【干货】锂电回收产业链深度解析
点击蓝字 关注旺材钴锂镍来源:起点焦点 第一部分:原材料紧张,小作坊横行,资源再生势在必行摘要:2023年开始动力电池将逐渐有大批量的废旧锂电池面临报废,在报废回收的产能上是十分充裕。行业面临的问题是正规厂商没有办法通过正规渠道获取到废旧电池,市场上出现劣币驱逐良币的状态。借鉴海外的经验,立法、强监管和押金制度是电池回收的关键因素,但我国新能源行业发展全球领先,正在摸索一条中国化的动力锂电池回收道路。本文通过走访调研和深度解析还原目前行业现状、揭秘回收难点,提出未来可能的发展方向。一、动力锂电池报废潮将至的大背景中国汽车工业协会最新统计显示,2022年我国新能源汽车持续爆发式增长,产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%,连续8年保持全球第一。2015年,特斯拉以新能源车的身份首次进入中国后引领了中国新能源汽车的快速增长。由于早期电池寿命一般在5-8年,根据行业规定,动力电池容量衰减至额定容量的80%以下,就要面临退役、被强制回收。第一批新能源汽车动力电池回收时间大概在2023年,在2025-2026年将迎来第一次回收浪潮。二、锂电池的定义与分类(一)以正极材料分类(二)以应用场景分类消费锂电池主要用于3C数码产品,由于该类型锂电池对体积要求较高,因此能量密度较大,钴酸锂和三元材料作为正极较多。动力电池和储能电池对于能量密度等方面也有不同的需求,目前来说动力电池和储能电池方面磷酸铁锂和三元锂电池均有应用。(三)以产品外形分类三、锂电池的构成-碳酸锂是核心材料锂电池主要构成是正极材料、负极材料、电解液和其他。将所有的材料做成卷圈的形式缠绕在一起,再加上其他配件进行封装。从锂电池的成本构成来看,正极材料占比接近一半,其中碳酸锂的占比又占正极材料的一半,所以碳酸锂是锂电池的主要成本。另外随着三元正极的高镍化发展,硫酸镍的用料需要也逐渐增加。2021年锂电池成本构成分布(单位:%)2021年磷酸铁锂正极材料成本构成2021年三元正极材料成本构成(NCM811材料)四、原材料资源分布-矿产资源卡脖子(一)锂矿资源(对外依赖7成)1、全球锂矿资源分布不均截止2020年底全球锂矿储量分布全球锂矿资源分布不均,中国是锂矿需求大国但锂矿储存量仅占全球6%,其中盐湖卤水占比超7成。从开采的角度,我国以硬岩矿为主、盐湖卤水开发难度大。硬岩矿的硫酸提锂技术成熟,占比高达75%,但我国的盐湖资源主要分布在青藏地区同时镁锂比过高,使得我国的卤水矿提锂难度颇大。所以我国无法效法海外的卤水矿提锂技术,正在因地制宜开发出适合中国卤水矿的新型提锂技术。2、锂矿资源供需关系-2023年供需平衡根据国信证券的测算,从中国供需结构来看,我国目前锂矿资源严重卡脖子,对锂矿依赖度高达7成以上。整体业态是海外采购精矿,国内加工生产锂电池的模式。从全球供需测算来看,锂矿资源短期内会出现供给端缺口,在2023年后开采量会填补需求,使得锂价稳定。从成本角度来看,锂辉石和锂云母的综合成本高是推高锂矿价格的主要因素,长期来看,通过开发国内的锂盐湖资源能降低国内综合生产成本。(二)镍钴矿资源(对外依赖分别为7成及9成)中国镍钴矿同样是出现卡脖子的状态。相比锂矿资源,我国镍钴矿资源严重不足,对镍钴矿进口依赖严重。根据美国地质局的调查数据,2020年中国镍储量为267万吨,但同年原生镍产量为74.4万吨,占比全球超3成,消费量134.5万吨,但消费量接近6成,供给端存在较大的缺口。我国的钴储量仅有7万吨,几乎全部依赖进口。