当前位置 : 首页 》新闻咨询讯 》公司动态
新能源产业专题5|动力电池回收发展洞察
阅读数:243

作者:南京卓远研究中心

图片

前言

2022年12月15日至16日的中央经济工作会议把扩大内需作为五大任务之首,其中支持新能源汽车消费是扩大内需的重大举措。动力电池回收作为新能源汽车消费链条的末端环节,受其景气度传导,发展至今已经进入规范化发展阶段其核心要点在于建立生产者责任延伸制度,规范回收利用标准体系,从2021年工信部等部门《关于印发汽车产品生产者责任延伸试点实施方案的通知》(工信部联节函〔2021〕129号)的文件来看,动力电池回收的责任主体不仅仅局限为汽车生产企业,报废机动车回收拆解企业、资源综合利用企业也都是动力电池回收的责任主体,必须按照有关规定履行回收利用溯源管理主体责任。工信部指出:下一步的重点工作是协同推进充换电基础设施建设,尽快研制出《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》,确定国家标准和行业标准,我们认为动力电池回收未来可期。天风证券预计,2030年我国动力电池总退役量有望达到304.24万吨,2021-2030年复合增长率将近50%。中性预期下,预计2030年我国动力电池回收市场规模有望达758.4亿元,2021-2030年复合增长率高达58.1%。

卓远研报第37期:

动力电池回收

发展洞察 

扫描上方二维码,观看视频配套详解、

并下载阅读全文(可打印)。

图片

 

一、概念界定

参考《电动汽车安全性指南(2021版)》,动力电池回收指对废旧动力蓄电池收集、分类、贮存和运输的过程总称。动力蓄电池包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物/镍动力蓄电池,不含铅酸蓄电池,本文的研究对象为锂离子动力蓄电池,主要是磷酸铁锂电池和三元锂电池,目前回收利用工艺有湿法、干法、生物法,湿法凭借金属材料回收率和纯度较高的优势逐渐成为主流工艺。

 

表1 集中式与分布式光伏电站对比

 

 

二、行业发展现状

1、扩大内需政策背景下,新能源汽车需求旺盛,带动退役动力电池数量大幅增长,动力电池回收市场规模爆发。据中汽协数据显示,2014-2021年新能源汽车销量从7.48万辆增加至352.10万辆,平均增速高达125%。其中,在2018年新能源汽车销量首次跃升百万,增幅61.65%,按照动力电池5-8年的使用寿命计算,2023-2026年动力电池迎来百万级别退役高峰期。根据我国燃油车退出时间表:2050年前全面实现新能源化,传统燃油车将全面退出。我们认为,全面新能源化后,汽车电动化势不可挡,新能源汽车的可持续性增长较强,受其景气度传导,可以预见未来十年,退役动力电池数量可观,叠加电池金属材料的稀缺性,动力电池回收行业将进入爆发期。

 

2、高镍低钴趋势下,动力电池回收产出的镍金属材料供不应求。废旧动力电池回收经再生利用后,可获得锂、镍、钴、锰等金属材料产出物,主要供向动力电池材料生产企业、电池生产企业、汽车生产企业。产出物中,镍、钴是三元锂电池的重要材料,同时又是稀缺金属材料,但近几年,钴价水涨船高,仅钴的材料成本就占整车生产成本的20%(动力电池成本约为40%),极大地压缩了利润空间。同时,镍价保持相对稳定,镍含量又决定了电池的续航能力和比容性,这与动力电池长续航、高能量密度的技术升级相契合。因此,为了降低钴价震荡带来的影响,契合生产技术变革,高镍低钴已成未来发展趋势,可以预见电池材料生产企业、电池生产企业、汽车生产企业对镍的需求将攀升。但从预测的动力电池回收量来看,镍的回收拆解产出供给暂不能满足攀升的需求,高工产业研究院(GGII)预计:到2025年,我国回收的废旧动力电池将达到96万吨,通过回收动力电池拆解产出镍占相应需求量的28.70%,即市场对回收动力电池拆解产出的镍需求约为13.12万吨。而按照镍在三元锂电池中12%的比重,98%的回收率1,即使96万吨的废旧动力电池均为三元锂电池,也仅能供给11.29万吨的镍金属材料,仍有1.83万吨的需求缺口。随着镍需求攀升,该缺口可能持续扩大。

 

