋰礦(鋰礦山中Li2O 平均品位為 0.8%~1.4%,對應到鋰含量僅 0.4%-0.7%)。隨著新能源汽車的推廣,電池材料需求增長,在供給緊張的共同作用下對應金屬材料的價格也經歷了暴漲。電池級碳酸鋰經歷 2015-2016 年的暴漲,目前出廠價格接近 16 萬元/噸,仍然處于高位;四氧化三鈷價格從 2016 年的不到 150 元/千克漲至近 400 元/千克;硫酸鎳價格也從 2016 年 7 月份的2.2 萬元/噸上漲至 2.5 萬元/噸。

我國鈷鎳儲量僅占全球 1%、3.6%,資源儲量和需求不匹配。鎳鈷原料供應保障是電池正極材料(前驅體)廠商的關鍵競爭力,而我國鈷鎳儲量僅占全球 1%、3.6%,與日益增長的需求嚴重不匹配。根據美國地質調查局(USGS)數據,2016 年全球鈷礦儲量約 700 萬噸,其中剛果(金)儲量高達 340 萬噸,占全球總儲量的 48.6%。此外,澳大利亞(100 萬噸,14.3%)、古巴(50 萬噸,7.1%)、贊比亞(27 萬噸,3.9%)、加拿大(27 萬噸,3.9%)等國儲量也較豐富。2016 年中國鈷礦儲量僅為 8 萬噸,占比為 1.1%。相對鈷而言,全球鎳礦儲量分布廣泛,根據美國地質調查局(USGS)數據,2016 年全球鎳礦儲量共約 7800 萬噸。全球鎳礦供給來源較為集中,澳大利亞、巴西、俄羅斯占據儲量前三,占比分別達 24.2%、12.8%、9.7%。中國鎳礦儲量達 250 萬噸,占比 3.2%,全球排名第十。

全球的鈷礦上游資源主要被嘉能可、洛陽鉬業、歐亞資源等跨國礦企控制。嘉能可、洛陽鉬業、歐亞資源三家礦業公司 2016 年鈷礦產量占全球比例超過 40%。其中嘉能可旗下2016 年合計產量 2.83 萬噸,占比達 23%。嘉能可旗下的 Mutanda 礦山擁有礦石量 4.39 億噸,其中銅金屬量 584 萬噸,鈷金屬量 224 萬噸,且礦石品位高,鈷品位達 0.51%,是當前全球最優質,產量最大的鈷礦山,2016 年生產鈷礦 2.45 萬噸,全球占比為 19.9%。洛陽鉬業于 2016 年完成對 Tenke 礦山的收購后,目前已成為全球第二大鈷礦生產商,年產量未來有望達 1.8 萬噸。歐亞資源產能主要集中在 Boss Mining,2016 年產量約 6800 噸。

極少數國內企業收購剛果優質鈷礦,部分公司布局再生鈷資源。目前國內除了公司以再生鈷鎳資源為原料規模化生產鈷鎳粉體外,大多鈷鎳粉體生產廠商主要采用原礦為原料進行生產。其中極少數國內企業在資源價格低谷時期獲得了海外你礦山或權益,其余大都從國內外購買鈷鎳原礦資源。由于國際市場鈷鎳價格和國外礦產資源出口政策變動頻繁,導致國內大部分鈷鎳粉體企業原料來源不穩定。目前,國內上市的公司當中,只有華友鈷業和洛陽鉬業擁有已開發的鈷資源礦山,其中洛陽鉬業 TFM 的 Tenke 項目擁有鈷儲量 33 萬噸,位列全球第二大鈷礦。格林美通過提前布局電池回收,成功建立了用再生鈷鎳資源生產超細鈷鎳粉體的技術路線,年回收鈷 3000 多噸,占總產能近三成。

經濟效益:原料價格上漲凸顯回收經濟效益,補貼政策或將醞釀

梯次利用:目前來看主要問題在于成本偏高,有望隨梯次利用難度降低而凸顯經濟效益。根據中國電池聯盟的數據,以一個 3MW*3h 的儲能系統為例,在考慮投資成本、運營費用、充電成本、財務費用等因素之后,如采用梯次利用的動力鋰電池作為儲能系統電池,則系統的全生命周期成本在 1.29 元/kWh。而采用新生產的鋰電池作為儲能系統的電池,則系統的全生命周期成本在 0.71 元/kWh,鉛炭電池、抽水蓄能的綜合度電成本已接近 0.4 元/kWh。這主要是因為梯次利用的電池一致性差,不僅種類復雜,而且即使是同一型號的電池其使用壽命及狀況也大相徑庭,進行二次利用必須經過大量的檢測、挑選、重組等環節,因此在現有的技術階段梯次利用的成本較高。此外,在采購梯次利用相關設備的時候還需要增加一部分成本用于采購加強系統穩定性的設備。這些成本都是制約梯次動力電池在儲能產業推廣發展的重要因素。