精炼钴产量10万吨占世界超7成,消费量8万吨接近6成,是世界第一大精炼钴产量国和消费国。随着三元里电池发展逐渐的高镍化实现更高电芯能量密度,从而获得更长的续航里程,对于镍矿的资源需求更高,对于精炼钴的需求相对会减弱。五、锂电池回收政策趋严趋细第一阶段:2012-2016年是早期发展指导阶段,明确发展动力电池回收的方向,并有意让社会各界为行业提供更多新鲜血液。第二阶段:2017-2020年是规范生产责任延伸制度的阶段,通过落实生产者责任来推动动力电池企业加快回收利用的步伐。第三阶段:2021后,政策端重点关注下游的应用场景,为下游锂电池回收再利用提供更多详细指导意见。政策端从引导逐渐转型到细节规范性意见,政府对于锂电回收的产业链理解更加深刻,同时在努力撮合上下游企业间的合作努力形成闭环。前阶段的政策任务主要关注在产业链上的合作,忽略了重要参与者回收效率低的问题。在锂电回收行业,政策导向应对“小作坊”的整治处下手,目前小作坊对正规渠道的冲击较大,也是无法形成产业闭环的重要原因。没有落到实处的管理办法,让小作坊不断地滋生会造成市场紊乱和严重的生态环境问题。另外从环保和碳交易的角度,政策不仅要做到生产者延伸,更需要明确每一个参与者对环保应尽的责任和义务。对参与环保的企业提供一定的碳配额,形成正向的绿色循环经济。六、回收环保压力激增(一)退役电池数量激增,环保管理能力压力大2022-2026年不同类型动力电池退役量预测(GWh)2022-2026年前十省份累计退役量超75GWh从历史发展的趋势来看,2015年第一批新能源汽车上线,开启了新能源车井喷式增长7年。根据电池5-8年的寿命推断,2023年第一批新能源电池即将退役,2025年将迎来第一批退役高峰。现阶段退役电池以早期的磷酸铁锂电池为主,三元锂电池退役量逐年增长并在2026年接近50%。从分地区的情况来看,广东的退役电池将超23Gwh比江浙沪地区的总量还大。(二)污染源头多锂电池污染有七大源头:外壳材料-白色垃圾污染,隔膜-白色垃圾污染,粘接剂-白色垃圾污染,加工过程-比如溶剂的使用有挥发性空气污染,负极材料-很少污染,正极材料-可能重金属污染,电解液-加工过程的挥发性污染和报废回收过程中可能存在的大气、水质、土壤污染。(三)污染危害大、途径多在拆解和回收电池过程中,细小的颗粒可能会从锂电池中释放到空气中,由于降解或火灾/爆炸而从填埋场或垃圾场释放出来,并被视为总粉尘排放量的一部分。一旦废弃电池被处理,锂离子将会渗透到周围的土壤中,渗透到更深的土层,污染地下水,并可能流入地表水。对废弃电池进行填埋和非法处理相关的最严重危害之一是渗滤液的产生,它是由各种生物和化学降解过程和雨水渗过废物而形成的。七、锂电池回收参与者从产业链角度来看,回收行业离不开两个重要参与者,一是废旧电池的回收渠道方,另一个是从事电池再生回收和梯次利用的再循环利用企业。(一)锂电池回收渠道优势比拼废旧电池处理中心并不是一个明确的角色,而是链接回收渠道和利用渠道的窗口,这个中心可以是属于任何产业链中的角色。从终端直接回收的参与者角度来看,车辆报废时电池由废车场拆解送至处理中心。车辆在保期内,不符合健康续航(SOH80%或70%)的将由4S店更换,过保后,可以选择在合规的汽修店或4S店进行更换废旧电池。用使用电池租赁服务的消费者在租赁公司进行更换。1、正规报废车回收厂作为电池回收窗口(1)业务模式被动业务:用户通过向车管所提出车辆报废申请,经车管所推荐至指定废旧车处理场进行报废处理,废旧车场拆解锂电池再进行销售。报废车回收拆解流程图主动业务:自主寻找开发客户,不限于私家车主、运营车平台或公司、大型客货车公司等。