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行业聚焦

解读动力电池回收利用发展现状及趋势 百亿级市场待挖掘

2018-01-11 13:51:59.0 来源:电池产业网

基于动力电池回收利用的广阔前景,特此分享一篇来自五矿经济研究院的动力电池回收利用发展现状及趋势研究报告,从动力电池回收利用的市场前景、国外发展经验、国内发展情况、行业发展重要趋势、布局必要性和可行性及布局策略等方面全面解析行业现状及趋势。




我国新能源汽车行业的快速发展带动了动力电池及相关材料产业的快速发展。基于动力电池的生命周期,退役动力电池的回收利用将是一个非常重要的新兴领域。从 2018-2019 年开始,我国将会有大量的动力电池进入退役期(2023 年之前主要是磷酸铁锂电池)。退役电池将先进行梯级利用、再实施资源再生利用,预计市场总规模在 2020 年将超过 100 亿元,到 2025 年将达到 380 亿元左右。其中,梯级利用是最具前景的细分领域,并有望带动“储能”这个巨大新兴市场的形成。


当前全球动力电池回收利用行业总体仍处于发展初期。国外电池回收网络主要由电池企业共建的行业协会和联盟组织建设;梯级利用主要由汽车企业主导,联合电池企业和用户单位实施;再生利用大多由冶金企业转型而来,形成冶金材料回收一体的企业。


我国高度重视动力电池回收利用,2016 年以来密集出台了一系列政策法规,电池回收利用的政策体系也已初步成型。但整体的回收网络体系还很不健全。在梯级利用领域,产业布局以电池企业居多,大多数车企对此重视度不足,行业在中国铁塔等重点用户及相关科技型企业的引领下,正迎来商业化突破。在再生利用领域,动力电池的回收处理还未真正形成规模,邦普和格林美等领先企业主要回收处理的是消费锂电池和电池厂废料(80%以上)。由于解决再生利用问题是实施梯级利用的前提,锂电池企业和资源材料企业都在开展再生利用的布局。就技术发展而言,无论是梯级利用还是再生利用都还有很大的改进空间。


从行业发展趋势看,整个产业链上下游的联盟合作将显著加强。未来梯级利用与电池生产,再生利用与资源材料将融合发展,同时行业内企业需协同合作共建回收网络。伴随行业的正规化发展,未来国企实施动力电池回收利用的外部环境将日益得到改善。


一、动力电池回收利用的市场前景分析


1、动力电池回收利用简介


动力电池(主要指锂动力电池)回收利用是指对新能源汽车废旧锂动力电池进行多层次的合理利用,主要包括梯级利用和资源再生利用。梯级利用是将容量下降到 80%以下的车用动力电池进行改造,利用到储能(电网调峰调频、削峰填谷、风光储能、铁塔基站)及低速电动车等领域。资源再生利用(简称“再生利用”)是对已经报废的动力电池进行破碎、拆解和冶炼等,实现镍钴锂等资源的回收利用。


图 1 我国动力电池循环利用全产业链示意图


 

资料来源:根据《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》整理


2、梯级利用是动力电池回收利用最具前景的细分市场


2014 年来,随着我国新能源汽车行业的快速发展,动力电池的回收问题也逐渐提上日程。一般动力电池会在 5-6 年后退役,商用车动力电池甚至 2-3 年就会退役。因此,从2018-2019 年开始,我国将会有大量的动力电池进入报废期。根据我们的综合测算,2020 年我国将有约 20Gwh 的动力电池退役,2025 年将有大约 93Gwh 的动力电池退役。


图 2 锂动力电池逐年退役量预测(单位:Gwh)

 

数据来源:五矿经济研究院


退役的动力电池将按照先实施梯级利用、后实施资源再生利用的方式进行回收利用。据我们测算,由此带来的电池回收利用规模将在 2020 年达到 107 亿元左右(其中梯级利用市场规模约 64 亿,再生利用市场规模 43 亿元)。到 2025 年市场规模合计将达到 379 亿元(其中梯级利用的市场规模约 282 亿元,再生利用市场规模约 97 亿元)。由此可见,动力电池的回收利用将快速形成一个巨大的新兴市场,而梯级利用又是其中最大、最具前景的细分市场。


图 3 锂电池回收利用市场总规模预测(单位:亿元)

 

(重要假设条件:1、新能源汽车发展进程与国家规划一致;2、磷酸铁锂电池平均 4 年退役,三元电池平均 5.7 年退役。3、动力电池到期正常退役比例从 80%逐渐上升到 90%;4、可梯级利用电池比例从 55%逐渐上升至 70%。5、梯级电池平均 5.5 年后报废;6、消费电池回收率从 10%逐渐上升至 20%;6、电池厂废品率从 4.5%逐渐降至 2%。)


数据来源:五矿经济研究院


从梯级电池的潜在应用领域看,电池在储能和低速电动车等领域有着巨大的应用潜力。一则中国铁塔公司现有通信基站 180 多万个,目前每年存量电池的更换和新建基站需要 25Gwh 的电池,根据我们的测算,相当于 2020 年全国实际可梯级利用的电池总量的 3 倍。二则中国低速电动车 2016 年销售 100 多万辆,2020 年有望达到 200 万辆,共需电池10-14Gwh,目前主要采用铅酸电池,未来有望更换为成本更低的退役动力电池。三则新能源发电、输配电网调峰调幅、用户侧削峰填谷、智能电网,及家庭分布式光伏发电等都有巨大的应用潜力。由此可见,梯级电池不仅完全不缺乏市场空间,还有望带动储能这个巨大新兴市场领域的形成。


图 4 动力电池可梯级利用量预测(单位:Gwh)

 

数据来源:五矿经济研究院


3、未来五年内磷酸铁锂电池是回收利用的主要对象


从退役动力电池的类型看,到 2022 年前退役动力电池的主力都将是磷酸铁锂电池;2023 年后退役三元动力电池将占主流。因此,动力电池回收利用首先要面临磷酸铁锂电池的回收利用问题。磷酸铁锂的再生利用价值很低,目前可免费回收甚至收费回收,但是可很好地进行梯级利用。


