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动力电池回收市场调研报告

发布日期:2018-04-08 |
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2015 年中国锂电池总产量 47.13Gwh,其中,动力电池产量 16.9Gwh,占比 36.07%。经测算到 2020 年动力锂电池的需求量将达到125Gwh,报废量将达32.2Gwh ,约 50 万吨;到 2023 年,报废量将达到101Gwh,约116万吨。
 
动力电池报废规模
动力电池的需求量和报废量不仅与新能源车新增产量密切相关,还与不同车型的占比、电池技术路线的转移趋势、不同动力电池的使用寿命及不同电动车型的报废年限等有关。
2015 年中国锂电池总产量 47.13Gwh,其中,动力电池产量16.9Gwh,占比 36.07%。经测算到2020 年动力锂电池的需求量将达到125Gwh,报废量将达32.2Gwh ,约 50 万吨;到 2023 年,报废量将达到101Gwh,约116万吨。规模庞大的动力锂电市场伴生的将是锂电池回收和下游梯次利用的行业机遇,发展锂电池回收和梯次利用在避免资源浪费和环境污染的同时也将产生可观的经济效益和投资机会。
目前我国私人乘用车平均报废年限在 12-15 年,商用车强制报废年限为 10 年,电动汽车在其寿命周期内至少更换 2次动力电池,而且由于不确定性因素(意外事故、人为原因等),动力电池的寿命周期会不断变化。
图表 1  2016-2020年中国动力电池报废量预测
 
数据来源:国金证券、一览众咨询
(具体测算逻辑及依据详见一览众咨询发布的《中国新能源汽车动力电池回收市场投资潜力分析报告》)
根据测算,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂及铁和铝等金属所创造的市场规模将会在2018 年开始爆发,达到 52 亿元,2020 年达到136亿元,2023 年将超过300 亿元。
图表 2  动力电池回收市场规模
数据来源:国金证券、一览众咨询
 
动力电池回收及梯次利用经济性分析
1、我国废旧电池回收仍面临较多问题
1)报废汽车的回收率低,大部分报废车流向了二手市场。而动力电池在使用寿命到期后如果不能规范回收处理也会流向不明使用场合造成危害。
2)报废汽车回收拆解企业整体水平低、规模小且拆解技术落后,不规范操作及堆放会造成环境污染。如果不处理好动力电池的回收,污染问题更加严重。
3)目前国外汽车拆解企业的税率在3%-5%左右,而我国报废汽车回收拆解企业缴纳的各项税费高达20%以上,大多企业不能长期承受。在没有经济补偿政策的背景下,从事相关回收利用的企业得不到支持,盈利艰难使得后期投入不足陷入放弃的局面。
4)退役电池复杂性高,拆解不便退役动力电池复杂程度很高,包括不同类型电池制造和设计工艺的复杂性、串并联成组形式、服役和使用时间、应用车型和使用工况的多样性。
比如,电池有方型、圆柱形不同类型,其叠片、绕组形式也不同,由于集成形式不同,成组后电池包也各异。这些复杂性导致电池回收再利用或者拆解时极为不便。如果进行自动化拆解,对生产线的柔性配置要求比较高,从而导致处置成本过高。因此,在目前自动化水平不高的情况下,多数工序是人工完成的,工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率,同时手工拆解过程中,电池短路、漏液可能导致起火或者爆炸,对人身和财产有潜在安全隐患。
5)退役电池一致性差,品质不高
退役电池的再利用必须经过品质检测,包括安全性评估、循环寿命测试等,将电芯分选分级,再重组后才可以被再利用。但是如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录,再利用过程进行电池寿命预测时,准确度可能会下降,电池的一致性无法保障,同时测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等成本都会增加。由于不同电池的内阻特性、电化学特性、热特性相同,电池的不一致性和可靠性可能也无法保证,如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来,而再次被使用,会增加其他整个电池系统的安全风险。
2、回收再利用经济性还有待提高
动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用。动力电池在其报废后除了化学活性下降之外,电池内部的化学成分并没有发生改变,只是其充放电性能不能满足车辆的动力需求,但是可以运用到比汽车电能要求更低的地方。动力电池的梯次利用因此也成为目前业内探讨较多的回收利用方式之一,即将用于汽车的电池在淘汰后利用在储能或者相关的供电基站以及路灯、低速电动车身上,最后再进入回收体系,但这种商业模式还面临着是否能够盈利的考量,涉及到渠道和技术的问题。
锂电池回收对象包括铜、铝、镍和钴等金属,回收程度繁多,技术复杂。首先要对电池进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选;拆解后的塑料及铁外壳回收;再对电极材料进行碱浸出、酸浸出、除杂后进行萃取。复杂的工艺导致锂电池回收成本很高。另外根据铅酸电池回收经验,电池拆解回收环节70%为个体户,环保意识不强,污染严重。因此相比回收,动力电池的梯度再利用成本相对较低。
图表 3  动力电池回收再利用模式
 
