動力電池回收產業研究報告1.空間廣闊、電池回收行業景氣將至1.1.動力電池退役潮來臨，電池回收空間廣闊我國新能源汽車自年起快速放量。年是我國新能源汽車產銷暴發元年，當年產量為40.13萬輛，同比年增加291%，銷量為33.11萬輛，同比增加342.9%，產銷的同比增速均較以前水平有明顯提高。時至年11月，我國新能源汽車年度累計產量已達319.30萬輛，累計銷量已達298.95萬輛，新能源汽車的產銷水平在年之后持續走高。新能源汽車產銷高增帶動動力電池裝車量走高，動力電池將在將來面臨較大退役規模。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟的統計，近年來我國動力電池的裝車輛水平呈現出了逐步提高的趨勢，截至年11月，我國的動力電池月度裝車量水平已達20.82Gwh，創歷史新高。在動力電池裝車量持續上行的背景下，前期售出的新能源汽車將逐步報廢，將來動力電池的退役量或將形成較大規模。年為動力電池退役早期，將來動力電池退役量規模將持續放量。根據以前我國新能源汽車的銷量狀況來進行測算，黎宇科在《車用動力電池回收運用經濟性研究》中提到新能源乘用車壽命在4-6年左右，若假設我國動力電池的退役年限均為5年，則年的動力電池退役水平預期將為25.2萬噸，到2030年，我國的動力電池退役水平預期將為237.3萬噸，9年間CAGR約為28.3%。退役電池回收需求旺盛，而回收公司供應仍相對乏力，將來電池回收賽道將持續景氣。在新能源動力電池退役規模持續增加的預期下，現在電池回收行業中已相繼涌入多家公司，年我國的動力電池回收公司注冊量約為2579家，較年增加約253.3%。但在上述的注冊公司中，多數屬于中小公司，其中注冊資本在100萬下列的公司占比約為25%，注冊資本在100-500萬之間的公司占比約為35%。另首先，根據我國工信部所公布的《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合運用行業規范條件》，現在僅有27家符合我國電池回收行業原則的公司。因此綜合來看，現在電池回收行業中中小競爭者較多，行業的供應水平相對有限。1.2.循環運用前景廣闊、電池回收將來可期退役動力電池的循環運用重要手段為梯次運用以及報廢回收。不同材料的動力電池在使用壽命上存在一定差別，如磷酸鐵鋰電池的循環壽命較長，在同樣的循環次數下，其相對容量將明顯高于三元電池。因此，對于不同材質的動力電池現在有兩種回收解決方式，第一種為報廢拆解，即對使用壽命短的電池，直接對電池進行拆解解決，提取內部可回收金屬；第二種為梯次運用回收，即將剩余容量較高的退役電池在低規定的電池領域進行二次使用。1.2.1.梯次運用回收：技術不停突破，將來空間廣闊電池梯次運用流程較長，需涉及監測、打包重組等多個環節。由于不同應用場景下對梯次運用電池的規定不同，因此在廢舊電池的梯次運用過程中必須首先對每個單體電池的性能進行監測。但由于廢舊電池多以電池包的形式流向市場，造成每次對單體電池的檢測都要先將電池進行拆解。在此狀況下，現在退役電池的梯次運用流程涉及的環節及技術也較為復雜。梯次運用的退役電池現在重要被應用于儲能、電信基站、低速電動車等領域。