钜大LARGE | 点击量:692次 | 2021年08月25日
谁会来接动力锂离子电池回收的“最后一棒”
一个杰出的足球运动员,年轻时风光效力于“英超”“西甲”等欧洲优秀联赛,年纪大了之后往往会来到“中超”或“大联盟”进行“梯次利用”,那么动力锂离子电池作为电池届的杰出代表,到底“退役”之后谁会来接“最后一棒”呢?
动力锂离子电池回收市场,一块涂着“芥末的蛋糕”
为甚么要讨论“最后一棒”,是因为现阶段动力锂离子电池(本文动力锂离子电池特指锂离子动力锂离子电池)回收还是一件吃力不讨好的差事。媒体近期报道电池回收新市场正在崛起,好像又将飞出一块大“蛋糕”,笔者认为更应当理性看待,市场实在是在迅速张大,但仅就目前综合条件下看,这块蛋糕还涂着“芥末”。
首先我们估算下“蛋糕”尺寸,依据新能源汽车销量来对动力锂离子电池回收市场规模进行预测:
假设按照4年电池退役(容量衰减到80%以下,考虑产业初期电池技术制造水平较低),得到下表:
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
国内市场单年报废增量为:0.61,3.9,22,28.65万吨(2017-2020);另一种算法,按照动力锂离子电池出货量计算,在2016年30.7GWh,均匀140Wh/kg的质量比能量的基础上估算,按4年寿命,2020年的新增报废量也达到了20万吨,这仅是未考虑历年累计值的结果。
但为甚么说它涂着“芥末”,因为目前这几个方面“难以下咽”:
第一上游来源难。目前电池回收的来源,一是加工中的b品以下电池,包括研发过程中需报废的电池组,二是车辆退役下来的电池组;这两部分的状态存在量小且产品型号参差不齐的状况,给回收的来源新增了收集成本;
第二中游物流难。一个动力锂离子电池组重量一般大于200kg,搬运要借助叉车等辅助手段,而退役电池运输又要危险品运输资质,储存也要适宜环境的仓库,倘若长期放置,定期还要进行绝缘测试,对电池状态数据进行监控,等维护成本,所以不立即回收,废旧电池真可谓“烫手山芋”。
第三下游回收难。电池回收单从利润角度看,回收材料获得的收益还不能完全倾覆材料分析工艺的成本。而电池拆解及材料回收工艺本身还要大量的资金投入,回收厂商动力不足。
谁会来接动力锂离子电池回收的“最后一棒”
1.“最后一棒”会是社会群体还是专业公司?
既然目前“接棒”动力不足,我们不妨借鉴更成熟的铅酸蓄电池回收现状来猜测动力锂电回收将来,以下是我国铅酸蓄电池回收的现状:
·资质的废旧蓄电池回收资质的公司有34家;
·国内每年出现废旧铅酸电池约350万吨;
·国内废铅酸电池回收存在三大主体:社会群体回收量占总量的85%以上,再生铅加工公司的回收量约占8%,蓄电池分销商的回收量约为7%。(以上为《我国环境报》报道数据)
为甚么通过正规渠道回收的再生铅比例如此之低(15%),笔者认为紧要两个方面,第一回收技术门槛低,取出铅板,到掉酸液,用锅加热融化后,利用密度的差异就可以提炼出铅;第二,铅酸蓄电池的分布分散,紧要聚集于汽车12V电源,电动自行车,电信基站后备电源等,单体可回收容量低而又分布范围广,并不利于大规模的整体回收。
上市公司铅酸回收的公司情况要怎么样呢:
·“豫光金铅2015年发行股票数量不超过9200万股,发行底价为20.08元/股,拟募集资金总额不超过18.47亿元,拟投入废铅酸电池回收网络体系建设项目、三期废铅酸电池综合解决工程项目、废铅酸电池塑料再生利用项目、含锌铜渣料资源综合利用项目,并用于偿还银行贷款。公司股票于七月三日起复牌交易。”
