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锂电池回收三大参与者及未来将成为锂电池行业的重要环节之一
发布日期:2022-08-13 15:51:10

锂电池回收三大参与者及未来将成为锂电池行业的重要环节之一

退役的锂电池可通过梯次利用和回收拆解方式实现回收利用。当动力电池容量降至80%时进入退役阶段,经过分选后可梯次利用到储能和低速电动车等领域,最终进行拆解回收,或者退役的动力电池和消费电池可跳过梯级利用环节直接进行拆解回收。根据电池自身性质和回收效益,磷酸铁锂电池电池容量衰减程度较小,但回收拆解的经济效益相对较低,一般用于梯次利用,而三元锂电池则适合直接回收拆解。退役三元电池通过回收利用可以得到镍、钴、锰及锂盐,并可进一步产出三元前驱体和正极材料,直接用于锂电池电芯制造。

2018-2021年锂电池回收量及增速

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资料来源:普华有策

1、国内锂电池回收市场情况

因锂电池的大规模应用时间较晚,前期锂电池报废数量较少,锂电池回收行业仍处于起步阶段。随着中国新能源汽车市场规模的壮大,动力电池装机规模逐年提升,同时锂电池在电动工具、3C 电子、电动两轮车等领域的应用也不断推动锂电池出货量的攀升,而随着上述电池的接近使用寿命,未来锂电池报废量也将进一步增加。

目前,锂电池回收行业的规范程度有待提高,国家尚未制定强制性规范措施,加之回收渠道不完善、回收体系不健全,大量的报废锂电池由个人或无合格资质的企业进行回收处置,导致纳入统计范围的实际回收量远小于理论回收量,造成了资源浪费及环境污染,更有甚者将导致安全事故及人员伤亡。为加强对锂电池回收企业的支持与规范,工信部出台了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件(2019 年本)》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法(2019 年本)》,并于 2020年正式开始评选符合条件的企业。白名单入选企业中,池州西恩、华友钴业、邦普循环、格林美等企业均已开始在行业内布局。在未来市场进一步规范后,业内符合上述行业规范条件的企业将承担起锂电池回收的主要责任,并占据主要的市场份额。

2、行业竞争格局

锂电池回收行业参与者主要包括以下 3 类:汽车生产企业、锂电池生产企业及锂电池回收利用及资源再生企业。其中,汽车生产与锂电池生产企业拥有最直接的电池回收渠道,根据《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,落实生产者责任延伸制度,汽车生产企业承担动力蓄电池回收利用主体责任,而锂电池生产企业作为汽车生产企业的紧密合作对象,上述两方占据较高的市场份额。但由于锂电池报废量逐年增加,回收市场规模日益扩大,汽车生产与锂电池生产企业无法消化快速增长的市场需求;与此同时,凭借在回收工艺及设备上的竞争优势,锂电池回收利用及资源再生企业的涌入弥补了市场缺口。汽车生产企业、锂电池生产企业及锂电池回收利用及资源再生企业的多方参与,组成了完整的废旧锂电池回收网络。

3、行业发展态势

(1)全球锂电池市场规模持续扩大,带动锂电池材料需求增长全球锂电池市场规模持续扩大,主要得益于以下两个方面:

1)近年来中国、欧洲及美国对新能源汽车产业的扶持力度巨大,带动新能源汽车和动力电池高速增长。2021 年汽车动力电池行业超预期增长,全球新能源汽车销量达 670 万辆,带动全球动力锂电池出货量达 371GWh,增长动力主要来自于中国和欧洲市场。动力电池的快速发展带动了硫酸镍及三元前驱体等原材料的需求增长。

2)锂电池在电动工具、低速电动车、电动两轮车领域正逐步替代镍氢电池及铅酸电池,为小动力电池市场带来可观的增长空间;而随着 5G、物联网、AI 等技术进步,蓝牙耳机、可穿戴设备、便携式医疗器械、电子烟、无人机、TWS 等新兴 3C 电子不断涌现,亦为消费类电池创造了新的需求,预计 2025 年,全球小型锂电池出货量将近220GWh,国内小型锂电池出货量将超过 140GWh。

未来锂电池市场持续向好,市场规模持续扩大,带动上游锂电池材料需求增长;2021年至 2025 年,硫酸镍及三元前驱体等锂电池材料的市场规模均将保持 30%以上的复合增长率,具有良好的市场前景。