再生利用:三元電池中金屬純度高于原礦,貴金屬價格上漲趨勢下回收效益顯著。動力電池再生利用的成本主要包括:回收成本、拆解成本和冶煉成本。三元電池中金屬純度高于原礦,如果從精煉環節,動力電池回收成本高,特別是濕法工藝,成本更高;而如果從資源開始算起,動力電池回收在經濟性上占有明顯優勢。磷酸鐵鋰電池中有價值的回收金屬較少,拆解回收收益無法覆蓋成本。

國家補貼還在醞釀中。在政策紅利和巨大市場前景的吸引下,新加入動力電池回收的企業數量不斷增加。中國動力電池回收市場的發展,目前可考慮走基金模式,與家電回收的補貼模式類似:廠家先交動力電池處理基金,之后返還補貼。目前,我國在廢棄電器電子產品,如“四機一腦”及鉛酸電池回收處理都有相應的財政補貼,但在對動力電池的回收處理上,還沒有任何具體落實的財政補貼政策,預計未來一旦補貼政策落實,對行業則是重大利好。

地方政府回收補貼逐步落地。國家發布的動力電池回收政策主要是對動力電池回收的整體統籌規劃,沒有具體提出對動力電池回收的補貼政策。有的地方部門根據國家政策出臺了有具體補貼措施的政策。2014 年 5 月 20 日,上海市出臺《上海市鼓勵購買和使用新能源汽車暫行辦法》,對汽車生產廠商,每回收一套新能源汽車動力電池,給予 1000 元的補助。2016年 9 月 2 日,深圳市出臺《深圳市 2016 年新能源汽車推廣應用財政支持政策》,提出對于在深圳市備案銷售新能源汽車的企業,包括本地生產企業和已備案的外地生產企業在深圳的法人銷售企業,應按每千瓦時 20 元的標準專項計提動力電池回收處理資金。對按要求計提了動力電池回收處理資金的,按經審計確定的金額 50%對企業給予補貼,補貼資金應專項用于動力電池回收。2017 年 5 月 9 日,合肥市發布《合肥市人民政府辦公廳關于調整新能源汽車推廣應用政策的通知》,其在財政補助管理細則中提到電池回收獎勵。對整車、電池生產企業建立廢舊動力電池回收系統并回收利用的,按電池容量給予每千瓦時 10 元的獎勵。

當前動力電池回收的各參與方大多數都處于示范項目或者微盈利經營狀態,而形成規模效應、降低成本是當下動力電池回收的重要突破點。鑒于目前動力電池回收的規模和體量還都較小,隨著行業規范性不斷提升,以及龍頭企業不斷布局帶動產業升級加速的規模效應,成本端壓力會在未來行業逐漸發展的過程中消減。而磷酸鐵鋰電池中有價值的回收金屬元素僅鋰,再生利用收益無法覆蓋成本,鑒于目前拆解回收工藝已經較為成熟,成本上已沒有太大的下降空間,所以我們認為,隨著未來梯次利用成本的下降,磷酸鐵鋰電池的回收利用價值有望在梯次利用中得到體現。

政策角度:四大規范性文件出臺,動力電池回收行業國家標準體系逐漸完善

政府構建動力電池回收行業規范和標準體系進程加速。隨著國家層面對于環境保護和資源利用的日趨重視,在動力電池回收產業即將爆發的背景下,為了建立真正的可循環可持續動力電池產業鏈,出臺針對電池回收行業的具體國家標準勢在必行。從 2016 年開始,國家相繼出臺了《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》等政策文件。相比于以往,這些規范對于行業給出了具體明晰的評價和審查措施,為在動力電池回收領域構建起完善的國家標準體系邁出重要一步。

動力電池拆解回收的四大規范性文件提出了明確可操作的行業規范,建立了完善的動力電池回收行業國家標準體系:《車用動力電池回收利用拆解規范》對廢舊動力電池回收利用的安全性、作業程序、存儲和管理等方面進行了嚴格要求,有利于規范我國車用動力電池的回收利用及拆解、專業性技術及動力電池回收體系;《車用動力電池回收利用余能檢測》規范了動力電池外觀檢查、極性檢測、電壓判別、充放電電流判別、余能測試等檢測流程,為車用動力電池的余能檢測提供了科學的評價依據;《汽車動力蓄電池編碼規則》使動力電池具備唯一性和可識別性,全生命周期可追溯成為可能;《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》使動力電芯、模組和電池包的規格尺寸得以統一,降低動力電池的回收難度。