(2)行业发展现状截止2021年底,全国机动车保有量达3.95亿辆,其中汽车3.02亿辆。以汽车为例,按照4%的比例测算理论拆解量为1208万辆。据公安部统计,2021 年我国报废汽车回收拆解量仅 250 万辆,合法渠道拆车率仅20.7%,有近8成的报废汽车通过流入了非法渠道。(3)渠道优势截至2022年12月,全国报废机动车回收市场小型车市场回收价格指数在1827元/吨,环比增长82元/吨,同比增长562元/吨;中型车市场回收价格指数在1869元/吨,环比增长40元/吨,同比增长327元/吨;大型车市场回收价格指数在2110元/吨,环比增长26元/吨,同比增长223元/吨。(4)劣势在没有工信部或商务部牵头进行以旧换新的情况下,车辆的回收价格较低,尤其是大城市。由于大城市土地成本高昂、同时环保的成本也偏高,使得回收价格并不具备竞争力。在合规途径下,小城市回收价格高于大城市,非法途径价格远超合法途径。2、汽车生产厂商或汽车经销商搭建回收网点(1)业务模式通过汽车厂商和经销商的铺设回收网点,对自产或自销的汽车进行废旧电池的收集以及新电池的更换,再将收集的废旧电池集中发送至回收利用企业。网点建设者分三类,一类是汽车企业的官方回收渠道,一般为品牌 4S 店和部分经销平台的合作网点,品牌包括吉利、比亚迪、北汽等。第二类为汽车企业下属或者专业的拆车公司。第三类是具备《再生资源经营许可证》、《危险品道路运输许可证》等各种资质的新能源企业。(2)行业发展现状2022年工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》。其中提出了新能源汽车废旧动力蓄电池以及报废的梯次利用电池回收服务网点建设、作业、安全环保要求、以及明确网点建设主体。截至 2022年8月底,190余家汽车生产、动力电池综合利用等企业在全国31个省、自治区、直辖市的 326个地市级行政区设立了10235个回收服务网点。(3)优势动力汽车电池信息清晰明确。汽车制造和经销掌握明确的车辆信息包括电池使用情况、电池类型以及需要执行的回收标准。回收网络铺设面积大,可以通过目前的存量销售渠道进行改造拓建,实现当地销售当地回收。(4)劣势目前回收网点的布局数量增长迅速但实际运营情况不理想。该情况与新能源汽车锂电池报废数量高峰尚未到达和网点运营管理能力薄弱密闭可分。回收网点投入大,收效低。根据《指南》要求,建设一个回收服务网点需要满足厂房、设备、安全、环保等一系列条件,日常也应有专人管理和维护,这些都须持续投入资金,如果没有一定的退役电池回收量做支撑,必然陷入亏损境地。回收网点数量多,质量不高。根据有关媒体的调查,大部分由车企搭建的4S店回收服务网点都难以满足《指南》的要求,例如没有在营业场所设置提示性信息,更没有作业流程规范示意图,消防安全也很难达标。3、汽车后市场企业的旧电池更换窗口(1)回收渠道参与主体以汽修店为主,通过汽修店的引流,让有更换电池需求的消费者在汽修店内完成动力电池的更换,最后统一再销售废旧锂电池。(2)行业发展现状目前具有《危险废物经营许可证》才能从事相关经营活动,但同时获得危废牌照的公司极少。绝大部分汽修厂都是不合规的小作坊,大型的连锁汽修店会与有资质的企业合作进行危废收集。目前国家各个地区对于非法危废收集的打击力度持续加强,长期来看小作坊废电池回收业务有望出清,大型连锁型的汽修厂成为重要电池回收窗口。(3)优势大型连锁汽修店有较多的网点和渠道优势,同时有上游零部件包括锂电池的购置渠道,能为消费者提供一站式的服务。