(2)锂电池行业发展带动回收业务规模增长

因动力电池的电池容量会在循环充放电过程中逐渐衰减,当衰减至 80%以下时,动力电池达到退役状态。锂电池中镍、钴、锰、锂等元素均可实现回收利用,具有明显的经济价值,拆解回收后可进一步用于生产三元前驱体和正极材料,实现产业链闭环,有效降低电池成本。在现阶段锂电池上游材料价格持续上涨以及上游金属资源日渐紧缺的背景下,锂电池回收的经济效益将愈加凸显。

为应对锂电池退役高峰的到来,业内企业已经抓紧在锂电池回收领域进行布局。西恩科技、格林美、邦普循环等企业业已规划建设电池拆解回收线,以应对逐步增长的电池回收需求。未来,随着回收体系的建设和法律法规的完善,以及技术进步带来的回收效益提高,锂电池回收市场的潜力将进一步被发掘,成为锂电池生产原料的重要来源之一。

3、行业发展面临的机遇

(1)国家战略推动新能源汽车及锂电池行业快速发展

中国政府始终高度关注气候变化对人类社会的影响,并积极推进碳减排的工作;中国于 2020 年在联合国大会上正式提出 2030 年前实现“碳达峰”、2060 年前实现“碳中和”的战略目标。与此同时,韩国、英国、德国、法国等国家均提出将在 2030-2040年左右全面禁售燃油车,加大对新能源汽车产业的补贴并不断提高碳排放要求。

各国政府大力支持新能源汽车产业的发展,未来新能源行业将维持高速增长态势;而硫酸镍及三元前驱体作为新能源汽车上游的核心原材料,具有广阔的市场前景。

(2)高镍化趋势推动市场镍需求增加,供需缺口扩大

随着市场对于新能源汽车续航里程的需求不断提高,对动力电池的能量密度也提出了更高要求。为解决上述问题,同时缓解钴价上升带来的成本提升问题,三元锂电池向高镍化发展已成为必然趋势。

从需求端来看,高镍化趋势进一步催生了市场对硫酸镍等含镍原料的需求;从供给端来看,印尼等主要镍金属出口国对原材料直接出口的管控趋严,导致镍金属的供需缺口持续扩大。锂电池回收业务应运而生,实现了产业链闭环,有效降低了电池成本,缓解了供需矛盾。未来,锂电池回收业务规模将持续增长。

(3)电池退役量增加带动锂电池回收产业发展

一般动力电池的使用寿命在 4-8 年,2014 年装机的动力电池在 2018 年迎来首批退役潮,且后续大量动力电池逐渐步入退役期,报废量的高峰期即将到来。统计数据显示, 2020 年中国市场锂电池理论回收量达到 47.8 万吨,其中车用动力电池理论回收量达到 25.7 万吨,预计到 2025 年中国锂电池理论回收量将达到 98.8 万吨,其中动力电池回收量超过 57 万吨,增长幅度明显。未来,大量报废锂电池亟待具有资质的企业进行回收利用,将推动锂电池回收行业快速发展。

4、行业特点和发展趋势

(1)锂电池高镍化趋势带动市场镍需求量增长

为维持新能源汽车及其相关产业的可持续健康发展,国家逐渐提高对于新能源汽车的补贴门槛,包括续航里程及能量密度标准等,且呈收紧和逐年退坡趋势。长续航里程是新能源汽车的主要发展方向之一,对动力电池的能量密度提出了更高要求。相比于采用常规三元材料的锂电池,高镍三元材料电池具有更高的能量密度,更长的续航里程和更低的综合成本。随着电池行业的技术进步,三元正极材料市场正在逐步往高镍方向发展,三元正极材料高镍化趋势明朗。高镍化趋势导致市场的镍需求量快速攀升,预计未来动力锂电池的镍需求量将从 2020 年的 9.49 万吨增长至 2025 年的 51.03 万吨,复合增长率达 40%。与此相对,印尼作为全球镍储量与产量第一的国家,近年来对镍出口政策不断收紧,禁止原矿出口、矿权审批趋严,将导致未来全球镍资源供需缺口进一步扩大。

