深度剖析动力电池回收产业
记得四年多前,在深圳召开了一场“中国动力电池回收利用产业联盟年会”。300余家电池回收企业齐聚一堂,场面火爆。
当时,多家媒体报道,2018年将是电池回收元年。
从2018年开始,每年都有人说是动力电池回收元年。然而,至今动力电池回收市场还没有真正爆发。
不过,所有人都相信,动力电池终将退役。回收行业就像一个聚宝盆,一定会聚集千亿万亿级财富。
在这样千亿万亿的市场爆发之前,业界的现状是怎样的?作为一位从业者,我尝试给大家做一个深度分析。
本文中,您将读到这些关键词和核心内容:
入场券:动力电池回收行业还没有进行资质管理,“白名单”就像一张入场券,拿到入场券就意味着具备“回收资质”,各路玩家竞争激烈。
退税50%:短期内仍将以指导性政策为主,利用税收优惠相关政策降低企业经营成本。
核心竞争力:工艺技术和装备是回收企业的核心竞争力,在尽可能安全、环保的条件下处理电池,提高回收材料品位才是重中之重。
玩法:商业模式层出不穷,千奇百怪,结合企业背景及特点,摸索布局适合自身的商业模式。
材料价格:在材料上涨通道,企业很容易赚钱,研究材料价格走势,制定差异化市场策略,抵御经营风险。
01
玩家:小作坊和正规军
动力电池回收始于动力电池应用,始于新能源汽车推广。
不过,一开始回收的,不是退役电池。
在新能源汽车推广初期,动力电池制造技术很不成熟,良品率较低,催生了一批小作坊,回收电芯厂废极片料。
后来,回收商开始收废电池,剩余容量高,检测指标好的以梯次利用价格卖掉,不好的人工拆解后再卖给下游冶炼企业提取正极材料前驱体。
这一时期,小作坊是电池回收的主力军。
随着新能源汽车推广的持续进行,退役电池回收问题逐渐被主管部门所重视,由于可能对环境产生污染,也可能有安全隐患。主管部门对动力电池实施了准入制度。
2018年9月5日、2020年12月16日、2021年12月16日,工信部先后发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单公告,第一批、第二批、第三批“正规军”相继诞生。
资料来源:工信部、电池云平台整理
动力电池回收企业从2017年300多家到2021年累计近3000家注册,目前符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业仅有45家。
这些企业,很多大有来头。像邦普循环、华友循环、格林美、赣州豪鹏凭借早期做3C钴酸锂电池回收,且具有危险废物处理资质,进入第一批“白名单”。邦普背后有宁德时代,华友有矿且是炼钴龙头,格林美是三元前驱体老大还有汽车拆解网络。
当然,名单中也不乏看到动力电池回收机会,而加入进来的新创公司。
2020年初疫情期间,深圳巴士集团启动首批新能源大巴退役工作,共计200多辆车,700多吨电池。恒创睿能竞标拍得电池,获得动力电池回收史上第一大单,也因此登上工信部网站,一炮而红。
赛德美堪称行业劳动模范,在缺乏资金、鲜有背景的条件下,凭借材料修复技术一举拿下再生利用企业白名单,实属不易。
正规军出现了,动力电池回收是不是就走上了正途?
我们先算一下有多少动力电池可以回收。
资料来源:作者根据新能源汽车锂电装机量测算
根据新能源汽车年装机量,按120wh/kg电池能量密度,使用4年后退役回收,粗算退役电池规模。2020年约有24万吨动力电池退役。
24万流到哪里去了?