汽修厂具备一定的拆装技能,能合理地将废旧锂电池拆卸以及储存。汽车后市场有长期稳定的客户群体,消费者信任度高,能为这些消费者提供电池增值服务。(4)劣势汽修厂目前价格不透明,质量参差不齐,水比较深。在面对单价较高的锂电产品时,消费者无法对具体产品进行判断。大小汽修厂鱼龙混杂,行业目前缺乏规范性的政策,具备大型连锁的汽修资质的厂商目前比较少,仍是以小作坊为主体。4、电池租赁企业、电池厂商为主体的资源窗口(1)业务模式通过与整车厂合作,将整车以及电池分开销售。消费者通过融资租赁的方式从电池银行中租赁动力电池的使用权。在这个模式下,电池资产管理公司能对现役电池以及退役电池有极强的掌控力。即使在售后回租的模式下,换电运营商也是锂电池回收的一个重要窗口。(2)行业发展现状新能源产业链中的参与者纷纷建立合作模式入局电池资产管理业务,2020年8月推出的BAAS业务是电池回收业务的重要里程碑。(3)优势电池银行的电池能实现精准管理。在租赁模式下,新能源汽车的电池仍然是电池银行的资产,电池银行能精准定位且掌握每一块电池目前的使用情况。电池银行通过与整车厂合作后,有众多良好的销售渠道,废旧电池可以从同一渠道进入。(4)劣势电池租赁的业务目前能对现役电池实现精准管理,但售后回租的模式下,无法清楚掌握电池去向。在租赁期满足后,电池回售给消费者,消费者最后电池的处理方式无法追踪,并不能保证退役电池的流向电池银行。目前以售后回租的方式对电池回收上改善不明显,本质上是贷款的一种新模式。如果能只租不售,降低每月的还款金额便可精准管理所有电池银行退役后的去向。换电模式下需要超额储备电池,同时存在电池安全问题。大量储备电池在财务报表上会体现出大量的固定资产或存货,在这个过程中倘若碳酸锂价格下跌会造成大量的资产减值损失,让企业的利润严重承压或波动剧烈。另外,由于电池不收取押金,电池遗失的责任较难归属,电池的安全性也存在一定风险。(二)生产者责任延伸制度下,再利用主体如何闭环1、电池生产商为责任主体以电池生产商为责任主体的回收模式下,通过下游的整车厂的经销店向消费者以旧换新,获得废旧电池。再通过自建的废旧电池处理中心进行回收再生和原料再销售,形成废旧电池的产业闭环。在该模式下,电池生产商对下游整车厂有绝对的控制力,能通过4S店回收废旧电池,同时能回收本公司针对多个品牌的电池。但回收渠道单一,仅能控制4S店回收点的渠道,缺乏其他回收渠道。2、以新能源车企及其经销商作为主要责任主体以新能源车为主体的回收模式下的电池生命渠道,整车厂通过向电池厂采购电池生产车辆,再通过4S店的渠道向消费者销售。另外整车厂与电池租赁公司也可以进行深度绑定,统一回收废旧电池至合作或自建的废旧电池处理中心。从商业模式来看,渠道仅能掌握本品牌消费者主动以旧换新的旧电池或有合作关系的电池租赁公司报废的电池。因此在电池流向上只能形成小闭环,无法形成大闭环。3、专业第三方回收再利用企业以第三方专业回收公司为主体,通过自建网点收集报废电池或与4S店进行约定捆绑统一回收,再通过自身的技术优势对废旧电池进行高效的梯次利用或回收再生。但在该模式下,仅对自身的回收网点有控制力,无法控制4S店的回收渠道,同时议价能力较弱。参与的第三方专业回收公司分类两类,一类是锂电材料企业比如天奇股份和格林美,通过衍生产业链获得更低成本的资源。另一类是专业的环保企业,有精细的拆解工艺和利用渠道,类似超越科技和旺能环境。从产业链闭环来看,无法形成闭环,对渠道的控制力较弱,虽然技术利用领先,但会受制于渠道而发展缓慢。4、产业联盟以产业联盟为责任主体将融合上述各类模式的优点,但对管理能力和各方统筹能力要求较高。