 目前,动力电池回收产业还未形成规模效应,国内还未建立成熟的回收体系,一些企业虽然涉及了动力电池回收业务,但是收效率较低,投入超出电池价值,缺乏盈利点。比如一家采用机械法和湿法回收废旧磷酸铁锂电池的公司,回收处理1吨废旧磷酸铁锂动力电池的成本为 8540 元,而再生材料的收益仅为 8110元,亏损 430 元。由于锂离子电池回收技术路线比较复杂,回收工艺成本高,而除了三元系正极回收价值高外,像锰酸锂、磷酸铁锂系正极回收价值偏低。
在动力电池再利用领域,由于电池检测和重组时,设备和人工投入成本较高,导致电池出厂价格偏高,用于储能并不具有经济性。2015 年锂离子电池储能综合度电成本为 0.73 元/kWh,而铅炭电池、抽水蓄能度电成本目前已经接近 0.4 元/kWh,目前锂离子电池储能经济成本还不具备优势。
具体来看,废旧动力电池回收和再资源化过程的使用成本主要包括以下几项(1)原材料成本;(2)辅助材料成本;(3)燃料动力成本;(4)设备维护成本;(5)环境处理成本;(6)人工成本。
图表 4  动力电池回收成本测算(2016年)
 
数据来源:国金证券、一览众咨询
图表 5  动力电池回收收益测算(2016年)
 
数据来源:国金证券、一览众咨询
从毛利率、可行性和可持续性三方面看,电池厂商直接回收利用形成闭环的模式以及第三方专业拆解机构向电池厂商购买废旧电池的模式是目前主流的动力锂电回收模式,且在锂电综合回收的情况下具有较好的经济性。
 
动力电池回收入再利用政策
2016年以前,我国只有《固体废物污染环境防治法》、《循环经济促进法》和废旧动力电池的回收利用有关系。
2016 年发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015 年版)》,明确采用生产者责任延伸制度,电动汽车生产企业承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任,动力蓄电池生产企业承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的主要责任,梯级利用电池生产企业承担梯级利用电池回收利用的主要责任,报废汽车回收拆解企业应负责回收报废汽车上的动力蓄电池。但是,由于该政策并不是强制性管理且缺乏明确的奖惩机制,加上动力电池回收再利用经济性不高,目前各级动力电池相关主体对政策的执行不乐观。
近两年,国家及地方政策将会陆续出台动力电池回收再利用的补贴及规范政策。2016年9月深圳出台了新能源汽车补贴政策,其中明确规定了在动力电池回收方面,要求新能源汽车生产企业应负责回收利用,对按要求计提了动力电池回收处理资金的,按经审计确定的金额50%对企业给予补贴,补贴资金应专项用于动力电池回收。
 
全球动力电池回收再利用情况
日韩和美国由于起步比较早,在新能源汽车行业发展的初期就开始考虑动力电池的回收问题,目前回收意识的模式都已比较成熟。欧盟和日本等国家在废电池法规体系中明确规定在一般情况下收集处理废电池的责任归于电池生产者。如日产汽车在聆风上市之前就和住友集团合资成立了4REnergy能源公司。该公司从事电动车废弃电池的再利用,公司总投资额4.5亿日元,目前已开发了标称功率分别为12、24、48、72、96kW的家用和商用储能产品。而美国的整车企业也都大范围投资建立动力电池回收公司。
发达国家主要以法律作为防治电池污染和实现循环利用的重要保障。通过建立健全完善的法律机制,充分实施“延伸生产者责任”制度,利用法律强制力对各个环节进行规定,约束整个电池生命周期的各个相关主体,使其必须按照法律规定承担责任和履行义务,并对违反法律规定的主体进行严厉的惩罚。
图表 6  全球主要国家动力电池回收项目汇总
 
资料来源:一览众咨询

GGII统计,2017年全国梯次利用和拆解报废的锂电池(含数码锂电池)共8.3万吨,其中电池拆解占比95%。

梯次利用占比较小的原因包括:

1.电池厂商不愿意承担电池安全风险,不希望报废电池再次流入市场;

2.过去动力电池报废量较少,旧电池匹配比较难;

3.目前动力电池梯次利用技术还不成熟,需要不断进行技术积累;

4.储能市场、再利用市场空间还未大规模释放。

近几年来,国家相关部门颁布多项锂电池回收再利用的政策文件和指导意见。

2018年2月26日,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》发布,明确汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道,负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池,同时动力电池企业要在电池设计、生产及回收方面提供支持。

但是,目前回收机制仍有待完善,电池回收通道不畅,民众环保意识较淡薄,随意废弃现象严重。



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