动力电池迎来报废潮 电池企业布局梯次利用市场

从2018年起,国内首批进入市场的汽车动力电池将迎来“报废潮”。作为废旧电池回收后的主要处理方式之一,电池梯次利用正成为各家电池企业竞相布局的业务。

电车资源讯:

业内预计2018年动力电池“报废”量为14.03GWh,以锂电池回收价值0.3元/Wh计算,动力锂电池回收市场规模接近50亿元。到2020年,这一市场规模将突破100亿元,报废量约是2016年的20倍。

7月25日,工信部、科技部等七部委联合发布了《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,通知明确规定,将推动汽车生产企业落实生产者责任延伸制度,建立回收服务网点,充分发挥现有售后服务渠道优势,与电池生产、报废汽车回收拆解及综合利用企业合作构建区域化回收利用体系。做好动力蓄电池回收利用相关信息公开,采取回购、以旧换新等措施促进动力蓄电池回收。

动力电池平均使用年限为5-8年,其性能随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下,动力电池不再适用于电动汽车。但退役的电池经过检测、维护、重组等环节,仍可进一步在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等诸多领域进行梯次利用。当电池无法进行梯次利用时,则需要进行回收拆解,做资源化处理。

废旧动力电池回收刻不容缓

面对梯次利用动力电池这一新兴市场,广东猛狮新能源科技股份有限公司(下称猛狮科技(13.840,
0.33,
2.44%))新能源应用事业部总裁李俊峰认为,租赁或成为推广该类型电池的主要模式。

近年来,随着政府的大力推动,新能源汽车在汽车市场逐步普及,同时也由政策驱动向市场驱动转变。随着补贴新政和双积分政策的全面落地,市场竞争渐趋“白热化”。同时,无论是市场增量、投资热度等都表现出高昂的姿态。据统计,2017年,我国新能源汽车销售接近80万辆,而2018年前8个月,新能源汽车产量和销量均超过60万辆,若按照此增速来看,2018年销量将逾百万、2020年或可逾200万辆。中国新能源汽车产业已经成为推动全球新能源汽车市场发展的最大引擎,我国已连续三年位居全球新能源汽车产销第一大国。

李俊峰向界面新闻记者表示,梯次利用动力电池有两种途径,在企业用电成本有所降低的情况下,该类型电池可主要用于储能;若动力电池梯次利用成本能够低于铅酸电池的使用成本,这些动力电池也可用于低速电动车及二轮、三轮电动车。

2016-2018年新能源乘用车月度销量:

目前,猛狮科技的子公司天津猛狮新能源再生科技有限公司在退役动力电池回收领域的布局已现端倪。

2016-2018年新能源商用车月度销量:

“由于梯次利用电池组的使用寿命存在不确定性,让消费者购买这种产品并不现实。”李俊峰表示,“采用租赁的形式却能最大限度地减轻企业及使用者在使用该类型电池上的焦虑,实现多方共赢。”

但是在新能源汽车大规模普及的背后,一个严重又棘手的问题摆在了眼前。由于,动力电池的寿命普遍在3至5年,在2013至2015年的动力电池已经达到报废标准,并逐步开始流入废旧市场。截至今年6月底,国内新能源汽车保有量已达199万辆。行业专家从企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面综合测算,2018年将迎来第一个动力电池报废高峰。2018年~2020年,全国累计报废的动力电池体量将达到12万~20万吨。有更激进的观点认为,到2020年,报废量将达到28万~30万吨。

今年2月,工信部、科技部、环保部等七部委发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》明确指出,在保证安全可控前提下,按照先梯次利用后再生利用原则对废旧电池进行多层次、多用途的合理利用,以提高能源利用效率。并要求汽车企业建立渠道和网点以回收废旧动力电池,与电池生产企业、报废汽车回收拆解企业等合作共建、共用回收渠道。

中国动力电池报废回收量:

李俊峰认为,汽车厂商、电池厂和专业锂电池回收企业,是未来梯次利用电池组的主要供应企业。汽车厂商将成为主力。“企业在销售受阻之后,会想到采用租赁的方式来完成梯次利用电池的应用。”他说。

针对如此大规模报废的动力电池,国家高度重视,政策也密集出台,不断出台动力电池回收政策,完善回收体系建设。早在2016年12月,工信部便发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,明确了汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用主体责任。2018年3月2日,工业和信息化部、科技部、环境保护部、交通运输部、商务部、质检总局、能源局联合发布《关于组织开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,要求构建回收利用体系,探索多样化商业模式,鼓励产业链上下游企业进行有效的信息沟通和密切合作,以满足市场需求和资源利用价值最大化为目标,建立稳定的商业运营模式,推动形成动力蓄电池梯次利用规模化市场。

