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五矿经济研究院 邮箱: 联系电话:60169291 动力电池回收利用发展现状及趋势研究 摘 要 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 五矿经济研究院 邮箱: 联系电话:60169291 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。 联系人:五矿经研院 陈俊全 高级研究员目 录 一、动力电池回收利用的市场前景分析 . 1 二、国外动力电池回收利用行业发展经验 . 5 (一)责任机制与回收网络建设 5 (二)梯级利用与再生利用产业的发展 . 7 三、我国动力电池回收利用行业发展情况 . 10 (一)国家相关政策体系正加快完善 . 10 (二)整体回收网络还很不健全 11 (三)动力电池梯级利用正迎来商业化突破 . 12 (四)锂电池产业链相关企业纷纷布局再生利用 . 14 (五)动力电池回收利用技术总体还有很大改进空间 . 17 四、动力电池回收利用行业发展的重要趋势 . 18 (一)产业链上下游的联盟合作将显著加强 . 18 (二)回收企业需参与共建回收网络以获取废旧动力电池 19 (三)国企实施动力电池回收的产业环境将日益改善 . 20 五、集团布局动力电池回收利用的必要性和可行性错误错误!未定义未定义 书签。书签。 (一) 实施相关布局对集团新能源材料业务的发展有着重要战 略意义 错误错误!未定义书签。未定义书签。 (二)集团布局动力电池再生利用有一定的基础条件错误错误!未未 定义书签。定义书签。 (三)当前是布局动力电池回收利用较为理想的时机 . 21 (四)布局动力电池回收利用的风险与收益并存 . 22 六、集团布局动力电池回收利用的策略建议 错误错误!未定义书签。未定义书签。 -1- 一、动力电池回收利用的市场前景分析一、动力电池回收利用的市场前景分析 1 1、动力电池回收利用简介、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。资源再资源再 生利用生利用(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 2、梯级利用是动力电池回收利用最具前景的细分市场、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。 -2- 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。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: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 -3- 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。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 3、未来五年内磷酸铁锂电池是回收利用的主要对象、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。 -4- 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 就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 -5- 二、国外动力电池回收利用行业发展经验二、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(一)责任机制与回收网络建设 1 1、电池企业承担电池回收利用的主要责任、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。 -6- 2 2、通过共建联盟来建设回收体系是主流方向、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 -7- 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(二)梯级利用与再生利用产业的发展 1 1、动力电池梯级利用多由汽车企业组织实施、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 -8- 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Lnen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 2、再生利用企业多为有色冶金企业转型而来、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 -9- 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 国家国家 企业名称企业名称 回收工艺回收工艺 回收材料回收材料 发展情况发展情况 比利时 Umicore 高温热解 钴、镍等 年处理电池 7000 吨 美国 Retriev Technologies 低温球磨- 湿法冶金 锂、镍、钴等 回收特斯拉 Roadster 动力电 池组 60%的材料 法国 Recupyl 拆解湿法 浸出净化 铝、钴、锂、 不锈钢等 年处理规模 8000 吨 日本 住友金属矿山 基 于 原 有 镍、铜冶炼 工艺 镍、铜 2011 年建立 1 万辆混动车镍 氢电池的回收线。2017 年 7 月宣布在日本率先从锂电池 回收镍和铜的企业 德国 IME 热解-湿法 工艺 铁、镍、钴合 金、碳酸锂 工业生产 日本 Mitsubishi 冷冻-热解- 干法 铁、铜箔、碳 酸锂等 工业生产 瑞士 Batrec 破碎-高温 热解 镍、钴、氧化 锰等 工业生产 资料来源:根据公开资料整理 -10- 三、我国动力电池回收利用行业发展情况三、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(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,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 -11- 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,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,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(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 -12- 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 名称名称 企业性质企业性质 回收网络布局情况回收网络布局情况 邦普循环 (CATL 控 股) 回收企业 在全国建立了 100 多个废旧电池回收中心。