锂电池回收行业深度报告报废潮或将来临,守

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1.1.电池回收方式分为直接回收及梯次利用

锂电池回收是电池全生命周期的重要一环,以动力电池为例,全生命周期价值链指的是“动力电池回收—镍钴锂电池原料再造—电池材料再造—动力电池再造”。

为什么要完成锂电池全生命周期价值链?

环保要求:电池回收产生的原料主要有正负极材料、电解质、电解质溶剂、隔膜、粘结剂等。如果不能够有效、绿色地回收,这些原料将对于环境造成一定的破坏,如作为正极材料的钴等重金属会改变环境酸碱度,电解质及其溶剂可能产生氟污染与有机物污染等,对人体皮肤可能会有腐蚀作用。同时只要回收得当,由于电池中的金属资源丰度远大于天然矿储,这些回收的电池就会变成优质的“城市矿山”。经济价值最大化:电池回收后得到的原料还可以被电池制造商与其产业链上下游公司利用,实现资源的节约。汽车制造商如蔚来、动力电池制造商如宁德时代已开始布局新能源汽车换电业务。另外换电模式的推广将有利于汽车制造商或动力电池制造商作为回收主体提前锁定废旧电池来源,实现批量回收,从而提高回收效益。

回收处理模式:直接回收及梯次利用

锂电池回收处理,指的是将报废的锂电池集中回收,通过物理、化学等回收处理工艺循环利用电池或将电池中具备利用价值的金属元素如锂、钴、镍等提取出来。以动力电池为例,当动力锂电池的现有容量仅占原有容量80%的时候,动力锂电池的电化学性能将难以满足电动汽车正常动力需求,即可回收处理。回收处理后的废旧动力锂电池及其材料最终可重新应用于锂电池领域或粉末冶金等领域。一般情况下,动力锂电池的使用寿命在5年左右,而一辆新能源汽车的寿命超过10年,因此理论上新能源汽车在使用期限内需要更换1-2次电池。

梯次利用指的是将电动汽车上性能下降到初始性能80%以下的电池退役、检测,然后将性能较好的电池筛选重组后在某些使用条件相对温和的场合进行二次利用。目前,梯次利用回收的技术不断突破,未来前景广阔。梯次利用下的退役电池主要运用在储能、电信基站与低速电动车等领域。其中,磷酸铁锂电池循环寿命更长、安全性更高,适合梯次利用。如年8月,由比克电池与南网综合能源共建的园区梯次利用储能电站项目落地,该储能电站储能系统中主要使用的电池就是退役的三元电池与磷酸铁锂电池。

1.2.关键电池原材料重要性凸显,电池报废潮或孕育长期高景气赛道

1.2.1.回收或成为能源金属资源供给重要补充渠道

新能源汽车市场的蓬勃发展导致动力电池材料需求的急剧增长。废旧电池含有多种可回收的金属资源,以三元电池为例,其正极含有大量贵金属,其中锂占2%-5%,钴占5%-20%,镍占5%-12%。在市场需求拉动之下,上游镍、钴、锂等原材料出现供需失衡导致原材料价格暴涨,给下游正极材料企业和动力电池企业在采购原料方面造成极大的压力。镍、钴、锂供应端较为紧张。因此废旧动力锂电池的回收将实现对上述金属材料的再利用,制造商可以从供应端抵御部分电池材料价格波动带来的负面影响,创造较高的回收收益。

锂资源:供给仍以海外为主,海外掌握定价权。资源储量上,年智利、澳大利亚、阿根廷、中国占比分别为41.8%、25.9%、10%、6.8%;产量上,年澳大利亚、智利、中国、阿根廷占比分别为52.5%、24.8%、13.4%、5.9%。从我国锂资源分布来看,据SMM,我国约80%以上锂资源赋存于盐湖中,主要分布在青海、西藏等省(区),而矿石锂资源主要集中于四川、江西、湖南、新疆等4省,以上4省矿石锂资源占全国矿石锂资源的98%以上。