在儲能領域中，現在我國較為成功的項目有比克電池在年8月落地的電池整包梯次運用項目，這一項目將退役的磷酸鐵鋰電池及三元電池進行混合使用，在國內含有較為領先的示范意義；在基站電源方面，退役的磷酸鐵鋰電池在體積以及室外條件的使用效率方面均較普通鉛酸電池更具優勢，中國鐵塔已于年開始對其旗下基站統一采購梯次運用電池；在低速電動車方面，杭州鑼卜科技以及國網浙江電力公司已率先將梯次運用電池應用到了電動三輪車以及電動自行車方面。梯次運用技術可突破領域較多，將來空間廣闊。在電池的梯次運用過程中存在五項核心技術，涉及健康狀態和殘值評定、快速分選、有效均衡、應用場景分析以及再退役評定。對于現在而言，動力電池的梯次回收技術由于尚存一定技術限制，因此其經濟效益并不明顯，將來隨著上述各項技術相繼獲得突破，動力電池梯次運用回收的經濟性也將逐步凸顯。1.2.2.報廢拆解回收：2030年或達千億規模報廢拆解回收流程相對簡潔，為現在電池回收的重要技術手段。在動力電池的報廢回收過程中，其工業流程重要涉及預放電、拆解、篩選、剝片、純化、在生產等流程，其過程較電池的梯次運用省去了檢測、修復、重組、認證等眾多過程。而由于報廢回收技術流程較為簡樸，且梯次運用后的電池仍需通過報廢拆解進行解決，因此現在電池回收公司多從事拆解回收。新能源汽車銷量將持續增加，為動力電池回收發明較大空間。國務院在《新能源汽車產業發展規劃（—2035年）》提出，我國新能源銷量占比將在2025年達成汽車銷量的20%，截止年11月，新能源汽車占比已達全部汽車銷量的17.8%左右，因此我們對2025年的新能源汽車銷量占比進行了一定上調，若假設2025年我國新能源汽車銷量可達全國汽車總銷量的35%，則對應2025年的新能源汽車銷量為916萬輛，動力電池裝車量將達300萬噸以上。而隨著我國動力電池裝車量的持續上行，將來也將有更多的動力電池面臨退役。以5年壽命推算，2030年我國動力電池退役總量將達237.32萬噸。假設-2025年中我國新能源乘用車的銷量在新能源汽車中的占比將保持96%的比例不變，且乘用車中磷酸鐵鋰電池的應用比例將在將來達成65%的水平，而商用車的動力電池選擇均為磷酸鐵鋰。另首先，我國新能源汽車的單車帶電量以及新能源動力電池的能量密度保持穩定的上行趨勢，同時各類電池的使用壽命平均為5年。則對應2030年我國退役的磷酸鐵鋰動力電池規模將達153.1萬噸，退役三元電池規模將達84.2萬噸。新能源材料價格持續上行，動力電池回收效益可期。根據侯兵等人在《電動汽車動力電池回收模式研究》一文中的研究，新能源動力電池中尚有眾多高價值金屬元素，如鋰、鈷、鎳等。隨著將來動力電池回收技術的逐步成熟，預期可回收的金屬比例將有進一步的提高。根據中研網數據，現在金屬鈷與碳酸鋰回收率可分別達成95%和85%，保守預期將來可回收比例可達95%，且去除磷酸鐵鋰電池的梯次運用影響，預期2030年全行業可回收的磷酸鐵、碳酸鋰、硫酸鎳、硫酸鈷以及硫酸錳總質量將分別達成103.9萬噸、19.3萬噸、69.9萬噸、29.0萬噸以及15.4萬噸。從各新能源材料的價格變動上看，近年來各類材料價格均呈現出了上行的趨勢，而其價格的上行也將使得動力電池回收更加有利可圖。保守預計下，2030年我國動力電池回收行業總規模將達1000億元以上。基于上述新能源各類材料的回收量以及其價格變動狀況來看，過去幾年新能源材料價格普遍上行，其中磷酸鐵、碳酸鋰、硫酸鈷近4年均價的CAGR分別為8.7%、12.8%以及7.6%，基于保守假設，若將來各類材料價格每年在年基礎上提高2%，則對于2030年動力電池回收總規模將達1074.3億元。1.3.資源回收效益較強，行業發展動力充足廢舊電池含有多個金屬資源，回收運用品有經濟效益。