图 5 各类型锂动力电池逐年退役情况预测(单位:Gwh)

 

数据来源:五矿经济研究院


锂电池再生利用而言,可供再生利用的废旧锂电池来源不仅来自直接报废的退役动力电池,还有废旧的消费锂电池、电池企业等的生产废料、报废的梯级利用电池等重要来源。经过测算,未来 5 年内主要的再生利用电池仍然是缺乏回收价值的磷酸铁锂电池。但三元动力电池的再生利用量将从 2020 年开始快速放量,并超过消费锂电池的再生利用量;从 2023 年开始,三元动力电池将进一步超过磷酸铁锂电池成为再生利用的主要对象。


图 6 各类废锂电池再生利用量预测(单位:吨)

 

数据来源:五矿经济研究院


二、国外动力电池回收利用行业发展经验


(一)责任机制与回收网络建设


1、电池企业承担电池回收利用的主要责任


由于欧美日本等发达国家此前在铅酸电池、消费锂电池等的回收方面建立的回收体系取得良好的效果;因此对于汽车动力电池的回收利用,基本沿用了此前的回收经验,形成了由动力电池生产企业承担电池回收主要责任的制度机制。产业链上其他主体也有相应的责任,但具体的责任分担机制在各个国家略有不同。


具体而言,欧盟从 2008 年开始强制要求电池生产商建立汽车废旧电池回收体系;同时对电池产业链上的生产商、进口商、销售商、消费者等都提出了明确的法定义务。同时,通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。


美国大部分州采用由美国国际电池协会设计的法规制度,同样强制要求电池零售商回收废旧电池,并要求电池生产商在生产过程中就要采用便于回收的设计和标识;对产业链上的其他主体,则由电池企业通过价格机制引导其参与进来。此外,美国也通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。


日本从 2000 年起即规定电池生产商负责镍氢和锂电池回收,并要求电池产品设计要利于回收。但政府会对电池厂商给予补助,以提高企业回收的积极性。而消费者等其他主体参与电池回收则是基于“自愿努力”(日本的垃圾分类和循环利用的观念已经深入人心),因此电池厂商可通过相关渠道免费从消费者手中回收电池。


2、通过共建联盟来建设回收体系是主流方向


在电池企业承担主要责任的机制下,回收渠道的构建方式主要有三种:一是电池制造商借助销售渠道搭建“逆向物流”回收渠道;二是通过共建行业协会/联盟来建立回收渠道;三是特定的第三方回收公司自建回收渠道。其中,欧盟和美国均主要通过行业协会或联盟来搭建电池回收渠道。日本则主要由电池企业通过“逆向物流”构建回收渠道。


美国 5 大电池企业于 1991 年发起成立便携式充电电池协会(PRBA),负责构建电池回收渠道,目前已经构建起了由 4 万多家零售店、3 万多个社区集中回收点和 350 多家企业/机构回收点组成的回收网络。PRBA 协会主要通过电池企业的资助和消费者押金来维持运转。回收的物料则免费提供给具有资质的回收利用公司来处理。


图 7 欧美废旧电池回收模式关系图

 

资料来源:网络公开资料


在欧洲,由德国电池制造商协会和电子电器制造商协会联合成立的 GRS 基金是欧洲最大的锂电池回收组织。该组织已建立了超过 17 万个回收点(其中包括 14 万个零售点),并回收了德国 46%的废旧便携式电池。电池企业可通过按产量向基金会交纳服务费的方式共享回收网络。目前 GRS 基金已有成员企业 3500 家。


日本基于良好的国民回收意识,在参与者自愿努力的基础上,由电池生产商利用零售商家、汽车销售商和加油站等的服务网络,免费从消费者那里回收废旧电池,交给专业的电池回收利用公司进行处理。


图 8 日本废旧电池回收模式关系图

 

资料来源:网络公开资料


(二)梯级利用与再生利用产业的发展


1、动力电池梯级利用多由汽车企业组织实施


从全球范围看,锂动力电池还未到大规模报废期。因此,梯级利用总体还处于示范性应用阶段。现有项目大多由汽车企业主导、联合电池企业及回收企业实施,少数企业已经率先实现了商业化突破。


其中,日产汽车与住友于 2010 年合资成立的 4R Energy能源公司是目前商业上最成功的锂电池梯级利用企业。4R Energy 对日产聆风汽车的废弃电池实施梯级利用,开发了标称功率为 12kw-96kw 的系列家用和商用储能产品。


2017 年,奔驰公司与回收公司合作实施的 Lünen 项目,是今年计划投运的全球最大的梯次利用项目。该项目将 1000辆 smart 的退役电池进行梯次利用,预计形成 13MWh 的电网服务储能设施,退役电池有效梯级利用率达到 90%以上。


其他示范性应用项目有:博世集团、宝马和瓦滕福公司于 2015 年利用宝马纯电动汽车退役的电池在柏林建造了2MW/2MWh 的大型光伏电站储能系统,并已投入使用。丰田将凯美瑞的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电。通用公司与 ABB 合作将退役的雪佛兰电池梯级利用于家庭和小型商用备用电源,以及用在可再生能源发电的削峰填谷等。


2、再生利用企业多为有色冶金企业转型而来


此前,欧美和日本的消费电池、家电电子等回收利用(主要方式是再生利用)取得了良性的发展,为动力电池的再生利用打下了良好基础。从动力再生利用的实施主体上看,大多为专业的金属冶炼回收企业或材料企业转型而来。比利时优美科、美国 Retriev Technologies、法国 Recupyl、日本住友金属矿山等是全球较为知名的锂电池再生企业。


优美科是全球最大的金属回收和锂电池材料企业。其金属回收是从传统冶金业务转型而来,目前每年处理各类废料 35 万吨,共回收有价金属 17 种。优美科在全球已经拥有多家电池拆解回收工厂。2011 年,优美科在比利时霍博肯总部的报废锂电池冶炼处理厂(年处理电池量 7000 吨)和德国的废旧动力电池处理厂先后投产;2012 年,位于美国的报废动力电池拆解处理厂投产;同年优美科与丰田公司签署协议,对其汽车动力电池进行回收。


