如按照锂离子动力电池(下称锂动力电池)正常使用寿命(5至8年)计算,2016年我国新能源汽车年销售量已进入百万级规模。
有数据显示,2021年我国锂动力子电池报废量28.8万吨;2022年报废量27.7万吨;预计2025年或达96万吨。
公安部1月11日发布统计数据显示,2022年底,全国新能源汽车保有量已达1310万辆。多个因素叠加,预示着我国退役锂动力电池回收再生利用行业正在进入快速上升阶段。目前行业现状如何?有无法规、政策、资金支撑呢?未来发展趋势是什么?
高热度、伴“小散”不正当竞价
近日,宁德时代年报官宣,2022年电池材料及回收营收260.32亿元,同比增长94.7%。
出于经济因素考量,吉利、一汽、邦普循环、芳源股份等众多新能源汽车上下游企业纷纷进入赛道。据业内人士透露,某音、某宝上有不少回收锂动力电池up主,通过短视频揽生意、赚钱,可以想见这个赛道是多么炙手可热。
但是,清华大学博士后、长安大学汽车学院车辆工程系教授陈轶嵩表示,在新能源汽车快速发展以及原材料需求旺盛等因素的催化下,锂动力电池回收再生利用行业还未到达爆发期。他分析认为,行业规划建设产能已经远大于实际回收量。所以把回收渠道建立起来才是最重要的,才能够避免产能浪费。例如换电模式的推广将有利于汽车制造商和动力电池制造商作为回收主体提前锁定废旧电池来源,建立稳定的回收渠道,实现批量回收,从而提高回收效益,凸显回收渠道价值。
目前整个退役锂动力电池回收再生利用行业正处于初级发展阶段,产业面临着“劣币驱逐良币”的风险。2018年以来,工业和信息化部已公布四批《废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单。陈轶嵩说,虽然锂动力电池回收再生利用行业正规军数量逐渐增多,但目前行业仍存在“小作坊”与“正规军”的货源之争,部分个人、非正规企业的不正当竞价扰乱了有序的市场竞争秩序。
退役动力锂电池回收的风险和不稳定性存在于各个环节。如果在运输途中,互相挤压、且无绝缘保护导致的电池极可能短路起火,小作坊不仅难以避免生产事故的发生,而且很难同时拥有设备及化学试剂资源,根本无法形成规模效益、社会效益。
在陈轶嵩看来,退役锂动力电池回收再生利用产业的现状是:热度高,利润却不高,产能利用不足并伴随不正当竞价扰乱市场。目前的问题涉及到技术、政策标准、资金等众多领域,主要集中在技术领域,需要研发出低成本、低污染、可持续盈利的回收技术。
“动力电池回收作为新能源汽车全产业链上一块拼图,备受世界主要汽车生产大国重视。我国新能源汽车产销量位居世界第一,应该抓住关键窗口期,加快动力电池回收布局。” 陈轶嵩强调。
回收+开采是“锂资源三部曲”主旋律
预计到2025年,我国退役锂离子动力电池累计将达96万吨,约为137.4 GWh,大量退役的锂动力电池若得不到及时、科学地回收利用,势必污染环境,危害人体健康,造成资源浪费。所以锂动力电池回收再生利用具有凸出的的经济效益和社会效益。
在镍的原生矿场中,镍含量只有百分之一点几,但是退役锂动力电池中镍含量可达百分之十几甚至百分之二十几。如果使用高效、低成本的材料提取技术,对比原矿进口,回收退役动力电池中的镍是划算的。国内退役锂动力电池回收头部企业格林美,回收的碳酸锂价格比采购原矿成本低10%以上。
