新能源趋势下,锂电回收产业蓄势待发!

日期: 2024-06-20 13:20:27|浏览: 60|编号: 75187

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新能源趋势下,锂电回收产业蓄势待发!

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众所周知,锂电池的应用越来越广泛,从最初的3C电子产品,到现在拓展到动力电池及储能、5G基站等各个领域。

中国是最大的锂离子电池消费市场,2021年约占全球市场的59.4%。由此产生的废旧电池越来越多,锂电池回收行业也随之发展起来。

特别是随着新能源汽车的发展,动力电池的应用越来越多,动力电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池两种,寿命大概在5-8年左右。

如今新能源汽车早期电池已进入报废期,未来几年报废电池数量只会越来越多,其中含有大量有价金属,如果随意丢弃,不仅造成钴、镍、锰、锂等金属资源的浪费,还会严重污染环境。

尤其是动力电池所用的几种金属,我国都比较缺镍、钴、锂。虽然我国也有一些锂矿,但大多是盐湖锂矿,主要分布在青藏高原,开采难度大,进口依赖性强。钴、镍在我国更是稀缺,严重依赖进口。

锂电池回收有望适当减少动力电池领域的对外依赖,以每回收100g三元锂电池为例,可回收镍12g、钴5g、锂1.2g、锰7g。

其他类型的动力电池还可回收不同数量的镍、钴、锂、锰等金属,废旧电池中有色金属含量甚至远高于原生矿石,因此废旧动力电池的回收价值巨大。

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锂电池回收产业链

目前动力电池回收主要有两种类型:一是梯次利用,二是回收。一般退役电池中还有些残值的会进入梯次利用,不符合梯次利用条件的则会进入回收。

从安全性考虑,普遍认为磷酸铁锂比三元锂电池更适合梯次利用场景。

二次利用是指将废旧动力电池的电池组及电芯进行拆解、检测、筛选后,重新组装成健康的电池组进行回收再利用。

一般而言,当动力电池的实际容量衰减到80%以下时,就不再符合汽车使用的标准。

但容量在20%~80%之间,且状态良好的电池,还可以应用在其他对电池性能要求不高的领域,如家庭储能、低速汽车、太阳能路灯、通信基站等,直到性能不再满足要求。

回收流程主要包括电池组拆解和电池检测筛选。由于电池组的寿命和性能取决于性能最差的电池,因此在废旧电池重新组装时会提前对电池进行一致性检测,挑选出一致性较高的单节电池进行分组,以增加锂电池整体的使用寿命。

回收是通过物理或化学方法提炼金属的过程。目前的回收过程可分为预处理、二次处理和深度处理三个过程。

第一步是预处理阶段,由于锂电池密度较大,报废之后还有一定的电量,所以需要先进行深度放电,出于成本考虑,一般采用盐水浸泡的方式进行放电。

放电之后还需要进行二次加工,首先将金属外壳拆开,然后将拆开的电芯和电极废料放入破碎机进行破碎,破碎后的产物在业内被称为“黑粉”。然后通过物理或者化学的方法将黑粉中的活性物质、集流体、隔膜等材料分离出来。

然后深加工是整个工艺的关键,主要包括浸出和分离提纯两个过程,以提取有价值的金属材料。

从黑火药中提取金属材料的方法主要有四种,即火法回收、湿法回收、物理回收或生物回收。目前,我国工业上广泛应用的只有湿法回收技术,而国外目前主要采用火法回收。

动力电池回收行业其实环节比较少,上游是废旧电池的来源,包括报废的动力电池、动力电池生产废料等,由个人消费者、电池生产企业、电池检测公司提供。

产业链中游是动力电池的回收利用,包括梯次利用、回收利用。

产业链下游为梯级利用领域,包括低速电动汽车、通讯基站、储能电池、智慧路灯等,以及回收、提炼锡、锰、钴、镍、锂等领域。

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未来的趋势

虽然锂电池回收行业最近才爆发,但其实这个行业已经发展了很多年。2015年之前,锂电池回收处于起步阶段,主要以小作坊为主。那时锂电池才刚刚渗透到动力领域,主要在大巴车上,电池类型也以磷酸铁锂为主。

