关键词:动力电池回收发展历程 动力电池回收政策 动力电池回收竞争格局 动力电池回收产业链 动力电池回收量
一、动力电池回收行业定义及分类
动力电池是各种电动工具的动力源,主要是为电动汽车、电动自行车、电动船舶等提供动力的蓄电池,常见的动力电池有三元锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池等。动力电池工艺技术要求高,技术壁垒较高。作为新能源汽车的重要组成部分,新能源汽车产业的高质量发展,将极大地推动我国动力电池行业的发展进程。当下,在我国“双碳”发展目标的引领下,新能源汽车产业规模快速发展,为动力电池的发展提供了良好的市场需求环境。
常见动力电池的主要特点
资料来源:智研咨询整理
动力电池回收利用是指将废旧的电池进行回收,并根据废旧动力电池的不同性能状态,对其进行检修处理后梯次利用或者是拆解利用。根据回收处理工艺差异,动力锂电池回收处理可分为梯次利用模式和回收拆解模式。
动力电池回收模式分类
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梯次利用主要针对磷酸铁锂电池回收,商业化程度仍有待进一步开拓。动力电池的梯次利用是将电池容量下降到80%以下的电池经过拆解、检测、筛分、重组等多个流程后,应用于对储能、电动汽车等电池性能要求较低的场合,实现废弃动动力电池的梯次利用。磷酸铁锂电池的循环寿命更长,安全性也更高,梯次利用的价值更高。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的电池容量下跌至80%以下时,其性能仍较为稳定,容量衰减速度较为平稳,安全性和热稳定性较好;与此同时,磷酸铁锂拆解回收的金属主要为锂,拆解回收的价值相对不搞,因而动力电池的梯次利用主要针对磷酸铁锂电池的回收。但梯次利用的技术要求较高,同时,梯次利用标准体系仍有待进一步完善,由于动力电池和储能电池的性能要求不同,废旧的动力电池进行梯次利用后应用于储能等领域的电池存在一定的安全隐患。多重因素下,梯次利用的商业化程度仍有待进一步开拓。
退役动力电池梯次利用流程
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拆解回收主要针对三元锂电池回收,产业化程度高。拆解回收是针对三元锂电池的续航时间更短,且热稳定性较差,梯次利用的价值不高,但三元锂电池可拆解回收钴、锂、镍等多种高价值的金属,拆解回收的价值更高,也是废旧电池拆解回收的主要对象。拆解回收的预处理过程主要还是通过人工处理,专用的破碎设备仍较为缺乏,分离提取技术主要包括干法冶金、湿法冶金以及生物冶金,技术发展相对成熟,产业化程度高。
动力电池拆解回收流程
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二、动力电池回收行业商业模式
1、生产者责任制下的回收模式
所谓生产者责任制,是以现代环境管理原则实现产品系统环境性能改善的一种主要制度。它是传统“污染者付费原则”的深化和延伸,其中心思想是指将原始产品生产者对于产品的环境责任扩展到产品的整个生命周期之中,不仅包括在产品的生产和使用过程中,还包括产品废弃后的回收和处置。生产者责任制是欧盟目前防治小电池污染的主要制度。对于我国动力电池回收,该回收模式的适用性还需进一步研究。
在此回收模式下的废旧动力电池逆向物流沿新品电池的来源返回,由于动力电池自身结构的特殊性,动电生产商分为单体生产商、模组生产商和电池包生产商,目前市场上流通的动力电池,单体、模组和电池包生产地可能各不相同,如德国某品牌整车企业从韩国购买电池单体,在德国组装成电池包搭载到电动汽车上,出口到中国。在此情况下,生产者不便于严格划分,即使划分后也可能由于国别、地域的差异不利于追责。另一方面,动力电池生产商从消费者手中直接拿到电池难度极大,若以逆向物流的路径回收动力电池,此时介于消费者和动力电池生产商的4S 店和整车企业是否会无偿提供回收和便利就难以保证。若有偿提供服务,则会由于交转次数和运输次数较多而推高回收成本,不利于电池回收。
生产者责任制下的回收模式
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2、整车企业为主体的回收模式
