资源描述
本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国(仅为本报告目的,不包括香港、澳门、台湾)提供。在遵守适用的法律法规情况下,本报告亦可能由中信建投(国际)证券有限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。证券证券研究报告研究报告行业深度报告行业深度报告 电池回收长坡厚雪,电池回收长坡厚雪,千亿千亿市场大幕渐启市场大幕渐启 核心观点核心观点 中国新能源汽车产业的快速发展催生了动力电池回收需求,按照 5-8 年的动力电池服役年限估算,当前正处于动力电池退役潮的起点位置,电池回收行业作为新能源汽车后周期产业开始进入发展加速期;电池回收不仅涉及环保、安全、经济性问题,白名单制或成为行业准入门槛,电池回收作为城市矿山也具有极强的资源属性,对于保障中国资源安全具有战略意义;根据估算,动力电池行业在 2030 年前后达到千亿规模市场空间,企业的回收渠道、技术、资质、规模将是行业核心竞争力。摘要摘要 新能源汽车产业发展驶入快车道,废旧动力电池回收行业正从新能源汽车产业发展驶入快车道,废旧动力电池回收行业正从 1到到 N 转变转变。2015 年中国新能源汽车动力电池装机量 16GWh,2021年开始翻倍增长,2022 年达 295GWh,CAGR 超 50%,按照 5-8年的电池服役年限进行估算,动力电池回收作为新能源汽车后周期产业开始进入行业发展的加速期,预计 2026 年前后动力电池报废量急剧增长,报废总量超过 100GWh,2032 年之后则有望进入 TWh 时代,2022 年至 2035 年 CAGR 达到 33%,动力电池回收行业将保持长周期景气度。电池回收工艺路线清晰多样,经济性驱动下路径以拆解回收为电池回收工艺路线清晰多样,经济性驱动下路径以拆解回收为主。主。废旧动力电池的两种主要处理方式为梯次利用和拆解回收,安全性更好、稳定性好、循环寿命长的磷酸铁锂电池退役之后适合梯次利用,有价金属含量高、不适宜储能应用的三元电池适合拆解回收。正极是最主要的回收对象,资源回收工艺相对成熟,国内以湿法或火法-湿法联合工艺为主,回收其中锂钴镍锰等金属元素。锂钴镍均属于我国资源对外依存度极高的品种,退役动力电池回收属于城市矿山开发,对于突破能源金属锢桎,保障国内资源安全具有战略意义。再生资源是城市矿山,保障国内资源供给,低再生资源是城市矿山,保障国内资源供给,低碳足迹溢价产业链。碳足迹溢价产业链。废旧电池含有多种可回收的金属资源,其中锂、镍、钴等资源国内自给率低、对外依存度高。资源安全已经上升到国家战略层面,废旧电池的回收开拓城市矿山,对于突破能源金属的资源锢桎、保障国内资源供应具有战略意义。另外,再生材料有助于降低全生命周期碳排放量,符合产业链 ESG 发展方向,苹果、特斯拉等行业巨头越来越重视再生资源利用,再生类金属在产业认证中或成为“加分项”,电池回收金属符合绿色、低碳理念,相较矿山资源具有一定产业溢价。维持维持 强于大市强于大市 王介超王介超 SAC 执证编号:s1440521110005 发布日期:2023 年 05 月 09 日 市场市场表现表现 相关研究报告相关研究报告 -34%-14%6%26%2022/3/12022/4/12022/5/12022/6/12022/7/12022/8/12022/9/12022/10/12022/11/12022/12/12023/1/12023/2/1金属新材料上证指数金属新材料金属新材料 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 商业前景广阔,千亿市场大幕就此拉开。商业前景广阔,千亿市场大幕就此拉开。不计新废料,在仅考虑应用后退役的旧电池回收的情况下,2035 年电池回收行业将回收锂金属 15.1 万吨、钴金属 22.3 万吨、镍金属 52.7 万吨,超过当前电池行业对上述金属的需求量,将对国内能源金属保障率有极大提升,以当期最为紧张的锂估算,2035 年废旧电池行业回收得到的锂可以供超千万辆新能源汽车使用(假设单车用锂量不变)。在中性价格预测下,2030 年废旧电池回收市场具备千亿规模,其中新能源汽车退役动力电池回收带来市场空间超 700 亿元。渠道、技术、资质、规模是回收企业核心竞争力,回收渠道直接决定商业模式渠道、技术、资质、规模是回收企业核心竞争力,回收渠道直接决定商业模式,白名单制或成为行业准入门槛,白名单制或成为行业准入门槛。动力电池回收产业链上参与者众多,包括电池生产商、汽车整车生产商、消费者、电池回收渠道、电池拆解/回收企业等,产业链内部深化合作,各环节不同形式、不同程度向电池回收利用环节延伸。