产业联盟有完整的新能源电池的生产、销售到回收的全生命周期业务,提高回收的效率以及利用率。从产业链上来看,基本形成了闭环,但消费者提供给小作坊的报废电池是唯一的缺口。只有克服小作坊的缺口才能实现全生命周期的产业闭环。但由于电池型号不同,标准不同,行业也没有统一的标准,使得产业联盟中第三方的回收公司面对多品类的电池压力较大。(三)小作坊冲击强烈1、回收渠道和经营模式小作坊散落在社会各地,通过当地的资源和渠道下沉市场,小作坊参与者分为以下主体,非法拆车厂、非法电池倒卖商、非法电池处理商。该类型参与者共同特点是渠道窗口较复杂,有大型客户也有各级“代理商”收集散户废旧电池。2、行业现状-小作坊主导市场目前小作坊在市场上占主导地位,小作坊由于不需要进行环保成本和运营成本的投入,在回收价格上有极大的优势,通常会进行高价回收挤压正规渠道的利润空间和市场份额。参与合规的废旧电池回收需要办理,再生资源办公室的《再生资源经营许可证》、公安的《特种行业许可证》、生态环境部的《危险废物经营许可证》。参与电池处理需要工信部的白名单,参与报废车拆解需要《报废机动车回收拆解企业资质认定书》这些许可证的办理难度较大,批准的数量较少,小作坊不会投入大量的成本获取相关资质,所以他有更大的利润空间。3、对环境有造成严重的威胁环境污染严重。小作坊几乎没有环保的投入,非法收集和拆解会对环境造成不可逆的污染,严重危害生态环境。很多小作坊不具备专业的设备和电池处理技术,在处理回收的动力电池过程中,很容易引发安全和环境问题,产生大量污染物,造成对环境的二次污染。八、总结1、动力锂电池生产资源卡脖子,锂、镍、钴矿都严重依赖于进口,需要提高回收效率来减缓对外资源的依赖。2、锂电池污染极大会对生态环境造成不可逆的危害。3、锂电池的回收产业中,回收渠道效益低,小作坊冲击强烈,生产者责任衍生制度不明确。4、从回收的产业角度可以分为回收端和利用端,不同模式下回收和利用的效率差异较大。废车场会是未来回收端重要窗口,回收联盟将大幅提高利用效率。第二部分:锂电池回收行业三块核心牌照一、车辆报废-电池回收渠道端(三)废车场行业现状-以深圳为例的调研情况1、车管所调研(1)报废车回收业务可以全国展业,并没有地区限制。(2)异地报废流程简单清晰,但针对营运、大型车有更高的需求。(3)2022年深圳报废车数量增长迅速达到4万多台,但7成以上是异地报废。新能源车报废数量以每年4倍的数量增长,2022年达到8千台。(4)报废车回收业务主要通过市场调节,监管不会专门限制。2、某废车场调研(1)企业想通过严监管的方式,出清小作坊,为正规企业提供更多的生存空间。(2)报废车拆解产能十分充足,深圳的市场早已能被满足,但实际上收车效率不高,基本的产能利用率都是十分之一左右。(3)目前报废车回收的客户以团体业务为主,较少的有私家车业务。(4)新能源个人车主通过中介倒卖车辆和电池,电池不见仅需提供简单的证明,同样能完成空中报废。(5)国家电池溯源管理系统只是追溯供给端的流通,缺乏对私家车主卖掉过程中的监管。二、工信部白名单关注利用能力工业和信息化部已发布四批“白名单”,共84家企业,其中,梯次利用企业44家,再生利用企业32家,综合利用企业8家。三牌齐全的上市公司仅有格林美和宁德时代,双牌照的上市公司只有12家。(一)短期内退役电池产能远高于需求量据广发证券的统计,目前投产+在建+规划的产能合计已达到204.21万吨。目前的产能已经能解决2027年的需求,所以短期内电池回收产能严重供过于求。