3、劣币驱逐良币甚嚣尘上,白名单扩围紧锣密鼓进行中。当前动力电池回收的玩家主要有五类:电池材料生产企业、电池生产企业、汽车生产企业、第三方机构或企业、环保企业,这五类主体涵盖工信部公布的新能源汽车废旧动力电池白名单企业,以及白名单之外的“黑作坊”。目前行业大部分玩家以“黑作坊”为主,企查查数据显示,仅2021年我国动力电池回收企业数量达4.06万家,同比增长229.5%,近半数为规模500万以下的小型企业;他们以放弃环保为代价,高价回收了市场上80%的退役动力电池,无序竞争导致白名单企业无电池可收,致使行业呈现小、散、乱的竞争格局。工信部正紧锣密鼓地开展白名单扩围工作中,2022年11月,工信部就第四批动力电池回收白名单企业公开征求意见,本批白名单共41家企业在列,若公告无异议,叠加此前三批名单,国内动力电池回收白名单企业共86家,行业“正规军”再扩容。未来“黑作坊”或将随着行业规范化而被整合或退出,白名单企业将能凭借先进技术和规范性而扩大市场。

 

1参考《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)》:我国动力电池再生利用企业对镍的综合回收率应不低于98%。

 

三、产业链图谱

动力电池回收上游是电池制造及使用,中游是电池回收,下游是电池利用。其中(1)上游竞争格局稳定,龙头企业占据半壁江山,2021年CR5为83.4%,受原料价格暴涨影响,利润空间承压,上游企业积极布局中下游以减缓原料价格波动带来的震荡。(2)中游竞争激烈,多方资本入局,市场集中度较低,小、散、乱的市场格局亟待规范,未来兼并收购有利于提高市场集中度,产业链合作有利于打造“电池生产-电车生产-电池回收-电池生产”的回收闭环,进一步提高行业集中度。(3)下游可分为梯次利用、再生利用,梯次利用适用于电容量介于20%-80%之间的动力电池,当前尚处于商业化探索阶段,技术壁垒较高,标准体系也不明确,目前仅有少数企业参与试点;再生利用适用于电容量低于20%的动力电池,工艺成熟,应用广泛,是当前的主要竞争领域。

 

 

四、动力电池回收测算假设与框架思路

本文模拟某企业的动力电池回收项目进行测算。该项目拟建设一条动力电池拆解破碎线,浸出、浆化及萃取等预处理生产线,金属材料冶炼技术线,以及其他配备工程,项目总投资6000万元,年处理规模为3000吨。涵盖磷酸铁锂电池,预计1800吨;三元锂(523型)电池,预计1200吨,采取市场上主流的湿法工艺。各类价格标准均参考上海有色金属网、CBC金属网2022年12月12日前的最新报价。

 

经研究,得出如下结论:

(1)湿法回收废旧动力电池的单位成本介于15000元/吨-40000元/吨之间;

(2)运营收入为萃炼后的金属材料、铜箔、铝箔交易收入所得,价格参考上海有色金属网、CBC金属网,利润率与处理工艺以及市场现价紧密相关;

(3)运营成本由电池收购成本、拆解成本构成,其中收购成本占运营成本的70%-90%,拆解成本比重较小,但涵盖内容广泛,包括辅助材料成本、燃料动力成本、人工成本、设备维护费、其他成本等。

 

假设:

(1)建设成本=建安投资+设备投资=单位电池处理成本*回收电池数量=20000(元/吨)*3000吨=6000万元;

(2)运营成本=回收成本+拆解成本,其中回收成本占运营成本的80%。由于磷酸铁锂电池与三元锂电池的回收比重较大,本文以此为例测算回收成本,那么运营成本=(每吨废旧磷酸铁锂电池回收价格*废旧磷酸铁锂电池数量+每吨废旧三元锂电池回收价格*废旧三元锂电池数量)÷80%=(1.95万元/吨*1800吨+4.60万元/吨*1200吨)÷80%=9030万元÷80%=11287.50万元;

(3)运营收入=再生磷酸铁重量*磷酸铁价格+再生三元材料重量*三元材料(523动力型)价格+铜箔重量*电池级铜箔均价+铝箔重量*电池级铝箔均价,为拆解后再生利用的主要产出物;相关变量信息要点如下:

由于动力电池金属材料难拆解含量,因此计算时产出物均以化合物形式存在;

各类产出物的比重参考信达证券在《电池回收系列专题(二):电池回收成本和盈利拆分模型》中的数据:报废动力电池中单体电池重量约占总重量60%,再生金属材料占单体电池重量约30%,铜箔重量约占单体电池的9%;铝箔外壳重量约占总重量的40%。

(4)建设期2年,电池回收设备折旧年限为8年;折现率i=4.3%(采用5年期LPR值);建成后的各类材料平均回收率为95%。

 

最终得到如下结果:NPV=72.93万元,投资回收期=8.48年,具体如下表: