动力电池回收利用发展现状及趋势研究-五矿经研院

五矿经济研究院邮箱：[e-mail]联系电话：60169291动力电池回收利用发展现状及趋势研究摘要我国新能源汽车行业的快速发展带动了动力电池及相关材料产业的快速发展。基于动力电池的生命周期，退役动力电池的回收利用将是一个非常重要的新兴领域。从2018-2019年开始，我国将会有大量的动力电池进入退役期（2023年之前主要是磷酸铁锂电池）。退役电池将先进行梯级利用、再实施资源再生利用，预计市场总规模在2020年将超过100亿元，到2025年将达到380亿元左右。其中，梯级利用是最具前景的细分领域，并有望带动“储能”这个巨大新兴市场的形成。当前全球动力电池回收利用行业总体仍处于发展初期。国外电池回收网络主要由电池企业共建的行业协会和联盟组织建设；梯级利用主要由汽车企业主导，联合电池企业和用户单位实施；再生利用大多由冶金企业转型而来，形成冶金材料回收一体的企业。我国高度重视动力电池回收利用，2016年以来密集出台了一系列政策法规，电池回收利用的政策体系也已初步成型。但整体的回收网络体系还很不健全。在梯级利用领域，产业布局以电池企业居多，大多数车企对此重视度不足，行业在中国铁塔等重点用户及相关科技型企业的引领下，正迎来商业化突破。在再生利用领域，动力电池的回收处理还未真正形成规模，邦普和格林美等领先企业主要回收处理的是消费锂电池和电池厂废料（80%以上）。由于解决再生利用问题是实施梯级利用的前提，锂电池企业和资源材料企业都在开展再生利用的布五矿经济研究院邮箱：[e-mail]联系电话：60169291局。就技术发展而言，无论是梯级利用还是再生利用都还有很大的改进空间。从行业发展趋势看，整个产业链上下游的联盟合作将显著加强。未来梯级利用与电池生产，再生利用与资源材料将融合发展，同时行业内企业需协同合作共建回收网络。伴随行业的正规化发展，未来国企实施动力电池回收利用的外部环境将日益得到改善。联系人：五矿经研院陈俊全高级研究员010-60169291目录一、动力电池回收利用的市场前景分析.........................................1二、国外动力电池回收利用行业发展经验.....................................5（一）责任机制与回收网络建设..............................................5（二）梯级利用与再生利用产业的发展...................................7三、我国动力电池回收利用行业发展情况...................................10（一）国家相关政策体系正加快完善.....................................10（二）整体回收网络还很不健全............................................11（三）动力电池梯级利用正迎来商业化突破.........................12（四）锂电池产业链相关企业纷纷布局再生利用.................14（五）动力电池回收利用技术总体还有很大改进空间.........17四、动力电池回收利用行业发展的重要趋势...............................18（一）产业链上下游的联盟合作将显著加强.........................18（二）回收企业需参与共建回收网络以获取废旧动力电池..19（三）国企实施动力电池回收的产业环境将日益改善.........20五、集团布局动力电池回收利用的必要性和可行性错误!未定义书签。（一）实施相关布局对集团新能源材料业务的发展有着重要战略意义..........................................................错误!未定义书签。（二）集团布局动力电池再生利用有一定的基础条件错误!未定义书签。（三）当前是布局动力电池回收利用较为理想的时机.........21（四）布局动力电池回收利用的风险与收益并存.................22六、集团布局动力电池回收利用的策略建议..错误!未定义书签。-1-一、动力电池回收利用的市场前景分析1、动力电池回收利用简介动力电池（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。图1我国动力电池循环利用全产业链示意图资料来源：根据《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》整理2、梯级利用是动力电池回收利用最具前景的细分市场2014年来，随着我国新能源汽车行业的快速发展，动力电池的回收问题也逐渐提上日程。一般动力电池会在5-6年后退役，商用车动力电池甚至2-3年就会退役。因此，从2018-2019年开始，我国将会有大量的动力电池进入报废期。根据我们的综合测算，2020年我国将有约20Gwh的动力电池退役，2025年将有大约93Gwh的动力电池退役。