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开云体育动力电池的回收江湖
文章来源:开云体育 发布时间: 2022-11-03 浏览次数:65410321

   

随着市场上电动汽车数量的不断增加,动力电池原材料能否实现自给自足?


或者市场上电动车的保有量达到什么规模后才能实现?


这涉及到一个老生常谈的问题,动力电池回收是好生意还是大问题。


随着特斯拉2014年进入中国,第一批模型动力电池有8年的寿命,中国第一批电动车车主进入换车季。今年年初,工业和信息化部表示,中国将真正迎来第一波动力锂电池退役浪潮。6月15日,工业和信息化部节能综合利用司司长黄利斌带队赴中国铁塔公司开展动力电池再利用专题调研。


业内人士一直警告说,废弃动力电池的污染比化石能源更严重。


另一方面,俄乌战争和新能源汽车的爆炸性发展使镍、钴、锂等原材料价格继续飙升。


截至6月23日,碳酸锂平均价格已达45万元/吨,电解镍平均价格为19.37万元/吨,电解钴平均价格为40.5万元/吨。


镍、钴等矿产资源大多在非洲贫困地区,各国一直担心引发新的地缘政治灾难和冲突。


国轩高新党委书记、董事长李伟在今年3月举行的电动汽车百人会议上提出了一个新观点:电池回收将结束新能源产业对地球资源的无限要求。


他引用彭博社的数据,预计到2025年,全球新能源产业对电池的需求将超过1.5TWh。十年后,这些电池将逐步回收。然后,到2035年,假设新生产的电池是5TWh,1.5TWh的电池原材料可以来自电池回收资源。


当然,考虑到回收过程中可能因各种原因造成的损失,实际使用回收资源生产的新电池量将小于1.5TWh。


李认为,当制造电池对原材料电池的总需求与回收电池提供的材料的总供应达到平衡时,人类将不再需要向自然界要求无限的电池制造资源。此外,李还给出了国轩高科技对此时间的预期,即2040年左右。


巧合的是,4月底,宁德时代还在其电话会议上表示,当电动汽车渗透率达到80-90%时,就不再需要挖新矿了。


回收动力电池,有人称之为新千亿蓝海,也有人称之为环保事业。


实际情况是,越来越多的企业正在进入这一领域,无论是利润驱动、环保还是只是一个必须解决的问题。


智研咨询整理数据显示,2016-2020年,我国动力电池回收企业注册量增长缓慢。2021年开始快速增长,注册量达到24515家。到2022年,将激增到4万多家。


但只有47家企业符合工业和信息化部《新能源汽车废旧动力电池综合利用行业规范条件》。


6月22日,新浪财经报道,丰田正与特斯拉联合创始人JBStraubel领导的电池回收公司RedwoodMaterials合作回收汽车电池。


其目标是创建电动汽车的闭环供应链,即将电池从旧电动汽车中提取出来,再生产成新电池。


根据东亚前海证券研究报告,2020年我国约有20万吨动力电池退役,预计到2030年,退役总量将达到237万吨。


光大证券预测,到2030年,三元锂电池和磷酸锂电池的回收将形成1000亿元的市场。其中,在市场平均价格下,三元锂电池金属回收总市场空间约600亿元,磷酸锂电池梯队利用和回收市场空间约480亿元。


一个正在起步的1000亿市场,电池制造商、新能源材料企业、汽车制造商和专业回收企业正蜂拥进入游戏,试图在电池退早期阶段抓住机遇。


也正是因为初期法律法规不完善,恰逢外部环境动荡,原材料价格上涨,短期内市场混乱不可避免。


梯次使用。


目前,废旧电池的回收主要分为两种方式。分别是梯队利用和再生利用。


5月25日,宝马与浙江华友循环科技有限公司达成合作,实现新能源汽车领域动力电池原材料的闭环回收和梯队利用。


也就是说,对于退役的动力电池,宝马集团给出了两个方案:一是梯队利用,二是拆解回收利用。


目前,磷酸铁锂电池主要用于回收动力电池。三元锂电池主要采用直接再生的方式。


一方面,三元锂电池的金属资源价值较高,更适合直接回收;另一方面,三元锂电池容量衰减快,安全性差,一般回收衰减明显,不再具有较高的使用价值。


这里我们先来看看梯度利用的情况。


一个具体的案例是奥迪最近展示的电动三轮车。据报道,这辆三轮车安装了奥迪e-tron测试车中拆卸的旧电池模块。


奥迪想展示的是如何在生命周期后期重复使用动力电池。据报道,该项目制造了三辆电动三轮车,未来将在印度使用,为用户提供短途交通和货物运输。


据说,这辆三轮车是由奥迪环境基金会资助的非营利性初创公司Nunam与奥迪内卡苏尔姆工厂的培训团队合作开发的产品。


公司的主要目标是开发将旧电池作为二次能源存储系统的方法,以延长其使用寿命,更有效地利用资源。


目前业内普遍认为,动力电池容量衰减小于20%,可满足汽车使用要求。当衰减在20%-40%之间时,可以满足梯队使用要求。当衰减超过40%时,需要再生。


梯队利用潜力巨大,未来应用场景广泛,主要包括通信备用电池、储能集装箱、低速车等。


中国铁塔是中国最早实现大规模梯队利用的。


2018年左右,中国塔停止采购铅酸电池,转而统一采购梯队电池。2019年,中国塔应用梯队使用电池约5GWh,更换铅酸电池约15万吨,消耗退役动力电池5万多吨。


目前,包括北汽新能源、长安在内的家汽车企业已与中国铁塔达成合作协议。


为确保电池梯级利用安全,中国塔采用无线、互联网+大平台建设模式,建立全国统一的运维监控平台,建立梯级电池管理平台,实现终端电池设备遥控、遥控、遥信、遥控操作。


根据规定,国内在售车辆的动力锂电池需要按照标准和规范连接到国家动力锂电池可追溯性平台。也就是说,每个电池组都有自己独立的代码,在使用过程中,是否过热,是否短路,电池组、模块、电池是否更换等信息。这为回收动力电池的梯队利用提供了便利。