经过近两年的尝试和调整,天津猛狮提出了一种新的商业模式,以第三方平台作为中介,将相关方链接起来,在获取消费者需求信息后,将这些信息传递给车厂、电池厂、锂电池回收公司,相关企业依据需求提供产品。

历年公布回收政策如下:

在产品租赁过程中,平台负责维修维护工作,供货企业只需提供配件即可。供货企业负责押金管理,与平台通过租金分成的方式分配利润,以保护供货企业的利益。

(数据来源:工信部等、东方证券研究所)

“国内已经出现这样专业平台公司。”李俊峰表示,“未来,这个行业还需要多个非车厂、非电池厂、非专业锂电池回收企业、完全第三方的租赁平台。”

目前,市场上普遍使用两种较为常见的方法“梯次利用和资源再生”,根据锂电池容量来区分,100%~80%段满足汽车动力使用,80%~20%段满足梯次利用,20%容量以下进行报废回收。一般来说梯次利用适用于磷酸铁锂电池,而资源再生则适用于三元锂电池。据相关数据统计,相较三元电池,磷酸铁锂电池循环寿命更长,80%循环寿命可达2000-6000次,宁德时代曾分别在25℃、45℃、60℃的温度下进行实验,综合考虑储能设备的使用条件,退役后的动力电池可继续作为储能电池使用至少五年。

考虑到梯次利用电池的经济性,多位业内人士曾表示,整车厂在设计车用动力电池组时就应考虑到报废后的梯次利用问题。

磷酸铁锂电池的梯次利用

“通过提前规划,动力电池梯次利用的比例将达到90%以上。”李俊峰向界面记者解释到,“电池组中的单模块只要加上保护板就能给电动自行车、三轮车使用,而对模块简单地串并联就能在低速电动车、储能系统上应用。”

所谓的梯次利用,针对没有报废,只是容量下降无法被电动汽车继续使用的电池。指将电池组拆包,对模块进行测试筛选,再组装利用的方法。

中南大学教授李荐在电动汽车百人会论坛上指出,90%以上的低速电动车用的都是具有价格优势的铅酸电池。如果成本控制得当,梯次利用动力电池的价格可以做到接近于铅酸电池。且与铅蓄电池相比,梯次利用电池在重量、行驶里程和充放电时间上都具有明显优势。

动力电池平均使用年限为5-8年,其性能随着充电次数的增加而衰减,当电池容量衰减至额定容量的80%以下,动力电池不再适用于电动汽车。但退役的电池经过检测、维护、重组等环节,仍可进一步在储能、分布式光伏发电、家庭用电、低速电动车等诸多领域进行梯次利用。

目前,中国低速电动车全国保有量已接近200万辆,每年的销量规模都是高速电动车的2-3倍。

梯次利用一:储能电池

除猛狮科技外,包括宁德时代、中航锂电、比克电池等多家电池企业也在布局动力电池的梯次利用。

今年10月30日,中国铁塔与11家主流新能源汽车企业签署战略合作协议,推进梯次电池利用。根据协议,双方将按计划、有步骤、分批次地组织开展全国范围内的退役动力电池回收合作,网点及人员对接。中国铁塔的基站遍布全国,对于动力电池梯级利用在规模化消纳、使用场景、队伍支撑等方面都具有的天然优势。中国铁塔副总经理高步文介绍,预计到2020年,中国铁塔将消纳全国电动车的退役动力电池。截至目前,中国铁塔已使用新能源汽车梯次电池800M瓦时,合计1万吨,在8万基站安装30万组电池,减少碳排放8万余吨。

比克电池计划进行全生命周期管理的梯次利用,将部分满足梯次利用条件的退役动力电池进行物理拆解,不满足条件的交给专业材料厂商进行处理,提取其中的钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属进行再利用。据该公司称,2017年5月,比克电池首批退役的约200组动力电池已全部实现梯次利用,该批电池将用于船厂储能项目。

数据显示,中国铁塔目前在全国范围内拥有近200万个铁塔,是大型储能设备的最大用户,配置需求足够容纳退役动力电池二次利用。铁塔目前在全国范围内拥有180万座基站,备电需要电池约54GWh;60万座削峰填谷站需要电池约44GWh;50万座新能源站需要电池约48GWh。合计需要电池约146GWh。以存量站电池6年的更换周期计算,每年需要电池约22.6GWh;以每年新建基站10万个计算,预计新增电站需要电池约2.4GWh。合计每年共需要电池约25GWh。