主流锂电回收公司在手产能达204.21万吨(万吨)短期内动力电池回收产能过剩(万吨)电池回收企业地域分布(92家):广东省(17家,占比18.48%),湖南省(10家,占比10.87%),江西省(10家,占比10.87%),浙江省(6家,占比6.5%),其余分布在河南、河北、江苏等地。其中上市企业分布:已上市34家(含母公司上市),占比37%,未上市58家,占比63%。头部电池回收企业。邦普循环:白名单企业,年规划处理能力超40万吨,目前废旧电池处理能力全国第一。格林美:白名单企业,年规划处理能力超30万吨,最早布局电池回收的企业之一。磷酸铁锂电池更适合梯次利用,三元电池更适合回收再生。通常磷酸铁锂的电池容量衰减速度远低于三元锂电池,同时磷酸铁锂不含镍钴锰等贵金属元素,使得整体回收价值偏低。但由于有循环次数多的优点,进行梯次利用是磷酸铁锂更好的利用方式。三元锂中含有稀有的贵金属,其拆解回收的价值比磷酸铁锂更高,同时三元锂电池循环次数低,所以更适合再生利用。(二)梯次利用1、政策(1)2020年,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法(征求意见稿)》。报告对梯次利用的企业条件、梯次产品要求、回收利用以及监督管理进行了明确的规定,有利于加强新能源汽车动力蓄电池梯次利用企业的管理水平,逐步完善梯次利用体系各个环节,保障梯次利用电池产品的安全性。一是注重梯次利用关键技术研发。地方政策旨在通过政策实施,推进废旧动力蓄电池检测、分选、拆解、重组等技术的研究,加快对电池状态跟踪和电池退役量预测研究,鼓励企事业单位加快研制循环梯次及回收的标准体系,加强研究成果转化,建设示范项目。二是建立网络交易平台和动力蓄电池产品信息数据库。充分发挥互联互通和互联网资源共享特性,建立废旧动力蓄电池交易和回收平台,便于进行线上交易和交流,为行业带来便利;通过构建动力蓄电池产业回收网络体系信息数据库,可以实现动力蓄电池产品来源及去向追踪,提升动力蓄电池梯次利用的监控性能。(2)2021年,工信部发布《锂离子电池行业规范条件(2021年本)》。在产品生产上,对不同类型的电池、正极材料、负极材料、隔膜、电解液都做了具体的规定。其中电池分为消费电池、动力电池和储能电池,详细规定了单体电池能量密度、功率密度、循环寿命和容量保持率(80%)。在锂电池设计上,要求对单体电池开路电压、内阻一致性的控制能力,在研发经费上不低于3%,鼓励取得更多发明专利和资质。鼓励企业在产品研发阶段增加资源回收和综合利用的设计,加强全生命周期的资源管理。2、梯次利用的流程(1)应用流程图退役的电池经过运输之后、进行拆解、分拣、并对其健康度进行检测、剩余电量、循环次数、最终确定A/B/C级别。A级可以作为汽车电池备件,B类可以搭载低速电池,C类作为储能设备电池。(2)应用场景在电动车电池不满足80%的容量要求后,可以将废旧的锂电池进行降级利用,用于低功率的电动车,再用于电网储能和家庭储电,最后进行报废。3、梯次利用技术难点电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测,以提供必要的信息。因此,BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数,从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率,并实现CO2减排功能。BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS),它可以测量电池的端电压、电流和温度,并计算出电池的状态。