随后,2015年至2021年,由于新能源汽车的发展,锂电池装机量大幅增长,三元锂电池超越磷酸铁锂,期间工信部发布行业规范,公布三批企业名单,锂电池回收行业形成了一批相对优质的合规企业。

此后,锂电池装机量持续高速增长,回收行业新参与者不断增多,三元电池回收竞争愈发激烈,磷酸铁锂回收的经济性也随着金属价格上涨和技术进步而提升。

目前国内动力电池回收主要有三个来源:正极制造废片、电池制造废料、退役动力电池回收,虽然这个行业目前规模较小,但发展速度非常快。

2022年我国动力电池回收实际市场规模约在146亿元,理论2025年将达到595亿元,2030年理论将达到1406亿元。

2022年锂电池回收整体市场规模约314亿元,理论上2025年将达到1264亿元,2030年将达到2351亿元。

该行业的主要利润为销售与采购之间的差价,收购废旧锂电池的定价方式主要依据相关金属的现货价格加上适当的折价系数。

此外,金属回收能力、渠道回收能力、产能利用率等因素也对行业利润水平产生影响,目前行业龙头公司的毛利率可达20%-30%,相当不错。

据券商测算,当碳酸锂价格为20万元/吨时,回收磷酸铁锂电池正极片或者黑色粉末的毛利为4000元,对应每吨碳酸锂的毛利为2.22万元。

折价率为60%时,碳酸锂价格每上涨5万元/吨,回收铁锂正极片或黑粉毛利增加3000元/吨,回收碳酸锂毛利增加1.7万元/吨,当碳酸锂价格在10万元/吨以上时,铁锂回收依然具有经济性。

三元锂电池回收主要计算钴、镍的金属含量,以金属价格一定的折现系数作为收购价格,碳酸锂的价格暂不考虑,但锂的金属价值同样不小。

以碳酸锂20万元/吨为例,回收一吨三元正极片或者黑粉的毛利为7900元/吨,对应回收一吨碳酸锂的毛利为48700元/吨。

虽然碳酸锂价格下滑会一定程度上影响三元锂电池回收毛利,但当碳酸锂价格在10万元/吨以上,钴镍折价率在120%以下时,依然具备回收价值。

在动力电池需求旺盛的背景下,锂价很难出现大幅下跌,目前碳酸锂价格基本维持在30万元/吨左右,因此锂电池回收相关企业的利润还是比较可观的。

不过,在今年世界动力电池大会上,政协委员苗圩表示,要加强上游电池材料供给和价格稳定,今年碳酸锂价格大概率维持在15万-20万元/吨。

即便如此,锂电池回收企业依然利润丰厚,为了提高利润空间,行业企业会不断研究如何降低成本、提高效率、提高技术壁垒。

因此,行业洗牌或将到来,大量没有竞争优势的小作坊将逐渐被淘汰,只留下一批具有竞争优势、运作规范的龙头企业。

03

当前竞争格局

目前参与动力电池回收行业的企业较多,由于动力电池回收门槛较低,且金属价格较高,利润率也较好,近年来企业数量急剧增加。

2021年我国注册的动力电池回收企业数量达到2.4万家左右,较2020年增长约6.2倍。动力电池回收市场仍是一片蓝海,尚未出现明显的龙头企业,竞争格局暂时呈现“小、散、乱”的态势。