正在争取 获得各重点车企的动力电池回收授权,使各环节产生 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。 超威动力 电池企业 开发了“IDBMS”系统,可对所有锂电池进行全生命周 期定位跟踪。在全国拥有约 3000 家服务网点,计划在 2018 年底前完成升级改造,并在全国建成 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,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。 格林美 回收企业 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%。 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。 资料来源:根据公开资料整理 (三)动力电池梯级利用正迎来商业化突破(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 -13- 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 No.No. 名称名称 企业性质企业性质 梯次利用布局进展梯次利用布局进展 1 中国铁塔 用户单位 首批试点 57 个基站运行 2 年、状况良好;2017 年扩大 试点,采购 0.3GWh 的梯级电池在 5 省使用。 2 煦达新能 源 储 能 电 池 企业 2017 年 9 月,国内首套 MWh 级工商业梯级电池储能系 统项目在江苏投运,储能系统成本低于 1 元/Wh,通过 消峰填谷每天可产生 625 元的峰谷价差收益,预计 5 年即可收回投资成本。使用户侧储能应用真正具有了 商业推广价值。 3 中航锂电 电池企业 梯次利用电池已应用于中国铁塔公司通讯基站;并在 其园区实施了太阳能储能示范项目。同时建成了国内 首套磷酸铁锂电池再生利用试产线,未来的回收工艺 将兼容三元材料电池和磷酸铁锂电池。 4 宁德时代 电池企业 与宇通、上汽、北汽、吉利等车企展开合作回收废旧 动力电池,将其改造用于储能;2016 年 10 月间接控股 邦普(从事废锂电池的再生利用)。 5 比亚迪 电池企业 委托授权经销商将废旧动力电池运到宝龙工厂进行梯 级利用;废电池运送到惠州材料工厂拆解回收。 6 杉杉股份 材料企业 2016 年 9 月联合投资成立北京杉杉凯励,开展了应用 于中国铁塔基站的梯级利用业务。 2016 年 12 月收购太 阳能公司尤里卡,并计划 3 年投资 50 亿,打造储能节 电、光伏发电和光储结合的系统能源解决方案。 7 临沂华凯 回收、电池 企业合资 面向山东省及周边地区回收动力电池;2015 年底,梯 次锂电池通过中国铁塔测试,在 4 个省份试商用。 8 沃特玛 电池企业 2012 年建成了 3MW 磷酸铁锂电池储能示范电站;开发 640KWh 到 1200KWh 移动补电车。同时可实现从废旧电 池到电池材料的“定向循环”。 9 国轩高科 电池企业 2012 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。与金川合资开展再生利用。 10 超威动力 电池企业 从 2010 年开始研究, 研发出 “一度电标准模块” 。 2016 年 3 月,成立长兴亿威新能源公司,从事动力锂离子 售后服务、回收与梯次利用。2018 年前打造覆盖全国 的“互联网+蜘蛛网”回收模式。 11 北汽新能 源 新 能 源 汽 车企业 联合新乡电池研究院成立匠芯电池公司,从事梯次利 用和新体系电芯开发。建有梯级电池拆解线一条。 资料来源:根据公开资料整理 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。一是一是作为梯级电池最大的 -14- 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(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)。 -15- 表 4 各主要企业在再生利用领域的布局和发展情况 No.No. 名称名称 企业性质企业性质 布局动向布局动向 再生利用产能再生利用产能 废电池来源废电池来源 再生利用经营情况再生利用经营情况 1 邦普循环 回收企业 电池企业收购 2016 年 6 月投资 12 亿元 扩建;2016 年 10 月被 CATL 收购 当前三元电池处理 2 万吨/年,三元前驱体产能 1.5 万吨/年;2019 年将达到电池处理 12 万吨/ 年,前驱体 5 万吨/年 80%以上为电池 企业的废极片和 粉料 据称邦普2017年营 收可达 30 亿元 2 格林美 回收和材料企 业 以荆门市格林美新材料 公司为废旧锂电池利用 核心主体 废料处理能力 10 万吨/年, 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。 消费锂电池、电 池企业废料、其 他钴镍废料 荆门格林美2017年 1H 营收 34 亿元, 净 利润 4.3 亿元 3 赣州豪鹏 回收企业 (被材料企业 收购) 2017 年 8 月,厦钨收购 47%股权,成为第一大股 东。 目前处理 1 万吨/年的废旧电池, 年产硫酸钴 500 吨,硫酸镍 2500 吨。2017 年 3 月,赣州豪鹏拟 与北汽新能源共同投资在河北建 2 万吨/年电池 处理线。 消费锂电池、电 池企业废料 2017 年 1H 扭亏, 营 收 3260 万元、 净利 润 500 万元。 4 金源新材 料 回收企业 2017 年 4 月挂牌新三板 主要产品有:工业级碳酸锂、电池级四氧化三钴 和硫酸钴等。 正极材料厂的生 产废料 2017 年上半年营收 6000 万元,净利润 1300 万元。 5 芳源环保 回收及材料企 业 2014 年 10 月,贝特瑞成 为二股东后重心转向三 元前驱体 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。 废旧电池、含镍 钴铜等有色金属 工业废物 2017 年上半年营收 6100 万元,净利润 30 万元 6 龙南金泰 阁 回收企业 2009 年成立 年处理电池 1 万吨,回收钴 1500 吨、镍 100 吨、 铜 300 吨、锂 180 吨。在建二期年处理电池 1.6 万吨。 锂电池、电池企 业废料 不明 7 赣锋锂业 资源材料及电 池企业 2016 年初设立江西赣锋 循环科技公司 年处理磷酸铁锂磷酸铁锂 2 万吨,三元三元 1.4 万吨。2018 年计划投建 10 万吨/年的废旧电池处理能力。 锂电池、电池企 业废料 2016 年亏损 22 万 元 8 国轩高科 金川集团 电池企业、 资源材料企业 2017年8月合作投资2家 再生利用企业。 安徽金轩公司处理磷酸铁锂电池处理磷酸铁锂电池; 甘肃金轩年处 理 1 万吨废旧三元电池。 不明 -16- No.No. 名称名称 企业性质企业性质 布局动向布局动向 再生利用产能再生利用产能 废电池来源废电池来源 再生利用经营情况再生利用经营情况 9 华友钴业 资源材料企业 今年 4 月设立衢州华友资 源再生公司,同时海外收 购。 