美国 Retriev Technologies 公司,发源于 1984 年成立的 Toxco 公司,主要从事各种类型的电池回收。该公司的锂电池回收已有 20 多年的历史,锂电池累计回收量超过 1.1万吨。该公司对特斯拉的 Roadster 电动汽车的动力电池组进行了回收,可回收 60%的电池组材料。


住友金属矿山是全球最大的高镍三元锂电池材料企业(NCA),同时也是日本领先的有色金属资源和冶炼企业。基于原有的铜、镍冶炼工艺,住友金属矿山也在大力发展电池回收。2011 年,住友金属金属矿山与丰田合作回收镍氢电池,可回收电池组中 50%的镍,建立了 1 万辆混动车电池的回收线。2017 年 7 月,住友金属矿山公司宣布成为日本第一家成功从锂电池回收镍和铜的企业。


表 1 国外实现工业生产的主要废旧锂电池回收企业


三、我国动力电池回收利用行业发展情况


(一)国家相关政策体系正加快完善


“新时代”我国将生态文明建设和绿色循环低碳发展提到了崭新的高度。随着我国新能源汽车行业的快速发展,动力电池的回收的紧迫性也日益提升,受到国家的高度重视。


2016 年以来,为了防止走其他废弃物治理走过的“先乱后治”的老路,国家动力电池回收利用政策制定频率显著加快。截至目前,国家已密集发布了 10 余项电池回收相关的政策法规(见附件 1),电池回收利用的政策体系也已初步成型。


经过我们梳理分析,我国动力电池回收的政策导向有如下几个方面:


一是在回收利用的责任机制上,明确落实生产者责任延伸制度,将生产者的资源环境责任从生产环节延伸到产品设计、流通消费、回收利用、废物处置等全生命周期。我国规定由汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任,电池企业保障废旧动力电池的有效利用和环保处置;同时,产业链上的其他相关方等都要承担相应的责任。


二是在回收网络的建设上,要求车企应在销售区域(至少地级)内通过自建、共建、授权等方式建立回收服务网点;鼓励产业链上下游合作共建、共用回收网络。同时要求车企应采取回购、以旧换新、给予补贴等措施提高用户移交废旧动力电池的积极性。


值得注意的是,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》明确要求:电池企业按照国家统一标准编码;车企需依法建立溯源系统和动态监控系统,并对动力电池安全运行状态进行动态监控;各产废环节必须将电池交给合法回收和综合利用企业。这项法规的实施将极大地推动回收渠道的正规化。


三是在电池的综合利用方式上,明确要遵循先梯级利用、后再生利用的总体原则,提高综合利用水平与经济效益。


四是在回收利用行业管理上,不断推动行业迈向规范化发展。一方面通过技术政策、各环节的行业标准引导回收行业的规范化发展;另一方面发布实施行业规范条件,对规范企业名录进行动态管理,逐步提高行业准入标准。目前,国家正在酝酿实施许可证管理(预计 2020 年前后),适度控制从业企业数量。


五是在政府推动和支持措施上,国家将重点围绕京津冀、长三角、珠三角等新能源汽车发展集聚区域,选择若干城市开展新能源汽车动力蓄电池回收利用的试点示范。企业扶持方面,明确提出“重点扶持领跑者企业”,同时将通过国家科技计划等支持行业共性技术的研发。


财政补贴方面,从国家层面还没有实施补贴的意向,甚至未启动相关补贴政策的研究工作。地方上除了深圳之外,各大城市也都没有给予补贴的意向。深圳 2016 年规定新能源汽车企业按 20 元/Kwh 计提回收专项资金,地方财政按计提金额的 50%给予回收补贴。上海 2014 年曾尝试过回收一套动力电池给予 1000 元补贴的政策,但从 2016 年起已经取消了补贴。因此,预计未来我国动力电池回收补贴的缺失将成为常态。


(二)整体回收网络还很不健全


动力电池在其全生命周期具有高度的流动性、分散性,电池企业、车企、4S 店、电池租赁服务、用户、报废、梯级利用等环节都将产生废旧动力电池。如何构建科学合理的回收网络,关系到动力电池回收利用行业的整体健康发展。


由于当前仍处在动力电池回收行业的导入初期,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》也预计要到明年上半年才正式发布实施。而我国早期对普通消费电池的回收利用没有形成体系规模,因此,目前我国动力电池的回收网络还很不健全,主要有格林美、邦普等少数几家第三方回收企业自建的回收网络。目前还远远没有形成由车企、电池企业、回收企业、物流企业协同联动的动力电池回收体系。


表 2 各主要企业在回收网络方面的布局情况


(三)动力电池梯级利用正迎来商业化突破


在巨大的市场潜力和企业自身责任面前,锂电池产业链的各相关主体都在积极布局动力电池回收利用。其中梯级利用领域由于与电池关联度最高,因此动力电池企业布局最多;车企总体对此重视度不足(北汽新能源除外)。此外,电池材料企业杉杉股份着眼于构建“储能节电、光伏发电和光储结合的系统能源解决方案”的雄心,联合相关企业进行投资布局,也取得了初步进展。各主要企业的梯级利用布局情况如表 3 所示(企业详细情况见附件 2)。


表 3 各主要企业在梯级利用方面的布局和发展情况


经过前期的示范性应用,目前国内退役动力电池梯级利用已经开始实现商业化应用突破。一是作为梯级电池最大的潜在用户之一,中国铁塔公司牵头组织 10 家梯级利用企业将退役动力电池梯级利用于基站,已经取得实质性突破, 2017 年梯级电池采购量达到 0.3GWh。二是煦达新能源通过技术创新,在电网用户侧削峰填谷方面已经取得市场突破,并率先建立了 MWh 级的工商业储能系统项目,储能系统成本低于 1 元/Wh,打开了用户侧储能的市场空间。


同时,为推动动力电池的梯级利用,国家标准委员会在 2017 年 5 月和 7 月发布了《车用动力电池回收利用拆解规范》、《车用动力电池回收利用 余能检测》、《汽车动力蓄电池编码规则》、《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》等 4 项标准,将为动力电池梯级利用提供很大便利和保障。