上述要素中,回收渠道是核心,直接决定商业模式,技术是企业持续发展的生命力源泉和经济性保障,资质(白名单)未来或成为行业准入条件之一,是行业门槛,或成为牌照业务,随着产业的规范发展,白名单企业或长期受益。同时当前行业格局分散,规模优势或是未来行业洗牌中胜出的关键之一。投资建议:投资建议:推荐具有渠道、技术、资质、规模优势的再生资源公司,如格林美、天奇股份等;建议关注产业链协同、构建闭环产业链的电池回收及电池材料企如华友钴业、赣锋锂业、腾远钴业等;另外关注切入电池回收赛道,快速布局的第三方回收企业。风险提示:风险提示:1、电池回收规模体量主要取决于未来新能源汽车动力电池退役量,若新能源汽车产销增长不及预期将导致未来动力电池退役量低于预期,市场规模存在不及预期可能;2、电池回收主要是回收其中锂、钴、镍等金属元素,若锂、钴、镍等金属价格大幅下滑,电池回收价值量将下降;3、电池回收存在一定时间周期,若期间锂、钴、镍等金属价格大幅下跌,可能导致回收环节收益下降;4、电池回收行业尚处于发展初期,需要产业政策的引导,若政策支持力度不及预期可能导致产业发展速度低于预期。行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 目录目录 动力电池报废高峰将至,千亿规模市场喷薄欲出动力电池报废高峰将至,千亿规模市场喷薄欲出.1 动力电池退役潮临近,电池回收产业东风已至.1 电动车行业高速发展,动力电池退役潮临近.1 重视退役动力电池回收的多重必然性.3 政策利好产业发展,规范回收体系逐步建立.6 技术路径:拆解回收利用相对成熟,梯次利用尚处初期技术路径:拆解回收利用相对成熟,梯次利用尚处初期.8 磷酸铁锂宜梯次利用,三元电池宜拆解回收.8 梯次利用:退役电池的降级应用,尚处商业化初级阶段.10 分级多区段梯次利用.10 工艺流程相对复杂,仍需多方面完善.10 国内处于试点阶段,海外商业化运营较多.12 成本下降为长期趋势.14 拆解回收:资源化再生利用,回收率为核心.15 火法工艺:传统方法,常配合其他工艺使用.16 湿法工艺:技术成熟、广泛应用,最大程度回收金属元素.18 联合工艺:优势互补,湿法为主,火法为辅.19 物理修复:恢复材料活性,助力磷酸铁锂梯次利用.20 其他成分回收.22 经济性:能源金属价格上涨,凸显回收商业价值经济性:能源金属价格上涨,凸显回收商业价值.26 退役动力电池回收价值分析.26 退役动力电池回收成本拆解.27 退役电池回收计价模式.28 电池回收盈利弹性测算.31 电池回收市场空间可达千亿.32 回收渠道:群雄逐鹿中原,得渠道者得天下回收渠道:群雄逐鹿中原,得渠道者得天下.37 上下游单向传导的产业链条转向行业交叉的产业网络.37 国内现状:多重回收模式并存,产业联盟模式或是正解.38 第三方回收:具有技术优势,回收渠道为短板.38 电池企业回收:业务闭环优势,可与梯次利用模式协同发展.39 汽车厂回收:先天渠道优势,效率最为突出.40 联合回收模式:生产者责任延伸制为基础的产业联盟.41 国外经验,他山之石可以攻玉.43 竞争力:渠道、技术、资质、规模竞争力:渠道、技术、资质、规模.47 渠道:发展的先决条件.47 技术:企业持续发展的生命力.49 资质:白名单或将成为未来行业准入.51 规模:未来洗牌或能胜出.53 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 相关标的相关标的.55 格林美:循环经济先锋,技术+渠道双优势,电池全生命周期布局.55 华友钴业:构建全产业链闭环生态.58 天奇股份:致力于服务汽车全生命周期.61 宁德时代:电池制造龙头的闭环产业链布局.63 赣锋锂业:资源龙头到电池回收.65 腾远钴业:冶炼技术优势突出,布局正极和电池回收.66 芳源股份:NCA 前驱体龙头,拓展原料供应渠道.68 旺能环境:垃圾焚烧发电龙头,构建锂电回收新增长曲线.69 光华科技:PCB 化学品龙头,电池回收全面布局.69 建议关注公司及盈利预测情况.70 风险分析风险分析.71 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表目录图表目录 图表 1:中国新能源汽车产量(万辆).1 图表 2:新能源汽车动力电池装机量(GWh).1 图表 3:磷酸铁锂电池占比反超三元电池.2 图表 4:中国三元电池出货结构.2 图表 5:2022 年废旧锂电回收超过 30 万吨.2 图表 6:新能源汽车动力电池退役量预测.3 图表 7:废旧锂电池常用化学材料特性及潜在污染.4 图表 8:各类动力电池中锂钴等金属含量(金属量/电池实物量).4 图表 