据业内统计,“正规军”回收量不足5万吨。2021年,各家回收规模整体有所上升,有的回收规模实现翻倍,但受退役电池总量、价格、远途运输等因素影响,几家龙头企业回收量均不过万吨,大部分退役动力电池还是流入了“小作坊”就地回收。
2021年7月中旬,包括吉利、威马、天能、超威、南都电源等9家新能源汽车及电池生产重点企业发布联合声明,表示废旧动力电池拍卖环节限制竞买企业必须为“白名单”上榜企业,杜绝中间商、小作坊企业参与竞买,同时还呼吁全国新能源汽车及动力电池厂商共同遵守,规范废旧动力电池的流向渠道。这些企业都是响应国家政策的典范,促进回收行业规范发展。
不过,大势难改。虽然各路玩家使尽浑身解数回收电池,但是由于价高者得,小作坊因为不负环保责任,处理成本低,往往更敢出价,回收企业“吃不饱”的现象依然存在。
“正规军”不仅收的电池少,盈利难也是行业普遍现象。
可能的一个盈利的例子是赣锋循环。
在2020年以前,碳酸锂行情低迷时期,赣锋循环率先做到回收磷酸铁锂电池可以盈利。提锂工艺技术是它的核心竞争力,同时也得益于他们在2017年回收了一批价格较低的磷酸铁锂电池。母公司赣锋锂业2020年股票市值一度达300亿,相较2017年翻了几十倍,值得业内关注研究。
02
政策导向还不够
废旧电池通过拍卖,以价高者得方式选择回收方,其实并不合理。
看看国外的做法吧。
欧美国家通过立法,对废旧物资回收利用建立完整法律法规体系,明确违规操作的处罚规定,并配合“押金制度”回收电池。日本推行逆向回收,倡导国民自愿努力将废旧电池交回电池生产商,再交给专业的电池回收公司处理。
国外,废旧电池属于危险废物,持有方不仅不能用来卖钱,还需要付费给电池回收公司进行无害化处理。
全球著名材料公司优美科,一个电池回收的燃烧炉价格高达10个亿,可见回收成本之高。岂是任何一个小作坊能做的?
但是优美科能做,是因为发达国家对环保格外重视,废旧动力电池持有方,愿意给优美科钱,共同承担起处理成本。
国内,废旧动力电池还未被列入“危废名录”,回收企业需要高价竞标采购废电池,苦不堪言!
中国动力电池回收相关国家政策梳理 | |||
发布时间 | 发布部门 | 政策名称 | 相关内容摘要 |
2006.2 | 发改委、科技部、环保总局 | 《汽车产品回收利用技术政策》 | 电动汽车(含混合动力汽车等)生产企业要负责回收处理。 |
2009.6 | 工信部 | 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》 | 新能源汽车产品售后服务内容包括整车和零部件(如电池)回收及索赔处理。 |
2012.7 | 国务院 | 《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》 | 到2020年,新能源汽车累计产销量超过500万辆;提出加强动力电池梯级利用和回收管理。 |
2014.7 | 国务院 | 《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》 | 加快充电设施建设;积极引导企业创新商业模式;推动公共服务领域率先推广应用。 |
2016.1 | 发改委、工信部、环保部、商务部、质检总局 | 《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》 | 对电动汽车动力电池设计生产、回收、梯次利用、再生利用等环节提出要求,首次提出镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%。 |
2016.2 | 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》 | 对综合利用企业提出要求,包括建设、规模、装备、工艺、技术及能耗等方面,即“白名单”条件。 |
2016.12 | 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%。 |
2017.1 | 工信部 | 《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》 | 新能源汽车生产企业应当在产品全生命周期内,跟踪记录动力电池回收利用情况。《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》废止。 |
2017.4 | 工信部、发改委、科技部 | 《汽车产业中长期发展规划》 | 到2020年,新能源汽车年产销达到200万辆,2025年产销20%以上。逐步扩大汽车零部件再制造范围,提高回收利用效率和效益,制定动力电池回收利用办法,推动梯级利用。 |
2018.1 | 七部委 | 《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》 | 落实生产者责任延伸制度,明确汽车生产企业承担动力蓄电池回收的主体责任。对动力电池设计、生产、回收及综合利用提出要求。 |
2018.7 | 七部委 | 《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》 | 确定京津冀、上海、江苏、浙江、湖南、四川等17个地区及铁塔公司为试点地区和企业。 |