由于动力电池的寿命或者消费者使用不当导致动力电池先于电动汽车报废,维修或者更换下来的电池由整车企业承担回收责任,整车企业可利用丰富的4S店资源进行回收。
电池自身的金属材料和能梯次利用的单体使动力电池具有价值,该部分的价值可以抵扣一部分回收过程产生的包装、运输等费用。同时由于缩短了回收流程,整车企业直接将废旧动力电池交至动力电池处理单位,更有利于保障动力电池的技术、设计等商业机密不被泄露。整车企业还可从动力电池处理单位了解不同类型的动力电池报废后处理的难易程度,以反馈指导整车企业从生产设计时就考虑到报废时的拆解和处理,实现绿色设计。
整车企业为主体的回收模式
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3、强制回收政策模式
公安部令第102号《机动车登记规定》规定传统汽车发动机必须登记后使用。电动汽车无需使用发动机,动力电池作为新能源汽车的动力源,其地位无异于传统汽车上的“五大总成”,其编码使动力电池与电动汽车绑定。我国正研究实行动力电池编码,在新能源汽车中实行登记使用制。该政策一旦实施,消费者在电动汽车报废时需到相关部门对动力电池、电动汽车进行注销申报,然后交售到动力电池、报废汽车处理企业,领取《机动车报废证明》,完成注销,方可购置第二辆汽车。
该回收模式是强制消费者交出动力电池,保证最后搭载于报废汽车的动力电池能得到有效回收。电动汽车使用过程中更换动力电池也需到相关部门备案,以保证电动汽车生命周期全过程所有的动力电池都得到有效回收。
强制回收政策模式
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三、动力电池回收产业链解析
根据国家规定,动力电池的容量衰减到80%以下是就需要进入到退役回收环节。动力电池回收利用环节包括电池设计制造、电池使用、电池回收渠道、评价、预处理、梯次利用以及拆解回收等等,其中核心环节是梯次利用环节和拆解利用环节。
动力电池回收利用产业链
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四、动力电池回收行业发展历程
动力电池回收可分为蓄力期、增长期以及爆发期三个时期:1)蓄力期(2015年前):锂电池渗透到动力领域,政策加持下开始发展,但70%的装车电池为磷酸铁锂电池,主要用于客车或大巴,锂电池回收也刚起步,以小作坊为主。2)增长期(2015-2021年):该阶段锂电池装车量激增,并且三元电池装机量赶超磷酸铁锂,同时回收行业形成一批比较优质的合规企业,回收工艺以湿法为主,火法为辅。3)爆发期(2021年后):锂电池装机量仍保持高速增长,三元电池的回收竞争白热化,并且磷酸铁锂回收的经济性随金属价格上涨和技术进步也增强,玩家不断增多。
动力电池回收行业发展阶段
五、动力电池回收行业政策汇总
近年来,国家多个部门陆续出台了对动力电池、新能源汽车产业链的支持政策,促进和引导了动力电池材料技术及其回收行业的发展升级。其中,2022年8月由国家工信部、发改委、财政部等部门发布的《信息通信行业绿色低碳发展行动计划(2022-2025年)》提出,重点针对电池等基础设施产品,有序开展退网,逐步形成科学完备的老旧设备回收、处理及循环利用体系。2022年11月国家工信部发布的《关于做好锂离子电池产业链供应链协同稳定发展工作的通知》中指出要鼓励锂电生产企业、锂镍钴等上游资源企业、锂电回收企业、锂电终端应用企业及系统集成、渠道分销、物流运输等企业深度合作,通过签订长单、技术合作等方式建立长效机制。2016年来我国动力电池回收相关政策汇总如下:
中国动力电池回收行业相关政策分析
资料来源:智研咨询整理
六、动力电池回收行业发展现状
随着我国新能源汽车驶入“快车道”,动力电池市场也迎来了爆发式增长。我国新能源汽车产品品质得到显著提升,中高端车型市场份额端提高,产业结构持续优化,更多的优秀企业和产品脱颖而出,落后的企业加速淘汰。可以看出,动力电池主要来源有原厂生产以及新能源汽车的回收,其中绝大部分来自新能源汽车中动力电池的拆解回收。
当动力电池容量衰减至低于80%时,动力电池就无法满足电动汽车/电动自行车等的动力需求,动力电池就需要进行报废处置。一般动力电池的使用寿命为5年左右。通常根据动力电池需求量增长幅度和趋势、动力电池使用寿命来推测动力电池报废量。2022年动力电池报废量约为110.23GWh。其中电动汽车领域动力电池报废量增长较快,2022年电动汽车领域动力电池报废量达到36.2GWh。2022年电动自行车及其他领域动力电池报废量达到74GWh。