中国铁塔公司正在尝试将退役电池用于通信基站的储能项目。中国铁塔能源创新中心高级总监高健曾表示,“基站在储能电池上需求巨大,锂电池回收梯次利用已在扩大试点阶段。”

目前,中国铁塔在动力电池梯次利用的场景主要是机房备电,将在储能应用、移动发电等领域创新商业模式不断拓展,持续提升价值创造能力。例如:中国铁塔在晋中等地利用梯次电池为金融机构等对电力保障要求高的客户实现不间断供电,不仅避免传统普通油机发电存在的扰民和消防、环保等问题,还具备更强续航能力,可提供更好的维护保障。

中国铁塔目前在全国范围内拥有180万座基站,储能电池需求总量约146GWh,存量站更换及新建储电站每年共需要电池约25GWh。今年1月初,中国铁塔还与16家车企、电池企业签署了新能源汽车动力蓄电池回收利用战略合作伙伴协议,推动产业链上下游一体化合作。

目前,政府鼓励电池企业和车企与铁塔合作,开展动力电池梯次利用试点。目前铁塔已经建立了57个试点基站,运行状况良好。2017年,中国铁塔进一步扩大试点规模,在五个省建立了总计0.3GWh的梯次利用基站,2018年1月中国铁塔还与桑德集团等16家企业签订新能源汽车动力电池回收利用战略合作伙伴协议。2018年7月25日,工信部等七部门联合发布《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,扩大梯次利用试点范围,以17个省市和地区(包括京津冀地区、山西省、上海市、江苏省、浙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省、广东省、广西壮族自治区、四川省、甘肃省、青海省、宁波市、厦门市)以及中国铁塔股份有限公司为试点,做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作。

对于梯次利用动力电池是否适合应用于通讯基站储能,部分业内人士却有质疑。李俊峰表示,出于“通信安全”及“电力安全”考虑,大规模使用具有不确定性的退役电池并不合适。

国内梯次利用的试点项目:

“将梯次利用的电池作为集体或个人的户外活动备用电源、工厂的峰谷调节储电系统、小型交通工具的动力源(5.650,
0.06, 1.07%)更为适合。”他向界面记者说道。

(资料来源:东方证券)

尽管梯次利用动力电池市场潜力巨大,但市场开发过程中的阻碍也不可忽视。

国外梯次利用项目:

考虑到梯次利用电池的高故障率,后服务市场中的电池维修及回收专业技术人员短缺,将成为制约梯次利用动力电池的主要障碍之一。

(资料来源:东方证券)

“保守估计,目前动力电池维修技师存在近10万人的缺口,”天津职业技术示范大学汽车与交通学院副院长李小鹏告诉界面新闻记者。

梯次利用二:低速电动车

据中汽协数据显示,截至2017年末,中国新能源(7.400, 0.09,
1.23%)汽车保有量已超过170万辆。按照电池维护规范,乘用及商务新能源汽车每半年或行驶5000公里需要进行一次电池维护,公交车及特种车型的维护期限也是半年。

储能电池另一大领域便是低速电动车,面对梯次利用动力电池这一新兴市场,广东猛狮新能源科技股份有限公司新能源应用事业部总裁李俊峰认为,租赁或成为推广该类型电池的主要模式。李俊峰认为,梯次利用动力电池有两种途径,在企业用电成本有所降低的情况下,该类型电池可主要用于储能;若动力电池梯次利用成本能够低于铅酸电池的使用成本,这些动力电池也可用于低速电动车及二轮、三轮电动车。

天津职业技术示范大学正在与天津猛狮进行技师培训合作,培训课程计划每期招生300人,时间为3个月。培训将从电机、电池、电动自行车和低速电动车的拆解与组装等多个环节展开。

尽管梯次利用动力电池市场潜力巨大,但市场开发过程中的阻碍也不可忽视。考虑到梯次利用电池的高故障率,后服务市场中的电池维修及回收专业技术人员短缺,将成为制约梯次利用动力电池的主要障碍之一。天津职业技术示范大学正在与天津猛狮进行技师培训合作,培训课程计划每期招生300人,时间为3个月。培训将从电机、电池、电动自行车和低速电动车的拆解与组装等多个环节展开。天津职业技术示范大学汽车与交通学院副院长李小鹏认为,培训主要是为了提高学员的动手能力,让他们能够直接适应岗位需要。为了突出重实践的特点,老师是来自于各个车企、电池企业的高级工程师。”李小鹏表示。第一期培训已于去年11月结束,首批进行培训的30人以在校研究生为主,培训方向为电池相关监测模具或系统的开发,主要是培养电池维修培养检测工程师或技校讲师。