2018.7 | 工信部 | 《新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》 | 建立“溯源管理平台”,采集动力蓄电池全生命周期信息,进行回收利用溯源责任情况实施监测。 |
2019.11 | 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》 | 提出收集型(短期)和集中贮存型(长期)回收服务网点,对建设、作业、安全环保要求进行指导。 |
2020.1 | 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(2019年本)》和《管理暂行办法》(简称) | 即“白名单”,明确资源综合利用要求,新增梯次利用企业申报方式,梯次利用企业及再生利用企业均有机会进入“白名单”。2016年发布“规范条件”及“管理暂行办法”废止。 |
2021.8 | 五部委 | 《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》 | 提高梯次利用效率、提升产品性能、可靠性及经济性。鼓励采用租赁、规模化利用等便于梯次产品回收的商业模式。 |
2021.12 | 财政部 | 《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录(2022年版)》 | 可依照3%征收率计算缴纳增值税,或适用一般计税方法计算缴纳增值税,退税比例从30%提高到50%。 |
2022.2 | 工信部 | 《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》 | 推进备电、充换电等领域安全梯次应用;加大无损检验、自动化拆解、有价金属高效提取等技术研发。 |
资料来源:作者整理
政策引导注意到电池回收的巨大社会成本,开始采取严格管控的态度。
与“白名单”同期,我国密集出台动力电池回收相关政策,提出行业规范,从明确车企承担回收主体责任,开展电池回收试点工作,建立溯源管理平台,回收网点建设指导,修改行业规范增加梯次利用企业申报,到鼓励梯次模式创新,推出一系列指导政策。
起码在明面上,政策希望堵住漏洞,不让废旧动力电池流入不合规回收、处理电池的企业之手。
但在利益安排上,政策还没有给出解决方案。废旧动力电池仍然是待价而沽的资产。
在地方上,出现了回收补贴。比如,上海对车企经营梯次利用业务有直接补贴,回收一套电池奖励1000元;深圳车企按20元/kwh专项计提。
但是,从中央层面,不会像补贴新能源汽车那样大规模补贴电池回收,企业还要多研究税收优惠政策,并且在工艺技术研发方面多下功夫,自力更生。
03
技术路线
动力电池标准不一,型号繁多,给电池梯级利用和回收利用带来了困难。
梯次利用需要拆解、检测、分容、重组,以手工和半自动化为主,各家技术本质相差不大,至今以示范项目为主,无法形成规模效益。
再生利用可分为预处理和后续处理。预处理工艺分为放电拆解和带电破碎,再分选出铜箔、铝箔、黑粉、外壳、隔膜等材料。后续处理包括高温热解、湿法冶金、火法冶炼、材料修复等。
动力电池回收技术路线概述 | ||||
回收方法 | 内容描述 | 特点 | 代表企业 | |
预处理 | 盐水放电 | 电池泡入浓度5-15g/L氯化钠盐水池,静置一周左右 | 可处理批量电池;腐蚀极柱后电解液外泄产生污水 | 业内普遍做法 |
设备放电 | 电池正负极接充放电设备物理放电8小时左右 | 效率低;无污染 | 小规模示范 | |
带电破碎分选 | 破碎小模组或电芯,加装氮气保护措施,产出铜箔、铝箔、正负极混合粉等 | 高效、安全、环保;分选材料品位较低 | 巴特瑞、长沙矿冶院 | |
后续处理 | 高温热解 | 在400-600℃充满惰性气的高温热解炉中焙烧,隔膜被分解,短链烯烃及酯类有机物收集后焚烧处理排放 | 高温耗能较大;回收材料品位较高 | 邦普、华友、格林美、豪鹏(国内主流) |
湿法冶金 | 酸碱溶液浸出金属离子,通过离子交换、沉淀、吸附提取金属盐及氧化物 | 效率高且相对成熟,提高锂、钴、镍等有价金属回收率;产生大量废水 | ||
火法冶炼 | 1000℃以上高温焚烧去除有机物,使金属及其有机物发生氧化还原反应,冷凝回收低沸点金属及其化合物 | 环保高效;设备投入大,高能耗、处理成本高,且主要处理三元电池 | 优美科(国外主流) | |
生物法 | 微生物菌类浸出有价金属及组分 | 尚未成熟 | 实验室阶段 | |
材料修复 | 正负极材料物理修复后可用于低速车或小储能场景 | 环保、短工艺 | 赛德美 |
资料来源:作者整理
动力电池回收行业还处于发展初期,正在研究的回收方法不胜枚举,但无外乎以上技术路线。
在当前这些技术路线下,材料回收率,行业规范要求镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%,锂的回收率不低于85%,稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于97%。