9:中国锂钴镍资源对外依存度极高(2021 年).5 图表 10:再生三元材料碳排放量降低 154%.5 图表 11:再生型三元锂电池碳排放量降低约 20%.5 图表 12:退役动力电池回收利用政策发展分为三个阶段.6 图表 13:电池全生命周期管理.8 图表 14:退役动力电池再利用路径.9 图表 15:梯次利用及拆解回收适用范围及优劣势对比.9 图表 16:退役动力电池的分区段梯次利用.10 图表 17:动力电池梯次利用商业模式.10 图表 18:废旧电池梯次利用处理流程.11 图表 19:退役锂离子电池梯次利用于低速车测试数据.12 图表 20:国内典型动力电池梯次利用案例.13 图表 21:国外梯次利用商业化案例.14 图表 22:梯次利用电池组价格预测(美元/kWh).15 图表 23:锂离子动力电池结构.15 图表 24:国内典型的动力电池预处理工艺.16 图表 25:电池材料回收工艺方法对比.16 图表 26:某火法工艺流程图.17 图表 27:Umicore 公司 ValEas 工艺的原则工艺流程图.17 图表 28:某典型湿法工艺回收三元电池流程.18 图表 29:火法-湿法联合回收工艺流程图.19 图表 30:部分电池回收企业回收工艺路径及产品情况.20 图表 31:全组分物理回收技术流程图.21 图表 32:修复电池材料性能对比.21 图表 33:负极材料回收主流工艺优缺点.23 图表 34:电解质成分种类复杂、危害大.23 图表 35:国内外企业回收锂离子电池及处理电解液案例.25 图表 36:三元电池成本结构.26 图表 37:三元电池中各材料重量占比.26 图表 38:正极材料中主要金属含量.26 图表 39:湿法回收技术处理成本.27 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表 40:废旧磷酸铁锂电池价格(元/吨).28 图表 41:废旧三元电池价格(万元/吨).28 图表 42:废旧磷酸铁锂电池成交计价系数.29 图表 43:废旧三元电池成交计价系数(%,万元/吨).29 图表 44:电池废料计价公式演变历程.29 图表 45:废旧磷酸铁锂电池锂元素计价系数(%).30 图表 46:废旧三元电池锂、镍钴元素计价系数单独报价(%).30 图表 47:锂回收率与折扣系数对单吨利润的弹性计算.31 图表 48:碳酸锂价格与折扣系数对单吨利润的弹性计算.32 图表 49:国内汽车动力电池装机量预测.33 图表 50:国内汽车动力电池可回收量测算.33 图表 51:国内其他领域锂电池可回收量预测.33 图表 52:各类电池金属含量计算.34 图表 53:国内废旧电池回收锂钴镍金属量预测.34 图表 54:金属价格假设.35 图表 55:国内废旧电池回收市场规模.35 图表 56:动力电池回收产业链.37 图表 57:产业链多环节布局电池回收.38 图表 58:第三方回收模式关系图.39 图表 59:电池企业回收模式关系图.40 图表 60:汽车生产商回收模式关系图.41 图表 61:几种回收模式的比较和分析.41 图表 62:汽车生产商为主导的产业联盟模式.42 图表 63:日本动力电池回收利用网络体系.43 图表 64:美国动力电池回收利用网络体系.45 图表 65:德国动力电池回收模式.46 图表 66:电池回收服务网点中汽车渠道占比超 90%.47 图表 67:中国新能源汽车电池回收网点分区域分布.47 图表 68:中国新能源汽车电池回收网点分企业分布.48 图表 69:中国新能源汽车电池回收网点分企业分布.48 图表 70:汽车企业与综合利用企业共建回收服务网点情况.48 图表 71:非汽车企业回收渠道布局情况.49 图表 72:部分企业电池回收产品及技术指标.50 图表 73:退役电池回收技术专利的市场分布.50 图表 74:退役电池回收技术主要申请人.50 图表 75:中国新增动力电池回收企业注册数量.51 图表 76:中国动力电池回收企业城市分布 TOP10.51 图表 77:电池回收白名单企业中约一半有上市公司背景.52 图表 78:部分企业电池回收产能及未来规划.53 图表 79:格林美五大资源循环产业链.55 图表 80:格林美电池回收利用的全生命周期价值链体系.55 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表 81:格林美“2+N+2”动力电池回收循环利用产业布局.56 图表 82:格林美镍钴锰化学体系产能表.56 图表 83:格林美主要产品技术路线与工艺流程图.57 图表 84:废物循环业务与电池材料业务营收(百万元).58 图表 85:废物循环业务与电池材料业务毛利率(%).58 