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国内迎来“第一个”动力电池退役潮元年,电池回收却卡在了爆发前夜
发布时间:
2022-6-14 13:26:26
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2018年,随着5年前装车的新能源车动力电池退役期临近,国内迎来“第一个”动力电池退役潮元年。
有趣的是,2018年之后的每一年,行业都有声音认为是“退役潮元年”,而动力电池回收却卡在了爆发前夜。
今年或许是一个新节点。年初,工信部再次提到,中国第一波动力锂电池退役潮将真正到来。此外,随着下游新能源车企增多,动力电池原材料锂、镍、钴供给吃紧,频频被推至天价,而这些贵金属,可以从退役的三元锂电池中回收。
在碳中和的背景下,无论是从环保还是经济角度出发,在当下这个时间节点,推动动力电池回收都迫在眉睫。
在政策与资本的加持下,动力电池回收开始从边缘走向聚光灯下,其产业格局逐渐清晰——动力电池厂商、汽车厂商、第三方回收企业等涌入赛道。据天眼查数据,过去一年,国内新成立的动力电池相关回收企业或组织超过了34000家,在2018年前后,相关企业数量仅为2000家左右。
另一面,尽管热议4年,但国内动力电池回收产业的发展依然缓慢,这一趋势在数字上有所体现——据中国汽车网统计,目前我国的动力电池回收率仅在10%左右。
动力电池回收是一个上下游紧密联系、相互制约的复杂产业。赛道爆发在即,一方面,从业者对蕴藏万亿市场的前景充满信心,另一面,行业似乎并未真正准备好。
1、千亿市场从何而来
2022年什么涨价最快?锂、镍、钴一定可以登上榜单。
据CBC金属网数据显示,去年年初,碳酸锂价格仅为5万元/吨,到了2022年6月7日,电池级碳酸锂平均价格已高达47.9万元/吨。
2016年之前,钴金属的价格一直在20万元/吨左右,此后开启疯涨趋势, 2017年底涨价至60万元/吨,2022年6月,这个数字依然在逼近50万元/吨的高位。钴价的暴增,使之获得了新名号——“钴奶奶”。
另一个金属镍的涨幅更是引起不小的轰动。3月7日起, 伦敦金属交易所的LME镍价曾在一天内涨幅最高突破110%,两个交易日累计涨幅超过200%,被称之为“妖镍”。
这些都是动力电池的原材料,价格水涨船高,也均与新能源汽车加速渗透、车用动力电池需求大增相关。
中国锂、镍、钴资源短缺,依赖进口,加之疫情影响物流运输,厂商需要更多的供货渠道、更确定的拿货价格。
在此背景下,废旧电池再利用成为更具“性价比”之选——三元锂电池是一座“矿山”,锂、镍等多种金属可以回收。中国汽车动力电池产业战略联盟回收利用分会理事长张宇平曾表示,目前,动力电池回收利用是一个黄金赛道,可以化解战略稀缺资源供应的难题。
废旧动力电池成为了相关企业争抢的对象。5月,央视财经曾报道,近期的动力电池回收交易一天一个价,较去年同期价格翻倍,甚至出现回收系数超过100%,“废料“贵过新货的现象。
过去几年,动力电池回收早已成为一条高度确定性的赛道。
动力锂电池的寿命一般是5-8年,当动力电池的性能衰减到80%时,将无法达到电动汽车使用要求,必须退役。以此推算,2014年装车出售的动力电池,已经于2019年开始进入批量报废期,此后每年快速增长。
据中国汽车技术研究中心数据显示,2020年,国内累计退役动力电池超过20万吨,2021年,该数字约为32万吨,同比增长60%,在未来五年,退役电池将会高达80万吨。
今年1月,工信部表示,第一波动力锂电池退役潮即将来临。
虽然2021年动力电池的退役量明显增多,但近期还远达不到大规模爆发的时机,加上现在动力电池的质保期一般是8年,这波退役潮只是个开始。
