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回收与价值赋能:动力电池的“退休”之旅
脑极体
2021-11-17 发布在
汽车出行
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今年可谓能源短缺现象最“深入人心”的一年。江浙一带、东三省等地区前些日子的拉闸限电,“做二休五”等生产排期调整以限制产能。无论是因为燃料能源的短缺,还是“双碳”能耗控制的约束,都反映出能源问题愈发严峻,清洁能源、绿色能源、可持续发展是全球所有国家未来经济发展的主要宗旨。

而在人类活动中,占比碳排较大的交通出行领域,也是产业转型向新能源方向升级的重要举措。“全面新能源倒计时”已经启动,车企与国家都纷纷宣布禁售燃油车的时间表,汽车的电动化趋势进程加速,电动车对于传统燃油车来说,不只是停留在过去的竞争,燃油车进入加速被淘汰的局面。


配图来自Canva可画


新能源汽车在这个背景下快速增长。中国汽车工业协会数据显示,2020年我国新能源汽车完成销量136.7万辆,同比增长10.9%,产销量连续六年蝉联世界第一。2021年上半年国内新能源汽车完成销量120.6万辆,同比增长2倍,中汽协预计今年国内新能源汽车完成销量240万辆,同比增长76%左右。

在新能源汽车飞速发展的过程中,动力电池市场规模和动力电池回收的市场规模将进一步扩大。从2014年新能源汽车开始发展,到今年也是第一批动力电池退役高峰的一年。动力电池“退休”后,如何处理?动力电池的回收面临哪些挑战?动力电池回收的未来又朝向什么趋势发展呢?

第一批动力电池“寿终正寝”时

我们知道电池在反复的充电放电后,都会有容量的衰减和寿命的缩短现象。对于电动车使用的动力电池来说,当电池的容量衰减大于20%的时候就无法满足汽车驾驶功能的使用,这个时候,动力电池就面临“退休”的境况。

动力锂电池的使用年限一般为5-8年,有效寿命为4-6年,据招商证券研报的分析,如果按照动力电池4-6年的使用寿命来测算,2014年生产的动力电池在2018年开始批量进入退役期,预计从2021年开始我国将迎来第一批动力电池退役高峰期。

退役的电池容量衰减如果在20%-40%区间,就可以满足电池的二次利用——梯次利用。一般都是用在通信基站、太阳能路灯、UPS电源及其他小型储能领域。如果电池容量的衰减在40%以上,就直接被拆解回收使用。动力电池回收的市场也基于电池回收方式来划分:梯次利用模式与拆解回收这两种商业模式。


动力电池生产商往往肩负着动力电池回收的责任。目前各大动力电池企业纷纷以建立战略联盟、参股等形式与材料企业、第三方回收机构合作,布局电池回收业务。比如我们熟知的宁德时代、比亚迪等。宁德时代早在2013年就通过收购邦普循环,涉足电池回收业务,2018年与上汽集团达成战略合作,共同推进新能源汽车动力电池回收再利用。

锂电材料企业通过回收废弃电池中的关键金属资源,完成产业闭环与降本空间,代表企业有光华科技、格林美、华友钴业等。这些企业在发展本身的自有业务对矿产等资源加工布局外,也将下游的回收业务纳入囊中,拓宽其在稀有金属资源领域原料供应的渠道,保证资源供应稳定与成本稳定。

梯次利用商业模式的代表企业为中国铁塔。中国铁塔与车企、动力电池企业合作,从而共建共享回收网络。目前与一汽、东风、江淮、比亚迪、蔚来等众多新能源车企签署了战略合作协议,这些合作协议主要服务于新能源汽车退役电池的回收利用。

除了这些正规的大企业参与的回收渠道以外,也有一些小作坊参与。《新京报》报道,这些小作坊运用价格优势、上门服务等,抢占了动力电池回收业务的大片市场。但这些小作坊工艺水平不健全,资源回收效率较低,也存在资质不全的情形,安全和环保隐患较大。

目前我国现存“动力电池回收”相关企业共1.5万家。2020年是企业注册量的爆发期,全年共注册了2579家企业,同比增长了253.3%。2021年上半年新注册了9435家,同比增长2611.2%。无利不起早,注册企业爆发增长的背后,都是看中了钱景无限好的动力电池回收市场。据中国汽车技术研究中心数据显示,2020年国内累计退役的动力电池超过20万吨(约25GWh),市场规模达到100亿元。

动力电池的回收市场正在起步的过程中,目前的情形是鱼龙混杂,并没有哪家企业迅速跑出来,大家都在摸索成长的过程中。行业内人士表示,现阶段梯级利用的经济价值偏低,技术和行业规范等也尚未成型,有成长发展的空间。