回收率当然越高越好。但是,提高回收率不仅需要自身技术过硬,更取决于预处理阶段材料的品位。以磷酸铁锂电池为例,破碎黑粉市场需求锂含量大于2.5%,最好能达到3.8%。而正负极片手工分拆,纯正极粉锂含量很容易达到最高标准,而机械破碎成正负极混合粉后锂含量基本在3.0%以下。
这导致了劣币驱逐良币的现象。
大量电池被“小作坊”回收,进行人工拆解成外壳、铜箔、铝箔、黑粉,正负极片分开精细拆解,材料品位高,售价可观。不乏有些“正规军”竞标拍得电池后外包给贵州、江西等穷乡僻壤的“小作坊”拆解预处理后再进行湿法冶炼回收材料。
低成本高价值回收是“小作坊”的优势,人工拆解分拣1吨电池成本600元,还不到“正规军”设备拆解分选成本的一半。
当然,代价是牺牲了环境和人身健康,得不偿失。真切希望国家尽快建立监督管理制度措施,真正实现动力电池无害化有序回收。
动力电池回收的技术路线也在演进,因为动力电池的技术路线也还没有定型。
发展初期,动力电池中的镍氢电池、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂等电池各显神通,均有商业化应用。后来,磷酸铁锂和三元锂电池凭借强大的性能优势成为绝对的主流。2018年,随着补贴退坡,三元电池安全事故频发,磷酸铁锂装机量逐步扩大,早有超越三元锂的苗头。直到2021年,磷酸铁锂份额反超三元锂成功逆袭,正是市场的选择。
发展还在继续。
预计未来3-5年,半固态电池开始规模化应用。未来10年,固态电池有望占据一席之地。
跟随这些变化,电池回收工艺技术及装备将迎来更大的挑战。
04
商业模式待完善
动力电池回收的商业模式要成立,首先要有好的回收来源。
数量少但是好回收的,是从主机厂可回收试验车电池包,少则几个,多则几十个,大部分具有梯次利用价值。个别车辆经过暴力实验后电池被火烧或破损可直接再生利用。
另外,比较好的货源是,从电池厂可回收极片废料、未注液电芯、B品C品电芯、电池PACK等。极片料市场渠道稳定,难以撼动,B品C品电芯作为梯次利用电池可用于低速车、两轮车、备用电源、路灯、充电宝等,市场需求很大。
还有很好的货源是公交公司的退役新能源大巴电池。这一货源竞争激烈,一批车退役可回收上百吨磷酸铁锂电池。回收企业竞标拍得电池,根据电池生产年份、品牌、电池状态,价格从100到200元每度电不等。现场人工拆解拉回工厂检测分选,通常80%可梯次利用,按200到300元价格销售给梯次利用企业或贸易商。当然,碳酸锂价格持续飙升,电池级碳酸锂已经涨到40万元/吨,现在回收价格还要考虑再生利用价值。
汽车拆解厂报废的新能源汽车上的动力电池更是抢手货。2018年1000多辆新能源汽车在拆解厂报废,80%带电池;2019年汽车拆解厂同样回收1000多辆新能源汽车,80%车辆电池提前被拆卸拍卖。更有甚者,有些贸易商售出一车电池,买方还没拉上高速,就又有新买家出高价截胡,上演一出抢电池大战。
在真正的梯级利用和回收利用企业之前,还有贸易商穿梭其间。
贸易商擅长背靠背销售,发现有电池货源,询问电池状态及价格区间等信息,现场验货核实后准备竞标,同时寻找买家。废旧电池采购都是现金交易,款到发货,从不拖欠,但是赚的就是差价。最勤奋的业务员甚至开着私家车沿街扫货,修理厂、报废厂、电动车经销商是他们经常光顾的据点,出去一天,后备箱里拉上二百公斤废旧电池屡见不鲜,活生生高危职业。
“小作坊”回收电池业务灵活,套路众多,在此不详细描述。
“正规军”回收虽然可以与主机厂、电池厂达成战略合作,个别外资车企还会免费提供电池处理,但回收量有限,现有商业模式也还难以盈利。
为了提前锁定电池来源,批量回收,回收企业开始布局换电业务。外卖骑手最早使用铅酸电池,经常因为不能及时充电而中断服务,两轮电动车换电模式很好解决了这个问题,率先商业化并盈利。新能源汽车换电模式一直在探索,蔚来自建换电站自给自足,受用户青睐。奥动搭建换电平台为出租车提供换电服务,部分站点已经盈利。换电模式降低购车成本,解决充电难题,提高使用效率,也有利于回收企业实现回收的可持续发展。
另外,在电池回收过程中,经常会遇到几吨零散电池,不足以装满一车运回工厂处理的现象,回收商可以选择暂存在回收网点,攒够30吨再用15米大车一次性拉走。工信部备案动力电池回收服务网点已超1万个。自建1个网点,每年的运营费用在30万左右,很难盈利。因此,合作共建、共用回收网点是回收企业研究的热点。
05
材料价格上升拉动
电池回收的收益,要么是梯级利用,要么是来自材料回收再生价值。
2021年以前,回收处理磷酸铁锂电池可以做梯次利用,但做再生利用亏钱是行业普遍现象。大多数企业都不愿意回收,也曾有几百元每吨、甚至免费赠送、运费自理的现象。
2020年底,碳酸锂价格还处于历史低位,2021年开始上涨,从5万元/吨一路飙升至年底35万元/吨。截止到2022年2月17日,碳酸锂均价突破43万元/吨。
由此,废旧磷酸铁锂电池回收价格也水涨船高,铝壳电芯从2021年初2000元/吨左右到现在报价15000元/吨(不含税不含运费)。
资料来源:作者整理
显然,如果材料价格继续上调,将拉动动力电池回收业务的收益。
那么电池材料价格走势是怎样的?
