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    中國鋰電池回收發展現狀及國內外對比未來發展趨勢分析

    時間: 2019-06-11 09:34:18

    電池可分為一次性干電池,二次電池和其他電池如太陽能電池等。由于回收處理成本、處理技術、回收渠道的不同,各類電池的回收狀況存在差異,根據調查數據顯示,廢鎳氫電池、廢鋰電池、廢鉛酸電池回收率分別為5%、45%、99%。

    2013-2017年廢電池回收量與回收價值

    數據來源:公開資料整理

        一、鋰電池回收

        從產業結構看,中國鋰電池產業規模居全球首位,占比40%,隨后是韓國、日本,分別占據30%、28%的市場份額。
    從產量看,動力鋰電成鋰電池產量增長主要拉動力。鋰電池按應用領域分,可分為:動力鋰電、消費鋰電、儲能鋰電。按數量計,2017年中國鋰電池產量111.1億只,增速達到32%。動力鋰電高速增長,儲能鋰電前景可期,消費鋰電增速減緩,各類別鋰電增速差異源于下游應用產品產量增速差異。

    2012-2017年動力鋰電占比超過消費鋰電

    數據來源:公開資料整理

        鋰電原材料依賴進口,回收材料成重要替代品。

        鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動工作,主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解液組成。生產鋰電池正極所需的重要原材料有鋰、鈷等金屬。

        鋰(Li),銀白色,是密度最小的金屬。用于原子反應堆、制輕合金及電池等。由于鋰的電荷密度大且具有穩定的氦型雙電子層,容易極化其他的分子或離子而本身卻不容易受到極化。
    全球鋰資源主要分為鹽湖型、硬巖型以及地下鹵水型三種類型,我國鹽湖型鋰資源約占80.54%。導致中國鋰資源提取難度大的因素有兩方面,一方面,鎂鋰比大于20的鹽湖難以提取鋰元素,中國許多鹽湖超過了這一標準。另一方面,中國鹽湖主要分布青藏高原地區,施工難度較大,且還需要考慮到高原生態環境的維護。

    全球鋰儲量分布

    數據來源:公開資料整理

        2017年進口量3萬噸,同比增長40.66%。碳酸鋰主要應用于陶瓷、玻璃、鋰電池等行業,分為電池級和工業級碳酸鋰,電池級碳酸鋰純度更高,工藝更復雜。從供應看,目前國內產品多為工業級碳酸鋰。從需求看,國內對工業級碳酸鋰需求較為穩定,而新能源汽車的推廣使得對電池級碳酸鋰的需求持續上漲,這又進一步導致動力鋰電生產企業對進口碳酸鋰的依賴。
    鈷(Co),銀白色鐵磁性金屬,在地殼中的平均含量為0.001%(質量),是少數磁化一次就能保持磁性的金屬之一,也是生產耐熱合金、硬質合金、防腐合金、磁性合金和各種鈷鹽的重要原料。

        由于能量密度等方面的優勢,三元電池成為鋰電未來的重要發展方向,從而帶動上游原材料需求,鈷資源變得炙手可熱。由于鈷大量依賴進口,國內鈷價與國際鈷價息息相關,全球供需短缺使得2017年鈷國內價格翻番。雖然由于下游新能源汽車補貼政策調整,炒作資金退場等原因鈷價下跌,但鈷在地殼中的含量僅有鋰的六分之一,供給的短缺致使鈷價下跌態勢不可持續。鈷會成為擾動鋰電池成本下行的制約因素,加強廢棄鋰電池中鈷的再生利用是降低鋰電成本的重要途徑。

    2011-2018年鈷價格趨勢

    數據來源:公開資料整理

        按用途劃分,新能源汽車用動力鋰電、電動自行車用動力鋰電、消費鋰電的需求量及報廢量。

        到2020年,預計三類鋰電總需求量175Gwh,其中新能源汽車147Gwh,消費鋰電24Gwh,電動自行車4.39Gwh。到2020年,預計三類鋰電總報廢量42萬噸,其中新能源汽車21萬噸,消費鋰電18萬噸,電動自行車3.18萬噸。

        雖然鋰電池與鉛酸電池、鎳鉻電池相比較為環保,但仍然可能造成重金屬鈷、錳、鎳污染,氟污染,有機物污染,粉塵和酸堿污染。大規模報廢期的到來對鋰電回收體系提出了更高的環保要求。