商業模式明確生產者責任延伸制,“正極材料廠+電池廠+整車廠”三方協同

先梯級利用后再生利用,提高資源利用率

政策明確先梯級利用后再生利用的原則,提高資源利用率。工信部于 2018 年 2 月下發的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》(以下簡稱《暫行辦法》)明確提出,廢舊動力蓄電池的利用應遵循先梯級利用后再生利用的原則。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。《暫行辦法》鼓勵電池生產企業與綜合利用企業合作,在保證安全可控前提下,按照先梯次利用后再生利用原則,對廢舊動力蓄電池開展多層次、多用途的合理利用,降低綜合能耗,提高能源利用效率,并保障不可利用殘余物的環保處置。

梯次回收的動力電池主要應用領域是儲能。從電動汽車上退役的動力電池通常具有初始容量 60%~80%的剩余容量,并且具有一定的使用壽命,其經過重新檢測分析、篩選及電池單體配對成組,可用于其他運行工況相對良好、對電池性能要求較低的領域,例如谷電峰用、電力調頻、可再生能源發電并網等需求。

目前動力電池的梯次利用在國內外均處于開始研發試點階段,從海外梯次利用經驗來看,Younicos 回收電池,用以建立組合分布式能源的虛擬電廠,并會參與一次調頻市場的電價制定。該虛擬電廠利用鋰電池將分布式能源收集、儲存在高峰時段釋放。日產汽車與住友商事株式會社在 2010 年 9 月合資成立了 4R Energy 株式會社,致力于實現日產聆風的鋰電池二次商業化利用。公司回收日本和美國市場中聆風汽車的廢舊電池,用于住宅和商業用的儲能設備。同時,公司還將回收的廢舊汽車蓄電池用于生產冷藏運輸車冷藏室所需的電池。美國FreeWire 公司推出了 Mobi 充電器,是用于給電動汽車充電的移動電站。這款產品是由廢舊電動車電池制成,能儲存 48kwh 的電量,超過目前市面上大部分電動汽車的電池容量。德國博世集團利用寶馬的 ActiveE 和 i3 純電動汽車報廢的電池建造了 2MW/2MWh 的大型光伏電站儲能系統。

目前國內一些公司已經關注電池梯級利用,主要由汽車企業主導,聯合電池企業和用戶單位實施。我國在廢舊電池梯級利用上,典型的三個示范工程主要圍繞儲能領域。我們判斷,未來 3~5 年內磷酸鐵鋰電池將成為梯次利用的主要對象。

再生利用涉及復雜的化學及材料加工工藝。按照工藝次序,動力電池再生利用可以分為三個階段。1)預處理:包括預防電、機械分離、熱處理去除部分有機物、堿性溶解中和酸、溶劑溶解、手工拆解;2)材料分離:包括干法回收(又分為機械分選法和高溫熱解法)、濕法回收、生物回收);3)化學純化:包括溶劑萃取、化學沉淀、電解等手段對高附加值的金屬進行分離提純和回收。對于三元電池,由高溫熱解回收工藝得到的最終產品通常包括兩類:三元材料或其前驅體。三元材料中含有鎳鈷等有價金屬,且含量高于原礦,一些大型回收企業會進一步采取濕法工藝提取三元材料中鈷、鎳等高價值重金屬,然后作為再生產前驅體、正極材料的原料,如邦普循環、格林美等。對于磷酸鐵鋰電池,一些小規模的回收廠家主要先拆分電芯得到正、負極片,再破碎分選,回收銅、鋁及電池材料。大型的鋰回收企業如贛鋒鋰業則采取溶解廢電池的方式分離得到含鋰溶液,并且進一步通過電解法和純堿壓浸法得到碳酸鋰和電池級氯化鋰。

以比利時優美科(Umicore)為例,作為一家全球性的物質技術和回收集團,其三元正極材料出貨量遙遙領先。根據 B3 數據預測,2016 年全球 NCM 三元正極材料出貨量達 6.16噸,其中 1.86 萬噸為優美科公司提供,占比高達 30.2%。早在 2012 年 8 月,豐田與優美科(Umicore)集團達成合作,對普銳斯及普銳斯插電式混動車的鋰離子電池進行回收。優美科通過將熱解冶金處理和濕法冶金工藝結合,其采用的 UHT 爐處理能力達到每年 7000噸,是世界上最大的鋰離子和鎳氫電池專用回收設備之一。

