鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1035次 | 2021年08月17日
三元電池拆解更具潛力 動(dòng)力鋰離子電池回收有望爆發(fā)式上升
有關(guān)新能源汽車來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池容量衰減到初始容量的70%至80%就要對(duì)電池進(jìn)行更換。其中，電動(dòng)乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始，因此能夠推算出第一批電池更新?lián)Q代的時(shí)點(diǎn)將會(huì)在2018年左右，屆時(shí)動(dòng)力鋰離子電池的退役與更新有望迎來(lái)爆發(fā)式上升。
有關(guān)三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產(chǎn)物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，一般用于動(dòng)力鋰離子電池的再制造。目前回收拆解市場(chǎng)相對(duì)分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元材料電池占比相對(duì)較低，但由于鎳、鈷等貴金屬依然是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。
新能源汽車與動(dòng)力鋰離子電池保持平穩(wěn)高上升
新能源汽車進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展期
與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車在環(huán)保方面的優(yōu)點(diǎn)緊要體今朝：1.有害顆粒物低排放。由于采用電、氫氣或混合能源，所含鉛、C6H6及顆粒物等有害物質(zhì)更少，其自身的廢氣排放污染相對(duì)傳統(tǒng)燃油車更小，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，造成的污染也少于傳統(tǒng)汽車，因?yàn)榘l(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換率更高，而且聚集排放可以更方便地加裝減排治污設(shè)備。2.提升能源利用率。以電動(dòng)汽車為例，按每百公里耗電15至20kWh計(jì)算，考慮發(fā)電廠和電動(dòng)機(jī)的損耗，能耗約等于7kg標(biāo)準(zhǔn)煤;傳統(tǒng)汽車按每百公里耗油量10L計(jì)算，能耗約等于10kg標(biāo)準(zhǔn)煤。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
基于新能源汽車在環(huán)保方面所擁有的優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)部門針對(duì)新能源汽車的加工、銷售和購(gòu)買等環(huán)節(jié)出臺(tái)了不少支持政策，刺激新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展。新能源汽車市場(chǎng)迎來(lái)了產(chǎn)量、銷量雙雙爆發(fā)后持續(xù)保持高速上升態(tài)勢(shì)，2013年至2015年新能源汽車市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式上升，產(chǎn)量逐年成倍攀升。2016年以來(lái)，新能源汽車市場(chǎng)的上升由爆發(fā)轉(zhuǎn)向平穩(wěn)高上升，近兩年均維持50%以上的產(chǎn)量增速，2017年的產(chǎn)量為79.4萬(wàn)輛，同比上升53.6%。
動(dòng)力鋰離子電池爆發(fā)后轉(zhuǎn)向平穩(wěn)高上升