钴资源:分布高度集中,年刚果(金)钴产量占全球7成。钴矿资源相对稀缺,独立钴矿床尤少,主要伴生于铁、镍、铜等矿产中。从总资源上看,全球钴资源分布呈现高度集中的特点,刚果(金)储量占比达到46.1%,是全球最大的钴储量国,同时年钴产量占比70.6%、占比极高。我国钴储量约8万吨,占全球总储量的1.05%。且存在着品位低、分离难度较高、伴生矿多、矿床规模小等问题,国内供少需多导致钴原材料对外依赖程度高。据SMM,中国目前已知的钴矿产地有余处,分布于24个省(区),主要分布在甘肃、山东、云南、河北、青海、山西6省,占比达到70%。

镍资源:CR4超67%,年印尼及菲律宾镍资源产量占全球50%,矿业政策等会对镍价产生较大影响。镍矿类型主要分为硫化铜镍矿和红土镍矿两大类。据SMM,我国镍资源储量万吨,约占全球2.94%,且主要以硫化铜镍矿为主,约占全国总量的90%,同时我国镍矿主要分布在甘肃,保有储量约占全国的60%。目前锂电池多种核心金属材料供给均集中在海外,长期来看或对国内供应链安全产生不确定性,电池回收未来或可贡献可观的金属材料增量,特别是目前国内仍是全球正极材料及电池的主要供应商以及重要的新能源车消费市场,在电池回收领域存在天然的城市矿山距离优势。

1.2.2.电池回收的机遇:动力电池退役潮来临,回收原料逐步起量

新能源汽车产销量大幅增长,动力电池将在未来面临较大退役规模,据我们测算年回收原料将进入TWh时代。我国新能源汽车自年起迅速放量,并随后保持快速增长趋势。据中国汽车工业协会统计,中国新能源汽车年产量为34.05万辆,同比增长.76%,销量为33.11万辆,同比增长.6%,产销的同比增速均较此前水平有显著提升。年,我国新能源汽车产量.50万辆、销量.10万辆,产销水平在年之后持续走高。

伴随动力锂电池寿命衰减至80%以下,电池的电化学性能将出现明显下滑,难以完全满足汽车正常动力需求,电池进入报废阶段。其中,磷酸铁锂电池寿命相对较长,可满足汽车正常动力需求的使用年限约5-8年,三元动力锂电池寿命较短,满足汽车正常动力需求的使用年限约4-6年。据此,可以推断出第一批磷酸铁锂电池在年左右进入更换周期,其余早期的新能源汽车动力电池在年也将陆续退役。随着新能源汽车产销持续的高速增长,预计未来2-3年动力锂电池将迎来规模化的更换浪潮,动力电池回收规模也将持续扩大。

1.3.以史为鉴:从铅酸电池回收到锂电池回收

“铅”亦是铅酸电池重要成本中心,“政策+铅酸电池退役”助推再生铅放量

国务院于年9月发布了《节能与新能源汽车产业发展规划》,首次借推广新能源汽车产业提出了动力电池的回收利用办法。由于锂电池的种种优秀特性,这里指的回收利用办法主要针对的是锂电池回收利用。然而,我国广义上的对于电池回收的规范却远远早于年。

我国电池规范化回收约于年起步,年铅酸电池回收市场带动下,国内精炼铅中再生铅已达到.2万吨,占比达53.7%。国家公布了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,废铅酸蓄电池的处理参照此法进行。年,规制铅酸电池回收的《废电池污染防治技术政策》出台,首次明确了对于铅酸电池从生产—回收—处置的要求。铅酸电池距当时已有一百余年的发展历史,属于较为成熟的产品,需求远高于当今的新秀锂电池,因而当时中国的电池回收规制以铅酸蓄电池为重。

年,《国家危险废物名录》开始施行,在最新版的《目录》中,废铅酸电池被认为是危险废弃物。自年11月1日起施行的《废弃电器电子产品回收处理管理条例》明确指出,回收旧电池是生产者的责任,生产者需要进行绿色生产。自此,废旧铅酸电池的回收框架已大体搭建完毕。随后,年,《重金属污染综合防治“十二五”规划》中将“铅”列入5种重点防控的重金属污染物之一,铅酸电池行业也被列入5种重点防控行业之一。