工信部针对锂电池回收企业制定了一系列标准,涵盖项目选址、设备与工艺、资源综合利用及能耗、环境保护等各个方面。

此外,企业须取得排污许可证、清洁生产许可证等多项证书和项目核准文件,并规定镍、钴、锰综合回收率不低于98%,锂回收率不低于85%。

符合条件的企业可以称为“白名单企业”,目前只有88家,不符合条件的企业则被称为“小作坊”。

目前,国内电池回收行业主要参与者大致可分为整车厂、电池企业、材料企业、金属资源企业及第三方企业五类,可见动力电池产业链上下游企业都在积极布局电池回收利用相关业务。

布局锂电池回收的整车企业有比亚迪、广汽、北汽等,电池制造企业有邦普回收(宁德时代全资子公司)、国轩高科、蜂巢能源等,资源型企业有华友钴业、赣锋锂业等,此外还有格林美、旺能环境、光华科技等一批第三方回收公司。

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行业护城河

这么多企业积极参与这个新兴市场,这个行业会形成护城河吗?其实会的。首先最大的护城河是要有稳定的废旧电池回收渠道,至少你要有拿到电池的条件。

动力电池回收的主要渠道为电池生产厂家、主机厂测试车、售后维修的4S店、达到使用年限的新能源汽车。但随着新能源汽车即将报废,个人车主报废的电池将成为锂电池回收的主要渠道。

该渠道来源庞大且分散,目前报废电动车发展尚不规范,存在大量流入二手市场等问题,报废车龙头企业每年回收的报废车数量仅占全国报废车总量的4%,回收难度相对较大。

虽然不少企业在全国各地设立了电池回收网点,但真正开展业务的网点并不多,因为现阶段动力电池回收主要来源于研发测试、生产制造产生的废旧动力电池,真正从新能源汽车中回收的退役电池非常少。

此外,动力电池回收涉及多个责任主体,包括动力电池生产企业、电动汽车整车生产企业、电池租赁公司、个人消费者、行业回收联盟、第三方回收机构等,各主体间职责不明确也导致回收网络亟待完善。

参考国外经验,在建立废旧电池回收体系时,动力电池生产企业承担着电池回收的主体责任。

在动力电池回收过程中,电动汽车生产企业和电池租赁公司必须配合动力电池生产企业的回收活动,消费者可以将废旧动力电池返还至电动汽车配送服务网点或电池租赁公司,由后者负责收集、运输回动力电池生产企业。

除了渠道护城河外,动力电池回收行业还具有一定的技术壁垒,主要的技术方向是降成本、提高效率。

首先是回收阶段。汽车动力电池体积大、电压高、污染因素多,废旧电池在回收过程中存在触电、爆炸等风险,需要由专业人员进行绝缘包装等暂存,再通过回收网络流入回收市场。

第二步是拆卸外壳,由于不同类型的电池包装配结构存在差异,用机器进行智能无损拆卸在技术上难度很大,因此现在大部分公司都采用人工拆卸。

但随着报废电池数量的增多,人工拆解并不经济,企业需提高拆解环节的自动化水平。

目前仅有邦普、格林美等少数企业实现了全自动化成套设备,未来随着电池回收规模的扩大,全自动化模式的规模效应将更加明显。

梯次利用的技术难点在于检测与安全评估,首先是无损检测,由于电池的外观可以间接反映电池的性能变化,因此可以通过外观分选淘汰性能较差的电池。

这对于人工操作来说尚且可以,但对于机器操作来说就比较困难了,如何进行在线检测和快速分选是一大技术难点。

还有一致性测试,由于回收电池的来源、类型、尺寸各不相同,二次电池的一致性不够,而且电池一次使用阶段的BMS数据也不明晰,导致企业在测试筛选阶段的技术要求和经济成本较高。

回收的技术难度在于金属提取率和处理非标准原材料的工艺能力,直接影响电池回收公司的盈利能力。

目前,申请工信部白名单资格的技术要求之一是镍、钴、锰综合回收率不低于98%,锂回收率不低于85%,而很多企业都无法达到这一水平。

而且回收的电池种类繁多,导致电池回收企业的原材料有一定的不规范性,这就要求企业在回收技术方面要有相应的加工能力。可加工的原材料种类越多,加工成本越低,企业的盈利能力就越强。