動(dòng)力鋰離子電池作為新能源汽車的配套設(shè)備，同樣經(jīng)歷了由爆發(fā)到平穩(wěn)高上升的發(fā)展過(guò)程。整體來(lái)看，2017年動(dòng)力鋰離子電池總出貨量為38.2GWh，同比上升37.0%。在動(dòng)力鋰離子電池的開發(fā)、運(yùn)用過(guò)程中，各大廠商將高性能的鋰離子電池作為緊要對(duì)象，依據(jù)正極材料的不同緊要分為：磷酸鐵鋰離子電池和鎳鈷錳、鎳鈷鋁等為代表的三元電池，其中磷酸鐵鋰正極化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且使用壽命較長(zhǎng)，同時(shí)由于原材料價(jià)格低廉，其仍占據(jù)動(dòng)力鋰離子電池半壁江山;而三元材料電池高能量密度、更強(qiáng)的耐溫性和充電效率等優(yōu)點(diǎn)使其近年來(lái)越來(lái)越受到市場(chǎng)酷愛，占比迅速提升。2017年磷酸鐵鋰離子電池的裝機(jī)量為19.97Gwh，占比50%;而三元材料電池裝機(jī)量為16.15Gwh，占比已達(dá)44%。
大量動(dòng)力鋰離子電池即將步入退役期回收需求急切
2018年動(dòng)力鋰離子電池回收量增速有望超200%
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
有關(guān)新能源汽車來(lái)說(shuō)，當(dāng)電池容量衰減到初始容量的70%至80%就要對(duì)電池進(jìn)行更換。其中，電動(dòng)乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始，因此能夠推算出第一批電池更新?lián)Q代的時(shí)點(diǎn)將會(huì)在2018年左右，屆時(shí)動(dòng)力鋰離子電池的退役與更新有望迎來(lái)爆發(fā)式上升。
大量的退役電池將對(duì)環(huán)境帶來(lái)潛在的威脅，尤其是動(dòng)力鋰離子電池中的重金屬、電解質(zhì)、溶劑及各類有機(jī)物輔料，倘若不經(jīng)合理處置而廢棄，將對(duì)土壤、水源等造成巨大危害且修復(fù)過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)、成本高昂。因此，回收需求急切。
我們假設(shè)新能源乘用車電池使用周期為5年，商用車為4年，到期后更新率逐年提高，則依據(jù)近年動(dòng)力鋰離子電池的產(chǎn)量能夠測(cè)算出到2018年動(dòng)力鋰離子電池新增報(bào)廢裝機(jī)量或?qū)⑦_(dá)11.14GWh，同比大幅上升278.9%;若假設(shè)磷酸鐵鋰和三元材料電池能量密度在0.11MWh/t和0.18MWh/t維穩(wěn)，則對(duì)應(yīng)重量約為9.22萬(wàn)噸，同比上升273.3%。
回收再生辦法的梯次利用仍有提升空間
梯次利用指退役動(dòng)力鋰離子電池經(jīng)過(guò)探測(cè)、篩選、重組等環(huán)節(jié)，再次用于低速電動(dòng)汽車、備用電源、電力儲(chǔ)能等運(yùn)行工況相對(duì)良好、對(duì)電池性能要求較低的范疇，目前梯次利用的緊要范疇仍在儲(chǔ)能和調(diào)峰。以我國(guó)鐵塔為例，其鐵塔備電、削峰填谷站等儲(chǔ)備電量需求約為8800kWh(目前緊要使用壽命短、能量密度低、價(jià)格低的鉛酸蓄電池)，而隨著環(huán)保要求的不斷提高，對(duì)鉛酸蓄電池的替代將為動(dòng)力鋰離子電池梯次利用打開巨大的需求缺口。
目前以PACK(多級(jí)串并聯(lián)電池構(gòu)成模組)+bMS(電池管理系統(tǒng))為主的梯次利用技術(shù)是較為主流的選擇。PACK工序分為出產(chǎn)、組裝、包裝三大部分，其核心是將多個(gè)單一的電芯通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)串聯(lián)和并聯(lián)起來(lái)形成電池組。在詳盡操作過(guò)程中，由于要考慮整個(gè)電池組的機(jī)械強(qiáng)度、系統(tǒng)匹配等問(wèn)題，要涉及熱管理、電流控制與測(cè)試、模組拼裝設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)虛擬開發(fā)等大量成熟技術(shù)相互交織協(xié)作。
