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优德体育:动力电池回收市场发展前景广阔,市场规模巨大【图】

2018年09月28日 11:03:49字号:T|T

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    动力电池(主要指锂动力电池)回收利用是指对新能源汽车废旧锂动力电池进行多层次的合理利用,主要包括梯级利用和资源再生利用。梯级利用是将容量下降到 80%以下的车用动力电池进行改造,利用到储能(电网调峰调频、削峰填谷、风光储能、铁塔基站)及低速电动车等领域。资源再生利用(简称“再生利用”)是对已经报废的动力电池进行破碎、拆解和冶炼等,实现镍钴锂等资源的回收利用。

    中国从2009年开始推广应用电动汽车至今,已超过7年时间。随着近年来我国新能源汽车推广使用数量的快速上升,动力电池陆续开始进入大规模报废期。日前,工信部发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,此后,国务院办公厅又印发《生产者责任延伸制度推行方案》(以下简称《方案》),倡导绿色制造,保护生态环境,其中对汽车生产和动力电池回收提出具体要求。

    中国目前已具备技术能力强、环保水平较高的镍氢电池、锂电池回收利用企业。部分已在汽车动力电池拆解、回收利用上开展了大量工作,积累了实践经验;于此同时,为适应新能源汽车大规模推广带来的市场需求,一些科研院所正积极开展动力电池回收利用工艺研究,并联合企业开展商业化探索。

    一、中国动力电池装机量及动力电池年报废量分析预测

    动力电池回收场景来源于新能源车的推广,市场盘子取决于新能源汽车整体情况。 中国新能源汽车在销量、销量占比、保有量等方面均保持着世界第一的地位。同时,据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计,我国公共类充电桩建设、运营数量接近15万个,相较于2015年末的4.9万个增加2倍以上,中国也已成为充电基础设施发展最快、保有量最大的国家。近年来我国新能源汽车市场快速增长。其中,销量从2013年1.8万辆增至2017年达77.7万辆,涨幅达4216.7%。到了今年,虽然受到补贴调整等影响,但新能源汽车销量仍保持高速增长。1-8月,新能源汽车累计销量达60.1万辆,同比增长88%。到2018年,预计中国新能源汽车销量将达150万辆。

2018年中国新能源汽车销量预测

资料来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询网发布的《2018-2024年中国动力电池行业市场竞争格局及未来发展趋势报告

    通常动力锂电池的使用寿命为3-5年,一辆电动车的电池组包含80-120块单体锂离子电池,每块动力锂离子电池的重量为3-4kg。以平均每辆新能源车载有100块单体锂离子电池,每块重3kg计算,截至2015年全国投入使用的动力锂电池将分别达到2.66亿块,总重量将达到79.8万吨,而这些锂离子电池将于2018年集中进入报废期,退役动力锂电池回收问题迫在眉睫。当前时点环保需求、动力锂电池回收的经济性和政策支持是驱动锂电回收业务发展的三大主要动力。

    首先,废旧锂电池回收体具有极大的环保效益。锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解质和隔膜四部分构成,其中正极材料价值量最高,也是回收的重点。以三元锂电池为例,其成本中正极材料占比约35%,负极材料、电解液和隔膜占比分别约5%、8%和8%。废旧锂离子电池的材料一旦进入环境中,正极材料中的镍/钴/锰等金属离子、负极的碳粉尘、电解质中的强碱和重金属离子都有可能造成重金属污染或有机物污染,并最终通过食物链最终进入人和动物体内,严重影响环境质量和人类健康。

磷酸铁锂电池成本拆分

资料来源:公开资料整理

三元电池成本拆分

资料来源:公开资料整理

    废旧锂电池回收在具有环境效益的同时,兼具经济效益。不同动力锂电池正极材料中所含的有价金属成分不同,其中潜在价值最高的金属包括钴、锂、镍等。未来,伴随高能量密度的三元电池需求持续增加,对钴、锂等原材料的需求亦将更加紧俏。因而,通过对废旧锂电池进行回收,将镍、钴、锂等有价金属进行提取进行循环再利用,是规避上游原材料稀缺和价格波动风险的有效途径,经济效益显著。

