作者:田瑞颖 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/20 20:37:49
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掘金千亿元“蓝海” 动力电池回收“暗流”涌动

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移动式电池回收智能装备 博萃循环供图

千亿元市场还未形成,“掘金者”已冲进“蓝海”,还有一股强大的“暗流”涌入了“黑市”。

东亚前海证券研报显示,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237万吨,动力电池回收市场有望超过千亿元。

宁波蔚孚科技有限公司董事长、中科院宁波材料技术与工程研究所研究员夏永高在接受《中国科学报》采访时透露,对于动力电池回收利用企业而言,拿到货源是第一步,也是艰难的一步,尤其是随着电池流入小作坊,除了回收价格被抬高,还给环保和安全带来了重大隐患。

“正处于爆发的前夜”

从全球范围来看,中国已连续五年成为全球最大的锂电池消费市场。

据光大证券预测,2030年,三元电池与磷酸铁锂电池回收将形成千亿元市场。其中,三元电池金属合计回收市场空间在均价情况下将达600亿元;磷酸铁锂电池的梯次利用和回收市场空间预计达480多亿元。

企查查发布数据显示,2021年我国动力电池回收相关企业为2.44万家,截至目前已超过4万家,同比增长635.17%。

2018年以后,几乎每年业内都有声音预测将迎第一波动力电池退役潮。直到今年年初,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潮。

夏永高认为,动力电池退役潮何时出现与电动汽车历年销售情况密切相关。国内电动汽车前期以使用磷酸铁锂电池的大巴车为主,2014年大巴车销量为1万辆,2015年后每年基本维持在10万辆左右,每年电池退役量在20万吨左右。

“以8年的电池寿命来推算,退役磷酸铁锂电池潮理论上将在2023年后出现,而磷酸铁锂电池相对于三元电池具有较低的安全风险和较长的寿命,部分电池或将进行梯次利用,延缓了报废电池潮的出现。”夏永高说。

他认为,目前,我国动力电池回收行业还处于起步阶段,抛开各家在资源上的不同,技术上基本处于同一起跑线,真正的电池回收市场格局还未形成。“未来有技术或有资源的动力电池回收企业可能会分化出来,成为动力电池回收利用行业的龙头企业。”

博萃循环科技有限公司董事长、全国废弃化学品处置标准委员会委员林晓则认为,我国动力电池退役量每年都在持续且快速增长。他不建议用“潮”来形容动力电池退役量,“潮有大有小,有涨有落,目前也未看到潮落迹象”。

中科创星创始合伙人米磊向《中国科学报》透露,他们长期关注新能源领域,近年来投资孵化了一批动力电池回收利用企业,“长期来看,动力电池回收的市场非常大,目前正处于爆发的前夜”。

对于如何选择投资企业,米磊表示价值观很重要,所投企业要具备知识价值、社会价值和经济价值。此外,他还青睐具有企业家精神和过硬技术的“硬科技”创业者,同时还要有强大的投后团队来解决落地问题。

回收利用的两大推力

退役动力电池,为什么要回收?

夏永高告诉《中国科学报》,废旧动力电池如果不能及时有效地处理,将会给生态环境和人体健康带来严重隐患。

一方面,电池中的正负极材料、电解液等物质及其转化产物含有大量有害物质,一旦进入环境可能造成重金属镍、钴污染,氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染等。

另一方面,废旧动力电池处置不当也将带来安全隐患。比如,电池在内外部出现短路时容易发生燃爆事故,在缺乏防护措施下接触容易造成触电事故等。

倒逼动力电池回收利用的,还有巨大的市场推力,即我国锂资源供应不足,原材料端受制于人。

普华永道分析显示,近几年在新能源汽车行业的需求拉动下,锂盐供不应求。2021年初电池级碳酸锂的价格为5万元/吨,2022年初则达到30万~50万元/吨,涨幅惊人,给电池企业供应链和车企带来巨大压力和挑战。

“当前我国锂、镍、钴等能源金属对外依存度超过70%,存在战略资源安全供给风险。”米磊认为,动力电池的循环利用能解决原材料紧缺的问题。

据东莞证券研报显示,2015 年至2021年,新能源汽车保有量从42 万辆增加至784 万辆,年复合增长率达到63%。预计2022 年新能源汽车保有量达1221 万辆,到2025 年保有量将达到3224 万辆,2021~2025 年复合增长率有望达42%。

“从电动汽车增速来看,现阶段电池退役量远远无法满足动力电池的大规模需求。”在夏永高看来,目前我国动力电池回收行业只能部分缓解锂离子电池荒的现状。

对于完全替补锂离子电池原材料、实现存量电池的自循环,林晓认为主要取决于电池需求量,由于新增电池需求将持续增长,“目前来看,未来10年内还看不到完全替代的可能性”。

那么,退役动力电池是如何利用的?