我国锂动力电池产业上游矿产资源相对匮乏,对外依存度较高,锂、镍、钴的进口依存度分别高达80%、80%及97%。陈轶嵩说,退役锂动力电池回收不但可以回收再利用大量报废的锂离子电池,通过提取金属、循环利用稀有资源,避免资源浪费经济效益显著。
已公开文件和开源数据预计,到2035年我国将全面禁止销售燃油车,伴随而来的是新能源汽车市场将快速增长,预计2035年我国新能源汽车保有量将超过1.6亿辆。虽然我国新能源汽车产销量位居世界第一,动力电池回收市场前景可观,但是目前全球锂、钴、镍资源的分布集中度较高,中国锂资源虽然丰富但禀赋不佳,其中镍、钴资源匮乏,锂、钴、镍资源大量依赖进口。到2035年后,仅仅依靠动力电池回收关键资源,还无法满足市场需求,配合资源开采才能够实现自给自足。
我国已制定的锂资源战略规划明确了“锂资源三部曲”:2030年实现锂达峰;到2040年,我国的锂资源将实现国内开采和使用的自给;到2050年,仅依靠锂资源的回收,就可以满足动力电池、储能行业对锂盐的需求;最终目标,可形成锂资源自足内循环和零开采的新局面。
陈轶嵩表示,环境、社会和公司治理是衡量企业是否具备足够社会责任感的重要标准,真正担负起锂动力电池回收再利用责任的企业,一定更受消费者的信赖,也更能赢得地方政府、上下游企业和资本的支持。
退役电池的三种再生利用路径
退役锂动力电池回收再利用模式大致分为三种:梯次利用、提取原材料和修复再生。
“对于有效容量下降不大的动力电池,推荐修复再生。”陈轶嵩认为。修复再生的特点是操作简单,修复效率高、能耗低、设备和技术易于实现工业化,具有规模化生产前景,但是技术成熟度低,修复再生后的动力电池效果差。
对于有效容量衰减到80%甚至更低的锂动力电池,推荐梯次利用或者提取原材料。梯次利用可以延长动力电池使用寿命、减少锂离子电池带来的污染、提高电池的利用价值,实现全生命周期价值最大化。不过,这项技术对动力电池有特定要求,并非全部退役动力电池均可用于梯次利用。以磷酸铁锂电池为例,直接提取其中原材料不见得有资源规模效益,而进入梯次利用是重要方向。
提取原材料的回收方式主要表现在回收动力电池中,价值高的锂、钴、镍、锰等元素,如不进行有效回收势必造成巨大浪费。直接提取原材料可以实现对锂、钴、镍、锰等金属材料的再利用,创造较高的回收收益;梯次利用可降低新能源汽车、电能存储等相关行业的成本,从而促进新能源汽车的发展,但是难以形成资源规模化效益。以三元锂电池为例,由于其安全性相对较差,被梯次利用于储能电池应用场景的三元锂电池存在安全隐患,所以提取原材料更具有盈利空间。
国际知名技术期刊《麻省理工科技评论》撰文指出,中国在电池回收方面处于世界领先地位,主要由宁德时代等大型电池公司的子公司主导。北美红木材料公司(Redwood Materials)和锂循环公司(Li-Cycle),依托数十亿美元的公共和私人投资,正在迅速扩大电池回收运营规模。德国大众、宝马等欧洲汽车制造商也在加速布局电池回收行业。
毋庸置疑,退役锂动力电池回收必将成为未来原材料供应的重要补充。但是亟需更高效、更廉价、更有针对性的锂电池回收技术路线的落地。
高景气度高成长性 引赛道热
目前国内退役锂动力电池回收再生利用企业与国外同类企业相比较,优势是什么呢?