        二、新能源汽車-動力鋰電

        新能源汽車可以分為純電動乘用車、插電式混合動力乘用車、純電動商用車、插電式混合動力商用車四類。乘用車指轎車和9座以下的主要用于乘坐的汽車。商用車包括所有的貨車、專用車、軍用車、工程車輛、9座以上的所有客車以及拖拉機、農用車、礦用車等。

        變革浪潮開啟,新能源汽車市場份額穩步提升。2018年中國新能源汽車銷量125.5萬輛,占汽車總銷量的4.47%,較2017年提高了1.78個百分點,較2014年提高了4.15個百分點。

    2014-2018年中國新能源汽車滲透率

    數據來源:公開資料整理

        純電動成主流,純電動車乘用車占據60%市場份額。在工信部發布的2018年第8批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》中,有92%的車型是純電動車。從2017年的銷量看,純電動乘用車占據了60%市場份額。

    2018年第8批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》產品分布

    數據來源:公開資料整理

        磷酸鐵鋰、三元電池分別成客車、乘用車主流裝配。根據2018年第8批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》統計,客車中有71%的車型安裝磷酸鐵鋰電池,乘用車中81%的車型安裝三元電池。雖然三元電池能量密度高,但更易發生爆炸,因此出于安全性考慮并未在客車上大力推廣。

        三、動力鋰電需求量及報廢量預測

        到2020年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛、累計產銷量超過500萬輛。根據歷史數據,預計未來純電動乘用車、插電式混合動力乘用車、純電動商
    用車、插電式混合動力商用車銷量占比分別為60%、8%、30%、2%。

    新能源汽車鋰電池系統比能量預測

    數據來源:公開資料整理

    鋰電池所含金屬含量及價格如表

    數據來源:公開資料整理

        2020年,中國新能源汽車動力鋰電報廢量21.25萬噸,2023年報廢量達52.7萬噸。2020年,中國新能源汽車報廢動力鋰電回收價值70億元,2023年回收價值達173億元。

    2018-2023年新能源汽車鋰電池報廢量預測

    數據來源:公開資料整理

    2019-2023年新能源汽車鋰電池回收價值

    數據來源:公開資料整理

        四、電動自行車-動力鋰電

        電動自行車產量受城鎮化進程影響增速下滑,鋰電滲透率穩步提升。當前中國城鎮化已經進入轉型階段,速度在減緩,電動自行車作為城鎮居民重要的代步工具之一,在2014至2016年間產量呈負增長狀態,直至2017年增速才上升至1.07%。

    2014-2020年電動自行車鋰電滲透率預測

    數據來源:公開資料整理

        2020年電動自行車鋰電需求量達4.39Gwh。2020年,電動自行車用鋰電池報廢量3.18萬噸,到2023年報廢量達5.61萬噸。

    2017-2023年電動自行車用鋰電池報廢量預測

    數據來源:公開資料整理

        五、消費鋰電

        消費電子總體進入負增長階段。由于市場飽和以及顛覆性創新缺乏,消費電子產品需求陷入疲軟。另外,消費電子內部由于功能重疊造成了產品線乃至產業間的互相傾軋,如手機具備了數碼相機、平板電腦的功能,后者的銷量或多或少會受到前者的壓制。

        2020年消費鋰電報廢量18萬噸,其中筆記本計算機、數碼相機、手機、平板電腦鋰電報廢量分別為10.65、0.09、7.24、0.04萬噸。到2023年消費鋰電報廢量達到20萬噸。根據測算,消費鋰電回收價值2020年為68億元/年,2023年為75億元/年。

    2017-2023年中國消費鋰電市場空間及預測

    數據來源:公開資料整理

    鋰電池拆解處理工藝

    數據來源:公開資料整理

        鋰電回收處理企業毛利率在50%率左右,凈利潤率25%左右。由于盈利能力對回收金屬價格敏感,回收處理企業需要密切關注鋰、鈷等金屬的行情走勢。

    動力電池回收政策

    時間
    政策
    主要內容
    2015.1
    《新能源汽車廢舊動力蓄電
    池綜合利用行業規范條件》
    新建、改擴建廢舊動力蓄電池綜合利用企業
    應努力提高廢舊動力蓄電池中相關元素再
    生利用水平。
    2015.9
    《電動汽車動力蓄電池回收
    利用技術政策(2015》
    落實生產者責任延伸制度。廢舊動力蓄電池
    的利用應遵循先梯級利用后再生利用的原
    則,提高資源利用率。
    2016.12
    《生產者責任延伸制度推行
    方案》
    明確建立電動汽車動力電池回收利用體系
    2017.2
    《新能源汽車動力蓄電池回
    收利用管理暫行辦法》
    鼓勵電池生產企業與綜合利用企業合作,在
    保證安全可控前提下,按照先梯次利用后再
    生利用原則,對廢舊動力蓄電池開展多層次、
    多用途的合理利用
    2018.7
    《新能源汽車動力蓄電池回
    收利用溯源管理暫行規定》
    要求建立“新能源汽車國家監測與動力蓄電
    池回收利用溯源綜合管理平臺”

    數據來源:公開資料整理

        中國電池回收利用領域有三類參與者:第三方回收企業,電池生產商、電池材料供應商。

        1、 第三方回收企業。

        優勢:專業技術、資質,再生資源產業協同效應。格林美(擁有中國最大的廢舊電池循環利用核心基地,每年回收處理廢舊電池占中國總量的10%以上,年生產鋰離子電池用鈷鎳原料與正極材料50000噸以上,打造“電池回收—原料再造—材料再造—電池包再造—新能源汽車服務”新能源全生命周期循環價值鏈)

        2、電池生產商。

        優勢:縱向延伸產業鏈,打造成本優勢。寧德時代(全球領先的動力電池系統提供商,2015年收購廣東邦普,打造“研發生產+儲能+回收”閉環鋰電產業鏈,邦普年處理廢舊電池總量超過20000噸)、南都電源(主導產品為閥控式密封鉛酸蓄電池,2015年6月收購華鉑科技51%股權,進軍鉛酸電池回收領域,2017年11月出資1億元設立全資子公司安徽南都華鉑新材料科技有限公司,開展鋰電回收及新材料業務)

        3、電池材料供應商。

        優勢:擴寬原料來源。華友鈷業(上控資源,下拓市場,以自有礦產資源為保障,以鋰電正極材料前驅體、鈷的化學品以及銅鎳金屬為主要產品。2017年3月,設立華友循環科技有限公司,注冊資本2億元,2017年8月華友循環宣布收購碧倫生物技術股份有限公司100%股權與韓國TMC公司70%股權切入電池拆解回收領域)。

        六、國內外對比

        1、中國電池回收體系

        目前回收再生的鋰電僅占8%,該部分的主要來源是生產企業生產過程中的報廢品。再使用的鋰電主要來自消費電子,經二手市場翻新后,出售至偏遠地區繼續使用,這部分占比37%。剩下55%的報廢鋰電閑置下來,尤其在動力鋰電方面,回收技術不成熟,回收網絡不完善,盈利模式仍待探索。

    中國鋰電回收體系現狀

    數據來源:公開資料整理

        2、國外電池回收

        (1)歐洲

        國家基金模式、單組織模式、競爭組織模式、無組織模式。歐洲是世界上最早對廢舊電池進行回收和管理的地區。2006年,directive(2006/66/EC)通過,對電池的管理擴展到所有種類的電池;對于電池的收集和循環利用都有相應的目標和計算方法;基于生產者責任延伸制度也被應用于條例制定中。

        (2)美國

    從回收體系看,美國把廢棄電池分為有害、無害兩類。根據美國環保局的規定,有害電池需按照標準化的收集程序收集,非有害電池可作為生活垃圾進行處理,在實際操作中,機動車鉛酸電池被機動車經銷商或當地廢物管理機構收集。此外,可充電電池回收組織(RBRC,由可充電池制造生和銷售商組成,以零售店為基礎建立收集網絡系統)為市民提供廢舊電池投放點,回

        收可充電電池。

        在州級層面,大部分州都采用了由美國國際電池協會提議的電池回收法規,在回收方面推出押金制度,促使消費者主動上交廢棄電池,同時要求生產企業與回收企業簽署協議,通過價格機制促進生產商參與回收工作,并保證回收企業獲利。在地方層面也有相應法規規范廢棄電池的回收利用。

        新能源汽車的興起快速增加了鋰電池的使用量和報廢量。根據調查數據測算,到2020年,預計三類鋰電總報廢量42萬噸,其中新能源汽車鋰電21萬噸,消費鋰電18萬噸,電動自行車鋰電3.18萬噸;2020年,中國新能源汽車報廢動力鋰電回收價值70億元/年、消費鋰電為68億元/年,2023年動力鋰電為173億元/年、消費鋰為75億元/年。退役電池存在安全隱患,需建立動力電池全生命周期追溯體系,促進行業規范化與信息透明化發展。

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