-2-图2锂动力电池逐年退役量预测（单位：Gwh）数据来源：五矿经济研究院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。据我们测算，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。图3锂电池回收利用市场总规模预测（单位：亿元）（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%。）数据来源：五矿经济研究院-3-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，根据我们的测算，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。图4动力电池可梯级利用量预测（单位：Gwh）数据来源：五矿经济研究院3、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。-4-图5各类型锂动力电池逐年退役情况预测（单位：Gwh）数据来源：五矿经济研究院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。图6各类废锂电池再生利用量预测（单位：吨）数据来源：五矿经济研究院-5-二、国外动力电池回收利用行业发展经验（一）责任机制与回收网络建设1、电池企业承担电池回收利用的主要责任由于欧美日本等发达国家此前在铅酸电池、消费锂电池等的回收方面建立的回收体系取得良好的效果；因此对于汽车动力电池的回收利用，基本沿用了此前的回收经验，形成了由动力电池生产企业承担电池回收主要责任的制度机制。产业链上其他主体也有相应的责任，但具体的责任分担机制在各个国家略有不同。具体而言，欧盟从2008年开始强制要求电池生产商建立汽车废旧电池回收体系；同时对电池产业链上的生产商、进口商、销售商、消费者等都提出了明确的法定义务。同时，通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。美国大部分州采用由美国国际电池协会设计的法规制度，同样强制要求电池零售商回收废旧电池，并要求电池生产商在生产过程中就要采用便于回收的设计和标识；对产业链上的其他主体，则由电池企业通过价格机制引导其参与进来。此外，美国也通过“押金制度”促使消费者主动上交废旧电池。日本从2000年起即规定电池生产商负责镍氢和锂电池回收，并要求电池产品设计要利于回收。但政府会对电池厂商给予补助，以提高企业回收的积极性。而消费者等其他主体参与电池回收则是基于“自愿努力”（日本的垃圾分类和循环利用的观念已经深入人心），因此电池厂商可通过相关渠道免费从消费者手中回收电池。-6-2、通过共建联盟来建设回收体系是主流方向在电池企业承担主要责任的机制下，回收渠道的构建方式主要有三种：一是电池制造商借助销售渠道搭建“逆向物流”回收渠道；二是通过共建行业协会/联盟来建立回收渠道；三是特定的第三方回收公司自建回收渠道。其中，欧盟和美国均主要通过行业协会或联盟来搭建电池回收渠道。日本则主要由电池企业通过“逆向物流”构建回收渠道。美国5大电池企业于1991年发起成立便携式充电电池协会（PRBA），负责构建电池回收渠道,目前已经构建起了由4万多家零售店、3万多个社区集中回收点和350多家企业/机构回收点组成的回收网络。PRBA协会主要通过电池企业的资助和消费者押金来维持运转。回收的物料则免费提供给具有资质的回收利用公司来处理。图7欧美废旧电池回收模式关系图资料来源：网络公开资料在欧洲，由德国电池制造商协会和电子电器制造商协会-7-联合成立的GRS基金是欧洲最大的锂电池回收组织。该组织已建立了超过17万个回收点（其中包括14万个零售点），并回收了德国46%的废旧便携式电池。电池企业可通过按产量向基金会交纳服务费的方式共享回收网络。目前GRS基金已有成员企业3500家。日本基于良好的国民回收意识，在参与者自愿努力的基础上，由电池生产商利用零售商家、汽车销售商和加油站等的服务网络，免费从消费者那里回收废旧电池，交给专业的电池回收利用公司进行处理。图8日本废旧电池回收模式关系图资料来源：网络公开资料（二）梯级利用与再生利用产业的发展1、动力电池梯级利用多由汽车企业组织实施从全球范围看，锂动力电池还未到大规模报废期。因此，梯级利用总体还处于示范性应用阶段。现有项目大多由汽车企业主导、联合电池企业及回收企业实施，少数企业已经率先实现了商业化突破。其中，日产汽车与住友于2010年合资成立的4REnergy-8-能源公司是目前商业上最成功的锂电池梯级利用企业。4REnergy对日产聆风汽车的废弃电池实施梯级利用，开发了标称功率为12kw-96kw的系列家用和商用储能产品。2017年，奔驰公司与回收公司合作实施的Lünen项目，是今年计划投运的全球最大的梯次利用项目。该项目将1000辆smart的退役电池进行梯次利用，预计形成13MWh的电网服务储能设施，退役电池有效梯级利用率达到90%以上。其他示范性应用项目有：博世集团、宝