bMS電池管理系統(tǒng)的緊要功能是智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，戒備電池出現(xiàn)過(guò)充電和過(guò)放電，并實(shí)時(shí)監(jiān)控電池狀態(tài)，從而起到保護(hù)電池使用壽命的用途。bMS是管理系統(tǒng)、控制、顯示、通信、信息采集模組的集合，起到了銜接整車、電池和整個(gè)電池系統(tǒng)的紐帶用途。有關(guān)電池廠商而言，bMS體現(xiàn)了廠商的核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，而有關(guān)動(dòng)力鋰離子電池梯次利用而言，bMS則決定了再利用電池的適用范圍、壽命和整體價(jià)值。
目前梯次利用面對(duì)技術(shù)和商業(yè)化兩方面的問(wèn)題。從技術(shù)角度來(lái)看，由于動(dòng)力鋰離子電池一致性較差、壽命不一，bMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)將會(huì)和電池實(shí)際狀況發(fā)生背離，從而使梯次利用過(guò)程面對(duì)安全、產(chǎn)品品質(zhì)等方面的挑戰(zhàn)。從商業(yè)化角度來(lái)看，目前梯次利用的產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較低。此外，因?yàn)殡姵匦吞?hào)不一，配組時(shí)要的電池量基數(shù)將很大，篩選、配組和出產(chǎn)成本相對(duì)較高，惟有少數(shù)技術(shù)成熟的公司才能獲取經(jīng)濟(jì)效益。
盡管如此，目前已經(jīng)有多家行業(yè)龍頭與我國(guó)鐵塔等下游利用公司達(dá)成了研究和使用的戰(zhàn)略合作協(xié)議，隨著動(dòng)力鋰離子電池各類標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái)和執(zhí)行，電池的一致性將大幅提高，而緊密的合作關(guān)系將使梯次利用的使用問(wèn)題迎刃而解。
三元電池拆解技術(shù)相對(duì)成熟
有關(guān)三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產(chǎn)物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，一般用于動(dòng)力鋰離子電池的再制造。目前回收工藝緊要分為干法、濕法和生物回收等三種。其中，濕法為目前的緊要工藝，其回收率高且能夠?qū)F金屬進(jìn)行定向回收;干法一般作為濕法的配套工藝，緊要用于金屬的初步解決;而生物回收尚處于初級(jí)階段，技術(shù)發(fā)展仍不成熟。依據(jù)工信部2016年公布的《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池利用行業(yè)規(guī)范條件和行業(yè)規(guī)范通告管理暫行辦理》，鼓勵(lì)綜合使用干法和濕法對(duì)動(dòng)力蓄電池回收利用。
目前回收拆解市場(chǎng)相對(duì)分散，且在當(dāng)前退役的電池中，三元材料電池占比相對(duì)較低，但由于鎳、鈷等貴金屬依然是上游產(chǎn)業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。
拆解將來(lái)方向可期
三元電池：貴金屬價(jià)格維持高位拆解收益空間廣闊
三元電池的回收拆解收益因近年貴金屬價(jià)格高漲而受益?？紤]到三元電池回收公司在拆解貴金屬后以硫酸鹽的形態(tài)再銷售給下游公司，銷售價(jià)格應(yīng)當(dāng)?shù)陀诩兘饘傩螒B(tài)的市場(chǎng)價(jià)格，因此假設(shè)按市價(jià)70%的比率折價(jià)銷售，則三元電池的拆解收益為34000元/噸，那么到2023年，僅三元電池拆解市場(chǎng)的預(yù)期規(guī)模就可達(dá)54.1億元，將來(lái)5年的年均復(fù)合上升率可達(dá)61.9%。
磷酸鐵鋰離子電池：梯次利用市場(chǎng)潛力巨大