成长期:-年铅酸电池报废量逐步提升,回收市场持续放量我国铅酸蓄电池工业20世纪80年代进入蓬勃发展时期,随着国民经济的发展,其市场将不断扩大,以汽车、摩托车及电力、通讯为主要对象。到90年代,我国铅酸蓄电池产量越大,报废更新的铅酸电池越多。据SMM,年我国再生铅产量达到26.9万吨,是年的9.5倍,年产量占精铅总量的24.5%。不过快速发展的同时,再生铅行业存在很多问题,再生铅企业数量多、规模小、耗能高、污染重、工艺技术落后、金属回收和综合利用率低,特别是由于当时立法滞后,企业生产和销售不规范,低水平重复建设严重。

加速期:-年“政策引导下+铅酸电池退役”,回收市场加速发展21世纪以来,铅酸电池回收立法层面持续发力。年《废电池污染防治技术政策》出台,首次明确了对于铅酸电池从生产-回收-处置的要求,并于年12月重新修订了《废电池污染防治技术政策》。年5月《危险废物经营许可证管理办法》,正式建立了危险废物利用处置行业许可管理制度。年8月《国家危险废物名录》开始施行;8月20日,国务院第23次常务会议通过《废弃电器电子产品回收处理管理条例》,并于年1月1日起施行。年《重金属污染综合防治“十二五”规划》中将“铅”列入5种重点防控的重金属污染物之一,铅酸电池行业也被列入5种重点防控行业之一。

成熟期:至今供给侧结构性改革,以及年以来铅酸电池产量的大幅提升,再生铅产量再创新高按照供给侧结构性改革的精神,相关单位大力支持废旧电池规范化回收体系建设。另外铅酸电池使用寿命约3年左右,年以来铅酸电池产量的大幅提升也为后面再生铅的放量提供了可靠的废料来源。年我国精炼铅.4万吨,其中再生铅.3万吨、占比36.1%;至年我国精炼铅.3万吨,其中再生铅万吨、占比40.8%;至年,由于新增再生铅产能持续扩张,据SMM,年我国再生铅产能为万吨,再生铅产量大幅提升至.2万吨、占精炼铅产量比例首次超过50%。

废旧铅酸电池亦存在责任主体问题,法律层面已对责任主体做出要求

由于我国废旧铅酸电池部分是通过小商贩无序收集后交由大商贩提供给冶炼厂,回收系统存在无资质、污染重等问题,年1月,生态环境部等九部委联合发布了《废铅酸电池污染防治行动方案》,目标为整治废铅酸电池非法收集处理环境污染,落实生产者责任延伸制度,提高废铅酸电池规范收集处理率。政策要求到年,铅酸电池生产企业通过落实生产者责任延伸制度实现废铅酸电池规范收集率达到40%;要求到年,废铅酸电池规范收集率达到70%;规范收集的废铅酸电池全部安全利用处理。

多年发展后,铅酸电池回收率基本已达到95%的水平

之前主要使用的铅酸蓄电池,如果不经回收会对环境造成较大污染,故回收工艺中也需要注重对于环境的影响。目前回收铅酸电池的主要方法大致可以分为三类:①火法冶炼工艺,利用还原反应熔炼废旧电池,将电池的放电产物还原。②湿法冶炼工艺:也称为电解法,借助电的作用,有选择的把电池碎片中铅化合物全部还原成金属铅。其主要特点是在冶炼过程中没有废气、废渣的产生,铅的回收率一般可达95~97%。③固相电解工艺:采用氢氧化钠水溶液做电解液,阴阳极均由不锈钢板制成,利用电解时铅膏中的固相铅化物质分子从阴极表面获得电子而还原为金属铅。总体来看,铅酸电池的回收方法有注重环境保护、铅回收利用率高的特点。

