锂电池回收市场规模将达 156 亿元,行业空间巨大

2024-08-05 10:11:02发布    浏览105次    信息编号:81377

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锂电池回收市场规模将达 156 亿元,行业空间巨大

投资要点

【产业空间】锂电池回收即将爆发,2020年市场规模预计达156亿元

锂电池回收既环保又经济,是打造闭环产业链的关键。二次利用通过延长动力电池的使用寿命实现经济性;原材料回收通过直接回收元素实现经济性。同时,锂电池回收对于环境保护也是必要的。

政策框架清晰,细节不断落地,推动回收市场发展。针对动力​​电池回收需求,国家已通过《生产者责任延伸制度实施方案》《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》等建立了政策框架,相关细节也正在推进中。

动力电池即将迎来第一波退役潮,预计2020年锂电池回收市场整体规模达156亿元。动力电池早在2018年就将迎来第一波退役潮,未来三年将快速增长;基于不同材料体系锂电池回收价值,我们预计2020年锂电池回收市场规模将达到156亿,2017-2020年复合增长率为40.84%

【产业格局】商业模式已成型,三元电池回收或成主角

“回收网络+专业处理”的架构性商业模式不断优化,专业第三方回收公司通过与动力电池生产企业、整车生产企业积极合作,逐步建立起较为成熟的回收网络,“回收网络+专业处理”的商业模式已初具规模。

动力电池厂商在磷酸铁锂回收领域有“先天优势”。磷酸铁锂电池适合回收利用,其关键技术在于分立集成和全生命周期追溯技术;动力电池厂商兼具技术优势和渠道优势,在回收领域优势明显。

三元电池回收综合效益高,需求增加后将成为市场主力。三元材料回收价值高,上游原材料价格高,降低成本意义重大;乘用车销量增加带动回收需求,未来或将成为市场主力。

【核心驱动】专业化加工企业优势明显,向三元材料延伸企业利润更大

湿法工艺渐成主流,多种技术发展全面提升回收效率。干法回收流程相对较短,多用于锂电池金属分离回收初期;湿法工艺以各类酸碱溶液为介质提取金属元素,是技术领先企业的主要回收方式。干湿法等多种技术的综合运用,可进一步提高回收效率。

专业加工回收公司在资源回收领域具有诸多优势。与动力电池厂商相比,专业加工回收公司在资源回收领域具有诸多优势,尤其在技术、资质、环保等方面。随着锂电池回收市场的爆发,规模效应凸显,拥有深厚技术储备的专业加工公司将率先受益。

具备三元材料及前驱体生产能力的专业化加工企业盈利能力更强。据测算,生产、销售三元材料及前驱体,相比其原材料,能获得显著的附加值;具备三元材料及前驱体生产能力的回收企业盈利能力更强;此外,还能直接与锂电池厂商“对话”,获得其退役电池、生产废料等渠道优势。

【投资策略】

我们看好技术领先、产品优质、经验丰富、具备相关资质的专业锂电池回收公司,建议关注三家优秀的新三板公司:

方圆环保():掌握三元材料前驱体技术,实现向松下供货

西恩科技():三废资源综合利用服务商,主营电池级硫酸镍

金源新材料():湿法资源回收技术成熟,钴产品品质优良

【风险提示】政策未达预期;阶梯利用效益低;竞争破坏行业生态。

1锂电池回收市场正处于爆发前夕,2020年市场规模预计达156亿元

1.1锂电池回收既环保又经济,是打造产业链闭环的关键

随着使用时间的增加,锂电池的容量、放电效率、安全性等性能都会出现明显的下降。对于已经不能满足当下应用需求的锂电池,回收可以有效发挥其“剩余价值”:对于消费场景使用的钴酸锂、三元材料锂电池,可以将锂钴等金属元素及外壳进行回收利用;而对于结构、部件更加复杂的动力电池,则有梯次利用和原料回收两种模式:(1)容量无法满足新能源汽车要求,但循环寿命较长的动力电池,可以通过梯次利用模式,用于储能领域;(2)对于循环寿命明显下降的电池,可以提取金属氧化物、有机电解液、塑料外壳等可再生资源。

二次利用是废旧动力电池高效节能的回收利用方法,通过延长动力电池的使用寿命达到经济目的。一般来说,当新能源汽车搭载的动力电池容量衰减到80%左右时,动力电池就会被淘汰,但此时的动力电池仍然可以用于储能设备,投入到商业化住宅储能站、电动汽车充电储能站、电信基站等。