2015-2022年动力电池报废量
资料来源:智研咨询整理
七、动力电池回收行业竞争格局
行业内企业数量众多,小作坊式企业占据绝对数量优势。2021年起,动力电池回收良好的市场前景吸引了一大批企业入局,2021年中国动力电池回收企业首次突破两万家,达到20153家,同比增长了192.3%,2022年延续高速增长态势,进一步增长至38183家,同比增长89.5%。而这些企业中,仅有86家企业位列工信部的动力电池回收白名单,其余企业均为技术实力、回收流程、商业模式有待进一步完善和发展的“小作坊式”企业。
2011-2022年中国动力电池回收企业数量走势
资料来源:企查查
注:仅统计企业名称、品牌产品、经营范围含动力电池回收的企业
行业正规军数量持续扩大,梯次利用是批准重点。截至2022年11月16日,我国已有86家动力电池回收进入工信部批准的动力电池回收白名单,行业正规军数量不断扩大,拥有规范回收流程、先进回收技术、全面回收渠道、完善商业模式的动力电池回收企业有望进一步扩大市场份额,有利于规范动力电池回收行业的发展。从批准企业类型来看,动力电池梯次利用企业成为工信部批准的重点,第四批次批准的41家企业中,有27家动力电池梯次利用企业,占比高达65.89%。
工信部批准的第一至第四批次动力电池回收白名单企业数量
资料来源:工信部
八、动力电池回收行业促进及阻碍因素
(一)中国动力电池回收行业发展有利因素分析
从发展驱动力来看,动力电池回收行业受到环保诉求、战略价值、经济性三大要素合力:
1、环保诉求
废旧动力电池环境危害大,不经回收处理将造成严重污染。动力电池的各部分材料都能与环境中某些物质发生化学反应而产生污染物,一旦进入土壤、水体和大气就会造成严重污染;另外,动力电池中富含的钴、镍、铜、铝、锰等金属还具有富集效应,会通过食物链累积在人体,危害人体健康。因此,对废旧锂离子电池进行集中无害化处理、回收其中的金属材料,是确保人类健康和环境可持续发展的重要举措。
对动力电池进行回收利用能有效节能减排,符合“双碳”目标。动力电池制造是高能耗产业,制造过程将会产生大量的温室气体,碳排放主要集中在正极材料、负极材料和电池生产环节。而根据国际清洁交通委员会(ICCT)的研究显示:从全生命周期来看,新能源车每公里的二氧化碳排放量约为 130g/km,但若能对废旧的动力电池进行梯次运用、再生应用,其所对应的新能源车每公里碳排放量将分别下降 22g、4g,进而显著 降低新能源汽车全生命周期的碳排放量。
2、战略价值
我国钴、镍资源供需严重失衡,已探明储备量极少。受限于锂资源的品质(镁锂比较高)以及开采条件(地理气候条件差)等因素,我国锂资源实际供应能力较弱,对外依存度高。动力电池回收再利用能够有效缓解我国电池金属的供给约束。根据《废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法(2019 年本)》的政策要求,我国动力电池再生利用企业对钴镍锰的综合回收率应不低于 98%,锂的回收率不低于 85%,金属回收率已经达到了较高水平。因此,通过对电池金属的循环利用,将能有效缓解我国锂镍钴资源的供给约束,保障产业链安全稳定,具有极高战略意义。
3、经济性
废旧动力电池的资源性强,再生利用的价值高。退役后的锂离子动力电池的正极、负极、隔膜、电解质 等电池材料中仍含有大量的有价金属(锂、镍、钴、锰、铝、铜等)和其他可再生利用成分(石墨等), 蕴藏的资源品类丰富,仍具备极高的再生利用价值。
正极材料的资源价值最高,为再生利用的主要对象。电池材料供不应求,市价持续攀升。受下游需求旺盛与电池金属产能受限的双向促进,电池材料价格在过去两年中连续上涨。资源价格上涨推高动力电池回收利用的经济性,企业资本积极布局。
中国动力电池回收行业发展不利因素
资料来源:智研咨询整理
(二)中国动力电池回收行业发展不利因素分析
1、政策支撑体系不完善
动力电池回收企业的管理规范和标准体系缺失,行业管理缺乏强有力的政策支持,导致电池回收行业比较混乱,一些缺乏资质、不规范的小作坊承担了主要的电池回收利用工作,在回收利用上不具备专业的处理技术和管理意识,存在较大的安全隐患和环保风险。同时,对动力电池回收利用技术研发、财政上的政策支持较少,对于电池回收利用过程中的一些关键环节,如电池的存储、运输等,缺乏详细的操作标准和规范。