國內公司中,格林美通過打造“電池回收—原料再造—材料再造—電池包再造—新能源汽車服務”新能源全生命周期循環價值鏈,牢牢把握稀缺鈷資源,年回收利用鈷資源 3000多噸(2016 年我國自產鈷礦開采量僅 7700 噸),年回收的鎳資源占中國鎳資源開采量的 4%。

政策明確生產者責任延伸制,專業拆解機構具備技術優勢

國家政策明確采用生產者責任延伸制度,生產商因占有多種資源等優勢而承擔回收的主要責任。針對動力電池的回收問題,國家陸續出臺了一系列的電池回收政策。2016 年 1 月5 日發改委下發《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015 年版)》,明確建立動力電池編碼制度,建立可追溯體系,明確采用生產者責任延伸。2018 年 2 月 26 日,國家工信部發布由工信部、科技部、環境保護部、交通運輸部、商務部、質檢總局、能源局七部委聯合印發關于《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的通知,此辦法將于 2018 年 8 月1 日起正式實施,提出落實生產者責任延伸制度,汽車生產企業應建立動力蓄電池回收渠道、回收服務網點,負責收集廢舊動力蓄電池,集中貯存并移交至合作企業;鼓勵汽車生產企業、電池生產企業、報廢汽車回收拆解企業與綜合利用企業等通過多種形式,合作共建、共用廢舊動力蓄電池回收渠道;鼓勵車企通過回購、以舊換新、給予補貼等措施,提高新能源汽車所有人移交廢舊動力蓄電池的積極性。

專業回收處理機構作為拆解主體最具優勢。針對動力電池的回收問題,雖然國家已經出臺了相關政策明確了采用生產者責任延伸制度,但是到底由誰來拆解回收電池材料對整個回收行業最有利呢? 第三方專業回收處理機構作為拆解回收電池材料的主體具有很明顯的優勢。電動汽車廠和單純的動力電池組裝廠作為拆解回收電池材料的主體存在三方面的問題:一是它們都不具備電池回收的經驗和專業能力;二是不具備電池回收處理的專業技術裝備;三是回收處理領域與汽車和電池行業相比是一個很小的微利行業。因此,大多數電動汽車企業和單純的動力電池組裝企業會選擇和像格林美、邦普這樣的第三方專業的回收處理機構進行合作,對廢舊電池進行專業回收。雖然電池材料生產企業對電池材料的合成有比較深刻的理解,在技術上擁有一定的優勢,但是這類企業沒有專業的回收技術、設備和方法,其投入的成本將會很大。而第三方專業回收處理機構深耕鋰電池回收和再生利用多年,擁有專業的回收技術、設備、方法、資質和回收渠道等優勢。判斷第三方專業回收處理機構更加適合作為拆解回收電池材料的主體。

生產者責任延伸制(EPR)在家電回收領域已取得成功經驗。EPR 原則的核心要素包括:確立生產者的主體責任、多渠道回收、集中處理、資質許可、基金補貼。2012 年我國在電子廢棄物拆解領域簡歷生產者責任延伸制,實施基金補貼制度。截至目前共有 5 批 109家處理企業列入廢棄電器電子產品基金補貼企業名單,撥付基金補貼 107 余億元。“四機一腦”年處理能力達到 1.5 億臺,回收拆解總量接近 3 億臺,年均處理量增速達到 58%,不規范拆解數量比例從 2012 年的 18.8%降至 2015 年的 0.2%。與此同時,前 8 大集團拆解量占比由 47%提升至 67%,產業集中程度提升,資源進一步向規范化的龍頭企業積聚。

參考國外經驗,電池回收網絡主要由電池企業共建的行業協會和聯盟組織建設。以日本為例,從 1994 年 10 月起,日本逐步建立起“蓄電池生產-銷售-回收-再生處理”的電池回收利用體系。規定由汽車經銷商負責向社會免費回收廢舊汽車電池,而汽車電池生產商為廢舊電池回收的主要負責人,生產商從經銷商處收集廢舊電池后,轉交于廢舊電池處理商(東京資源公司、關西觸媒化學公司、野村興產、住友金屬等)進行循環利用,2000 年起政府給予生產企業相應的補貼。德國則是由電池生產廠家聯合建立起一套收集系統——GRSBatteries,以基金會的形式存在,超過 3500 家電池制造商使用這個系統,他們給基金會捐款來作為電池回收系統日常運營費用。美國由政府建立電池回收網絡,利用附加環境稅的方式,通過消費者和電池生產企業共同出資作為政府回收資金的支持,廢舊電池回收企業以協議價將提純的原材料賣給電池生產企業。

