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中国锂电池回收发展现状及国内外对比未来发展趋势分析[图]

2019年05月30日 14:23:35字号:T|T

    电池可分为一次性干电池,二次电池和其他电池如太阳能电池等。由于回收处理成本、处理技术、回收渠道的不同,各类电池的回收状况存在差异,根据调查数据显示,废镍氢电池、废锂电池、废铅酸电池回收率分别为5%、45%、99%。

2013-2017年废电池回收量与回收价值

数据来源:公开资料整理

    一、锂电池回收

    从产业结构看,中国锂电池产业规模居全球首位,占比40%,随后是韩国、日本,分别占据30%、28%的市场份额。
从产量看,动力锂电成锂电池产量增长主要拉动力。锂电池按应用领域分,可分为:动力锂电、消费锂电、储能锂电。按数量计,2017年中国锂电池产量111.1亿只,增速达到32%。动力锂电高速增长,储能锂电前景可期,消费锂电增速减缓,各类别锂电增速差异源于下游应用产品产量增速差异。

2012-2017年动力锂电占比超过消费锂电

数据来源:公开资料整理

    锂电原材料依赖进口,回收材料成重要替代品。

    锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动工作,主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。生产锂电池正极所需的重要原材料有锂、钴等金属。

    锂(Li),银白色,是密度最小的金属。用于原子反应堆、制轻合金及电池等。由于锂的电荷密度大且具有稳定的氦型双电子层,容易极化其他的分子或离子而本身却不容易受到极化。
全球锂资源主要分为盐湖型、硬岩型以及地下卤水型三种类型,我国盐湖型锂资源约占80.54%。导致中国锂资源提取难度大的因素有两方面,一方面,镁锂比大于20的盐湖难以提取锂元素,中国许多盐湖超过了这一标准。另一方面,中国盐湖主要分布青藏高原地区,施工难度较大,且还需要考虑到高原生态环境的维护。

全球锂储量分布

数据来源:公开资料整理

    2017年进口量3万吨,同比增长40.66%。碳酸锂主要应用于陶瓷、玻璃、锂电池等行业,分为电池级和工业级碳酸锂,电池级碳酸锂纯度更高,工艺更复杂。从供应看,目前国内产品多为工业级碳酸锂。从需求看,国内对工业级碳酸锂需求较为稳定,而新能源汽车的推广使得对电池级碳酸锂的需求持续上涨,这又进一步导致动力锂电生产企业对进口碳酸锂的依赖。
钴(Co),银白色铁磁性金属,在地壳中的平均含量为0.001%(质量),是少数磁化一次就能保持磁性的金属之一,也是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。

    由于能量密度等方面的优势,三元电池成为锂电未来的重要发展方向,从而带动上游原材料需求,钴资源变得炙手可热。由于钴大量依赖进口,国内钴价与国际钴价息息相关,全球供需短缺使得2017年钴国内价格翻番。虽然由于下游新能源汽车补贴政策调整,炒作资金退场等原因钴价下跌,但钴在地壳中的含量仅有锂的六分之一,供给的短缺致使钴价下跌态势不可持续。钴会成为扰动锂电池成本下行的制约因素,加强废弃锂电池中钴的再生利用是降低锂电成本的重要途径。

2011-2018年钴价格趋势

数据来源:公开资料整理

    按用途划分,新能源汽车用动力锂电、电动自行车用动力锂电、消费锂电的需求量及报废量。

    到2020年,预计三类锂电总需求量175Gwh,其中新能源汽车147Gwh,消费锂电24Gwh,电动自行车4.39Gwh。到2020年,预计三类锂电总报废量42万吨,其中新能源汽车21万吨,消费锂电18万吨,电动自行车3.18万吨。

    虽然锂电池与铅酸电池、镍铬电池相比较为环保,但仍然可能造成重金属钴、锰、镍污染,氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染。大规模报废期的到来对锂电回收体系提出了更高的环保要求。

    二、新能源汽车-动力锂电

    新能源汽车可以分为纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车、纯电动商用车、插电式混合动力商用车四类。乘用车指轿车和9座以下的主要用于乘坐的汽车。商用车包括所有的货车、专用车、军用车、工程车辆、9座以上的所有客车以及拖拉机、农用车、矿用车等。