    动力锂电池原材料价格高企是锂电回收的重要原因。近一年三元锂电池的重要原材料价格稳步提升,长江有色市场近几个交易日钴平均交易价格约为56万元/吨,创历史新高;金属镍的平均价也呈现出上升趋势;碳酸铁锂近期也维持在16.4万元/吨的高位。未来随着新能源乘用车市场规模的扩大,三元锂电池覆盖率的进一步提升,必将拉动相关金属原材料需求的快速增长,钴、镍等贵金属价格有望维持高位,废旧锂电池回收的经济效益得以凸显。此外,据公安部数据显示,截至6月底全国机动车保有量达3.19亿辆,其中汽车保有量达2.29亿辆。而截至上半年,全国新能源汽车保有量达199万辆,在汽车保有量中占比仅0.9%左右,增长空间非常大。

    新能源汽车推广效果显著,带来动力电池产能需求旺盛。据最新数据显示,2018年7月,国内新能源汽车市场动力电池装机量为3.4GWh,环比增长16%,同比增长30%;1-7月累计装机量为18.9GWh,同比增长126%。

2016-2020年中国动力电池装机量走势

资料来源:公开资料整理

    伴随新能源汽车的发展,车用动力电池的需求量和报废量将与日俱增。预计到2020年,中国汽车动力电池累计报废量将会达到20万吨的规模。

    作为新能源汽车的核心零部件,动力蓄电池出货量持续高增长。按照相应的报废标准,2015年国内报废动力电池累计为2万~4万吨,对应的电池回收率仅2%。根据中国汽车技术研究中心的预测,到2020年,我国累计报废动力电池将达12万~20万吨。

    旧动力蓄电池回收市场将从2018年开始暴发,当年即可达50亿元规模;到2020年和2023年,废旧动力蓄电池回收市场规模将进一步增长至136亿元和311亿元。结合汽车报废年限、动力电池寿命等因素,对电动汽车动力电池报废量进行了预测,到2025年中国电动汽车用动力电池年报废量或可达到35万吨的规模。

电动汽车动力电池报废量预测

资料来源:公开资料整理

    随着未来新能源汽车的进一步普及,动力电池产量将保持增长,增速放缓。据预测,到2020年中国动力电池装机量超过140GWh。随着动力电池投放入市场,到了使用年限将有一大批退役电池面临处理。新能源汽车市场的快速发展及动力电池的增长为动力电池回收产业带来大量需求。

    二、动力电池回收市场前景广阔,市场规模巨大

    1、梯级利用是动力电池回收利用最具前景的细分市场

    近年来,动力蓄电池产销量逐年攀升,随之而来的是大量面临退役、报废的电池。据预测,从企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面综合测算,2018年后新能源汽车动力蓄电池将进入规模化退役,预计到2020年累计将超过20万吨(24.6GWh)。此外,如果按70%可用于梯次利用,大约有累计6万吨电池需要报废处理。

    根据企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面综合测算,2018年后新能源汽车动力蓄电池将进入规模化退役阶段,预计到2020年累计退役动力电池将超过23万吨(21GWh)。由于2016年以来新能源乘用车80%以上搭载三元材料动力电池。所以,2020年以后三元材料动力电池的报废量将有明显的增长。

锂动力电池逐年退役量预测(单位:Gwh)

资料来源:公开资料整理

    由于2013年至2016年动力电池以新能源客车的磷酸铁锂电池为主,因此短期内,退役动力电池也会分布在新能源客车磷酸铁锂电池这个类型。而随着新能源乘用车市场规模的快速增长,预计到2022年三元电池退役规模将与磷酸铁锂电池退役规模持平并逐渐反超。迅速增长的动力蓄电池退役量为动力电池回收产业带来巨大市场。

    退役的动力电池将按照先实施梯级利用、后实施资源再生利用的方式进行回收利用。据测算,由此带来的电池回收利用规模将在 2020 年达到 107 亿元左右(其中梯级利用市场规模约 64 亿,再生利用市场规模 43 亿元)。到 2025 年市场规模合计将达到 379 亿元(其中梯级利用的市场规模约 282 亿元,再生利用市场规模约 97 亿元)。由此可见,动力电池的回收利用将快速形成一个巨大的新兴市场,而梯级利用又是其中最大、最具前景的细分市场。

锂电池回收利用市场总规模预测(单位:亿元)

资料来源:公开资料整理

    (重要假设条件:1、新能源汽车发展进程与国家规划一致;2、磷酸铁锂电池平均 4 年退役,三元电池平均 5.7 年退役。3、动力电池到期正常退役比例从 80%逐渐上升到 90%;4、可梯级利用电池比例从 55%逐渐上升至 70%。5、梯级电池平均 5.5 年后报废;6、消费电池回收率从 10%逐渐上升至 20%;6、电池厂废品率从 4.5%逐渐降至 2%。)