從鋰電池所含重要材料及化學物質能夠看出，動力電池中含有大量可回收的高價值金屬，如鋰、鈷、鎳等。在鎳氫電池中，鎳含量占比高達35%；在三元電池中，鎳、鈷、錳、鋰的占比分別約為12%、5%、7%、1%。對于廢舊動力電池的回收將實現對上述金屬材料的再運用，發明較高的回收收益。澳礦存在大規模停產，將來鋰礦供應狀況或存限制。根據UGSG的數據顯示，澳洲的七大鋰礦礦山中有三座在年中處在停產狀態，分別為Pilgangoora(AJM)、MtWodgina以及BaldHill，涉及停產資源量達3.3億噸，產能112.5萬噸。將來在新能源汽車持續放量的狀況下，鋰礦資源的供應或將存在一定妨礙。印尼鎳礦出口政策收緊，鎳供應亦存在不擬定預期。自年印尼頒布《礦產和煤炭礦業法》以來，印尼政府不停緊縮鎳礦出口，到年1月1日，全部品位鎳礦已正式被嚴禁出口，其政策收緊態勢影響了全球鎳資源的供應狀況，在將來三元電池高鎳化發展的趨勢下，鎳資源供需或將持續偏緊。資源品供應緊張催化鋰鎳等金屬價格上行，電池回收有望實現較高經濟效益。在現在新能源汽車產銷高增以及資源品供應相對緊張的帶動下，鋰鎳等金屬的價格均出現了不同程度的上行，截至年12月21日，我國金屬鋰（>99%全國）價格收報119萬元/噸，較去年同期上漲約164.44%，電解鎳市場均價約為14.75萬元/噸，較去年同期上漲約15.09%。在現在鋰鎳價格持續上行的背景下，電池回收所得到的金屬或將實現較高的經濟效益，同時也將改善現在金屬供應偏緊的局面。1.4.獲政策大力支持，電池回收蓄勢待發廢舊動力電池中包含眾多重金屬物質，對環境影響較為嚴重。鋰離子電池所包含的重要污染物為其正極材料及電解液，其中在正極材料中，三元正極中的鈷元素為有毒物質，同時鎳、錳等金屬元素也會對土壤造成污染；在電解液中，現在慣用的電解液六氟磷酸鋰在遇水后會產生氯化氫物質，造成環境污染，且有機溶劑中的DMC也對環境有害。因此對于退役電池如果不做回收解決則將引發較為嚴重的環境問題，這一狀況也將倒逼國家或有關公司對電池回收予以重視。近年來我國頻繁出臺有關政策，助力動力電池回收運用。自年以來，我國相繼出臺多項動力電池回收有關的重要法律法規，其中較為核心的有年工信部等部門所公布的《新能源汽車動力蓄電池回收運用管理暫行方法》，在這一法案中，我國政府對于動力電池回收的生產責任制進行了明確的規定，提出汽車生產公司承當動力蓄電池回收的主體責任。同年，工信部、科技部等七部門聯合印發《有關做好新能源汽車動力蓄電池回收運用試點工作的告知》，規定加強與試點地區和公司的經驗交流及合作，增進形成跨區域、跨行業的協作機制，動力電池回收項目推廣開始。年，工信部公布《年工作節能與綜合運用工作要點》，規定進一步開展試點工作，加緊探索推廣技術經濟性強、環境和諧的回收運用市場化模式，哺育一批動力蓄電池回收運用骨干公司。將來行業內各領先公司或將持續受到政策的助力。2.工藝成熟、三大工藝齊頭并進退役電池的主流回收辦法有物理回收，濕法回收以及熱法回收。物理回收是使用精細拆解及材料修復等技術進行回收，能夠全自動無污染拆解，經濟性較好。濕法回收重要涉及化學沉淀、溶劑萃取以及離子交換等三種辦法，其反映速度較慢且工藝較為復雜，但由于此法對設備等規定較低，且產品純度較高，因此此法為現在主流的電池回收工藝。熱法回收重要涉及機械分選法和高溫熱解法，是直接實現各類電池材料或者有價金屬回收的辦法，其工藝較為簡樸，但存在回收率低、能耗較高及污染等問題。