·南都电源
以上材料声明我国铅酸蓄电池回收的现状:首先大规模铅回收是赚钱的,但是毛利很低(典型值小于10%);专业回收原料不足(专业回收15%),大部分铅被社会群体回收。
那么,将来动力锂电回收也会是这样的情况嘛,笔者认为并不然,原由有三:
·不正规处置的后果不同。铅酸污染在于无形的化学污染,缓慢而不易察觉,而动力锂电真正的化学污染较铅酸低,但有形的高压体系却带来了笔直的安全隐患,不正确处置会燃烧爆炸,势必引来更分明的安全隐患和更强的监管;
·回收的技术门槛不同。从车上退役的电池一般以电池组形态存在,目前电池组电压大于300V是常态,将来500-600V的包将大量出现,有关没有经过高压安全培训的人,拆解这样的电池组可以说是无从下手,安全风险极大;而即便顺利进行了电池组的拆解,锂电电池复杂的化学体系构成,又新增了回收工艺的复杂性;
·回收的聚集度不同。铅酸蓄电池单车体积当量小,聚集处置不方便;但搭载动力锂电的乘用车及商用车单位处置量较聚集,而伴随着今年物流车的放量,运营公司聚集采购的电动物流车也将迎来聚集解决的将来。
综上所述,动力锂电的解决较铅酸蓄电池的解决来说,会更聚集,而且专业化程度更高,专业的回收公司将扮演紧要的角色。
2.“最后一棒”会是哪类专业公司?
谁愿意来接动力锂电回收的“最后一棒”,我们回到问题本质,愿意接必然能是得到利益或者被迫于义务。
综合来看回收的驱动力包括三部分:梯次利用价值+回收的材料价值+政府政策驱动,梯次的价值在于好电池的剩余价值大于来源渠道获得价值;材料回收的价值在于解决电池成本低于回收得到的材料成本;政策驱动力在于获得的正向补贴收益大于逆向违规成本,咱们可以一个个分开来分解:
首先是梯次利用。这其实是“回收”过程中“较轻松”的环节,甚至不能含义为回收,谁会来做?显然倘若能出现利润的话,整车厂和电池厂笔直投资来做是更加有优点的,因为作为梯次利用能否盈利的两大核心,第一在于“好电池”的筛选,第二在于低成本的电池包的重构;
“好电池”的筛选。回收角度要怎么样评价电池好,固然,作为第三方的回收公司可以拿到电池后再通过对电池进行探测来判断,例如测量报废电池的电压内阻,复杂一点可以拆成单体后,打HPPC,或者进行一些温度耐久实验来做更深层次的判断,但是显然电池在“巅峰”时期效力的历史数据是拿不到的,有些电池是不是经历过过充过放,单从开路电压和交流内阻的测量是无法判断的,而这些却是电池的原厂家或者整车厂可以通过读DTC或者标定的历史数据所获得的;另一方面电池的衰减曲线往往也是“原产地”有更深入的研究,有些电池在设计时比如到80%容量以后,再进行循环,电池实际衰减就会陡降,这些往往都是第三方想做梯次利用公司所不了解的设计细节;
电池包的重构。这一块显然也是要动力锂离子电池在设计之初就应当在模块结构和bMS设计方面考虑的,要怎么样降低电池的重构成本,要怎么样将电池单体设计成一个全寿命周期缓慢衰减的电池,日历寿命的使用时间足够长,电池注液量与保液能力的考虑,这其实是要权衡的,要站在电池全生命周期的角度去考虑。显然这些也都是应当在电池出厂前就应当完成的,因此晓宇认为这一块也是电池厂或者整车厂(整车的pack厂)具有优点的地方,他们来做更加有可能利益最大化。目前出货量较大的北汽,bYD等整车厂以及CATL,合肥国轩等电池厂均展开了梯次利用业务的布局:
第二看材料的回收。目前动力锂电材料回收有两种主流技术路线,一种是所谓的“干法”,也就是以物理上的拆解粉碎为主,回收电池其他辅助有价值材料,如铜铝箔等,主材正负极材料等,通过元素的“补料”,再高温修复,这种办法并不能彻底的回收正负极材料,但这种办法工艺较简单,但因为回收的产品纯度低,类似于再把材料再做个梯次;
另一种如国内格林美在内的技术路线,可以称为“湿法”,通过溶解的办法,得到含钴镍等贵金属元素的溶液,再利用液相合成等工艺得到新的三元正极材料。工艺难度更高,但回收的元素纯度更高。
目前来看,前一种路线比较适合现阶段磷酸铁锂的回收,一者铁锂即将进入大量报废的时间点,而回收的铁锂本身定位就偏向低端市场,更在意成本,因此用“干法”显得更为适宜;而后一种路线显然更适用于三元材料的回收,适合更高纯度有价值金属的提取,有关三元正极材料公司效益更是立竿见影的。
观察回收龙头格林美2014年-2016年的毛利走势,三元正极材料业务这一块基本是在逆势上升的,由15%升到了22%,而反观国内其他三元正极材料公司的业务,受制于原材料金属价格的上涨,大多数同期毛利是下降的,这正是回收材料体系的闭环给格林美带来的增益。
所以说这一块应当是材料公司或者专业的第三方材料回收公司深耕,可以将利益最大化,因为他们本身就具有材料合成工艺的储备,也可将回收产物马上投入加工,降低成本。格林美,赣锋锂业等均在此方向做了重点布局。
最后来讨论政策的驱动。咱们先看看美国的政策驱动模式,紧要是行业协会供应办法和消费者教育;同时在确保电池回收上采用了押金制度,要求消费者先缴纳押金,再在电池回收时候退还,同时也征收了环境附加费也用来补贴了回收费用,总体上美国通过法律新增了强制性和追溯性,德国与美国相近,可以说既有糖又有棒子。
我国政府也出台了不少政策,其中明确的补贴政策包括:
·2014年五月上海市出台《上海市鼓励购买和使用新能源汽车暂行方法》,对汽车加厂商,每回收一套新能源汽车动力锂离子电池,给予1000元的补助。(2016年三月四日公布的修订版中无回收补助内容)
·深圳市则要求新能源汽车的公司,包括本地加工公司和已备案的外地加工公司在深圳的法人销售公司,应按20元/kwh的标准专项计提动力锂离子电池回收解决资金,对动力锂离子电池回收公司给予10元/kwh的回收补贴。
相有关上面出台的两个力度较小的补贴政策,2016年底出的《印发加工者责任延伸制度推行办法的通知》和最近出的《GbT34014-2017汽车动力蓄电池编码规矩》,这些带有追溯和强制性的规矩来的更加有效。但棒子不如糖,要能让回收者真正尝点甜处才是真正的驱动力。
动力锂离子电池回收的“最后一棒”
最后,从谁更适合来做的角度来分解:梯次利用更应当交给动力锂离子电池厂或整车厂来做。他们可以通过笔直投资或者合资的方式布局,他们的优点在于电池的来源渠道和电池全生命周期的梯次利用设计,将来随着电池性能的提升,梯次利用的价值也将越来越大,会有更多的整车厂和电池厂是来投资介入这一块范畴,从而平摊电池全生命的成本;
材料回收则应当交给电池材料加工公司和专业的第三方公司来接。材料公司利用本身对材料合成工艺的理解,深挖材料回收解决技术,在金属价格居高不下的情况下,降低材料的原材料成本。而作为第三方回收公司,可以盯准除乘用车厂外,大量的物流车和商用车退役电池,这部分电池整体水平较乘用车低,梯次利用价值也低,这将是第三方专业回收公司的“蛋糕”,采用全国多地点布局回收的路线,节省物流成本,增大回收规模,将是他们的布局之道。