(1)一致性较差,筛选拆解难度大。梯次电池在可利用率、剩余容量、循环次数、产品规格、退役时间、退役批次等方面差异很大。检测结果相对准确的方法大都操作比较复杂,需要拆解为电池单体或者进行长时间实验,成本较高,准确性和效率往往不能兼得。(2)PACK电池效果更好,但是技术实现较难。整个电池组直接进行梯次利用是最理想的状态,但是由于锂电池厂商的涉及与下游的梯次利用场景不匹配,所以无法直接进行利用。(3)BMS信息不透明但目前由于各单位在接口及通讯协议上的不统一,因此回收的电池由于无法取得之前的运营参数,在梯次利用前需要进行BMS重新设计,BMS的定制化效率也成为梯次利用的关键因素。(4)B级梯次利用难追溯通常C级储能类型的企业均为大型企业,在电池溯源和追踪上能更好的管理。但是小动力类型的梯次利用,用户分布较分散、应用场景丰富,让梯次利用的电池在B级大量流失进了小作坊,无法全流程的溯源管理,无法再次降级利用到C级。4、盈利分析(1)B类锂电池优势远超铅蓄电池性价比高,2021年锂电池行业规范要求的磷酸铁锂能力密度115wh/kg,2023年2月最新磷酸铁锂电池回收价在2.15万元/吨,得到采购成本0.18元/ Wh。各类测试、运输、人力、厂房成本等按约0.15元/Wh,加上利润约0.1元/Wh,电池再销售成本按约0.40~0.45元/Wh。铅蓄电池的价格在0.5-0.6元/Wh,较高于退役的磷酸铁锂电池。循环次数多,寿命长。传统铅酸电池按照200次循环寿命计,使用寿命为3~6年,而退役磷酸铁锂梯次电池按储能阶段40%的SOH为报废临界值,可以循环400~2 000次。(2)C级电池在储能方面“峰谷套利”根据中电能协会的测算假设退役磷酸铁锂电池回报率高于新电池。i. 储能电池规模为1MWh,回收梯次动力电池价格0.7元/ Wh,保守估计退役后梯次利用是SOH为70%,二次利用的成品率为90%,采用新电池购买组装价格为1.4元/Wh。ii. 假设每经过一次使用,电池容量衰减为原来的99.98%。iii. 电价收益部分:在峰价时期,进行放电,在谷价时期,进行充电。每天放电时间6小时,充电时间0点至8点,12点至19点,共十五个小时。(三)回收再生1、政策2021年国家工信部发布《新能源汽车废旧动力蓄电池规范条件与暂行办法》再生利用的企业需要提高废旧动力蓄电池再生利用的水平,更加高效地回收有价金属。其中镍钴锰的综合回收率不低于98%,锂的回收率不低于85%,稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于97%。具有产业化应用的湿法、火法或材料修复等工艺,可实现材料修复或元素提取,对电子元器件、金属、石墨、塑料、橡胶、隔膜、电解液等零部件都可以合理回收和规范处理,并能控制相应的污染源。2、回收工艺流程再生利用从流程上大致可以分为两步,预处理和回收处理。两个阶段不同的工艺都能影响最终回收的效率。(1)预处理预处理首先要对电池进行放电钝化、拆解、破碎和分选过程,通过预处理得到富集有价的金属材料。通过预处理能够分离出铜箔、铝箔、LiFePO4、碳粉、和隔膜。目前的主流预处理的方式主要是机械破碎再筛分。由于电池的型号、结构、安装工艺都不相同,无法精准的拆解,所以统一破碎拆解再筛选能实现不同物料的分离。但目前该回收方法会出现活性材料与集流体粘合不易解体。同时会存在粉尘污染、有毒气体挥发等一系列的问题。暂时通过机械研磨法能产生热能将电极材料与磨料产生反应使集流体上的锂化合物变成锂盐,但这个成本高还会造成钴和铝的损失。