    变革浪潮开启,新能源汽车市场份额稳步提升。2018年中国新能源汽车销量125.5万辆,占汽车总销量的4.47%,较2017年提高了1.78个百分点,较2014年提高了4.15个百分点。

2014-2018年中国新能源汽车渗透率

数据来源:公开资料整理

    纯电动成主流,纯电动车乘用车占据60%市场份额。在工信部发布的2018年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,有92%的车型是纯电动车。从2017年的销量看,纯电动乘用车占据了60%市场份额。

2018年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》产品分布

数据来源:公开资料整理

    磷酸铁锂、三元电池分别成客车、乘用车主流装配。根据2018年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》统计,客车中有71%的车型安装磷酸铁锂电池,乘用车中81%的车型安装三元电池。虽然三元电池能量密度高,但更易发生爆炸,因此出于安全性考虑并未在客车上大力推广。

    三、动力锂电需求量及报废量预测

    到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。根据历史数据,预计未来纯电动乘用车、插电式混合动力乘用车、纯电动商
用车、插电式混合动力商用车销量占比分别为60%、8%、30%、2%。

新能源汽车锂电池系统比能量预测

数据来源:公开资料整理

锂电池所含金属含量及价格如表

数据来源:公开资料整理

    2020年,中国新能源汽车动力锂电报废量21.25万吨,2023年报废量达52.7万吨。2020年,中国新能源汽车报废动力锂电回收价值70亿元,2023年回收价值达173亿元。

2018-2023年新能源汽车锂电池报废量预测

数据来源:公开资料整理

2019-2023年新能源汽车锂电池回收价值

数据来源:公开资料整理

    四、电动自行车-动力锂电

    电动自行车产量受城镇化进程影响增速下滑,锂电渗透率稳步提升。当前中国城镇化已经进入转型阶段,速度在减缓,电动自行车作为城镇居民重要的代步工具之一,在2014至2016年间产量呈负增长状态,直至2017年增速才上升至1.07%。

2014-2020年电动自行车锂电渗透率预测

数据来源:公开资料整理

    2020年电动自行车锂电需求量达4.39Gwh。2020年,电动自行车用锂电池报废量3.18万吨,到2023年报废量达5.61万吨。

2017-2023年电动自行车用锂电池报废量预测

数据来源:公开资料整理

    五、消费锂电

    消费电子总体进入负增长阶段。由于市场饱和以及颠覆性创新缺乏,消费电子产品需求陷入疲软。另外,消费电子内部由于功能重叠造成了产品线乃至产业间的互相倾轧,如手机具备了数码相机、平板电脑的功能,后者的销量或多或少会受到前者的压制。

    2020年消费锂电报废量18万吨,其中笔记本计算机、数码相机、手机、平板电脑锂电报废量分别为10.65、0.09、7.24、0.04万吨。到2023年消费锂电报废量达到20万吨。根据测算,消费锂电回收价值2020年为68亿元/年,2023年为75亿元/年。

2017-2023年中国消费锂电市场空间及预测

数据来源:公开资料整理

锂电池拆解处理工艺

数据来源:公开资料整理

    锂电回收处理企业毛利率在50%率左右,净利润率25%左右。由于盈利能力对回收金属价格敏感,回收处理企业需要密切关注锂、钴等金属的行情走势。

动力电池回收政策

时间
政策
主要内容
2015.1
《新能源汽车废旧动力蓄电
池综合利用行业规范条件》
新建、改扩建废旧动力蓄电池综合利用企业
应努力提高废旧动力蓄电池中相关元素再
生利用水平。
2015.9
《电动汽车动力蓄电池回收
利用技术政策(2015》
落实生产者责任延伸制度。废旧动力蓄电池
的利用应遵循先梯级利用后再生利用的原
则,提高资源利用率。
2016.12
《生产者责任延伸制度推行
方案》
明确建立电动汽车动力电池回收利用体系
2017.2
《新能源汽车动力蓄电池回
收利用管理暂行办法》
鼓励电池生产企业与综合利用企业合作,在
保证安全可控前提下,按照先梯次利用后再
生利用原则,对废旧动力蓄电池开展多层次、
多用途的合理利用
2018.7
《新能源汽车动力蓄电池回
收利用溯源管理暂行规定》
要求建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电
池回收利用溯源综合管理平台”