衢州华友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 - 10 赛德美 回收企业 2016年3月成立, 倡导 “物 理回收法” 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;回收材料再造 梯级电池。 - 11 威能电源 电池企业 2015 年投资 “废旧锂动力 电池回收处理和综合利 用”项目 预计 2018 年可回收磷酸铁锂动力电池磷酸铁锂动力电池 10Gwh (约 10 万吨/年),回收金属 2.5 万吨以上。 - 12 桑德集团 环保及新能源 电池企业 2017年1月在湖南宁乡投 建设废电池资源化项目 拟2018年上半年形成废旧电池及废料处理10万 吨/年、年产 3 万吨三元前驱体的产业基地。 13 比克电池 电池企业 2015 年开展 “废旧新能源 汽车拆解及回收再利用” 项目 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。 - 14 中航锂电 电池企业 2014 年投建国内首套磷 酸铁锂电池再生利用试 产线 电池拆解系统基本实现了半自动化作业, 未来的未来的 回收工艺将兼容三元材料电池和磷酸铁锂电池。回收工艺将兼容三元材料电池和磷酸铁锂电池。 不明 资料来源:根据公开资料整理 -17- (五)动力电池回收利用技术总体还有很大改进空间(五)动力电池回收利用技术总体还有很大改进空间 1 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 2、再生利用需提升综合回收效率和环保控制、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。 -18- 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)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。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。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。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。 -19- 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(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,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。再由梯级利用企业回收并交再生利用企业回收处置。 -20- 表 5 我国废旧动力电池的主要来源分析表 类别类别 回收要求回收要求 处置要求处置要求 可能的获取方式可能的获取方式 1 1、 生产过程中、 生产过程中 报废的动力蓄报废的动力蓄 电池电池 新能源汽车及动力电池生产过 程中报废的动力蓄电池应移交 至回收服务网点或综合利用企 业。 汽车企业自建、 共建或授权建 立回收服务网 点,负责收集废 旧动力电池,集 中贮存并移交 至与其协议合 作的电池生产 企业。 鼓励电池生产 企业与综合利 用企业合作按 照先梯级利用 后再生利用的 原则进行利用 和处置 参与竞购、 战略合作 2 2、 汽车维修更、 汽车维修更 换阶段产生的换阶段产生的 废旧动力蓄电废旧动力蓄电 池池 汽车售后服务机构、电池租赁 等运营企业应将废旧动力蓄电 池移交回收服务网络,不得移 交其他单位或个人,否则导致 事故的应承担相应责任。 参与共建回收网 络 3 3、 报废新能源、 报废新能源 汽车上拆卸下汽车上拆卸下 的废旧动力蓄的废旧动力蓄 电池电池 回收服务网点应跟踪本区域内 报废情况,通过回购或回收等 方式收集拆卸的动力电池。动 力电池所有人应将电池移交回 收服务网点,不得移交他人, 否则导致事故的应承担相应责 任。 参与共建回收网 络 4 4、 梯级利用产、 梯级利用产 生的废旧动力生的废旧动力 蓄电池蓄电池 梯级利用企业应回收梯级电池 生产、使用过程中产生的废旧 电池 集中贮存并移 交至再生企业 战略合作或股权 收购 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 按照这样的顶层制度设计,未来梯级利用企业需与动力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。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)(三)国企实施国企实施动力电池回收的产业环境将日益改善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。 -21- 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。 (四四)当前是布局动力电池回收利用较为理想的时机)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) -22- 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。 (五五)动力电池回收利用)动力电池回收利用领域领域风险与收益并存风险与收益并存 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。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。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 -23- “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。 -24- 附件 1:国家动力电池回收相关政策法规 发布发布 年月年月 名称名称 颁布颁布 部门部门 相关内容相关内容 201710 关于促进储能技术与 产业发展的指导意见 发改委 拓展电动汽车等分散电池资源的储能化应用。 完善 动力电池全生命周期监管, 开展对淘汰动力电池进 行储能梯次利用研究。 201703 促进动力电池产业发 展行动方案 工信部、 发改委、 科技部、 财政部 落实电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策 (2015 年版);适时发布实施动力电池回收利 用管理办法,强化企业在动力电池生产、使用、回 收、再利用等环节的主体责任,逐步建立完善动力 电池回收利用管理体系。 201701 关于加快推进再生资 源产业发展的指导意 见 工信部、 商务部、 科技部 重点围绕京津冀、长三角、珠三角等新能源汽车发 展集聚区

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