多家投资博萃循环的机构表示,高度认可博萃循环在锂电回收产业中领先的技术储备、行业经验和认知水平,看好博萃循环在产业中的定位及发展方向,并完成了对该公司的数千万元融资。
以退役动力电池梯次利用及再生利用为主导业务之一的光华科技2022年年度业绩报告称,该公司2022年营业收入约33.02亿元,同比增加27.99%;净利润约1.17亿元,同比增加87.6%。
另一行业龙头企业格林美发布的2022年年度业绩预告显示,公司坚持“新能源材料制造+城市矿山开采”的双轨驱动业务的产业基础,全面聚焦发展三元前驱体、四氧化三钴与动力电池回收等业务,公司预计净利12亿~14.77亿元,同比增长30%~60%。
宁德时代年报官宣,公司为满足公司动力电池的产能扩张需求,推进公司退役动力电池全生命周期管理的目标,控制成本、提升产品竞争力,在动力电池回收领域不惜巨额投资,建设可回收新能源汽车废旧电池材料的设施。2022年电池材料及回收营收260.32亿元,同比增长94.7%。
众多锂动力电池回收龙头企业亮眼的业务,和行业高景气度和高成长性,俨然已经成为后来者进入该行业重要推手。由工信部、科技部、财政部、商务部确定的11家汽车产品生产者责任延伸试点企业名单公布。其中,主体单位包括吉利、一汽、东风、奇瑞、长安、上汽等。联合单位有62家,其中就包括报废汽车回收拆解、动力电池回收利用和动力电池生产等企业。
与国外厂家相比,国内退役锂动力电池回收再生利用企业的显著优势是动力电池装机量大,产业市场庞大前景可观,动力电池回收理念高度契合我国绿色发展核心理念。陈轶嵩强调,国内企业必须汲取其他国家有益、成熟的经验。日本厂家的废旧电池回收再利用起步比较早,有近20年的废旧电池处理经验,处理技术已十分成熟而且处理效果理想,并已形成规模,新能源汽车电池回收商业化运作成熟。
欧盟《新电池法》推动国内行业发展?
退役锂动力电池回收再生利用行业的发展不仅基于商业价值,还基于法律法规的强制要求。我国的动力电池回收体系的法律、政策体系与德国较为相似,主要采用生产者责任延伸制度。我国的新能源汽车电池初次生产使用由生产电池企业承担责任。回收再利用环节则主要由梯次利用企业承担责任。
今年1月18日,欧洲理事会和欧洲议会发布了新修订的《电池与废电池法规》(又称《新电池法》),该法案的主要特点是:提供电池碳足迹声明和标识。目的一是为了更好实现碳排放监管,明确要求电池企业根据相关标准,收集并计算(向欧盟出售的)电池在每一个生命周期阶段的碳排放数据,包括上游原材料、产品生产、运输、报废和回收。二是设定最低回收率及材料回收目标。减少对环境和人类的影响。三是提供电池二维码和数字护照。
欧洲的《新电池法》对于电动汽车动力电池中所使用的钴、铅、 锂、镍四种金属中再生原材料的最低占比提出了相应的要求。明确到2030 年,钴、铅、锂、镍再生原材料含量占比分别达到 16%、85%、6%、6%;到 2035 年则提升至20%、85%、10%、12%。这意味着,宁德时代、中创新航、远景动力等国内厂商要想在欧盟继续开展业务,则必须建立电池护照机制、电池生产所用再生原材料最低占比可溯源机制。
可喜的是,今年全国两会期间多位人大代表、政协委员已经有针对性地提出了相关议案、提案。人大代表王麒提出,赋予动力电池身份识别码,建立信息管理报备系统,实现动力电池从生产到退役回收全周期可追踪。人大代表、中创新航董事长刘静瑜建议,对我国锂电池产业实行“资源统筹一盘棋”“有序竞争一盘棋”“海外市场拓展一盘棋”的引导和管理。政协委员、宁德时代董事长曾毓群建议,研究设计我国电池护照,并将其作为我国电池行业全生命周期管理的数字化管理工具。
“研究设计我国电池护照,赋予动力电池身份识别码,建立信息管理报备系统等政策将助力动力电池的全生命周期的监测和管理,能够给废旧电池回收行业标准化、规模化产业发展带来巨大帮助。”陈秩嵩接着介绍:首先,电池护照有利于搭建电池生产到使用的产业圈;其从,有利于搭建梯次利用圈;第三,有利于搭建回收圈。所以,动力电池的全生命周期商业模式的重塑和创新、闭环产业链的形成,不仅将成为车企、电池厂商等开源节流的重要途径,也是解决电池污染的必要环节,最终可实现新能源汽车的真正环保。
结束语
据国际能源署2021年预测,在可持续发展情景中,到2040年清洁能源所需矿产资源量在总需求中所占份额将增加4倍,电池所需矿产总体需求增长33倍,镍需求增长超过140倍,钴需求增长70倍,锰需求增长58倍。考虑如何满足本国战略性新兴产业对关键矿产资源的需求,已经成为各国面临的重要挑战。