目前,碳酸铁锂电池和三元锂电池(包含有钴、锰、镍三种元素的三元聚合物锂电池)是国内车载动力锂电池的两大主流方案。
碳酸铁锂电池成本低、循环寿命高、安全性更好,2018年之前,碳酸铁锂电池在国内新能源汽车的装机量更多。最高时,2016年,磷酸铁锂电池在国内动力电池市场的占有率近7成。2017年起,国家调整新能源汽车补贴政策,将电池能量密度纳入补贴参考指标,能量密度低的碳酸铁锂电池,无法满足补贴标准,高能量密度的三元锂电池逐渐被推广使用。2018年之后,三元锂反超碳酸铁锂电池,市占率一度在2020年超过60%。
不过三元锂电池在高温状态下不稳定,多起汽车、电动车爆炸悲剧的发生就与此特性有关,加之能量密度指标冻结、新能源补贴退坡,于是磷酸铁锂电池回暖,其2021年的装机量又超过三元锂电池。
因此,从使用寿命测算,2022年之前,退役的多是磷酸铁锂电池,但今年之后,三元锂电池将是退役潮的主力,也更适合回收再利用。
2018年,工信部等七部委颁布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(以下简称《办法》),鼓励汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业与综合利用企业等,合作共建、共用废旧动力蓄电池回收渠道。
此外,工信部也相继公布了三批符合规范的废旧动力电池回收行业企业白名单,共计47家。目前,回收动力电池形成了相对稳定的三方格局:
一是以格林美、华新绿源、伟翔环保科技等为代表的第三方回收企业。
这些企业多以回收电子废物发家,新能源汽车兴起之前,从老头乐、电瓶车,以及各种电子设备淘汰下来的电池,都由这些“电器破烂王”回收再利用。
在新能源车产销爆发前夕,它们相继开始转型。以格林美为例,公司成立于2001年。2012年,国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》,首次提出针对动力电池回收的管理办法。也从这一年起,格林美的业务重心逐渐向电池材料倾斜,收购了锂电池正极材料厂商江苏凯力克51%的股权,完成了动力电池回收的初步布局。
二是以宁德时代、天能锂电、国轩高科、亿纬锂能等为代表的电池及储能企业。
2013年,动力电池回收尚未在国内兴起,宁德时代便收购聚焦废旧电池循环利用的邦普, 切入动力电池回收赛道。几年时间内,凭借宁德时代的扶持,邦普迅速做大规模。2018年,华晨宝马宣布由宁德时代供应所有新能源车型的动力电池电芯,而邦普也由此成为华晨宝马在动力电池回收领域的合作伙伴。如今,邦普成了与格林美齐驱并进的行业双寡头。据头豹研究院统计,两家公司的市场份额合计高达30%-50%。
2021年11月,宁德时代继续加注动力电池回收业务,宣布投资320亿元,在湖北省宜昌市姚家港化工园田家河片区建设邦普一体化电池材料产业园项目。
今年,在各厂商为价格高企的原材料苦恼时,宁德时代凭借超前布局尝到了甜头——4月29日,在宁德时代的业绩电话会上,曾毓群表示,宁德时代子公司邦普的电池回收业务,锂的回收率已经达到91%,镍和钴则达到了99%的回收率,“长期看,电动车渗透率到80-90%,都不用挖新矿了。”
三是以比亚迪、北汽、蔚来等为代表的汽车厂商布局。
2018年,坐拥半导体、电池、整车等一揽子业务的比亚迪,与国内动力电池回收利用大户中国铁塔公司达成战略合作,制定了精细化拆解、材料回收、活化再生综合的“三步走战略”。目前比亚迪已在全国范围内设立了40余个动力电池回收网点。
据天眼查显示,今年4月,比亚迪又成立了一家囊括电池制造销售、回收利用,以及新材料技术研发的新公司——台州弗迪电池有限公司,距离其汽车生产闭环更进了一步。