    从梯级电池的潜在应用领域看,电池在储能和低速电动车等领域有着巨大的应用潜力。一则中国铁塔公司现有通信基站 180 多万个,目前每年存量电池的更换和新建基站需要 25Gwh 的电池,根据测算,相当于 2020 年全国实际可梯级利用的电池总量的 3 倍。二则中国低速电动车 2016 年销售 100 多万辆,2020 年有望达到 200 万辆,共需电池10-14Gwh,目前主要采用铅酸电池,未来有望更换为成本更低的退役动力电池。三则新能源发电、输配电网调峰调幅、用户侧削峰填谷、智能电网,及家庭分布式光伏发电等都有巨大的应用潜力。由此可见,梯级电池不仅完全不缺乏市场空间,还有望带动储能这个巨大新兴市场领域的形成。

动力电池可梯级利用量预测(单位:Gwh)

资料来源:公开资料整理

    2、未来五年内磷酸铁锂电池是回收利用的主要对象

    从退役动力电池的类型看,到 2022 年前退役动力电池的主力都将是磷酸铁锂电池;2023 年后退役三元动力电池将占主流。因此,动力电池回收利用首先要面临磷酸铁锂电池的回收利用问题。磷酸铁锂的再生利用价值很低,目前可免费回收甚至收费回收,但是可很好地进行梯级利用。

    就锂电池再生利用而言,可供再生利用的废旧锂电池来源不仅来自直接报废的退役动力电池,还有废旧的消费锂电池、电池企业等的生产废料、报废的梯级利用电池等重要来源。经过测算,未来 5 年内主要的再生利用电池仍然是缺乏回收价值的磷酸铁锂电池。但三元动力电池的再生利用量将从 2020 年开始快速放量,并超过消费锂电池的再生利用量;从 2023 年开始,三元动力电池将进一步超过磷酸铁锂电池成为再生利用的主要对象。

    三、动力电池回收利用行业发展趋势

    1、产业链上下游的联盟合作将显著加强

    一是梯级利用企业将与电池企业的融合发展。梯级企业发展的必然方向是“储能”,而电池企业也将储能市场作为必争之地,因而是目前梯级利用布局的主要力量。随着两类企业的互相渗透与重组整合,未来将形成一批兼具动力电池、电池梯级利用及储能业务的电池龙头企业。

    二是再生利用企业将与资源材料企业的融合发展。再生利用企业正在积极向材料转型;对资源和材料企业而言,再生利用也是必争之地。随着两类企业业务领域的互相渗透与融合,未来将形成一批兼具资源、回收、材料业务的电池材料龙头企业。

    三是产业链上下游在回收领域的战略联盟与合作将显著加强。动力电池回收责任机制安排,以及电池回收利用的系统性复杂性决定了上下游企业必须加强协同合作。

    具体而言,车企是终端市场话语权的掌控者,又是电池回收的责任主体。车企没有足够的网络建设能力,客观需要动力电池生产及回收利用企业的帮助。电池企业和材料企业需要为下游分担相应的回收责任以赢得客户和市场。而梯级利用企业又必须需要保障废电池的最终再生利用,才能获取车企的信赖与合作。因此,产业链上下游需要加强战略联盟与合作,共担责任和风险、共享收益。

    从现实情况看,产业链龙头企业间的联盟合作已经开启。如宁德时代 2016 年 10 月间接控股邦普循环,打通了梯级利用和再生利用产业链,并大大提高了材料端的话语权。国轩高科与金川集团 2017 年 8 月通过紧密的股权合作共建电池再生利用线。北汽新能源 2016 年 9 月参股赣州豪鹏(2017年 8 月并入厦门钨业旗下),并与之合作共建 2 万吨/年的动力电池回收及三元前驱体生产线;同时依托 2016 年 6 月成立的匠芯电池公司实施梯级利用、构建光伏充换电站,打通梯级利用、储能和再生利用链条。杉杉股份与电池企业凯泰新能源等 2016 年 9 月共同投资设立电池回收利用企业,并将继续加强合作以打造“储能节电、光伏发电和光储结合的系统能源解决方案”。比亚迪与格林美 2015 年 9 月签订框架协议共同投建储能电站和光伏电站示范站等。

    当前,国内新能源汽车企业对动力电池梯级利用的重视度普遍不足。未来随着梯级利用市场价值的体现,车企也将逐渐会成为动力电池回收联盟合作中的重要主导力量。

    2、回收企业需参与共建回收网络以获取废旧动力电池

    回收网络体系的完善是废旧动力电池回收利用行业发展的基础和重中之重。能否获取稳定的废旧动力电池来源,也直接关系到回收利用企业的根本生存和发展。

    根据即将发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,国家对产生废旧动力电池各个环节的回收责任都有明确的规定和要求。通过梳理,未来废旧动力电池主要由车企组织或授权建立的回收服务网点负责收集,交给与车企协议合作的电池生产企业,先做梯级利用,再由梯级利用企业回收并交再生利用企业回收处置。