虽然回收拆解电池已形成一定的规模,但也面临不少的挑战。

回收动力电池的阻碍

对于企业来说,驱动其回收动力电池的原因主要是企业内部可建立闭环的回收模式,实现资源的循环利用。对于新能源汽车产业来说,也蕴含着巨大价值值得挖掘,不仅为企业提升原材料供给,也会降低企业对上游金属资源的依赖。利益、价值与风险从来都是相伴而生,机遇与财富的背后也有不少的挑战与风险需要承担。

回收动力电池的挑战主要跟电池的技术以及结构材料等相关。首先是动力电池厂商对电池技术商业信息保密的限制,我们知道对于生产电池的厂家来说,电池中的电源管理系统等都是其关键的技术信息,因此也会设定相应的读取权限。当电池容量下降到不能支持电动汽车行驶时,回收的企业需要重新检测电池寿命和耗损情况。对于回收的难度和成本都有所增加。


其次是电池材料本身带来的限制,动力电池中存在大量重金属等有害物质,比如三元电池中的镍、钴、锰元素都具有一定的生物毒性,处理不当会破坏生态环境。在对废旧电池进行拆解、分选、材料修复或冶炼,提取锂、钴、镍、锰等金属元素,面临提取工艺水平以及污染防治处理的要求。电池中的污染材料必须通过成熟的技术及设备处理,这些设施都需要再升级以减少事故的发生。

最后是行业的规范与政策等需要明晰,动力电池本身没有行业的标准去规范,每一块电池的型号效率等都各有所异,对其评估的标准与体系不健全。这也导致了不明确的定价机制,让小作坊混乱市场的现象。电池被小作坊非正规收购、非正规拆解,甚至造成区域环境的污染,回收的过程得不到有效的监管。

据了解,目前真正流入龙头企业的退役电池不到总量的30%,大量退役动力电池流向了非正规渠道,呈现出回收乱象。流入小作坊的电池被加工处理,制成小型充电宝,甚至简单加工冒充新电池,用土办法提取贵金属等,带来安全与污染环境的隐患。

目前动力电池的主流电池以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主。但第一批退役的动力电池主要是磷酸铁锂电池居多。从经济效益来说,磷酸铁锂电池主要用于梯次利用,回收拆解的效益并不高。而三元电池由于含有镍钴锰等稀缺金属,可以将这些金属元素提取出来加工电池的正极材料,回收拆解价值较高。但三元电池的退役还需要一段时间,而这也意味着,目前回收电池盈利并不如期望那么大。

整个行业的曙光还需要时间来酝酿,回收动力电池任重道远。

电池回收未来:储能与反哺

在双碳减排与燃油车禁售的背景下,新能源汽车的发展前景无可限量。据公安部数据显示,截至今年6月底全国新能源汽车保有量达603万辆,占汽车总量的2.06%。伴随着动力电池退役高峰期的逐渐临近,动力电池的回收市场也喧闹起来,成为新能源汽车产业链发展中的重要环节。

动力电池回收在产业链上下游的合作是发展的必然趋势,因为动力电池整个回收过程涉及的环节较多比较复杂,需要产业上下游企业的协同。举例来说对于消费终端的车企,与消费者直接对接,可以在渠道方面引流,而其劣势关于电池的再利用和材料制造能力可以与电池企业合作,越来越多的车企也将随着梯次利用市场的打开而参与电池厂商、材料厂商等“合作联盟”的模式。


在动力电池的梯次利用中,除了应用于低速的场景和通信基站等外,关于储能方面的利用,还没有好的产品开发出来,但这个方向仍然未来重要的规划与探索。此前脑极体在未来的出行方式中提及过关于储能的内容。对于间歇式能源比如太阳能、风能、水力发电等,这些能源是非常好的清洁补充能源,但因为获取需要相应的条件,在能源获取的旺期很多资源被浪费。如果储能技术的发展可以有效地利用这些梯次利用的电池,储存整合可再生能源,反哺给新能源汽车,也会为资源的有效利用做出大的贡献。

对于动力电池行业来说,最大的一块限制就是行业内的规范、标准、技术等都没有统一。无论是对于新能源电池的换电补充方式还是回收过程,都带来了不小的成本,尤其是对行业也带来了发展的阻力。动力电池回收监管的难度有很大的一部分跟行业的评估体系、标准模式不统一有关。关于行业标准的规范与统一,是其未来发展的核心。纲领性文件、规范性政策等都需要进一步地完善与落实,以终结市场的乱象,让电池回收市场良性循环。

动力电池的回收价值不言而喻。无论是为企业、行业创造利润,还是为节能减排、环境保护等作出贡献,在发展绿色经济的大潮中,都占据着重要的分量。随着行业的规范不断进级,逐步进入退役潮的电池越来越多,动力电池的规划产能与效益都会逐步实现,提供价值给整个行业,也会润泽绿色经济生态的成长,大幅减少人类出行活动的碳排。

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