林晓告诉《中国科学报》,目前退役动力电池回收利用主要有两种方式,一种是梯次利用,另一种是再生利用。

梯次利用主要通过改装、再制造等方式将退役电池“降级使用”,如用于电网储能等领域。再生利用主要是拆解回收退役电池中的可利用资源,如锂、镍、钴等能源金属,再进行循环利用。

对于将梯次利用电池应用到储能领域,林晓认为必须对电池进行合规等检测。随着时间推移,退役电池可能会出现安全风险,装机后的管理也非常重要。

夏永高透露说,理论上电动汽车公司可以通过编码了解电池的历史使用状况,为精准梯次利用提供重要依据,但实际上退役电池回收公司很难从汽车公司拿到电池数据。

“而且,退役电池本身就具有不确定性,很难准确评估电池长时间使用后的安全性和突然跳水情况的发生。”因此,夏永高认为,梯次利用电池可以应用在一些对安全和寿命要求相对较低的小型储能领域。

小作坊的“战斗力”

据中国汽车动力电池产业创新联盟统计显示,2013~2021年,中国动力电池装车量从0.8吉瓦时上升至154.5吉瓦时,复合年均增长率为93.1%,呈现出明显上升态势。2022年一季度,中国动力电池装车量为51.3吉瓦时,同比上升120.7%。

而另一边,仅一年时间,动力电池级碳酸锂的价格就暴涨10倍。面对巨大的市场前景,退役动力电池产业也面临“劣币驱逐良币”的风险。

除了原材料端价格上涨,回收端的退役动力电池价格也不断上涨。湖南顺华锂业有限公司副总经理赵卫夺曾在接受媒体采访时透露,近七成废旧电池都落入了二手商贩和小作坊手中。

这些退役电池是如何流向小作坊的?

国内某动力电池回收利用企业负责人李一(化名)告诉《中国科学报》,一部分是通过整车企业电池拍卖会,价高者得;还有一部分是“黄牛”通过关系直接从整车厂购买的退役电池。

小作坊之所以这么“香”,夏永高透露说,相较于大企业,小作坊在回收上更具经济性。一方面由于缺乏统一的电池型号标准,小作坊的手工拆解比现代化的拆解设备得到的废粉更干净,杂质更少,也大幅降低了电池材料回收成本;另一方面,小作坊没有环保投入,无论是固定资产、生产成本等方面投入都很低。

林晓告诉记者,小作坊无法完成回收利用全流程,主要是进行预处理,提取后的材料主要还是由正规企业进行后续利用,但不合规的预处理会带来严重的环境和安全隐患。

“小作坊的生产环境和设备都非常简陋,拆解电池时存在爆炸、起火等安全风险,而且拆解过程中有机溶剂的恢复以及六氟磷酸锂的分解,都会对工人产生危害。”夏永高说。

他还指出,小作坊对富含镍、钴等重点防控重金属污染物处理不当也严重威胁着生态环境。

就动力电池回收利用产业整体而言,夏永高指出,环境影响大和综合回收率低是目前面临的两大技术难题。

夏永高建议加大研发投入,发展短程绿色的综合回收技术,进一步对附加值较低的磷酸铁、石墨等关键材料进行近全组分回收或降级使用等。此外,除了考核回收率、环保和安全外,还要进一步考虑回收过程中的碳排放。

“退役电池回收既是整个电池产业链的终点,也是起点,要加强基于全生命周期考虑的退役电池绿色综合回收—材料短程再造一体化技术的系统研究。”夏永高说。

“白名单”企业监管待完善

实际上,为规范废旧动力电池利用,工业和信息化部先后三次发布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单(以下简称“白名单”政策)公告。

“白名单”企业目前已有47家,主要分为四类,一是宁德时代、蜂巢能源等电池企业;二是华友钴业、赣锋锂业等新能源材料企业;三是比亚迪、北汽蓝谷等整车企业;四是天奇股份、格林美等第三方回收利用企业。

值得一提的是,“白名单”政策仅是指导性文件,并不具有强制性,也就是说,“白名单”之外的企业也可以开展电池回收利用业务。

李一认为,“白名单”政策严格限制电池回收利用企业的准入门槛,对进入企业在技术、环保和安全方面有一定要求,促使企业加大投资和研发投入力度,在引领产业发展方面有示范作用;但另一方面,“白名单”企业数量增长过快,实际运行的并不多。

他向记者透露,有些“白名单”企业实际并未开展电池资源回收工作,而是利用“白名单”的资格进行退役电池贸易,“几轮转手后,反而导致退役电池的成本上涨,不仅失去了原有的示范意义,高价退役电池落入小作坊后,还给环保和安全带来隐患”。

对此,李一建议制定“白名单”定期考核制度,打破“终身制”,除了有进入门槛外,要制定相应的退出机制。

除了国内市场,国外市场也是博萃循环的另一大市场。在林晓看来,国外动力电池回收产业体系相对完善,但技术和装备发展较慢;而国内的回收产业经验丰富,但政策和渠道资源的配套则不完善。

林晓认为,可以将电池资产化,以租代售,让电池成为社会公共资产,由政府和机构统一管理。

 
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