就拆解回收而言，目前使用最廣泛的濕法回收磷酸鐵鋰離子電池的成本為8500元/噸左右，而貴金屬再生材料收益僅為8100元左右，因此拆借虧損約400元/噸。因此，從經(jīng)濟(jì)性方面考量，我們僅測(cè)算磷酸鐵鋰離子電池的梯次利用空間。我們假設(shè)使用PACK+bMS技術(shù)進(jìn)行梯次利用，PACK的成本約莫在0.3元/Wh，bMS成本在0.1元/Wh，廢舊磷酸鐵鋰離子電池回收成本在0.05元/Wh，磷酸鐵鋰離子電池梯次利用成本合計(jì)約為0.45元/Wh，梯次利用的收益為0.6元/Wh。假設(shè)磷酸鐵鋰離子電池的能量密度為110Wh/kg，回收廢舊電池的能量衰減至70%，那么到2023年，梯次利用的收益空間有望超過(guò)50億元。
政策利好明確頂層規(guī)劃+細(xì)節(jié)規(guī)范促發(fā)展
新能源汽車政策是目前新能源汽車發(fā)展的緊要風(fēng)向標(biāo)，一方面，“十三五”規(guī)劃從頂層設(shè)計(jì)對(duì)新能源汽車的發(fā)展指明了方向，另一方面，針對(duì)產(chǎn)品準(zhǔn)入、電池供應(yīng)、充電基礎(chǔ)設(shè)施、能耗管理和補(bǔ)貼等也提出了明確要求。隨著動(dòng)力鋰離子電池即將步入報(bào)廢期，2017年以來(lái)針對(duì)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)規(guī)范、管理等方面推出了一系列政策，尤其是2018年二月以來(lái)對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的規(guī)格尺寸、編碼、余能監(jiān)測(cè)等技術(shù)規(guī)范的統(tǒng)一，將進(jìn)一步推動(dòng)梯次利用等回收手段的高效使用。
目前已有部分地區(qū)開展對(duì)梯次利用的筆直補(bǔ)貼。上?；厥談?dòng)力鋰離子電池的車企有1000元/套的獎(jiǎng)勵(lì)。深圳整車廠按20元/kWh專項(xiàng)計(jì)提動(dòng)力鋰離子電池回收解決資金。同時(shí)，六月份深圳已經(jīng)啟動(dòng)動(dòng)力鋰離子電池回收試點(diǎn)計(jì)劃，緊要在信息管理登記、車企回收補(bǔ)貼和渠道的建立等方面進(jìn)行落地。而工信部等七部門前期印發(fā)的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用試點(diǎn)執(zhí)行辦法》，決定在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、中部區(qū)域等選擇部分地區(qū)，開展構(gòu)建回收利用體系、探索多樣化商業(yè)模式、推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與使用、建立完善政策激勵(lì)機(jī)制等四方面的試點(diǎn)工作。
前期，工信部公示第一批《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》公司名單，明確指出將在利用試點(diǎn)單位所在地的政策措施和資金渠道加大扶持力度，同時(shí)要求支持我國(guó)鐵塔等優(yōu)點(diǎn)公司聯(lián)合設(shè)立產(chǎn)業(yè)基金，增強(qiáng)公司和金融機(jī)構(gòu)的對(duì)接。多方位、大力度的扶持旨在幫助試點(diǎn)單位發(fā)揮示范用途，從而規(guī)范行業(yè)發(fā)展，提升聚集度。此次試點(diǎn)單位的出臺(tái)旨在率先形成一批加工者責(zé)任延伸的成熟鏈條，通過(guò)示范效應(yīng)高起點(diǎn)地推進(jìn)回收利用體系建設(shè)。
行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)——龍頭聚集度有望提高
發(fā)達(dá)地區(qū)需求高上升區(qū)域與渠道布局成緊要壁壘
動(dòng)力鋰離子電池回收存在較強(qiáng)的區(qū)域性，且行業(yè)規(guī)范后各環(huán)節(jié)渠道將相對(duì)固定。因此，現(xiàn)階段在地域和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)布局渠道的龍頭公司有望在將來(lái)獲取穩(wěn)定的退役電池資源。