(2)湿法冶金-主流目前湿法冶金是国内的主流回收技术,该技术需要将拆解的废电池预处理后溶于强酸或强碱溶液中,萃取出部分有价值的金属元素,再经过离子交换法和电沉积等手段提取有价值金属。浸取阶段:浸出工艺中Li回收率低的原因主要有两点:(1)Li容易与Ni、Co、Mn共同萃取,造成部分Li损失;(2)浸出液分级萃取Ni、Co、Mn后被稀释,残留Li浓度低,回收困难。从提锂的角度,目前主流的是使用无机酸浸和还原剂H2O2,但有机酸还有还原性和高络合能力可以同时作为浸出剂和还原剂。生物浸出成本低、污染小但培养微生物的环境要求严格难以满足工业化的生产。(3)物理-直接回收物理回收方法是将废旧动力电池内部成分,如电极活性物质、集流体和电池外壳等各个结构进行破碎、筛选、分离等一些列手段得到有价值产物,然后再进行下一步的回收过程。(4)火法污染大火法回收核心在于将电极材料部分放入干电弧炉内高温处理,电极碎片中的炭和有机物将被高温燃烧掉,燃烧时会产生还原气体,对电极内金属元素具有保护作用,最终筛选得到含有金属和金属氧化物的细分状材料。(5)三种常用工艺的对比总结3、盈利分析(1)厂房初始投入重以格林美为例,年产5万组车用和5万组梯次利用动力电池PACK生产线。该项目总投资约4.98亿元,其中设备投资占63.60%,建设投资占23.25%。根据《锂离子动力电池的电极材料回收模式及经济分析》营业费用方面,原材料成本占比较高,电池回收成本中原材料成本占比达70-90%。设备成本主要包括设备的维护费和折旧费,另外电池回收设备折旧年限通常为5-8年。湿法中,酸碱溶剂、沉淀剂等辅助材料占比电池外总成本的3至4成。干法工艺中,场地费、公摊费、税费等其他费用占比在35%左右。(2)回收价格倒挂锂电池回收折扣系数倒挂,动力电池回收价格考量点主要在于电池中镍、钴、锰、锂等有价金属含量,一般正规回收渠道而言,要按镍、钴、锰、锂等金属的市场价打折回收。但当前,动力电池回收已出现明显的折扣系数倒挂现象。单体现在按度计价模式。在不鼓包的情况下,一度电的模糊报价是240元-350元。回收报价需要评估电池的年限、车辆的公里数、电池的状态及衰减程度等。合规批量计价模式。三元锂电池按照钴镍(含量3%以上)的市场价格、含量及市场约定的采购系数进行计价,不对锂计价。锂价上涨会拉高采购系数提高购置成本,镍钴价格下行会降低售价,让三元锂回收毛利承压。废旧磷酸铁锂的计价模型是按照每个锂点(1%锂含量)1.66万元左右。磷酸铁锂电池回收技术壁垒在于电池级碳酸锂的回收率。(3)小作坊优势更明显固定成本投入方面,非正规企业不需要购置重资产的环保、拆解、检验设备甚至不需要打税。收购电池后直接进行暴力拆解,过程中存在安全危险也造成了严重的环境污染。有了成本的优势后,小作坊有更多的空间可以给出更高的回收价格来挤压正规企业的渠道。三、总结1、渠道端,目前全国多地报废车回收的产能严重预警,同时目前规划的电池回收的产能已经能覆盖未来5年的回收量。2、报废车牌照和白名单名额都在最近两年大幅度增加,牌照获取的难度虽然要求严苛,但从申请难度上看有所下降。这些牌照的布局都是资产非常重的投入,但回收情况对渠道端资源非常依赖。3、梯次利用应该优先与再生利用,梯次利用从社会资源的角度来说,能提高资源利用率。4、再生回收中,回收方法繁多,每项大工艺下的小工艺都有不同的调整。目前镍钴的回收利用率极高,锂的回收利用率也能超过9成。关注公众号,点击公众号主页右上角“ 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