但目前我国梯队利用仍处于技术验证和项目示范阶段,规模仍很小,技术不够成熟。其安全性、稳定性和成本仍有待考虑。


一方面,电池组的拆卸需要大量的人力和安全风险,同时很难确保电池重组的一致性。


另一方面,新电池的性能、生产成本、退役电池的性能和维护成本都在上升。


同时,在价格方面,由于中国塔的回收价格相对确定,回收形成了一定的市场竞争,往往价格较高,也导致废电池持有者更愿意卖给格林美等回收企业。


这也让一些声音认为梯度利用是一个伪命题。


02回收与资源问题。


再生利用主要是将电池拆解粉碎,通过一定的工艺提取金属资源。


与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池含有更丰富的金属资源,主要是镍、钴、锰、锂等稀有金属,还包括铜、锰、铝等。


数据显示,一般来说,三元锂电池的回收主要以镍钴为基础,即以镍钴的市场价*折扣系数为基础,一般为6.5-8.5折,磷酸铁锂电池按锂计价。


其中,镍钴回收率一般在98%-99%左右,损失很小。根据宁德时代子公司邦普的数据,锂的回收率也达到了91%。


提取的镍钴和碳酸锂可以按市场价出售,成本是原材料成本和加工成本。原材料成本为上述回收电池价格,加工成本一般为2万元/吨。


一般情况下,镍钴回收毛利率在20%左右,在三元锂电池中没有定价,加工成本只有2万元/吨。即使以碳酸锂10万元/吨的价格计算,再加上各种成本和损失,利润率也不低。


但今年由于各种原因,原材料供不应求,镍、钴、锂等金属价格飙升。截至6月23日,碳酸锂平均价格已达45万元/吨。


在高利润的驱使下,废旧动力电池的回收价格也在上涨,甚至折扣系数也在倒挂。正常情况下,70%的折扣系数在最高时上升到145%。也就是说,购买废旧电池需要提高价格。


提前进入动力电池回收轨道的格林美答投资者表示,我国镍钴资源稀缺,钴资源储量占世界1.03%,年开采量约1500吨,国内需求量超过5万吨;镍资源储量占世界3.0%,开采量不足10万吨,国内需求量约50万吨。因此,国内镍钴资源主要依靠进口。


在国际层面,镍、钴、锂的资源也有限。


根据美国地质调查局的数据,国信证券研究报告称,2020年全球镍资源储量约年全球镍矿产量250万吨计算,全球镍矿静态可采年限约为35年。


天丰证券研究报告预计,未来五年全球钴产业将保持紧张平衡,2021年至2025年钴资源将继续短缺。


在锂资源方面,2020年9月,武汉大学曹余良在《储能科技》上发表文章,提到全球锂储量相当于碳酸锂约7100万吨,以每辆电动汽车携带80千瓦时锂电池组为基准,每辆汽车消耗约48公斤碳酸锂,全球现有锂储量可满足约14.8亿辆电动汽车的需求。


但另一方面,随着市场对电动汽车高耐久性需求的进一步增加,能量密度较高的三元锂电池仍将代表锂电池的长期未来。镍含量越高,能量密度越高,耐久性越高。


短期内,镍锂全球储量充足。


因此,解决资源问题有两个方向:


一是开发高镍电池,解决钴资源持续短缺,同时镍价格低于钴,降低电池成本;


二是回收动力电池分解回收金属资源,实现动力电池的闭环应用,实现资源平衡。


当三元电池高镍化时,镍钴锰产品型号从111升级到433、532、622,迎来了8系列富镍时代-811,即镍钴锰含量分别占80%、10%和10%。


马斯克甚至声称将在能量密集型车型中使用含镍量100%的超高镍终极状态电池。


对回收动力电池的高需求和可观的利润也导致了回收市场的混乱。


正如文所述,在动力电池回收市场上,除了工业和信息化部白名单上的正规军外,还有大量的小作坊。


由于小作坊基本没有环保成本,没有各种规章制度,回收成本低,可以给出比正规企业更高的回收价格。


因此,大多数废电池流向非正规市场。据业内人士介绍,每年只有30%的回收动力电池是通过正规渠道购买的。


对于白名单上的正规军来说,自动拆解、破碎分选、智能解离技术等电池预处理技术仍存在瓶颈。拆解成本高、有价金属高效提取等关键技术设备有待升级,污染防治水平有待提高。


另一方面,据业内人士透露,一些白名单企业实际上并没有开展电池资源回收工作,而是利用白名单资格进行退役电池贸易,几轮转手导致电池成本上升。


今年2月,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科技部等八个部门联合发布了《加快工业资源综合利用实施计划》,明确要求完善废旧动力电池回收体系,培育重点企业的梯队和回收利用。


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