图表 86:华友新能源电池(闭环)产业链布局.58 图表 87:华友循环体系合作模式规划.59 图表 88:华友钴业电池回收布局情况.60 图表 89:天奇股份业务分布.61 图表 90:天奇股份动力电池回收产业布局情况.62 图表 91:邦普循环是宁德时代产业生态重要组成,构建电池产业闭环.63 图表 92:邦普循环全球布局.64 图表 93:赣锋回收解决方案示意图.65 图表 94:赣锋锂业电池回收布局情况.66 图表 95:腾远钴业上游-下游延展,一体化布局.67 图表 96:腾远钴业产能情况及布局规划.67 图表 97:芳源环保电池回收产能布局.68 图表 98:重点关注公司及 Wind 一致预期预测.70 1 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 动力电池报废高峰动力电池报废高峰将至将至,千亿千亿规模规模市场喷薄欲出市场喷薄欲出 动力电池退役潮临近动力电池退役潮临近,电池回收电池回收产业产业东风已至东风已至 电动车行业高速发展,动力电池退役潮临近 从从坎坷起步到坎坷起步到世界第一世界第一,中国新能源汽车产业发展已驶入快车道。,中国新能源汽车产业发展已驶入快车道。中国新能源汽车产业发展已经完成了从政策扶植到市场化驱动的转变,经历了从小到大、从弱到强的发展历程。2014 年,中国接连出台 16 项新能源汽车政策,称之为“中国新能源车元年”;2015 年中国成为全球最大的新能源汽车市场,此后始终位居世界第一;2021 年开始,国内新能源汽车产业市场化进阶,产品型号、产销数量跃上新台阶,新能源汽车渗透率步入“S”型曲线加速期,中国新能源汽车产业从政策培育转向为市场驱动,发展驶入快车道。据中国汽车工业协会数据,2022 年虽然面临疫情干扰、芯片结构性短缺、居民消费放缓等因素影响,但全年新能源汽车产销依然分别达到 705.8 万辆和 688.7 万辆,同比分别增长 96.9%和 93.4%,新能源汽车产销连续8 年位居全球第一,新能源汽车渗透率达到了 25.6%。图表图表1:中国新能源汽中国新能源汽车产量(万辆)车产量(万辆)图表图表2:新能源汽车新能源汽车动力电池装机量动力电池装机量(GWh)资料来源:中汽协,中信建投 资料来源:中汽协,Wind,高工锂电,中信建投 二分天下二分天下,磷酸铁锂,磷酸铁锂逆袭三元逆袭三元电池电池。在国内动力电池市场上,磷酸铁锂和三元电池是目前最为主流的两大技术路线,前者成本低、安全性高但电池能量密度较低、续航略差,后者续航时间长但成本稍高。2018-2020年期间,国内磷酸铁锂电池的装车量均低于三元电池,随着比亚迪刀片电池推出,安全、价格、寿命等因素下磷酸铁锂逐步逆袭三元电池,2021 年 7 月,磷酸铁锂电池以 51.3%的市占率反超三元电池,此后便一直保持了领先。根据中国汽车工业协会数据,2022 年中国动力电池装车量达到 294.6GWh,增长 90.7%,其中磷酸铁锂183.8GWh,增长 130.2%,占比 62%,三元电池 110.4GWh,增长 48.6%,占比 37%,磷酸铁锂电池市场占比进一步扩大。33.150.777.7125.6120.6136.7354.0705.801002003004005006007008002015201620172018201920202021202216 27 36 57 62 64 154 295 05010015020025030035020152016201720182019202020212022 2 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表图表3:磷酸铁锂电池占比反超三元电池磷酸铁锂电池占比反超三元电池 图表图表4:中国三元电池出货结构中国三元电池出货结构 资料来源:中汽协,Wind,高工锂电,中信建投 资料来源:SMM,安泰科,高工锂电,中信建投 动力锂电池寿命约动力锂电池寿命约 5-8 年。年。锂电池多次充放电以后稳定性有所降低,最突出问题是锂电池经过多次充放电循环后,电解液会发生分解,正极材料的晶格会转变,游离的锂离子发生沉积,致使电池容量衰减、失效。当动力锂电池寿命衰减至 80%以下时,电池的电化学性能将出现明显下滑,难以完全满足汽车正常动力需求,电池进入退役状态。通常认为,动力电池的服役年限在 58 年左右。2022 年国内废旧锂电回收年国内废旧锂电回收 30.03 万吨万吨,回收碳酸锂当量近,回收碳酸锂当量近 6 万吨万吨。根据 SMM 调研统计,国内 2022 全年回收废旧锂电回收共 300258 吨,包含电池、极片和黑粉形态的回收废料,包括社会报废的旧废料,也包括电池生产中产生的边角料、次品等新废料。