商业模式上也有创新,主要是回收模式不同,主要分为三种:以电池(材料)厂商为主的回收、以行业联盟为主的回收以及第三方专业公司回收。

动力电池厂商可以利用自己的经销商网络对车主的动力电池进行回收,这种模式的特点是回收难度低,成本低,因为电池都是自己生产的。

但缺点是个别企业的回收能力有限、渠道较为单一,这给电池生产企业的资金周转压力较大。

产业联盟回收模式是由动力电池生产企业、电动汽车生产企业或电池租赁公司等共同投资合作,成立专门的回收机构负责电池回收利用。

该模式特点是市场影响力强、回收渠道更加多样,但对企业间协作要求较高,目前尚不发达。

第三方专业公司回收模式是电池生产厂家将回收业务委托给第三方公司,或者一些小型的电池回收公司自主回收废旧电池,只需向其支付一定的服务费。

该模式的特点是第三方公司自主搭建回收网络,存在运输、产品转售等问题,加之小作坊回收技术相对较差,再生产品质量难以保证。

综合各种模式的优缺点,未来动力电池回收行业更有可能形成电池厂商、车企、专业回收机构三方合作的商业模式,构建动力电池产业链闭环。

此外,由于磷酸铁锂更适合梯次利用然后回收,而三元锂电池适合回收利用,这也可能导致未来电池回收企业之间的联合回收增多。

综上所述,目前该行业市场模式仍以小企业为主,在监管不完善的背景下,小企业技术、环保标准不达标问题突出,容易出现劣币驱逐良币的现象。

由于小企业一般没有太大的资金实力,在安全环保方面的投入也较低,比如它们一般购买的环保设备比较少,电池运输也是合作有危废运输资质的公司进行,但不使用专门的危废车辆,收集到的电池要么简单拆解重装,要么暴力提炼金属元素。

这些方式看似成本低廉,却造成巨大的环境污染和安全隐患,导致小公司能够开出比大公司更高的收购价格,大量电池流入小作坊,正规回收公司却很难收到电池。

但随着我国动力电池回收行业政策法规不断规范具体,中小企业潜在的环保、技术成本压力将逐渐显现,通过违规经营牟利将变得越来越困难。

在此过程中,拥有雄厚技术、资金实力的龙头企业将获得显著的竞争优势,而随着企业回收责任制度的逐步明晰,有望有更多的废旧电池流入龙头正规企业。

05

该行业的主要公司有哪些?

目前比较有竞争优势的公司有:光华科技、格林美、天齐股份、邦普回收、华友钴业、旺能环境,我们简单介绍一下,供大家参考。

第一是光华科技,作为首批进入工信部白名单的企业之一,光华科技的业务覆盖锂电池全生命周期。

公司自主研发了精细拆解工艺,替代了传统的破碎分选方式,发明了磷酸铁锂正极废料高效选择性提锂技术,综合锂回收率超过95%。

此外,公司还实现了磷酸铁工艺液的循环利用,避免了大量高盐废水的产生,实现了电池级磷酸铁的可控制备,铁、磷的回收率均超过98%,表明这是一家技术实力雄厚的公司。

公司仍在扩大产能,随着产能的不断扩大,公司业绩也将随之提升,计划未来5年内共计投资30亿元,在珠海规划建设年处理20万吨退役动力电池综合利用基地。

如前所述,锂电池回收行业渠道为王,公司与车企深度合作,不断打造渠道优势,提升竞争力。

2018年以来,公司与北汽鹏龙、南京金龙、广西华奥、奇瑞万达等多家汽车企业签订了回收战略合作协议,建立了一定规模的动力电池回收渠道,在同行中处于领先地位。

格林美也是动力电池回收领域具有技术优势的企业,利用超精准定向萃取技术、内源性铝氟吸附提纯技术,成功将废旧三元离子电池中组分金属全部回收为电池级原料,解决了传统工艺中锂回收率低的问题。