“培训主要是为了提高学员的动手能力,让他们能够直接适应岗位需要。为了突出重实践的特点,老师是来自于各个车企、电池企业的高级工程师。”李小鹏表示。第一期培训已于去年11月结束,首批进行培训的30人以在校研究生为主,培训方向为电池相关监测模具或系统的开发,主要是培养电池维修培养检测工程师或技校讲师。

三元电池的资源再生

年初,为加强新能源汽车动力蓄电池回收利用管理,规范行业发展,推进资源综合利用,保护环境和人体健康,保障安全,促进新能源汽车行业持续健康发展,工信部、科技部、环保部、交通运输部、商务部、质检总局、能源局联合印发《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,于2018年8月1日起正式施行。有行业专家从企业质保期限、电池循环寿命、车辆使用工况等方面综合测算,2018年后新能源汽车动力蓄电池将进入规模化退役,预计到2020年累计将超过20万吨,如果按70%可用于梯次利用,大约有累计6万吨电池需要报废处理。

电池的回收一直是一个老大难的问题,就在前几年的铅酸蓄电池生产及回收中,由于当时没有建立废旧铅酸电池完善的回收体系,以至于对环境造成了极大的污染。有相关数据显示,当时在我国每年产生的330万吨废旧铅酸蓄电池中,正规回收的比例不到30%,就是在城市化程度颇高的北京,废旧铅酸电池回收也不理想,据《北京日报》就报道,只有1%的废铅酸电池进入了正规回收渠道,相当一部分进入“黑市”。监管和惩罚力度不强使得不少非法企业进入到铅酸蓄电池的回收市场,一些小作坊和黑心厂商胡乱拆解,不仅浪费了原本可以回收利用的原材料,也大大破坏了当地环境,污染土壤和水质。

在随后政府的环保重拳和高压整治之下,加之出台了各项完善产业链的政策,铅酸蓄电池的污染、回收问题得到了有效地改善。近年来随着新能源车产销不断增长,与之对应的动力蓄电池的产销也大幅扩张,为了避免重走当初铅酸蓄电池的老路,在第一批废旧动力蓄电池即将到来之前,政策已然开始对回收市场进行管理。

7月27日,工业和信息化部节能与综合利用司按照《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》和《新能源汽车废旧蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》要求,发布第一批《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。名单中有五家企业,分别是华友钴业、豪鹏科技、格林美、邦普循环和光华科技。

作为主营业务其一便是电池回收的格林美来说,电子废弃物的拆解业务一直是公司重点战略之一,格林美表示将积极探索再生资源料场运营模式,转型升级城市矿山业务。格林美在国内率先提出“资源有限、循环无限”的产业理念,积极倡导开采“城市矿山”,突破性解决了中国在废旧电池、电子废弃物与报废汽车等典型废弃资源绿色处理与循环利用的关键技术,在湖北、湖南、江西、河南、天津、江苏、浙江、山西和内蒙古等省市和南非德班市建成十六大循环产业园,建成废旧电池与动力电池大循环产业链,钴镍钨资源回收与硬质合金产业链,电子废弃物循环利用产业链,报废汽车综合利用产业链,废渣、废泥、废水循环利用产业链等五大产业链,年处理废弃物总量三百万吨以上。从格林美2017年营业收入构成中,我们可以看到废弃资源综合利用业占公司总营业收入的48.55%,近乎一半。

2017年营业收入构成:

2017年营业收入构成:

不仅是行业老大格林美对于电子废弃物领域的持续拓展,其余企业也开始大力进入,7月25日,从国家工业和信息化部官网获悉,工业和信息化部、科技部、生态环境部、交通运输部、商

部、市场监管总局、能源局七部委联合印发《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》。浙江省被认定为新能源汽车动力蓄电池回收利用试点地区,其中再生利用体系建设由华友钴业牵头。
据华友钴业官网消息,本次试点将由华友钴业牵头相关企业开展,主要任务为回收拆解网点建设、环保拆解线研发、再生冶金回收率提升、冶金技术研究,商务模式创新及标准制定。目前公司在衢州已建成了再生资源项目,已在建自动化拆解和冶金生产线为工信部《锂离子电池材料全生命周期绿色制造项目》,该项目中提纯冶金再生中心辐射整个浙江。