    按照这样的顶层制度设计,未来梯级利用企业需与动力电池企业进行战略合作乃至融合发展,参与车企组织或授权的回收网络建设,才能获得稳定的废旧动力电池来源。再生利用企业未来将主要从梯级利用企业手中获取废旧电池,因此必须与梯级利用企业建立紧密的战略合作关系,才能获得稳定的废旧电池来源。因此,未来将呈现梯级利用企业、再生利用企业(与车企合作)共建回收服务网点的局面。

    3、国企实施动力电池回收的产业环境将日益改善

    在废旧消费电池和废旧电子产品回收市场,由于回收体系环节散乱,民营再生资源利用企业收购废旧资源时可不需进项发票、直接用现金交易;而国企由于必须要进项发票,不仅只能按照更高的“带票价”收购,甚至无法获得稳定的原料来源。这导致国营再生资源利用企业无法与民企竞争。

    这也是目前邦普、格林美等民企占据锂电池回收市场领导地位的重要原因。加之许多民企由于环保条件不达标、生产成本更低,正规国企在这样的市场基本无法生存。

    但未来实施动力电池的回收,上述现象有望得到大幅的改观。一则“新时代”国家大力推动绿色发展,环境监管、督查整治力度空前,环保不达标的企业难以生存。二则随着生产者责任延伸制度的推行及动力电池溯源和监控系统的运行,各产废单位售废偷税难度将显著加大、废旧动力电池流入非法渠道的可能性也将显著降低,民营回收企业的“不开票”优势也将逐渐丧失。

    另一方面,国家为了推动电动汽车的发展,鼓励许多国有公交集团、出租车公司及其他专用车单位率先使用电动企业,这些单位将是一段时期内退役动力电池的主要产废单位。他们出于“国有资产流失”等考虑,更愿意把退役的汽车及电池交给国有背景的企业去做回收利用。

    4、当前是布局动力电池回收利用较为理想的时机

    一则当前仍处于动力电池大规模退役前夕,行业内企业大多处于前期布局阶段,动力电池的再生利用还未成规模,许多企业尚未实现盈利。废旧动力电池回收利用的龙头企业及企业联盟也还未真正成型。因此,如要开展相关布局,2018年底之前还属于比较理想的时间窗口。

废旧动力电池再生利用量测算(单位:万吨)

资料来源:公开资料整理

    二则目前动力电池回收利用政策准入门槛相对较低,国家在政策上仅要求企业达到《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》相关要求并申报规范目录,符合必要的安全环保标准即可(许多省份也对其参照危废管理,要求具备危废资质)。但未来国家将会逐步提高行业准入标准。同时,国家相关部门正在研究实施许可证管理(预计 2020 年前后),适度控制从业企业数量。因此,最迟应在 2019 年底以前初步完成相关布局才能占据主动。

    5、动力电池回收利用领域风险与收益并存

    动力电池回收利用作为仍处于导入期的新兴行业,有着巨大的成长空间,但也客观存在较大的风险,主要体现在:

    一是回收体系建设进程的不确定性。尽管国家环保监管力度空前提高、政策法规也有明确的规定,但回收网络体系的建设需要较大的投入、建设难度也较大,能否迅速完善有较大的不确定性。这可能导致流入正规渠道的废旧动力电池比例降低,并导致初期正规国企可获得的废旧电池不足。

    二是行业规范化发展进程的不确定性。如果动力电池溯源和监控系统的建设不到位,导致产废单位销售废旧电池的“偷税”难度并未显著提升,民企将继续拥有“不开票”优势;同时,如果未来国家环保监管放松,环保不达标的企业仍将占据成本优势。这些可能导致初期国企缺乏竞争力。

    三是电池再生利用价值的不确定性。如果采用三元正极的锂电池未来逐渐被新体系电池替代(如锂硫电池、燃料电池等),则动力电池再生利用的价值可能将显著降低(梯级利用的价值不受影响),但届时再生利用企业可能需要依靠政策或市场补贴机制等才能维持正常运营,而对于补贴机制又存在较大的不确定性。

    未来,动力蓄电池市场需求进一步释放,动力电池回收市场规模扩大,行业前景广阔。

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