按照电池种类看,其中三元废料 188692 吨,占比 63%,磷酸铁锂废料 94551吨,占比 31%;钴酸锂废料 17015 吨,占比 6%。按照电池形态看,其中废旧电池 68141 吨,占比 23%;正极片 99024 吨,占比 33%;黑粉 133093 吨,占比 44%。按照产品端分类,回收得到硫酸镍 32380 金吨,硫酸钴25418 金吨,氧化钴 977 金吨,工业级碳酸锂 18708 吨,电池级碳酸锂 21560 吨,粗制碳酸锂 18323 吨。需要注意,上述回收统计包括旧废料,也上述回收统计包括旧废料,也包括电池生产产生的新废料。包括电池生产产生的新废料。图表图表5:2022 年废旧锂电回收超过年废旧锂电回收超过 30 万吨万吨 资料来源:SMM,中信建投 66%71%45%37%33%38%52%62%26%23%44%54%65%61%48%37%0%20%40%60%80%100%20152016201720182019202020212022铁锂占比三元占比其他76%66%62%56%57%46%31%10%20%25%23%17%16%19%1%4%6%14%24%35%47%0%20%40%60%80%100%2016201720182019202020212022ENCM111NCM523NCM622NCM811NCA 3 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 中国动力中国动力锂锂电池电池退役刚起步,预计未来退役刚起步,预计未来规模规模达达 TWh 级别级别。2021 年开始,中国新能源汽车产销量显著增加,假设平均汽车动力电池平均寿命为 5 年,则预计到 2026 年左右电池报废量将急剧增长,2026 年动力电池退役量有望超过 100GWh,2032 年有望超过 1TWh,2022 年至 2035 年 CAGR 达到 33%。图表图表6:新能源汽车动力电池退役量预测新能源汽车动力电池退役量预测 资料来源:中汽协,Wind,高工锂电,中信建投 重视退役动力电池回收的多重必然性 退役动力电池存着安全隐患,并且电池中含多种有害物质,随意废弃将对生态环保和人体健康产生巨大影响。另外多数资源的可回收性良好且工艺可行,锂电池在退役后进行回收必要且可行。首先,首先,安全性,安全性,退役退役动力动力电池存着安全隐患。电池存着安全隐患。新能源汽车的动力电池额定电压较高,在缺乏保护措施的情况下接触或挤压容易引起触电事故;当电池内外短路时,正负极会产生大电流,导致高热。废旧电池如处理不当会导致电池燃烧甚至爆炸,甚至导致严重火灾,因此退役动力电池必须得到安全处置。其次,其次,环保性,环保性,退役退役动力动力电池电池威胁生态环境和人身健康。威胁生态环境和人身健康。动力电池成分复杂,金属组分、非金属、固态、液态等多组分并存,其中的金属如钴、镍、锂、锰、铁、铜等如果得不到回收处置,与酸反应转为离子态造成重金属污染,同时镍钴锰、镍钴铝在水系环境里呈现强碱性,对水体和土壤造成污染。负极材料中的石墨粉,因其颗粒很小,易产生粉尘污染。电池的电解液溶质及其转化产物,如 LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等,溶剂及其分解和水解产物,很多都是有毒有害物质,如 LiPF6具有强腐蚀性,遇水或高温能够产生有毒气体氟化氢(HF)等,经由皮肤、呼吸接触对人体组织,粘膜和上呼吸道造成刺激,对动植物也有严重的腐蚀作用。1120162120248018430940549357962462864464846163141397411018121825427338251464479202004006008001000120014001600磷酸铁锂退役量 GWh三元电池退役量 GWh 4 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表图表7:废旧锂电池常用化学材料特性及潜在污染废旧锂电池常用化学材料特性及潜在污染 电池材料类别电池材料类别 主要物质主要物质 主要化学特性主要化学特性 潜在污染潜在污染 正极材料 钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂等 与水、酸、还原剂或强氧化剂反应产生金属氧化物 重金属污染、改变环境酸碱度 负极材料 碳材料、石墨、硅碳等 粉尘遇明火或高温可发生爆炸 粉尘污染、一氧化碳 电解质溶质 LiPF6、LiBF4、LiAsF6 有强腐蚀性,遇水可产生 HF,氧化产生 P2O5等有毒物质 有毒气体、氟污染、改变环境酸碱度 电解质溶剂 碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、水解产物产生醛和酸,燃烧可产生 CO、CO2等 有机物污染 隔膜 聚丙烯 PP、聚乙烯 PE 燃烧可产生 CO、醛等 白色污染、有机物污染 粘合剂 聚偏氟乙烯 PVDF、偏氟乙烯 VDF 可与氟、发烟硫酸、强碱、碱金属反应,受热分解产生 HF 氟污染 外壳材料 铝、钢、塑料壳、铝塑膜 有机物易燃 白色污染、难以降解 资料来源:新材料在线,储能科学与技术,安泰科,中信建投 第三,第三,经济性,经济性,退役动力电池退役动力电池资源性强,再生利用的资源性强,再生利用的经济经济价值高。