目前锂电池的回收效率与铅酸蓄电池还有一定的差距,不过从格林美等公告来看,目前头部企业锂收率在85%以上,并有进一步提升锂收率的技术储备。此外,锂电池的梯次利用也逐渐进入人们的视野,此类低成本的回收利用方式可能在未来可以使得锂电池更加物尽其用,促使锂电池回收产业迎来新的增长点。

2.动力电池回收利用政策利好行业发展

2.1.双碳电池供应链安全性,各国均有政策支持电池回收

欧洲电池回收目标指引明确。欧盟的《新电池法》提案已经进入到了欧洲议会、欧盟理事会、欧盟委员会等各方审批阶段,并已于年2月获得了欧盟环境、公共卫生和食品安全委员会(ENVI)的通过。目前尚未收到反对意见,若一切顺利,则《新电池法》有望于秋季获批生效。此法第八条规定:在年七月前完成电池的碳足迹信息的披露;年一月前根据其碳足迹情况对电池进行分级;年七月后将为其设置最高碳足迹限值。到年,钴、铅、锂、镍再生原材料含量占比分别达到12%、85%、4%、4%;到年则提升至20%、85%、10%、12%。要求在法案实施3年后,铅酸电池、锂电池、镍镉电池以及其它种类的电池回收率分别达到75%、65%、85%和60%;在法案实施8年后,要求四类电池的最低回收率达到80%、70%、85%、70%。

我国目前尚未对电池回收有类似欧盟的具体指标,但作为纲领性文件,《十四五工业绿色发展规划》表明,要在年建成较为完善的动力电池回收利用体系。美国也有保障新能源供应链安全及环保方面的诉求,《美国国家锂电发展蓝图-》中提到,要实现锂电池报废再利用和关键原材料的规模化回收,在美国建立一个完整的具有竞争力的锂电池回收价值链,并要在科研培训方面进行一定的投入。依据总目标,各国都在谋篇布局,并制定了一些具体政策。有些政策甚至是在目标提出之前就已经陆续试点完善了。

2.2.国内电池回收政策频出,聚焦于“责任主体”以及回收渠道建设

为了加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理,规范行业发展,推进资源综合利用,国家陆续出台多项政策、办法。特别是年以来,政策密集发布,动力电池回收逐步规范完善。早在年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划》,提出要制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯次利用和回收管理体系,对动力电池回收利用体系及制度建设提出明确要求。但年前,动力蓄电池回收利用只是作为推广应用新能源汽车政策文件的部分条款出现。值得一提的是,《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(年版)》作为落实生产者责任延伸制度,可以看作是政策体系的分界线,从此之后国家相关部门开始陆续出台专门针对动力蓄电池的相关政策。

年以来,工业和信息化部发布《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》,鼓励从事梯次利用的综合利用企业在基站备电、储能、充换电等领域开展动力电池梯次利用,提高电池综合经济效益。在加速能源消费结构转变,实现国家从化石能源为主导向可再生能源转型的目标下,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(-年)》提出,争取到年新能源汽车销量占比20%,年新能源汽车销量占比50%。鼓励企业提高锂、镍、钴等关键资源保障能力;完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用回收渠道;建立健全动力电池运输仓储、维修保养、安全检验、退役退出、回收利用等环节管理制度,加强全生命周期监管。

年以来,国家、各地政府陆续公布新能源汽车动力电池回收利用试点方案。从该阶段发布的各种政策可以看出,这些政策旨在促进行业规范化发展。其中,鼓励有实力和技术建设的正规公司部署动力电池回收利用环节是这些政策的主要方向。年7月,国家发展改革委印发《“十四五”循环经济发展规划》,对动力电池回收利用溯源管理体系、梯次利用作出重要指导。8月,工业和信息化部等5部门印发《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》,生态环境部发布《废锂离子动力蓄电池处理污染控制技术规范》,规范指导废锂离子动力蓄电池处理过程。

尽管国内电池回收利用产业已经有来自政策和市场层面的双重力量助推,但整体而言依然发展缓慢,行业实际发展情况与预期差距甚远,仍面临着回收网络有待健全、梯次利用等关键共性技术有待突破、商业模式需要创新等诸多问题,产业整体还处于初级发展阶段。下一步,工信部等部门将从法规、政策、技术、标准、产业等方面,加快推动新能源汽车动力电池回收利用,包括加快推进动力电池回收利用立法,完善监管措施,加大约束力。