以電池材料再造為核心,構建三方合作生態

生產廠商主導構建動力電池回收網絡,4S 店和拆解中心兩條回收渠道為主。動力電池的回收網絡由承擔主要責任的電池廠和整車廠主導構成。整車廠利用其 4S 店用以舊換新的形式從消費者那里回收動力電池,然后把廢舊電池轉運給專業的電池拆解回收企業,同時通知電池廠。報廢汽車拆解企業拆解報廢車輛后同樣把動力電池轉運給專業的電池拆解回收企業,同時通知電池廠。然后,專業的電池拆解回收企業對動力電池進行余能檢測,把可梯次利用的電池轉運給儲能企業。其余的廢舊電池全部進行回收再利用,循環利用合成的電池材料再給電池廠進行電池的裝配。這種逆向的回收模式成本低,可行性高,但需要相關制度來完善各企業間的協同合作。

從行業發展趨勢看,整個產業鏈上下游的聯盟合作將顯著加強。未來梯級利用與電池生產,再生利用與資源材料將融合發展,同時行業內企業需協同合作共建回收網絡。我們認為,回收渠道是電池回收行業的核心競爭要素之一,而整車廠掌握與消費者聯系密切的 4S 店,在建立回收渠道網絡方面具備天然優勢。落實生產者責任延伸制度,亦從政策層面明確了整車廠在回收渠道上的主導地位。第三方企業具有較好的回收工藝、先進的回收技術以及完整的廢料處理體系,是目前市場上拆解回收的主要力量。未來,整車廠和電池廠大概率會選擇有危廢回收牌照資格的第三方回收企業合作,而危廢回收的資質非常稀缺。我們看好具備回收技術和先發布局優勢的大型正極材料廠商,與大型整車廠、大型電池廠綁定,整車廠負責構建回收渠道,正極材料廠商負責拆解、提取金屬后再造電池材料,然后供應給電池廠,形成三方合作的循環生態。

競爭格局四類主體積極布局,行業集中度望進一步提升

現狀:資本布局火熱,四類主體積極參與

從實際情況來看,2016 年的動力電池回收用于拆解部分不足兩萬噸,各類電池回收企業派系在廢舊鋰電池回收再利用方面絕大多數處于微盈利或平衡經營狀態,因此動力電池回收和資源再生利用尚未得到較大的發展。然而近三年來各類電池回收企業派系均加大了在動力電池回收再利用方面的資本布局,這是國家、地方政策激勵、市場競爭愈發激烈和近年來經濟效益顯著提升等多重因素影響產生的綜合效果。

總體來說,目前動力電池回收市場的參與方可以分為四類。第一,以格林美、邦普為代表的第三方專業拆解機構。以格林美為例:其在 2016 年與東風襄旅、三星環新簽訂戰略合作協議共同建立興新源汽車供應價值鏈聯盟,并且于 2017 年分別投資 5000 萬元設立孫公司福建格林美、以 9 億元增資荊門格林美用以拓展其動力電池回收與原料再造業務。第二,以比亞迪為代表的整車企業。比亞迪在 2015 年 9 月與格林美合作決定強強聯手打造回收再利用閉環,在動力電池回收行業前景可期。第三,以國軒高科、中航鋰電為代表的電池廠商。國軒高科于 2017 年建成電池拆解資源回收中試線,并且成立“安徽金軒”、“甘肅金軒”主要從事動力鋰電池回收及處理;中航鋰電于 2014 年建立動力電池回收示范線,并且技術處于國際領先水平、獲河南省 600 萬元專項資金支持。第四,以廈門鎢業、華友鈷業、寒銳鈷業為代表的電池材料廠商。廈門鎢業于 2017 年 10 月公告擬向贛州豪鵬增資約 7885 萬元成為其第一大股東,用以提高原料保障能力、打造完整閉環生態鏈;華友鈷業分別出資 1.21億元收購韓國鋰電池循環利用公司股權、約 1844 萬元收購***比倫生物科技股份有限公司來強化境外資源循環產業布局,同時在境內設立衢州華友資源再生科技有限公司用以開拓新的原材料供應渠道;寒銳鈷業擬出資 1 億元設立全資子公司贛州寒銳新能源技術有限公司,建設鋰電池廢料回收和濕法冶煉生產線項目。