2、回收网络不完善
虽然理论上中国从2018年开始进入动力电池的报废高峰期,但实际上电池能否在规定的时间内报废并不能得到保证,电池回收行业处于初级发展阶段。专业的电池回收企业少,虽然有深圳格林美、广东邦普等专业回收企业,但总体来说数量偏少,大多数新进入企业还处于开始布局阶段。回收电池的梯次利用技术不成熟,无法进行大规模推广。
3、回收利用技术不成熟
电池的循环利用虽然得到了政府的重视,部分企业也意识到了其重要性,但目前中国的电池回收利用技术还处于偏低的水平。如报废动力电池的检测技术,可梯次利用电池的剩余价值评估技术,电池自动化拆解技术不成熟。大部分回收企业拆解工艺简单,拆解流程不符合环保标准和要求,造成严重的二次污染问题。由于电池型号没有统一标准再加上生产技术不同,导致分类成本高、拆解难度大,拆解技术的落后导致回收拆解企业无法采用一套流水线拆解所有型号的电池。
4、回收利用经济效益低
受政策支撑体系不完善、回收利用技术不成熟、回收量少等因素的影响,中国的动力电池回收行业经济效益较低。目前普遍存在的一个情况是,正规拆解公司因为废旧电池收不上来,业务量少,导致这些企业利润低甚至没有利润。由于要控制废旧电池处理过程中易产生环境污染,国家电池的处理有较为严格的要求,回收企业需要花费大量资金进行回收利用技术改革、升级和设备更新等工作,而目前国家的补贴远远满足不了企业的投入需要,导致专业的回收利用企业难以盈利。
中国动力电池回收行业发展不利因素
资料来源:智研咨询整理
九、动力电池回收行业进入壁垒
锂电回收行业壁垒在于渠道与技术。
1、渠道壁垒
动力电池回收行最大的壁垒是渠道壁垒,难点在于以较低的成本收集到足够多的废旧电池。
(1)个人报废汽车将成为废旧动力电池主要渠道来源。
动力电池回收的货源主要来自于电池生产企业、主机厂试验车、售后维修的4S店以及达到报废年限退役的新能源车。现阶段的回收电池大部分来自于工厂或企业的电池废料,回收渠道较为清晰,但随着新能源车报废潮的来临,未来由个人车主报废的电池将成为电池回收的主要构成部分,电池来源广泛而分散。报废汽车行业目前存在发展不规范、大量汽车流入二手车行业等问题,报废汽车龙头企业格林美年回收报废汽车数量仅占中国报废汽车总量的4%,回收难度较大。
(2)我国动力电池回收体系建设仍不够规范。
现阶段,动力电池回收主要来源于研发试验和生产制造产生的废旧动力电池,真正从新能源汽车上回收退役电池还很少。动力电池回收渠道能力成为约束动力电池回收企业获利能力的重要因素。
2、技术壁垒
动力电池回收行业存在技术壁垒,难点在于自动化率、金属提取率与处理非标原料的工艺能力。
(1)拆解环节的自动化水平仍有待提高。
由于不同类型的电池包拼装结构存在差异,智能拆解需要在模组拆解单体过程中进行多维识选,以及对模组连接铜片激光焊点进行精确化定位,智能化铣削,从而实现无损化拆解,技术难度较大。因此,现阶段大部分企业在拆解外壳、托架、隔板、高压线束、线路板、电池管理系统、冷却系统、高压安全盒等部件时,多采用人工拆解,很难实现全面机械化。随着电池回收规模的提升,人工拆解的方式将失去经济性,拆解环节自动化水平有待提高。
(2)梯次利用环节的技术难点在于检测技术与安全评估。
①无损检测:
电池的外观特征,例如表面平整度、结构完整度、电压、内阻、压痕、气胀、变形、漏液、漏电、油污、编号缺失等,可以间接反映电池的性能变化,对于性能不良的电池,可以通过外观分选剔除,不参与后续梯次利用。如何通过在线检测与快速分拣技术捕捉电池外观、尺寸以及其他关键特征信息,实现多种模组智能兼容的识选是电池检测的一大技术难点。
②一致性检测:
由于锂电池包的寿命与性能取决于电池包中性能最差的单电池,因此进行废旧电池重组时会预先对电池进行一致性检测,然后将一致性较高的单电池进行配组,以提高整体锂电池模块的寿命。由于回收的电池来源、类型、尺寸不同,导致梯次电池的一致性不足,同时电池一次使用阶段的BMS数据未知,因此企业在检测和筛选阶段的技术要求与经济成本较高,需要根据退役电池的属性参数,建立数据库和仿真模型,推算匹配系数,并根据梯次利用场景,设计兼容系统,兼顾安全高效,实现对梯次利用电池的有效管理。