价值高。废旧电池含有多种可回收的金属资源,包括锂、镍、钴、锰、铝、钢等金属和其他可再生利用成分如石墨等,蕴藏资源种类丰富、丰度高,具备极高的再生利用价值。锂、镍、钴、锰金属主要存在于正极材料中,价格高、经济性好,为再生利用的主要对象。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)的要求,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%,现行的回收工艺可以满足此技术指标要求,提供了退役动力电池金属回收在技术上的可行性。图表图表8:各类动力电池中锂钴等金属含量各类动力电池中锂钴等金属含量(金属(金属量量/电池实物电池实物量量)电池类别电池类别 所含主要金属所含主要金属 NiNi 含量含量 CoCo 含量含量 MnMn 含量含量 LiLi 含量含量 稀土元素含量稀土元素含量 镍氢电池 Ni、Co、Re 35%4%1%-8%钴酸锂电池 Li、Co-18%-2%-磷酸铁锂电池 Li-1.1%-锰酸锂电池 Li、Mn-10.7%1.4%-三元系电池 Li、Ni、Mn、Co 12%5%7%1.2%-资料来源:新材料在线,电动汽车动力电池回收模式研究,中信建投 第四,战略性,退役动力电池第四,战略性,退役动力电池回收回收开拓城市矿山,对于开拓城市矿山,对于突破突破能源金属能源金属的的资源资源锢桎锢桎、保障国内资源供应具有保障国内资源供应具有战略意义。战略意义。中国锂钴镍资源储量低、矿产量低,但消费量非常大,资源对外依存度居高不下。根据 USGS 数据,2021 年中国锂、钴、镍的储量(金属吨)分别为 150 万吨、8 万吨、280 万吨,分别占全球总储量的 6.8%、1.1%、2.9%;中国原生矿产量(金属吨)分别为 1.4 万吨、0.2 万吨、12 万吨,分别占全球原生矿产量的 14.0%、1.3%、4.4%;但根据安泰科和 SMM 数据,中国锂钴镍三种金属的消费量却分别占到了全球的 62.6%、66.9%、55.7%,中国新能源产业发展面临着严重的资源受制于人的局面,加拿大等国家限制我国锂矿投资,海外矿产投资环境恶化,资源安全已经上升到国家战略层面资源安全已经上升到国家战略层面。再生资源的回收利用,一定程度上解决资源供需不平衡对产业发展的约束,对于新能源汽车产业的可持续发展意义重大。5 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 图表图表9:中国锂钴镍资源对外依存度极高中国锂钴镍资源对外依存度极高(2021 年)年)资料来源:USGS,安泰科,SMM,中信建投 第五,第五,低碳,低碳,使用再生材料可有效降低汽车生命周期碳排放。使用再生材料可有效降低汽车生命周期碳排放。欧盟已经将电池的生命周期碳排放纳入到电池战略行动计划中。欧盟提出,加强电池回收材料应用,推动二次原材料供应,同时提出在生产过程中使用可再生能源,以尽可能低的碳足迹支持欧盟电池制造业的可持续性。在电池 2030+中欧盟提到,要将电池的生命周期碳足迹减少至少五分之一。中汽中心的研究结果表明,1kg 三元材料碳排放量为 17.4kgCO2e,而再生型三元材料的碳排放因子是-9.42kgCO2e,比三元材料碳排放因子降低了 154%,假设三元材料中,再生型材料的应用比例为 30%,则 1kWh 三元锂电池包材料碳排放量为 76.28kgCO2e/kWh,相较于目前三元锂电池碳排放量的 94.95kgCO2e/kWh 降低了约 20%。图表图表10:再生三元材料碳排放量降低再生三元材料碳排放量降低 154%图表图表11:再生型三元锂电池碳排放量降低约再生型三元锂电池碳排放量降低约 20%资料来源:中汽中心,中信建投 资料来源:中汽中心,中信建投 再生与回收再生与回收契合契合未来未来下游下游企业企业的的 ESG 发展方向。发展方向。下游如苹果、特斯拉等行业巨头越来越重视 ESG 发展,重视再生资源应用,苹果公司计划 2025 年实现在电池中使用 100%再生钻、产品设备中的磁铁将完全使用再生稀土元素、所有苹果设计的印刷电路板将使用 100%再生锡焊料和 100%再生镀金。