数据来源:公开资料整理

    中国电池回收利用领域有三类参与者:第三方回收企业,电池生产商、电池材料供应商。

    1、 第三方回收企业。

    优势:专业技术、资质,再生资源产业协同效应。格林美(拥有中国最大的废旧电池循环利用核心基地,每年回收处理废旧电池占中国总量的10%以上,年生产锂离子电池用钴镍原料与正极材料50000吨以上,打造“电池回收—原料再造—材料再造—电池包再造—新能源汽车服务”新能源全生命周期循环价值链)

    2、电池生产商。

    优势:纵向延伸产业链,打造成本优势。宁德时代(全球领先的动力电池系统提供商,2015年收购广东邦普,打造“研发生产+储能+回收”闭环锂电产业链,邦普年处理废旧电池总量超过20000吨)、南都电源(主导产品为阀控式密封铅酸蓄电池,2015年6月收购华铂科技51%股权,进军铅酸电池回收领域,2017年11月出资1亿元设立全资子公司安徽南都华铂新材料科技有限公司,开展锂电回收及新材料业务)

    3、电池材料供应商。

    优势:扩宽原料来源。华友钴业(上控资源,下拓市场,以自有矿产资源为保障,以锂电正极材料前驱体、钴的化学品以及铜镍金属为主要产品。2017年3月,设立华友循环科技有限公司,注册资本2亿元,2017年8月华友循环宣布收购碧伦生物技术股份有限公司100%股权与韩国TMC公司70%股权切入电池拆解回收领域)。

    六、国内外对比

    1、中国电池回收体系

    目前回收再生的锂电仅占8%,该部分的主要来源是生产企业生产过程中的报废品。再使用的锂电主要来自消费电子,经二手市场翻新后,出售至偏远地区继续使用,这部分占比37%。剩下55%的报废锂电闲置下来,尤其在动力锂电方面,回收技术不成熟,回收网络不完善,盈利模式仍待探索。

中国锂电回收体系现状

数据来源:公开资料整理

    2、国外电池回收

    (1)欧洲

    国家基金模式、单组织模式、竞争组织模式、无组织模式。欧洲是世界上最早对废旧电池进行回收和管理的地区。2006年,directive(2006/66/EC)通过,对电池的管理扩展到所有种类的电池;对于电池的收集和循环利用都有相应的目标和计算方法;基于生产者责任延伸制度也被应用于条例制定中。

    (2)美国

从回收体系看,美国把废弃电池分为有害、无害两类。根据美国环保局的规定,有害电池需按照标准化的收集程序收集,非有害电池可作为生活垃圾进行处理,在实际操作中,机动车铅酸电池被机动车经销商或当地废物管理机构收集。此外,可充电电池回收组织(RBRC,由可充电池制造生和销售商组成,以零售店为基础建立收集网络系统)为市民提供废旧电池投放点,回

    收可充电电池。

    在州级层面,大部分州都采用了由美国国际电池协会提议的电池回收法规,在回收方面推出押金制度,促使消费者主动上交废弃电池,同时要求生产企业与回收企业签署协议,通过价格机制促进生产商参与回收工作,并保证回收企业获利。在地方层面也有相应法规规范废弃电池的回收利用。

    新能源汽车的兴起快速增加了锂电池的使用量和报废量。根据调查数据测算,到2020年,预计三类锂电总报废量42万吨,其中新能源汽车锂电21万吨,消费锂电18万吨,电动自行车锂电3.18万吨;2020年,中国新能源汽车报废动力锂电回收价值70亿元/年、消费锂电为68亿元/年,2023年动力锂电为173亿元/年、消费锂为75亿元/年。退役电池存在安全隐患,需建立动力电池全生命周期追溯体系,促进行业规范化与信息透明化发展。

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国锂电池回收行业市场发展模式调研及投资趋势分析研究报告

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