2021年的电池级碳酸锂上涨,有三大主要原因。第一,新能源汽车销量超出预期成倍增长,国外资源端供应不足,国内冶炼企业不能满负荷生产。第二,国内盐湖提锂产能受冬季影响减产、设备检修期及年底囤货影响,供应减少。第三,全球已探明锂矿储量的52%在智利,2021年底智利总统博里奇赢得选举,他专注于社会变革,承诺增加采矿特许权使用费和企业税收,开采成本增加。
另外,2022年新能源汽车势头不减,有专家预测今年将会提前实现2025年销售500万辆的目标,还有可能冲击600万辆。
锂电储能同样在快速发展,未来对于锂电的需求很可能会超过电动汽车。碳酸锂供给端,很多新建项目最快要到2023年下半年才能投产。所以,今年碳酸锂价格大概率还会持续上涨,维持在高位区间。
全球钴矿资源分布集中,主要在非洲刚果(金)。而我国钴资源十分稀缺,三元锂电池主要回收钴、镍,现在废三元软包电芯(523体系)采购价格接近4万元/吨高价,依然是回收企业的宠儿。
钴俗称“钴奶奶”,价格呈周期性大幅波动,2018年一季度估价达到历史高位68万元/吨,之后急速下跌,2018年底跌至34万元/吨。主要原因是2018年5月后新能源汽车增速减缓,需求较预期减少,同时二季度开始,钴矿的增产计划逐步兑现,供给大幅上涨。2019-2020年,钴价震荡调整,维持在20-30万元/吨低位区间。2021年,原材料需求紧张,钴价持续上涨至40万元以上,截止到2022年2月17日,电解钴涨至53万元/吨。
非洲刚果(金)本身是政治动荡国家,物流运力也不发达,好在磷酸铁锂电池份额逐渐扩大,且811低钴体系电池应用增加,钴资源需求没有锂那么急迫,今年或将维持在50-60万元/吨高位区间波动。
市场上回收三元电池黑粉的价格主要根据钴含量、镍含量及钴价格系数计算而得。
钴在高位区间,价格系数也高,三元正极黑粉回收价值也相应提升,利好行业发展。
06
结语
政策方面,我希望国家建立监管处罚机制,推出废旧动力电池列入“危废名录”计划,逐步落实废旧动力电池回收资质管理。
经济方面,2022年北京冬奥会提振经济消费,促进新能源汽车发展,特别是氢燃料电池汽车大规模应用;越来越多人认可电动汽车,尤其是年轻人群,购买潜力巨大。
社会方面,希望车企建立电池回收机制,或以旧换新,引导个人用户所有权电池直接交由正规回收企业处理,减少中间商环节;民众自身加强环保意识,致力于电池无害化回收。
技术方面,希望回收企业加强工艺技术及装备研发,关注动力电池技术路线发展,规划研发方向及重点,致力于安全、环保、精细化、自动化回收整体解决方案。
动力电池回收行业之所以有趣,主要在于废旧电池价值的不确定性。就像“赌石”,你很难判断一块石头含有多少成分的玉,开出的玉的价值是多少。当然,有经验的电池回收者可以通过一定方法,借助一些工具辅助分析,尽可能准确判断废旧电池价值。
新年伊始,万象更新,祝愿动力电池回收企业虎啸风生乘时起,堆金积玉创未来!
——END——