2.1.物理回收經濟性較高物理回收工藝分為自動化拆解和回收再制造兩個環節。其中自動化拆解是將廢舊鋰離子電池通過放電、拆解得到的電池內部成分進行銷售或回收解決。而拆解得到的電池芯包通過精細粉碎和分類等一系列手段，得到正極粉和負極粉等有價值的產物。回收再制造是通過將自動化分解中有價值的產物通過成分調節、材料修復等工藝進行電池再制造。三元電池的物理回收工藝含有較高收益。根據《動力電池梯次運用場景與回收技術經濟性研究》中的調研成果及測算，在物理回收技術下，廢舊三元電池以及磷酸鐵鋰電池的回收與拆解成本為平均13264元/噸以及8364元/噸；收益分別為16728元/噸以及7703元/噸。基于該組數據，物理法的回收收益將達成全部三種工藝技術的最高水平。另首先，本組數據相對較為久遠，隨著近年來新能源金屬價格價格的普遍上行，現在三元電池的回收收益將進一步提高，而磷酸鐵鋰電池方面，隨著技術的進步以及磷酸鐵鋰價格的上行，其回收運用的收益空間也將逐步打開。2.2.濕法回收應用范疇最廣濕法回收技術重要指采用酸堿溶液對電極材料中的固態金屬物質進行提取。在濕法回收流程中，首先將廢舊鋰離子電池進行分選分類、去殼后溶于酸堿溶液中，再從溶液中萃取出有價值的金屬元素，最后通過離子交換法和電沉積等手段提取出硫酸鈷和碳酸鋰等有價值的金屬。濕法回收技術優劣勢明顯，為我國重要動力電池回收工藝。從濕法回收技術的優勢來看，該工藝相對更為成熟，且對于電池中的金屬物質回收效率較高；劣勢方面，濕法回收流程相對較長，且在回收過程中涉及鹽酸等腐蝕性溶劑的運用，因此在污染治理方面存在較高成本。由于現在我國電池回收行業尚不甚規范，行業內中小產能較多，因此在行業的污染治理方面尚未有較為嚴格的管控方法，濕法回收技術已憑借其工藝簡樸的優勢成為了現在我國動力電池回收的主流技術。2.3.熱法回收工藝相對簡樸熱法回收工藝重要通過高溫手段從廢舊電池中對金屬及其化合物進行提取。通過高溫焚燒，廢舊動力電池中的有機粘結劑可被轉化為氣體形式進行去除，而電池中的金屬及各類化合物則將在高溫環境下發生氧化還原反映，并在隨即通過冷凝的方式被逐步分類。最后經高溫焚燒后的廢電池渣則將進一步通過磁選等方式進一步提純。熱法回收的預解決過程重要分為高溫及低溫兩種形式。高溫焙燒可將電池中的各類金屬氧化物還原為單質金屬或合金，便于后續的分離解決。而低溫焙燒重要用于對電池中的各類有機物進行解決，通過低溫焙燒，電極中的氧化物將發生氧化還原反映而被去除。熱法回收工藝回收工藝簡樸，適合大規模解決。從熱法回收的優勢上來看，熱法回收的工藝流程較短且操作相對簡樸，同時適合對大規模的廢舊電池進行解決，因此該工藝也受到了市場廣泛的研究。但從缺點上看，熱法回收工藝在大規模解決廢舊電池時易排放出一定的有害氣體，在回收是需要配套對應的尾氣回收設備。另外，熱法回收技術也在電力消耗方面存在一定規定。3.模式清晰、行業聯盟或是最優途徑我國廢舊動力電池回收模式尚處探索早期，將來或存三種商業模式。以電動汽車消費者為起點，實現重度廢舊電池的回收運用的途徑重要有三種。第一種模式是動力電池公司通過已有的經銷銷售以及服務網絡渠道進行回收；第二種模式是由行業內的電池生產商及電動汽車生產商或電池租賃公司構成行業聯盟，共同負責電池的回收；第三種是交由第三方回收公司進行回收。動力電池生產公司是電池回收的重要責任方之一，但以其為主體的回收模式存在規模限制。以動力電池生產商為主導的商業模式擁有較為多元的電池回收渠道，動力