壁壘:拆解自動化,回收技術壁壘高

自動化拆解是動力電池回收產業化的基礎環節。在拆解環節,由于動力電池內部連接方式復雜且各不相同,目前自動化水平較低,還存在容易拆壞、引發安全事故以及拆解效率低下等三大問題。目前國內只有邦普等極少數企業自主研發了機械自動化拆解設備,尚不足以支撐起梯次利用的市場。2017 年 11 月,工信部將廢舊動力電池自動化拆解成套裝備納入2017 年重大環保技術裝備目錄,要求技術指標達到單體進料 30 個/次,單體處理速度 60s/個,電芯脫出率>97%等。我們認為,拆解設備是電池回收流程的頭道設備,在此環節設立標準并進行扶持有助于在源頭把控質量,提高后續分離材料的純度和價值,進而提升經濟性。檢測和篩選環節是梯次利用的關鍵。由于回收動力電池的不一致性,進行梯次利用時需要對其的剩余使用價值和健康狀態進行大量的檢測,對于使用情況類似、可以成組的電池進行篩選。檢測篩選環節需要綜合應用軟件技術、測控技術、制程工藝等,涉及光、機、電等跨行業多學科技術,技術門檻非常高,目前國內正處于起步階段,如先導智能的子公司泰坦新動力、星云股份在業內具有先發優勢,是國內鋰電檢測領域的龍頭。

回收工藝基本成熟,三元材料回收價值高。廢舊電池回收拆解的完整流程一般包括 4 個步驟:(1)電池的預處理;(2)電池材料的分選;(3)正極中金屬的富集;(4)金屬的分離提純。每一步驟均包含多種處理方法,各有優缺點,綜合利用各種方法對金屬材料進行回收,金屬的回收率和純度基本均可達 90%以上。動力電池的回收擁有較高的技術門檻。廢舊動力鋰電池回收處理的整個過程包括放電、拆解、破碎、分選、除雜、元素合成等幾十個復雜步驟,涉及物理、化學、材料、工程等多個交叉學科,技術復雜冗長。動力電池回收行業的核心技術,在于如何采用配方合適的化學溶劑將有效成分提取或萃取出來,重新做成電池原材料加以回收利用。但這些配方是動力電池企業的商業機密,電池回收工廠很難掌握。

趨勢:利好大型規范拆解機構,行業集中度望進一步提升

《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》明確規定從事廢舊動力蓄電池回收業務的企業應當具備下列條件之一:1)電動汽車生產企業指定(或授權)的電動汽車售后服務商或其他機構;2)動力蓄電池生產企業指定(或授權)的電池銷售商、動力蓄電池換電(或租賃)企業或其他機構;3)梯級利用企業或其指定(或授權)機構;4)具備動力蓄電池拆卸所需技術、設備、人員等相應條件的報廢汽車回收拆解企業;5)其他符合條件的企業。而與《規范條件》配套的《管理暫行辦法》明確提出將確定一份企業名單。只有滿足《規范條件》的企業能被列入名單,并在工信部網站上公示。列入公告的企業名單將作為相關政策支持的參考依據。如果規范目錄企業名單公布,沒有進入目錄的小企業將失去拆解資質,從而有利于行業中提早布局、技術和資金實力強的大型專業拆解機構。動力電池回收行業集中度將顯著提升。從鉛蓄電池回收行業集中度發展趨勢可以發現:隨著環保要求趨嚴,鉛回收行業在國家推出相關制度后準入標準提升,整頓力度加強,大批不符規范的企業被關閉,全國保留下來的合法的、規模化、規范化的再生鉛企業在 30 家左右,行業集中度大大提高,回收率高(目前整體回收率達到 95%)凸顯鉛價值量(毛利率+退稅利潤)。而相比于鉛蓄電池回收,動力電池回收行業的回收渠道更加專業、行業整頓更加及時,再加上我國在動力電池行業大規模爆發之前,就較早提出了環保要求和回收率的要求,一開始就確立了行業進入門檻,因而不符合規范的小企業生存可能更加艱難、大型企業競爭優勢更加明顯,行業集中度提高的趨勢也更為顯著。

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原文標題:深度報告|動力電池回收的市場空間、驅動因素、商業模式、競爭格局

文章出處:【微信號:Recycle-Li-Battery,微信公眾號:鋰電聯盟會長】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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