(3)再生利用环节的技术难点在于金属的提取率与处理非标原料的工艺能力。
金属提取率极大地影响着电池回收企业的获利能力。现阶段申请工信部白名单资质的其中一条技术要求便是镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%,锂的回收率不低于85%。此外,由于回收企业回收的电池类型及型号五花八门,导致电池回收企业在原材料方面存在一定的非标性,这要求企业在回收利用的工艺方面具备相应的处理能力。能够处理的原料种类越多、工艺成本越低,企业的获利能力越强。
动力电池回收行业壁垒分析
资料来源:智研咨询整理
十、动力电池回收行业发展趋势
1、产业链上下游企业联盟合作
未来随着电池性能的提升,梯次利用的价值也将越来越大,会有更多的整车厂和电池厂是来投资介入这一块领域,从而平摊电池全生命的成本。从布局主体上看,资源、材料、电池新能源汽车等产业链上下游企业均在积极开展再生利用布局,第三方的资源回收企业也有涉入。随着动力电池报废高潮的临近,各企业投资建厂及资本收购等动作逐渐密集。由于动力电池回收责任机制,和电池回收利用的系统性复杂性,产业链上下游的战略联盟合作是未来的必然趋势。
2、各环节企业共建回收网络
近几年,动力电池回收利用网点数量虽然在不断增加,产业链上下游相关企业的参与度也在增强,但就整体而言国内动力电池回收利用体系仍存在一系列问题:比如资源配置不合理,网点重复建设及较高的建设成本带来资源浪费的同时,存在利用率较低的问题;在网点规范性层面,也有待提高,行业现有的回收利用网点在选址、设施配置、制度流程等方面还需进一步合规;另外,市场机制的成熟度不高,市场尚未形成完善的回收商业运营模式,导致行业缺乏互信机制。针对回收服务网点建设成本投入大、利用率低、规范性难保障等问题,通过共建共享模式完成低成本、高成效的回收服务网点建设。共建共享回收服务体系将吸纳行业中的优质网点资源,包括整车企业售后服务机构、电池企业维修站点、报废汽车回收拆解企业、仓储物流企业站点、综合利用企业基地、第三方网点建设机构等,这些优质网点资源均具备回收服务网点建设的先天优势,在已有基础上按照网点建设要求进行改造升级,最大程度上盘活存量资源。共建共享网点资源将更灵活地匹配企业需求,供多家企业共享使用仓储和物流服务。同时,网点建设方也可获取利润,进一步调动各方参与者的积极性。而“成本共担、效益共享”创新模式的目标则是打造“高标准动力电池规范集散中心”,促进动力电池回收利用产业健康、有序、高质量发展。
3、国企加入动力电池回收
在废旧消费电池和废旧电子产品回收市场,由于回收体系环节散乱,民营再生资源利用企业收购废旧资源时可不需进项发票、直接用现金交易;而国企由于必须要进项发票,不仅只能按照更高的“带票价”收购,甚至无法获得稳定的原料来源。这导致国营再生资源利用企业无法与民企竞争。但未来实施动力电池的回收,上述现象有望得到大幅的改观。一则“新时代”国家大力推动绿色发展,环境监管、督查整治力度空前,环保不达标的企业难以生存。二则随着生产者责任延伸制度的推行及动力电池溯源和监控系统的运行,各产废单位售废偷税难度将显著加大、废旧动力电池流入非法渠道的可能性也将显著降低,民营回收企业的“不开票”优势也将逐渐丧失。另一方面,国家为了推动电动汽车的发展,鼓励许多国有公交集团、出租车公司及其他专用车单位率先使用电动企业,这些单位将是一段时期内退役动力电池的主要产废单位。他们出于“国有资产流失”等考虑,更愿意把退役的汽车及电池交给国有背景的企业去做回收利用。
动力电池回收行业发展趋势
资料来源:智研咨询整理
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国动力电池回收行业市场调查研究及未来趋势预测报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。
2025-2031年中国动力电池回收行业市场调查研究及未来趋势预测报告
《2025-2031年中国动力电池回收行业市场调查研究及未来趋势预测报告》共十一章,包含中国动力电池回收政策分析,中国动力电池回收重点企业发展分析,中国动力电池回收行业未来发展趋势及前景预测分析等内容。
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