特斯拉工厂报废电池 100%移交至电池回收白名单企业进行再生利用,92%电池原材料金属可实现再利用。回收再生的资源更符合绿色、低碳理念,符合下游企业 ESG 发展方向,在产业链条中成为“加分项”。6.8%14.0%62.6%0%20%40%60%80%100%中国锂储&产&消全球占比1.1%1.3%66.9%0%20%40%60%80%100%中国钴储&产&消全球占比2.9%4.4%55.7%0%20%40%60%80%100%中国镍储&产&消全球占比-9.4217.4-20-1001020再生型三元材料三元材料碳排放量(kgCO2e/kg)76.2894.95050100再生型三元锂电池三元锂电池碳排放量(kgCO2e/kg)6 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 政策利好产业发展,规范回收体系逐步建立 中国中国电池回收相关电池回收相关政策建设伴随产业成长,各项体系规范不断完善。政策建设伴随产业成长,各项体系规范不断完善。动力电池回收政策伴随新能源汽车产业发展而不断完善,在我国新能源产业雏形初具阶段,国家就已经意识到动力电池退役的问题,出台动力电池回收政策,完善回收体系建设,特别是 2018 年以来,政策密集发布,国家对于动力电池回收问题的高度重视,动力电池回收逐步规范完善。我国动力电池回收利用政策发展历程可分为三个阶段:我国动力电池回收利用政策发展历程可分为三个阶段:第一阶段,第一阶段,2012-2015 年,部分条款阶段年,部分条款阶段,电池回收开始被政策提及,但只作为推广应用新能源汽车政策文件的部分条款出现,缺乏体系化政策,电池也尚未形成主流技术路线,梯次利用为重点思路之一。第二阶段,第二阶段,2015-2018 年,专题政策阶段年,专题政策阶段,针对动力电池回收陆续出台多项政策、方法,对回收利用管理、回收技术标准作出详细规定,逐步建立上下游企业联动的动力蓄电池回收利用体系。第三阶段,第三阶段,2018 年至今,试点实施阶段年至今,试点实施阶段,政策出台明显加速,密集发布各项办法,增加试点项目,追加电池溯源管理,提高行业规范度,整治行业生态乱象,国内电池回收企业规范化、专业化、大型化化趋势加快。图表图表12:退役动力电池回收利用政策发展分为三个阶段退役动力电池回收利用政策发展分为三个阶段 时间时间 发布部门发布部门 政策政策 主要内容主要内容 第一阶段,第一阶段,2012 年年-2015 年,动力电池回收作为新能源汽车政策文件的部分条款而存在年,动力电池回收作为新能源汽车政策文件的部分条款而存在 2012 年 国务院 节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020 年)制定动力电池回收利用管理办法,建立动力电池梯次利用和回收管理体系,引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用,鼓励发展专业的电池回收利用企业。2014 年 国务院 国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见 研究制定动力电池回收利用政策,探索利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力电池回收,建立健全废旧动力电池循环利用体系。2015 年 发改委、财政部等 关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知 汽车生产企业、动力电池生产金业应主动承担动力电池回收利用的主体责任 第二阶段,第二阶段,2015 年年-2018 年,针对动力电池回收陆续出台多项政策、方法年,针对动力电池回收陆续出台多项政策、方法 2016 年 工信部、发改委等 电动汽车动力电池回收利用技术政策(2015 年版)企业合理开展电动汽车动力蓄电池的设计、生产及回收利用工作,建立上下游企业联动的动力蓄电池回收利用体系,支持开展废旧动力电池梯级利用。2016 年 工信部 新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件 明确废旧电池回收责任主体为生产者,加强行业管理与回收监管。2016 年 工信部 废电池污染防范技术政策 明确锂离子电池再生处理必须具备危险应物经营许可证,鼓励研发电池逆向拆解成套设备,锂离子电池的隔膜、金属产品和电极材料再生处理装备等新技术。