(2)废旧电池回收规模逐步扩大,将成为锂电池产业链重要环节

三元锂电池中镍、钴、锰、锂等元素均可回收利用,具有较高的经济效益。在镍、钴等资源日益稀缺的背景下,废旧电池回收行业方兴未艾。从市场规模来看,2011 年,我国新能源汽车行业正式进入产业化阶段,2014 年起市场呈井喷式增长,此后我国新能源汽车产业规模持续快速扩大,带动了动力电池的装机量提升。一般动力电池的使用寿命在 4-8 年,2014 年装机的动力电池在 2018 年迎来首批退役潮,且后续大量动力电池逐渐步入退役期,报废量的高峰期即将到来。统计数据显示,2020 年中国市场锂电池回收量达到 47.8 万吨,其中车用动力电池回收量达到 25.7 万吨,预计到 2025年中国锂电池回收量将达到 98.8 万吨,其中动力电池回收量超过 57 万吨。未来,随着废旧电池回收行业迅猛发展,镍、钴等资源的供需压力有望得到缓解。

随着全球绿色低碳趋势进一步深化,发达国家更加重视对电池回收行业的投入与管理。以欧盟为例,2022 年 2 月,欧盟通过《电池与废电池法规》,规定 2030 年前要实现电池活性材料中再生原材料中镍含量≥4%、钴含量≥12%、锂含量≥4%、铅含量≥85%,且上述指标会在未来进一步提高。中国于 2020年在联合国大会上正式提出将于 2030年前实现“碳达峰”、2060 年前实现“碳中和”的战略目标;为实现该目标,近年来我国已推出《新能源汽车产业发展规划(2021—2035 年)》《“十四五”原材料工业发展规划》《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》等多部支持性法规,未来可能继续推出支持性或强制性法规。

由此看来,电池回收兼具经济效益及环境效益,未来电池回收将成为锂电池行业的重要环节之一。

5、行业发展面临的挑战

(1)新兴技术快速发展,对现有竞争格局造成影响

锂电池行业具有技术密集型的特点,技术的产生与迭代速度较快。现有竞争格局中,磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池和钴酸锂电池等为主流的技术路线,上述技术路线的最终应用领域为新能源汽车、电动工具、3C 电子以及电动两轮车等领域。

其中,电动工具、电动两轮车及消费类电子产品领域主要采用锰酸锂、钴酸锂和三元锂电池等技术路线。钴酸锂电池能量密度高、充放电稳定和加工性能良好,主要应用于成本敏感性较低的中高端 3C 电子产品领域;锰酸锂电池原材料资源丰富、成本较低、安全性能较好,主要应用于低端 3C 电子产品、电动工具和电动两轮车领域;三元锂电池相对于钴酸锂电池具有低成本及高安全性能的优势,相对于锰酸锂电池具有高能量密度及高循环性能的优势,三种技术路线市场化应用场景不同、各有利弊,相互之间尚无明显的替代效应,但不排除未来新兴技术快速发展,对现有竞争格局造成影响的可能。

动力电池领域主要采用三元锂电池和磷酸铁锂电池技术路线,三元锂电池具有高比容量、高能量密度和高倍率的优点,主要应用于电动乘用车领域;磷酸铁锂电池具有成本低、安全性高、循环寿命长等优势,主要应用于电动商用车和储能领域。2019 年下半年以来,宁德时代 CTP 技术以及比亚迪刀片电池技术的推出使磷酸铁锂电池在保持成本优势的同时提升了能量密度,促使特斯拉等新能源乘用车厂商加大了对磷酸铁锂电池的采购力度,对三元锂电池形成一定的冲击。目前三元锂电池和磷酸铁锂电池在动力电池领域各有优劣,预计两种技术路线将互相竞争、长期并存。此外,氢燃料电池、钠离子电池等新兴技术路线未来可能在动力电池领域得到应用及推广,对现有竞争格局造成影响。

总体而言,锂电池行业已形成多种技术路线并存的竞争格局,但新兴技术快速发展,若未来锂电池的主流技术路线发生变化,其他类型的电池在安全、性能、环保、价格、市场接受度等方面更具有比较优势,将对现有竞争格局造成重大影响。

(2)锂电池回收行业有待进一步规范

因锂电池大规模应用的时间较短,锂电池回收行业仍处于起步阶段。虽然国家工信部颁布了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》等文件,但文件出台时间尚短,整体效果尚未显现;就目前而言,符合规范条件的白名单企业的实际回收量偏低,市场仍面临规模总体较小、回收网络不健全及回收机制不规范等问题,一定程度上制约了行业发展。

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