公司金属回收能力强,镍钴回收率达97.5%以上,锂回收率达91%左右,旗下4家子公司入选“工信部动力电池回收白名单”。

渠道方面,公司建立了广泛的上下游合作渠道,持续扩大国内外产能,与宁德时代、亿纬锂能、荣科科技、奔驰、东风汽车等1000多家整车或电池厂商建立了合作关系。

公司目前总拆解加工能力为25万吨/年,资源处理能力为10万吨/年,同时公司将于2021年在韩国浦项基地建设2万吨废旧电池处理生产线,还计划在欧洲、印尼等地设立回收基地。

公司预计2022年回收退役动力电池组超过2万吨,市场占有率超过10%,计划到2026年回收动力电池30万吨。

天齐股份将锂电池回收业务作为公司战略发展目标,公司专注于锂电池回收领域,稳步扩大产能,旗下核心子公司天齐金泰阁目前已形成“锂电池回收-梯次利用-再生利用”完整的锂电池回收产业链。

公司目前拥有5万吨废旧三元电池生产能力,加上在建的5万吨磷酸铁锂回收处理生产线,2023年废旧电池处理规模将达到10万吨。

按照规划,公司2023年钴锰镍总目标产量为1.2万吨、碳酸锂7000-7500吨、电池级磷酸铁8000-11000吨。

渠道方面,公司是国内最早布局汽车行业渠道的公司之一,与整车厂关系紧密,目前已与威马汽车、小鹏汽车、恒大、理想汽车、北汽集团等汽车品牌达成业务合作。

公司还重视其他渠道的开拓与布局,通过多样化的合作模式深度绑定多方资源,共同构建废旧锂电池回收利用生态圈,形成具有天齐企业特色的锂电池服务及回收体系。

邦普回收是国内领先的废旧电池回收企业,宁德时代于2015年收购邦普回收为控股子公司,通过回收废旧电池中的金属元素生产三元正极前驱体。

邦普回收打造了上下游优势互补的电池全产业链回收体系,通过独创的定向回收技术,在全球废旧电池回收领域率先解决了“减废”这一行业难题。

目前,邦普在全球拥有七大生产基地,建立了五大科技创新平台,积极与上下游产业链、科研院所开展战略合作。目前邦普已拥有年处理废旧电池12万吨的能力,镍、钴、锰金属回收率达到99.3%。

作为上游电池材料企业,华友钴业也积极发展锂电池回收业务,公司与多家知名整车厂合作开展梯次利用,承接退役电池回收业务,目前已形成年处理废旧电池材料6.5万吨的能力。

去年7月,LG能源宣布与华友钴业在中国成立电池回收合资企业,废旧电池的来源是LG能源南京电池厂,合资企业将利用华友钴业的基础设施从废旧电池中提取镍、钴和锂,然后供应给LG能源南京工厂。

旺能环境是垃圾焚烧领域的领军企业,近期进军锂电池回收领域,打造第二条增长曲线。公司收购浙江利新新材料科技股份有限公司60%股权,布局锂电池回收行业,将于2022年4月投产,预计2023年全面达产。

达产后对应镍钴锰提纯产能3000吨/年,碳酸锂提纯产能1000吨/年。目前,利新新材已入选工信部第四批白名单企业,除三元电池回收产线外,公司也开始布局磷酸铁锂电池回收产能。

作为垃圾焚烧发电龙头,公司资金实力雄厚,垃圾焚烧发电业务产生的强劲现金流可为锂电池回收再利用业务提供保障。

此外,该公司在技术上达到了98%的钴恢复率,镍恢复率为97%,并且将来的锂恢复率超过88%。

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