(四)锂电池产业链相关企业纷纷布局再生利用


目前国内锂动力电池的直接报废量不大,从企业调研情况看,动力电池的循环再生利用还没有真正形成规模,现有废电池来源仍以电池厂的生产废料及消费锂电池为主。


从锂电池再生利用的布局主体上看,资源、材料、电池、新能源汽车等锂电池产业链上下游相关企业均在积极开展电池再生利用的布局。同时也有第三方的资源回收企业。从整体布局动向看,随着动力电池大规模报废期的临近,各家企业在 2016 年-2017 年间的投资建厂及资本收购等布局动作尤为密集。同时,第三方回收企业整体在向电池材料领域延伸,锂电池企业全面布局电池梯级利用和再生利用。


从当前市场格局看,邦普和格林美处于绝对龙头地位;赣州豪鹏、金源新材料、芳源环保、龙南金泰阁、赣锋循环等处于第二梯队;剩下绝大部分尚处于建设期或试运行阶段。各主要企业布局情况见表 4(企业详细情况见附件 3)。


表 4 各主要企业在再生利用领域的布局和发展情况

 

 


(五)动力电池回收利用技术总体还有很大改进空间


1、梯级利用需提升系统安全性、一致性和成本控制


梯级利用的核心技术环节有电池包拆解、余能检测和状态评估、匹配再集成等,其中所需的信息技术、自动化、智能化等高新技术含量较高。其目的是要提高梯级利用电池模块的安全性和一致性,达到再利用的标准。相较而言,中国铁塔每个基站所用电源仅需 25kwh 的电量,运用梯级电池的技术难度较低。而电网所需调峰调频及用户侧削峰填谷则需要Mwh 级的储能系统,相当于几十辆大巴车的电池量,对电芯集成的“一致性”要求很高,有较高的技术门槛。


同时,梯级利用最大的价值在于以最低的成本获得最高的使用性能,因此其技术发展以降低梯级利用成本为核心。参照铅酸电池价格,梯级电池系统要实现市场化应用,价格应努力降至 0.8 元/wh 以下。截止目前(根据公开信息),国内仅有煦达新能源实现了 Mwh 级的储能系统商用,并将成本降至 1 元/wh 以下;但预计将会很快又更多企业陆续实现突破。


2、再生利用需提升综合回收效率和环保控制


我国已基本掌握动力电池再生利用技术,具备处理各种类型动力电池的技术能力。目前针对三元系废旧电池采用的“定向循环”对接正极前驱体原材料生产,是当前的主流技术路线。但目前仍存在较大的问题:一方面动力电池中锂金属的占比和回收价值将不断提升,但目前锂的回收处于从属地位,回收率不高;二是对多种电池回收处理的兼容性不强;三则目前国内主要的再生利用企业在危险废物的无害化安全处置上普遍不足。


因此,动力电池再生利用工艺面临转型提升,未来的主流发展方向是以锂回收为先、能综合处理多种动力电池且安全环保的回收工艺。目前邦普等企业的新项目也正在朝着这些方向发展。


四、动力电池回收利用行业发展趋势


(一)产业链上下游的联盟合作将显著加强


一是梯级利用企业将与电池企业的融合发展。梯级企业发展的必然方向是“储能”,而电池企业也将储能市场作为必争之地,因而是目前梯级利用布局的主要力量。随着两类企业的互相渗透与重组整合,未来将形成一批兼具动力电池、电池梯级利用及储能业务的电池龙头企业。


二是再生利用企业将与资源材料企业的融合发展。再生利用企业正在积极向材料转型;对资源和材料企业而言,再生利用也是必争之地。随着两类企业业务领域的互相渗透与融合,未来将形成一批兼具资源、回收、材料业务的电池材料龙头企业。


三是产业链上下游在回收领域的战略联盟与合作将显著加强。动力电池回收责任机制安排,以及电池回收利用的系统性复杂性决定了上下游企业必须加强协同合作。


具体而言,车企是终端市场话语权的掌控者,又是电池回收的责任主体。车企没有足够的网络建设能力,客观需要动力电池生产及回收利用企业的帮助。电池企业和材料企业需要为下游分担相应的回收责任以赢得客户和市场。而梯级利用企业又必须需要保障废电池的最终再生利用,才能获取车企的信赖与合作。因此,产业链上下游需要加强战略联盟与合作,共担责任和风险、共享收益。


从现实情况看,产业链龙头企业间的联盟合作已经开启。如宁德时代 2016 年 10 月间接控股邦普循环,打通了梯级利用和再生利用产业链,并大大提高了材料端的话语权。国轩高科与金川集团 2017 年 8 月通过紧密的股权合作共建电池再生利用线。北汽新能源 2016 年 9 月参股赣州豪鹏(2017年 8 月并入厦门钨业旗下),并与之合作共建 2 万吨/年的动力电池回收及三元前驱体生产线;同时依托 2016 年 6 月成立的匠芯电池公司实施梯级利用、构建光伏充换电站,打通梯级利用、储能和再生利用链条。杉杉股份与电池企业凯泰新能源等 2016 年 9 月共同投资设立电池回收利用企业,并将继续加强合作以打造“储能节电、光伏发电和光储结合的系统能源解决方案”。比亚迪与格林美 2015 年 9 月签订框架协议共同投建储能电站和光伏电站示范站等。


当前,国内新能源汽车企业对动力电池梯级利用的重视度普遍不足。未来随着梯级利用市场价值的体现,车企也将逐渐会成为动力电池回收联盟合作中的重要主导力量。


(二)回收企业需参与共建回收网络以获取废旧动力电池


回收网络体系的完善是废旧动力电池回收利用行业发展的基础和重中之重。能否获取稳定的废旧动力电池来源,也直接关系到回收利用企业的根本生存和发展。


根据即将发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,国家对产生废旧动力电池各个环节的回收责任都有明确的规定和要求(见表 6)。通过梳理,未来废旧动力电池主要由车企组织或授权建立的回收服务网点负责收集,交给与车企协议合作的电池生产企业,先做梯级利用,再由梯级利用企业回收并交再生利用企业回收处置。


表 5 我国废旧动力电池的主要来源分析表


按照这样的顶层制度设计,未来梯级利用企业需与动力电池企业进行战略合作乃至融合发展,参与车企组织或授权的回收网络建设,才能获得稳定的废旧动力电池来源。再生利用企业未来将主要从梯级利用企业手中获取废旧电池,因此必须与梯级利用企业建立紧密的战略合作关系,才能获得稳定的废旧电池来源。因此,未来将呈现梯级利用企业、再生利用企业(与车企合作)共建回收服务网点的局面。


(三)国企实施动力电池回收的产业环境将日益改善


在废旧消费电池和废旧电子产品回收市场,由于回收体系环节散乱,民营再生资源利用企业收购废旧资源时可不需进项发票、直接用现金交易;而国企由于必须要进项发票,不仅只能按照更高的“带票价”收购,甚至无法获得稳定的原料来源。这导致国营再生资源利用企业无法与民企竞争。


这也是目前邦普、格林美等民企占据锂电池回收市场领导地位的重要原因。加之许多民企由于环保条件不达标、生产成本更低,正规国企在这样的市场基本无法生存。


但未来实施动力电池的回收,上述现象有望得到大幅的改观。一则“新时代”国家大力推动绿色发展,环境监管、督查整治力度空前,环保不达标的企业难以生存。二则随着生产者责任延伸制度的推行及动力电池溯源和监控系统的运行,各产废单位售废偷税难度将显著加大、废旧动力电池流入非法渠道的可能性也将显著降低,民营回收企业的“不开票”优势也将逐渐丧失。


另一方面,国家为了推动电动汽车的发展,鼓励许多国有公交集团、出租车公司及其他专用车单位率先使用电动企业,这些单位将是一段时期内退役动力电池的主要产废单位。他们出于“国有资产流失”等考虑,更愿意把退役的汽车及电池交给国有背景的企业去做回收利用。


(四)当前是布局动力电池回收利用较为理想的时机


一则当前仍处于动力电池大规模退役前夕,行业内企业大多处于前期布局阶段,动力电池的再生利用还未成规模,许多企业尚未实现盈利。废旧动力电池回收利用的龙头企业及企业联盟也还未真正成型。因此,如要开展相关布局,2018年底之前还属于比较理想的时间窗口。


图 9 各类别废旧锂电池再生利用量测算(单位:万吨)

 

数据来源:五矿经济研究院


二则目前动力电池回收利用政策准入门槛相对较低,国家在政策上仅要求企业达到《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》相关要求并申报规范目录,符合必要的安全环保标准即可(许多省份也对其参照危废管理,要求具备危废资质)。但未来国家将会逐步提高行业准入标准。同时,国家相关部门正在研究实施许可证管理(预计 2020 年前后),适度控制从业企业数量。因此,最迟应在 2019 年底以前初步完成相关布局才能占据主动。


(五)动力电池回收利用领域风险与收益并存


动力电池回收利用作为仍处于导入期的新兴行业,有着巨大的成长空间,但也客观存在较大的风险,主要体现在:


一是回收体系建设进程的不确定性。尽管国家环保监管力度空前提高、政策法规也有明确的规定,但回收网络体系的建设需要较大的投入、建设难度也较大,能否迅速完善有较大的不确定性。这可能导致流入正规渠道的废旧动力电池比例降低,并导致初期正规国企可获得的废旧电池不足。


二是行业规范化发展进程的不确定性。如果动力电池溯源和监控系统的建设不到位,导致产废单位销售废旧电池的“偷税”难度并未显著提升,民企将继续拥有“不开票”优势;同时,如果未来国家环保监管放松,环保不达标的企业仍将占据成本优势。这些可能导致初期国企缺乏竞争力。


三是电池再生利用价值的不确定性。如果采用三元正极的锂电池未来逐渐被新体系电池替代(如锂硫电池、燃料电池等),则动力电池再生利用的价值可能将显著降低(梯级利用的价值不受影响),但届时再生利用企业可能需要依靠政策或市场补贴机制等才能维持正常运营,而对于补贴机制又存在较大的不确定性。


附件 1:国家动力电池回收相关政策法规



附件 2:我国主要动力电池梯级利用企业情况


(1)中国铁塔(基站电源)


中国铁塔股份有限公司(原名:中国通信设施服务股份有限公司)于 2014 年 7 月由中国移动、中国联通和中国电信发起成立,致力于电信基础设施的统筹建设与共享利用。中国铁塔公司现有通信基站 180 多万个,目前每年存量电池的更换和新建基站需要 25Gwh 的电池,根据我们的测算,相当于 2020 年全国实际可梯级利用的电池总量的 3 倍。


自2015 年 10 月以来,中国铁塔公司先后在北到黑龙江、南到广东的 9 个省市组织了 10 家厂商建设了 57 个梯级利用试验站点,将电动大巴退役的动力电池经检测、分选和重组后代替铅酸蓄电池,涵盖基站备电、削峰填谷、微电网等各种使用工况。试点运行 2 年,效果良好。


2017 年,中国铁塔进一步实施大规模试点,计划采购0.3GWh 的梯级电池在 5 省使用,于 11 月前完成安装。本次试点将重点打通电池溯源平台和电池运行数据实时监控平台,准确掌握电池状态和各阶段运行数据,降低电池递次利用成本。


中国铁塔在采用梯级电池上有诸多优势:一是通信基站满足梯级电池小模块、低电压、小电流,高冗余、非移动等高效利用条件(每个基站需大约 14Kwh 电池),比其他场景更适合梯级电池应用;二是拥有全国范围内最大的电池运行实时监控网络;三是有由 4 万多辆专业维护车组成的电池物流体系和 4 万多名专业维护人员等。中国铁塔的成功试点也让业内切实看到了动力电池梯级利用市场的前景和希望。


(2)煦达新能源(用户侧削峰填谷)


煦达新能源(GMDE)成立于 2011,主要生产储能逆变器及系统,致力于提供绿色能源解决方案。2016 年 12 月被上市公司中恒电气(002364)间接控股。


煦达新能源以组串式储能变流器结合退役动力电池,形成可并联成组的基本储能单元,推出室内机柜式和户外集装箱式两种商业储能系统,实现工商业用户侧削峰填谷和需量电费管理。目前已率先在上海、江苏和浙江等地落地了退役动力电池梯次利用储能项目。


2017 年 9 月 1 日,煦达新能源主导设计的国内首套 MWh 级动力电池梯次利用的工商业储能系统项目在江苏溧阳投运。该项目采用消峰填谷的运行策略,谷电充电、峰电供电,以合同能源管理的商务模式与客户分享峰谷价差带来的收益。该项目的峰谷价差为 0.78 元/kWh,每天可产生大约 625 元的峰谷价差收益,预计 5 年即可收回投资成本。该项目的成功投运标志着储能系统成本进入 1 元/Wh 新时代,用户侧储能应用真正具有了商业推广价值。


(3)超威动力


超威动力(超威集团,0951.HK)创立于 1998 年,是香港上市的电池研发制造企业,2017 年上半年营业收入 101 亿元,净利润 2.7 亿元。从 2010 年开始,超威集团就着力于锂电池回收体系的研究,通过数据分析、反复试验,最终研发出“一度电标准模块”。2016 年 3 月,超威集团所属超威创元实业有限公司投资成立长兴亿威新能源有限公司,从事动力锂离子售后服务、回收与梯次利用。

超威集团在全国拥有约 3000 家服务网点;并开发了“IDBMS”系统,可对所有锂电池进行全生命周期定位跟踪。超威集团计划在 2018 年底前完成服务网点的升级改造,并在全国各大城市建成 7 个安全中转库,同时与中间商及新能源汽车运营商建立合作机制,最终打造覆盖全国的“互联网+蜘蛛网”回收模式,最终实现以用户为主导的 24 小时无忧售后服务。


(4)中航锂电


中航锂电成立于 2009 年 9 月,是成飞集成(002190)控股的锂电池、电源模块研发及生产企业。中航锂电在动力锂电池的梯次利用和再生利用方面都有布局,但总体处于探索研究阶段。


梯级利用方面,其采用框架式低成本结构设计的梯次利用电池,已应用于中国铁塔公司通讯基站移动电源系统产品,分别在河南洛阳和四川眉山试点使用。此外,中航锂电在其园区实施了太阳能储能示范项目,将园区顶棚光伏发电装置与采用梯级电池的集装箱式储能单元连接起来,最终以充电桩的方式输出电能。


再生利用方面,中航锂电 2014 年投资建成了国内首套磷酸铁锂电池再生利用试产线,其电池拆解系统基本实现了半自动化作业,铜铝金属回收率高达 98%,正极材料回收率超过 90%。该项目入选 2016 年河南省重大专项并获得 600 万元专项资金支持。未来的回收工艺将兼容三元材料电池和磷酸铁锂电池。


(5)CATL(宁德时代)


CATL 成立于 2011 年,是我国最大的动力电池企业。CATL目前主要的电池业务有三大板块:电动巴士应用、电动乘用车应用和储能应用。储能应用以磷酸铁锂电池为主。


对于储能,CATL 总裁黄世霖表示:“其实储能是我的最爱,我个人非常喜欢储能。储能这一块将来市场会比电动汽车大很多。”第一是发电侧应用,包括光伏、风电、火电,以及未来的核电都要用到储能;第二是在输配电的过程中可以用来调频、调幅;第三是用户侧,这也是最重要的应用,用于削峰填谷、智能电网,还有未来的分布式光伏发电等。


在动力电池回收上,CATL 也在积极布局。回收体系建设方面,CATL 与宇通、上汽、北汽、吉利等车企展开合作;动力电池回收后,CATL 将其改造用于储能,之后在进行回收再利用。CATL 于 2016 年 10 月间接控股邦普,从事废锂电池的再生利用。


(6)比亚迪


作为最早一批发展新能源汽车的企业,比亚迪在新能源汽车投放市场之初,就开始了动力电池回收工作,目前动力电池回收利用仍然处于探索阶段。


比亚迪主要采用委托授权经销商来回收废旧动力电池。经销商会将更换的动力电池运送到比亚迪宝龙工厂进行初步检测。如果废旧电池可以继续使用,将来会继续应用在家庭储能或基站备用电源等领域。如果电池不能再利用,比亚迪宝龙工厂会将电池运送到惠州材料工厂,采用湿法回收方法进行拆解回收。


(7)杉杉股份


杉杉股份于 2016 年 9 月哈尔滨凯泰新能源公司和北京励知行新能源公司在北京亦庄共同投资成立北京杉杉凯励新能源科技有限公司,主要业务包括:动力电池(组)回收、梯次利用再制造以及报废电池的再生利用。杉杉凯励通过与中国铁塔公司进行产业合作,开展了应用于铁塔通信基站的动力电池梯级利用业务。


2016 年 12 月,杉杉股份 5.3 亿元收购了太阳能及分布式电站企业尤利卡公司 90%股权,并拟在 3 年内投入 50 亿实施能源管理服务产业化项目:不仅储能电站,获取峰谷电差价收益;同时在适合的园区或屋顶建设太阳能电站,形成储能节电、光伏发电和光储结合的综合能源解决方案。


(8)临沂华凯


临沂华凯再生资源科技有限公司成立于 2015 年 10 月,是哈尔滨巴特瑞和中聚集团合资的动力电池回收企业,主要从事动力电池梯级利用和原材料再生利用。临沂华凯主要面向山东省及周边地区回收动力电池。2015 年底,临沂华凯的梯次锂电池通过中国铁塔公司测试,获得 4 个省份的试商用资格。2016 年 1 月,获得电池企业中聚新能源投资(并列第一大股东)。


(9)沃特玛(坚瑞沃能)