相关资料显示,在动力蓄电池的“隔壁邻居”废旧动力锂电池方面,其所创造的回收市场规模在2018年将超过53亿元,2020年将超过100亿元,2023年废旧动力锂电池市场将达250亿元。随着动力蓄电池报废量的提升,电池回收市场将迎来新的春天。据E车汇报道,迄今,新能源汽车动力电池的梯次利用和回收利用有望根据适用场景依次展开,新能源汽车产业链企业已经积极布局电池回收利用领域。目前,国内已有部分企业开始率先布局动力电池回收再利用业务。

目前,比亚迪、北汽新能源、奇瑞等新能源汽车生产企业,宁德时代、比克电池、格林美、桑顿新能源等动力电池生产商及天能、超威等铅酸电池生产企业,也早已在电池回收领域先后布局。上汽与宁德时代3月签署协议,计划共同推进新能源汽车动力电池回收再利用。5月格林美与北汽鹏龙战略合作共建新能源汽车动力回收体系,5月国轩高科牵手巡鹰系能源攻坚锂电回收利用等。

在政策大力规范和企业积极入驻的大环境下,动力蓄电池市场逐步走上规范和健康发展之路,正如工业和信息化部节能与综合利用司巡视员李力在8月1日的“新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理宣贯会”讲话中指出,实施新能源汽车动力蓄电池回收利用管理,是建设生态文明社会,加快经济发展方式转变的必然要求。工业和信息化部按照规范管理、试点示范、政策扶持、有序推进的思路,推动相关工作的开展,并要求全行业积极主动的落实相关管理要求。李洧副总经理在致辞中表示,中汽中心将继续在工业和信息化部的指导下,与全行业一道深入、扎实推进动力蓄电池回收利用工作,为生态文明社会建设做出新贡献。

370亿元市场 谁将成为下一个大赢家?

据东方证券研究测算,动力电池回收市场2020年规模凸显,2025年将达到370亿市场空间。根据测算的废旧电池年报废量,电池回收利用每年的市场效益规模在100亿元以上。此外,《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020)》等文件中也提出支持相关企业开展电池回收,上海市曾出台政策:企业回收动力电池政府将补助1000元/套;深圳则建立动力电池利用和回收体系:每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元,用于回收动力电池。政府配套的补贴,使电池回收利用效益更加可观。以年处理5000吨废旧三元锂离子电池及其生产废料的产能规模为例,每年可产生4828万元的利润。为了争夺这市场份额,除了电池企业外,一些上游原材料和下游企业以及专门负责回收电池的企业正在加快布局。不过,电池回收如何实现盈利仍是一大挑战。

宁波杉杉股份有限公司副总裁孙晓东认为,梯次利用虽然能够降低电池使用周期的成本,但财务成本也会随之增加。如果一个电池组整个循环寿命可以做到5000次的话,比如,在电动汽车上针对高使用率的出租网约车,用五年,使用1500次的循环寿命,通过储能峰谷调节,再用五年,差不多使用3000次左右的循环寿命,还可以用在UPS上,最后做材料回收。但一个非常致命的问题是,随着时间年限拉得很长,财务成本会变得非常高。此外,在无法把握未来电池价格的走势情况下,你对后面的梯次利用不能贴现,当第一个用户就没有价值。他认为,要把电池梯次利用和商业模式结合起来,换电模式可以作为一种选择。

中国工程院院士孙逢春也同样表示,从目前来看,电池的回收是不挣钱的,回收完了以后,这些原材料卖出去只能满足回收成本的1/3到1/2,政府应该在政策上给予这些回收企业相应的支持或者对其进行补贴,因为回收企业也要赚钱,否则很快就会关张。此外,建立回收产业的时候地方政府也要给一定的优惠政策,比如土地。

尽管动力电池回收的风口已经来临,市场规模也极其巨大,但是前路漫漫依然坎坷,智东西认为,首批上市的电动汽车已经开始进入置换期,锂离子电池大规模报废无可避免。无论是从环境保护还是资源最大化利用角度而言,动力电池回收利用都已是箭在弦上。想要将新能源汽车彻底打上“绿色环保”标签,迈过动力电池处置这道坎是必不可少的。虽然现在段动力电池回收产业在我国仍处于初级阶段,但在国家不断出台的密集政策的推动下,加上车企、电池回收企业等相关企业的努力和合作,相信不久的将来动力电池回收将很快发展成熟,让新能源汽车更加绿色环保。

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