中国储能网讯:随着我国新能源汽车行业的快速发展,退役动力电池的回收利用将成为重要的新兴领域。从2018-2019年开始,我国将会有大量的动力电池进入退役期,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。
基于动力电池回收利用的广阔前景,新材料在线?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
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)
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“