深圳市沃特玛电池有限公司成立于 2002 年,是国内领先的磷酸铁锂电池企业之一。2016 年借壳坚瑞沃能(300116)上市。沃特玛从 2012 年探索利用退役的汽车动力电池,建成了一座 3MW 磷酸铁锂电池储能示范电站。沃特玛通过申报承担了深圳市大容量储能电站建设及示范应用项目。除了储能电站的开发,沃特玛也已成功开发 640KWh 到 1200KWh 移动补电车(用于电动汽车的补电等)。在锂电池回收环节,沃特玛通过研发可实现从废旧电池到电池材料的“定向循环”。


(10)国轩高科


国轩高科成立于 2006 年,作为国内第三大的动力电池企业,在 2012 年就开始了动力电池的回收工作,并于同年规划建设了 1.3MW 纯电量和 4.4MW 集装箱式纯电量的梯次利用示范项目。在锂电池再生利用环节,与金川集团建立了合资合作关系。


(11)北汽新能源


2016 年 6 月,北京新能源汽车股份有限公司联合和新乡电池研究院共同出资成立北京匠芯电池科技有限公司,致力于动力电池梯次利用技术和新体系电芯开发。目前建有梯级电池拆解线一条,并完成了拆解工艺研究及相关规范编制。


匠芯电池将在未来三年内针对不同应用场景,以退役电池模块为应用重点,逐渐完成从整包、模块到电芯的应用技术和系统集成等技术积累,建立梯次利用工厂,孵化拆解回收企业,以及建设全自动柔性拆解及回收产线。


附件 3:我国主要动力电池再生利用企业情况


(1)邦普循环(CATL 间接控股)


广东邦普循环科技有限公司成立于 2005 年,是国内最大的废旧锂电池再生利用企业,生产基地位于湖南宁乡市。


邦普公司目前拥有废旧三元动力电池 2 万吨/年的处理能力,并利用再生材料生产三元前驱体(产能 1.5 万吨/年)。同时,邦普还拥有 2 万辆/年的汽车拆解回收生产线。目前,由于我国当前报废动力电池还未真正放量,邦普目前废品回收的主要来源是电池企业生产过程中产生的废极片和粉料,废旧锂电池回收处理量占比不足 20%。到 2019 年,随着新项目的建成投产,邦普将总计形成动力电池回收处理 12 万吨/年,三元前驱体 5 万吨/年的生产能力。


邦普公司积极与新能源汽车进行战略合作,完善废旧电池回收渠道。目前,邦普在全国建立了 100 多个废旧电池回收中心,并与多家国内外车企达成了战略合作,协助他们回收处理新能源汽车及动力电池,并已为宝马回收 200 辆新能源汽车。邦普正在努力争取获得重点车企的动力电池回收授权,使车企相关 4S 店、维修店、用户(产权单位)和报废汽车厂等产生的废旧电池均流入其回收网点。邦普也将不断完善回收网络,以努力实现废旧动力电池 24h 内回收。


2016 年 10 月,由 CATL(宁德时代)和 ATL 合资成立的宁德和盛循环科技有限公司(其中 CATL 占比 51%)收购了邦普66.7%的股权,邦普成为 CATL 的间接控股子公司。


(2)格林美


格林美股份有限公司(002340)于 2001 年在深圳注册成立,是全国领先的废旧电池电子回收利用及报废汽车循环利用企业,年处理废物总量达 300 万吨,循环再造镍、钴、铜等25种资源。2017 年上半年营业收入 42.8 亿元,净利润 2.7亿元。


湖北荆门市格林美新材料有限公司是其从事废旧锂电池再生利用的核心主体,2017 年上半年营业收入 34 亿元,净利润 4.3 亿元。荆门格林美建有 10 万吨/年的电池回收处理生产线,主要回收处理废旧消费锂电池、电池企业的生产废料(废极片和粉料)、废弃钴镍资源及电子废弃物等,可循环再造电池材料 2 万吨/年,硫酸镍 4 万吨/年,电解铜 8000 吨/年。目前,荆门格林美在废旧动力电池再生利用方面仍在试验阶段,还没有形成完整的拆解回收工艺。


回收网络建设方面,格林美在全国 20 多个城市安装了 2万多个废旧电池回收箱,使我国废旧消费电池回收利用率达到10%。格林美通过加强与各电池企业的合作,以获取其生产废料并为之供应电池材料。在动力电池回收领域,格林美与上海大众、长城汽车等 20 多家企业签订了动力电池回收战略合作协议,初步建立了回收合作关系。


(3)赣州豪鹏(厦门钨业相对控股)


赣州市豪鹏科技有限公司成立于 2010 年 9 月,是专业从事废旧二次电池再生资源回收及加工利用的企业。持有江西省危险废物经营许可证。2017 年上半年实现营业收入 3260 万元、净利润 500 万元。


公司拥有江西省首个废旧电池回收工程示范中心,包含首条动力电池拆解示范线和废旧电池电子产品回收示范线。目前具备 1 万吨的废旧电池年处理能力,年产硫酸钴 500 吨,硫酸镍 2500 吨。计划在 2018 年将废旧电池年处理能力提升至 3 万吨水平。


赣州豪鹏致力于建立回收渠道网络、开发梯级利用技术、完善综合利用,打造动力电池“生态圈”。为此,赣州豪鹏加强与新能源汽车企业的战略合作。2016 年 9 月,获得北汽新能源 400 万元注资(占股 10%);2017 年 3 月,赣州豪鹏与北汽新能源达成战略合作,拟共同投资 10.6 亿在河北黄骅市建2万吨/年的动力电池回收及三元前驱体生产线。

2017 年 8 月,厦门钨业以 7800 万元注资(占比 47%),成为第一大股东。


(4)国轩高科与兰州金川


国轩高科成立于 2006 年 5 月,是国内第三大锂动力电池厂商,目前主要生产磷酸铁锂电池,可自产电池正极材料。


国轩高科从 2012 年就开始了动力电池回收工作,并于同年规划建设了 1.3MW 和 4.4MW 的梯次利用项目。2017 年 8 月,国轩高科与兰州金川科技园有限公司达成战略合作,共同推进动力电池再生利用。二者分别出资 5000 万元在安徽、甘肃合资成立了 2 家电池再生利用公司。其中,在依托于国轩高科原有磷酸铁锂电池再生利用线成立的安徽金轩公司中,国轩高科占比 51%;在依托于兰州金川三元电池回收线(原投资 3365 万元,年处理 1 万吨废旧电池)成立的甘肃金轩公司中,国轩高科占比 49%。