根据落实生产者责任延伸制度,汽车动力电池回收的责任主体包括汽车制造商和动力电池制造商以及第三方回收企业。根据回收主体的不同,目前废旧动力电池回收主要有三种模式,分别为:以生产企业为主的回收模式、行业联盟回收模式、第三方企业回收模式。动力电池企业多采用动力电池企业回收模式,凭借自身渠道优势延伸产业链,开辟电池回收业务;整车企业等多采用行业联盟回收模式,整合行业内资源,共同拓展回收渠道;第三方回收企业缺少渠道优势,需要自主搭建回收网络,发挥回收网络优势。

2.3.海外ESG要求较高,电池回收政策力度值得期待

2.3.1.美国:健全的电池回收法律与回收知识普及

美国是最早颁布关于电池回收法的国家之一,并构建了相对健全的法律法规作为防治电池污染和实现循环利用的重要保障。联邦层面,美国早在年就颁布《固体废物处置法案》,该法在修订中将废弃物管理单纯的清理扩展为分类回收、综合再利用的规划。随后又于年订立了《固体废物处置法案》,该法经过三次修订,最终成为《资源保护与回收利用法》,为废弃的镍镉电池、汞电池、铅酸电池的使用与后续回收提供了法律依据。随后,《清洁空气法》、《清洁水法》和《含汞电池和充电电池管理法案》(以下简称《电池法案》)等一系列电池回收的相关法律。

其中前两个采用许可证管理办法来加强对电池生产企业和废旧电池回收企业的监管,而《电池法案》则是美国联邦层面针对废旧二次电池的生产、收集、运输、贮存等过程提出的相应技术规范,明确了有利于后期回收利用的标识规定。州级层面,美国大部分州都采用了由美国国际电池协会提议的电池回收法规,该法规要求电池制造商与整个产业链中的主体之间签署协议,通过价格机制引导零售商、消费者等参与废旧电池回收工作,并设立惩罚机制。纽约州于年通过了二次电池回收法案,要求在不损害消费者权益下,二次电池制造商负责收集和回收二次废旧电池。禁止任何人以固体废物的方式处理废旧二次电池。

地方与民间层面,也有一定的规章制度来约束电池的使用与后续回收。美国国际电池协会制定的押金制度,鼓励消费者主动上交废旧电池产品,同时借助消费者购买电池时所支付一定数额的手续费和电池生产企业缴纳的回收费,构成产品报废回收的部分资金来源,并在废旧电池回收企业和电池制造企业间构建经济协作关系,废旧电池回收商以协议价将电池再生产品供应给电池生产商。此外,美国很早就将废旧电池回收利用的教育纳入立法,年制定的《普通废物垃圾的管理办法(UWR)》提出要加大废旧电池环境危害性的宣传教育,发挥民众在废旧电池回收利用中的作用。

美国主要通过环境保护相关法案对新能源汽车电池的回收进行管理,再以市场监管的方式,从联邦-州-地方政府层层立法,形成一条较为完善的电池回收管理法律制度。从联邦法规的提纲挈领,到州政府层面提出具体的电池废物回收管理计划,最后通过地方层面制定具体政策激励措施。美国通过联邦、州、地方层层递进,根据不同地区的不同情况来制定地方的政策。美国立法上从联邦、州、地方三个层级进行立法,不同层级侧重不同,联邦层级立法主要是控制和监管,州层级立法主要规定了电池回收等相关各方的责任和义务,在地方层级主要侧重市民对新能源汽车等电池回收的具体义务和奖惩办法,建立起了较完善的电池回收管理法律制度。实际上,我国在相关立法上也可以对此有所借鉴,从中央到地方,影响力度与影响面不同的法律法规也可以有不同的侧重方面。

2.3.2.欧盟:法律框架完善,电池回收走在世界前列

欧盟亦是最早


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