2016 年 工信部 新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法 对在生产、使用、利用、贮存及运输过程中产生的废旧动力蓄电池回收办法进行规定;落实生产者责任延伸制度,汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用主体责任。2016 年 工信部 关于加快推进再生资源产业发展的指导意见 开展新能源汽车动力电池回收利用试点,建立完善废旧动力电池,资源化利用标准体系,推进废旧动力电池梯级利用。2017 年 国务院 生产者责任延伸制度推行方案 到 2020 年,重点品种的废弃产品规范回收与循环利用率平均达到 40%。到 2025 年,重点产品再生原料使用比例达 20%,废弃产品规范回收与循环利用率平均达 50%。2017 年 工信部 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 新能源汽车生产企业应当建立新能源汽车产品售后服务承诺制度,包括电池回收,实施新能源汽车动力电池溯源信息管理,跟踪记录动力电池回收利用情况。2017 年 工信部、发改委等 促进汽车动力电池发展行动方案 适时发布实施动力电池回收利用管理办法,强化企业在动力电池生产使用、回收、再利用等坏节的主体责任,逐步建立完善动力电池回收利用管理体系。7 行业深度报告 金属新材料金属新材料 请参阅最后一页的重要声明 时间时间 发布部门发布部门 政策政策 主要内容主要内容 第第三三阶段,阶段,2018 年年-至今至今,试点实施阶段,动力电池回收政策出台明显加速,密集发布各项管理办法,试点实施阶段,动力电池回收政策出台明显加速,密集发布各项管理办法 2018 年 工信部、科技部等 关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知 在 17 个地区及中国铁塔开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作,并确定各试点地区相应的目标任务,有助于建立相对集中、跨区联动的回收体系。2018 年 工信部 新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法 在保证安全的前提下,按照先梯次利用、后再生利用的原则,对废旧动力蓄电池展开多层次、多用途的合理利用。2018 年 工信部 新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定 规定了电池的回收利用管理机制,各地区也发布了电池回收处理制度,明确规定了车企要承担主体回收责任,即“谁制造谁回收”2018 年 工信部 关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知 与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系;利用信息技术推动商业模式创新;统筹布局动力蓄电池回收利用企业,适度控制拆解和梯次利用企业规模;形成动力蓄电池回收利用技术创新和推广应用机制。2019 年 工信部等 关于加强绿色数据中心建设的指导意见 在满足可靠性要求的前提下,试点梯次利用动力电池作为数据中心削峰填谷的储能电池。2019 年 工信部 新能源汽车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)动力电池再生利用企业对镍钴锰的综合回收率应不低于 98%,锂的回收率不低于85%。2019 年 工信部 新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南 新能源汽车生产及梯次利用等企业应按照有关管理要求建立回收服务网点,新能源汽车生产、动力电池生产、回收拆解、综合利用等企业可共建、共用回收服务网点。2020 年 商务部、工信部等 报度机动车回收管理办法实施细则 要求回收拆解企业对报废新能源汽车的废旧动力蓄电池或其他类型储能装置进行拆卸、收集、贮存,运输及回收利用,加强全过程安全管理。2020 年 工信部 京津冀及围边地区工业资源综合利用产业协同转型提升计划(2020-2022 年)加强区域互补,统筹推进区域回收利用体系建设。推动山西、山东、河北、河南、内蒙在储能、通信基站备电等领域建设梯次利用典型示范项目。支持动力电池资源化利用项目建设,全面提升区域退役动力电池回收处理能力。2020 年 国务院办公厅 新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)在动力电池循环体系方面,规划要求落实生产者责任延伸制度,加强新能源汽车动力电池溯源管理平台
展开阅读全文