2020年,蔚来汽车、宁德时代、国泰君安和湖北省科技投资集团有限公司共同投资成立了武汉蔚能电池资产有限公司,经营范围的包含回收在内的动力电池全周期管理。
近期,有机构预测,2030年电池材料回收市场规模将超1000亿元。在相关资源禀赋不足的现实面前,动力电池的循环利用将是一条必行之路,否则新能源汽车就和传统燃油车别无二致,毕竟锂、钴、镍矿和化石燃料一样,总会迎来枯竭的一天。
2、中南大学唐有根教授:电池梯次利用在储能商业化应用上没有前途
“电池梯次利用是个伪命题。”
除了对储能技术路线关注外,中南大学唐有根对电池梯次利用有独到的见解。退役电池可以做资源化回收,但梯次利用在商业应用上没有前景。目前存在的电池梯次利用企业基本没有商业化,最终靠资源化回收来维持企业运营。
他谈到,从商业角度,不会考虑电池梯次化利用。第一,电池正常退役后性能衰减严重,能使用的电池并不多,筛选成本不会太低。中国目前梯次电池唯一的利用是通信备用电源的使用。因为这些电源使用次数有限,即使没有使用,3-5年也要替换。
“第二,梯次电池着火的概率和故障的概率高很多。”唐教授提及,其实他十年前就已经提出,梯次电池在储能行业没有商业化前景这个说法。
对于为什么如此肯定,唐有根解释称,从电池化学角度,锂电池前20%容量衰减的使用寿命,可能达到整个电池寿命的80%到90%;后80%的电池容量会出现断崖式下降。储能对电池的故障率和安全性要求高,电池梯次利用在储能不可能成功。普遍来说,储能电池需要几千到上万次的寿命,梯次电池远远达不到。
唐有根比较看好电池资源化回收利用。他称,如今碳酸锂价格暴涨,电池资源化回收,特别是材料再生回收,回收利润空间比较大。未来,电池材料再生回收这个技术突破了,梯次电池回收再生会有巨大的市场。
3、长沙矿冶院熊伟:精确分选 “跳水”带来的难题迎刃而解
外界最担心的就是电池“跳水”。熊伟谈到,要给退役电池做全面体检、逐个筛选,分选出性能较好的电池进行梯次利用。这个过程中,首先要对退役电池进行全面检查,其次提高筛选精确率,对每一个电池建立准确的“数据档案”,“跳水”的电池直接资源再生不再梯次利用。
熊伟用一个电池“体检”的比喻,论及电池检查和筛选的必要性。就像人们做体检,检查一下特征指标,就是知道它是处于50岁还是60岁的状态。当然如果已经检查出他全部“80岁”了,那么就走再生通道。如果是处于“50岁”或者“60岁”,则可以将它们梯次利用起来。
熊伟谈到,尽管电池出现“跳水”是客观存在的问题。但不是每个电池都会跳水,只要筛选出有问题的电池即可。除了分选外,电池安全检测系统可实现电池性能预测,在电池衰减到一定程度上时进行更换。因此,第一,梯次利用的产品设计要更灵活,当个别电池因跳水等原因不能继续使用时,方便电池更换,不影响系统整体运行。其次,梯次利用还要解决可随时更换电池包的问题。
熊伟表示,目前来看,梯次电池是符合经济效益要求的。但需要实现退役电池快速筛选、精确分选,尤其是从电池检测、分选,再到储能电站建设,实现电池状态数据库建设和动态监测,一旦发现一些电池达到真正“退休年龄”,就可以实现电池替换无缝对接。
除了经济性,安全问题也备受关注。这个问题的核心是要消除大众对梯次电池的疑虑,加强梯次电池的检测、分选。在熊伟看来,这个原理就跟国外租赁、二手车火热的原理一样,因为国外二手车数据、状态透明,所以大家都信赖二手车的性能。同理,只要掌握每一个电池的状态,就可以梯次利用退役电池。
文章来源: 高工锂电网,甲子光年
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