金川集团是中国最大的镍钴生产基地和第三大铜生产企业,拥有丰富的钴资源及世界领先的镍钴冶炼技术,是国内锂电池正极材料领域最主要的原料供应商之一。


(5)华友钴业


华友钴业成立于 2002 年,主要从事钴、铜冶炼及钴新材料产品深加工,主要产品包括:锂电正极前驱体、钴化学品以及铜镍金属。钴产品的产能规模世界第一。


华友钴业今年以来大举布局动力电池回收利用。2017 年 4 月,华友钴业设立了衢州华友资源再生科技有限公司,总投资 2.88 亿元,可处理钴酸锂废旧电池 8500 吨/年,三元电池废料 5.6 万吨/年,预计 2018 年 6 月投产,采用华友的自有的技术工艺。同时,华友钴业也积极布局境外资源循环业务。今年上半年,出资 1.21 亿元收购了韩国锂电池循环利用公司 TMC70%的股权;8 月,出资 1800 万元收购台湾碧伦生科技公司。


(6)赣锋锂业


江西赣锋锂业股份有限公司(002460)成立于 2000 年,目前是中国锂深加工龙头企业,也是全球最大的金属锂生产供应商。是国内唯一同时拥有“卤水提锂”和“矿石提锂”产业化技术的企业。其回收锂可占其锂原料来源的 20%。


赣锋锂业于 2016 年初设立了江西赣锋循环科技有限公司,投资建设含锂金属废料的循环利用项目,主要回收利用电池企业及正极材料企业的含锂生产废料,生产氯化锂和三元前驱体;设计年废料处理能力 3.4 万吨(其中磷酸铁锂 2 万吨,三元 1.4 万吨)。项目二期将于 2018 年开始建设,预计新增 10 万吨/年的废旧电池处理能力。


(7)龙南金泰阁


龙南金泰阁钴业有限公司于 2009 年 04 月在赣州注册成立,致力于废旧二次电池的综合回收利用。目前具备年处理废锂电池 1 万吨的生产能力,年回收钴 1500 吨、镍 100 吨、铜 300 吨、锂 180 吨(均以金属量计)。正在建设的二期工程达产后可年处理废锂电池 1.6 万吨。


(8)威能电源


山东威能环保电源科技股份有限公司成立于 2006 年,主要从事磷酸铁锂电池研发生产,是军民融合代表企业。2015年,公司投资打造“废旧锂离子动力电池回收处理和综合利用”项目,建设期限 3 年,建成后每年可回收动力电池 10Gwh,回收金属 2.5 万吨以上。


(9)桑德集团


桑德集团是国内大型专业性环保、新能源企业,拥有电池企业桑顿新能源。2017 年 1 月,桑德集团在湖南宁乡县政府投资 10 亿元,建设废电池资源化项目,拟形成年处理废旧电池及生产废料 10 万吨、年产 3 万吨三元前驱体的产业基地。项目拟于 2018 年上半年建成投产,预计产值不低于 30 亿元。


(10)芳源环保(贝特瑞参股)


广东芳源环保股份有限公司于 2002 年在江门市注册成立,主营业务是镍、钴、铜等有色金属工业废物的回收利用,及硫酸镍、电解铜、硫酸钴及电池材料生产,持有广东省危险废物经营许可证。芳源环保 2016 年挂牌新三板(839247)。2017年上半年营业收入 6100 万元,净利润 30 万元。


2014 年 10 月,贝特瑞增资成为公司二股东,自此芳源环保的战略重心转向了三元前驱体研发和生产。2016 年 9 月,投资建设 3.6 万吨/年的三元前驱体生产基地,项目一期(1.2万吨/年)2017 年 5 月投产。8 月,公司与松下签署了销售合同,每月为之供货 1000 吨的三元材料 NCA 前驱体。


(11)湖南金源新材料


湖南金源新材料股份有限公司于 2003 年在益阳市注册成立,2017 年 4 月挂牌新三板(871370)。主要从事废旧锂电池与钨钴废料等再生利用,该公司的废料来源主要来自正极材料厂的生产废料,主要产品有:工业级碳酸锂、电池级四氧化三钴和硫酸钴等。2017 年上半年营业收入 6000 万元,净利润超过 1300 万元。


(12)赛德美


北京赛德美资源再利用研究院有限公司于 2016 年 3 月在北京中关村石景山园区成立,是以湖南省正源储能材料与器件研究所的专利技术为基础,专注于新能源汽车动力电池梯级利用与再生利用的技术创新型企业。


赛德美目前正在天津建设万吨级动力电池梯级利用和再生利用产业基地,业务涵盖京津冀地区。


与国内众多电池回收企业采用湿法冶金的技术路线不同,赛德美是“物理回收法”的大力倡导者。电池单体经过自动化拆解、粉碎、分选,再通过其研发的材料修复工艺修复得到的正负极材料,可以很好的用于制造储能电池或低速电动车电池,有效的实现了动力电池的再生利用,其正极材料和负极材料的回收率均在 95%以上。此外,电解液和隔膜也可以实现全组分回收。


(13)比克电池


深圳比克电池有限公司于 2001 年成立,主要从事锂电池电芯研发与生产,2006 年在美国纳斯达克上市。


在电池再生利用领域,比克电池正在开展“废旧新能源汽车拆解及回收再利用”项目,已获得国家发改委专项投资补助1 千万元。该项目总投资 2 亿元,于 2015 年底开工建设,预计2017 年建成年综合处理 2 万辆报废汽车及 3 万吨动力电池的样板线。发改委的专项资金将用于引进最先进的全自动生产线、购置废旧汽车拆解与回收设备和动力电池回收与再制造设备。此外,在废旧动力电池梯级利用领域,比克电池也开展了相关研究。




本文来源于五矿经济研究院,作者:陈俊全。

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