目前國(guó)內(nèi)新能源汽車的制造公司和推廣政策聚集在上海、江蘇、廣東等地區(qū)。截至2016年底，上海、北京等一線城市新能源汽車保有量約為35.2萬(wàn)輛，占全國(guó)保有量的23%。同樣，動(dòng)力鋰離子電池的回收渠道方面同樣呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域性，且產(chǎn)量分布與新能源汽車推廣地區(qū)的重合度也相對(duì)較高。
目前行業(yè)內(nèi)的龍頭公司已經(jīng)通過(guò)自建加工線、并購(gòu)和與上下游合作等方式在前端渠道(即回收端)和后端渠道(即回收產(chǎn)物的下游利用端)進(jìn)行拓展。其中，以光華科技、格林美等為代表的公司利用主業(yè)優(yōu)點(diǎn)，從供給和需求兩端提早布局，一方面拓寬前端回收渠道的傾覆地域，另一方面通過(guò)自建加工線擴(kuò)充產(chǎn)量，并與利用公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議等方式保障下游需求順暢。車企龍頭比亞迪、宇通客車等公司則通過(guò)與電池廠商或回收廠商合作的方式參與循環(huán)體系。另外，在產(chǎn)業(yè)鏈上的其他環(huán)節(jié)，如電池廠商(以寧德時(shí)代為代表)、設(shè)備商(天奇股份等)也紛紛通過(guò)并購(gòu)等方式切入回收范疇。
技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的規(guī)范化公司有望脫穎而出
通過(guò)比較鉛酸蓄電池回收“劣幣驅(qū)逐良幣”的歷史發(fā)展格局，我們認(rèn)為在政策驅(qū)動(dòng)下，在動(dòng)力鋰離子電池回收行業(yè)中，擁有規(guī)模效響應(yīng)全面技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的龍頭公司將在將來(lái)實(shí)現(xiàn)“良幣擠出劣幣”的逆襲。
1.廢舊鉛酸電池回收布局分散、技術(shù)門檻低，市場(chǎng)呈現(xiàn)“劣幣驅(qū)逐良幣”格局
鉛酸電池自1859年發(fā)明以來(lái)，被廣泛用于交通、通信、電力等各個(gè)范疇。至今，由于其工作電壓穩(wěn)定、放電電流范圍寬、造價(jià)低廉的特點(diǎn)，鉛酸電池當(dāng)今依然在生出現(xiàn)活的各個(gè)范疇被大規(guī)模使用。其報(bào)廢市場(chǎng)的總量相當(dāng)可觀：2016年報(bào)廢的鉛酸電池規(guī)模超500萬(wàn)噸，含鉛量超300萬(wàn)噸;2017年報(bào)廢的鉛酸電池將超600萬(wàn)噸，含鉛量超400萬(wàn)噸。
與動(dòng)力鋰離子電池回收不同，鉛酸蓄電池的分布更為分散，且回收技術(shù)門檻更低。由于鉛的熔點(diǎn)較低，加之電池成分相對(duì)簡(jiǎn)單，即使是沒(méi)有任何技術(shù)基礎(chǔ)的小作坊，也能夠利用簡(jiǎn)單的加熱獲得電池中80%至90%的鉛。
而小作坊在煉制過(guò)程中隨意傾倒廢液、排放廢氣，無(wú)污染解決費(fèi)用負(fù)擔(dān)，利潤(rùn)空間遠(yuǎn)高于正規(guī)的鉛酸電池解決廠，因此，有不少鉛酸蓄電池經(jīng)由小攤販流入無(wú)危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證的小作坊。
2.動(dòng)力鋰離子電池回收技術(shù)要求和政策起點(diǎn)更高
相比廢舊鉛酸電池回收利用過(guò)程中，正規(guī)廠商面對(duì)眾多小作坊的競(jìng)爭(zhēng)、排擠的局面，動(dòng)力鋰離子電池的回收不僅涉及拆解，各類材料的分離、提純修復(fù)對(duì)技術(shù)的要求更高，一般小作坊不具備動(dòng)力鋰離子電池回收的技術(shù)水平，回收收益不及鉛酸電池。同時(shí)，環(huán)保方面更為嚴(yán)格的要求進(jìn)一步使小公司的生存空間被壓縮，政策導(dǎo)向也重在提高行業(yè)的集約化發(fā)展程度，培養(yǎng)示范公司。因此，通過(guò)提高技術(shù)獲得高收益并降低環(huán)保成本的公司自然能夠在盈利能力提升的同時(shí)提高市場(chǎng)份額。