资源回收可以有效回收锂电池成本,具有较强的经济效益。电芯占动力电池成本的36%,如果扣除毛利,电芯占比高达49%;在消费类电池中,电芯成本的占比则更高。在电芯中,富含镍、钴、锰等金属元素的正极材料成本占比高达45%。通过原料回收,镍、钴、锰等金属元素回收率可达95%以上,锂元素回收率也在70%以上,具有显著的经济效益。通过资源回收,可以生产镍、钴、锰、锂盐,甚至进一步生产三元正极材料及前驱体,直接用于锂电池电芯制造,对构建产业链闭环具有重要意义。

另一方面,锂电池正极材料中含有镍、钴、锰、锂等重金属元素,而电解液一般由高纯度电池级电解液锂盐、有机溶剂以及必要的添加剂等原料制成。废旧锂电池若采用普通的垃圾处理方式(包括填埋、焚烧、堆肥等)处理,其中的重金属及电解液会对大气、水体、土壤等造成严重污染,因此从环保、防治污染的角度考虑,锂电池回收十分必要。

1.2 政策框架清晰,细节不断落实,推动回收市场发展

近年来,国家通过一系列直接补贴、激励类政策大力推动新能源汽车相关产业发展。随着新能源汽车及动力电池产销量的快速增长,动力电池报废回收问题逐渐凸显。针对此,国家近年来积极部署相关政策法规,动力电池回收的政策框架已基本建立:2016年1月工信部发布《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》,对动力电池综合利用提出了规模化、标准化、专业化的要求;2017年1月发布的《生产者责任延伸制度实施方案》明确提出动力电池生产者是动力电池回收的责任主体。

在基本政策框架确定后,国家标准化局联合行业主要企业开始制定锂电池回收行业的具体政策,如《汽车动力蓄电池回收拆解规范》、《汽车动力蓄电池回收及剩余能量检测》等。未来,国家标准化局还将针对包装运输、梯级利用、放电、拆解、材料、生产条件等制定丰富细致的指导意见。政策细节的不断落地,将推动锂电池回收行业朝着健康有序的方向发展。

此外,部分地区出台补贴政策,鼓励动力电池回收行业发展:上海出台政策,车企回收动力电池,政府每台补贴1000元;深圳出台政策,每销售一辆汽车,车企补贴600元,政府补贴300元,专项用于动力电池回收,鼓励建立电池回收机制。补贴政策对于缓解上海、深圳等新能源汽车高消费地区动力电池回收需求具有积极意义。

1.3 动力电池第一波退役潮来袭,预计2020年整体市场规模达156亿元

在国家能源战略的引领下,2014年起新能源汽车相关政策陆续出台,随着动力电池技术的不断进步,整个产业链进入快速发展期,2013年至2016年,新能源汽车年销量从1.76万辆大幅增长至50.7万辆。受新能源汽车爆发式需求的直接拉动,动力电池的出货量也从​​2014年开始呈现同步快速增长的趋势。

动力电池正极材料主要有磷酸铁锂和三元材料,一般新能源客车所采用的磷酸铁锂电池循环性能较高,80%循环寿命可达200​​0-6000次;而新能源乘用车所采用的三元材料电池能量密度较高,但其80%循环寿命仅为800-2000次。由于锂电池受不同应用环境影响,磷酸铁锂电池平均使用寿命约为4-6年,而三元电池使用寿命约为2-4年;因此2014年以来装机量快速增长的动力电池将在2018年迎来第一波退役潮。另一方面,消费类电池中,钴酸锂电池和三元电池回收价值较高。 综合各类锂电池消费结构及使用寿命,我们预计未来3年锂电池退役规模将快速增长,到2020年退役锂电池将达到60GWh以上,2017年至2020年复合增长率为41.12%。

基于锂电池三大主要类型——三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂电池的回收价值,我们进一步测算了锂电池回收的市场规模。同时,还应考虑到锂电池生产过程中会产生一部分报废电池及边角料,这仍是电池回收的次要来源之一。预计未来随着设备升级、工艺技术改进,生产过程中产生的报废电池及边角料比例将会减少。结合以上各种电池回收来源,我们预计未来三年锂电池回收市场将呈现快速增长趋势,至2020年市场规模有望突破156亿元,2017-2020年复合增长率达40.84%。

2 商业模式已成型,三元电池回收或成主攻点

2.1 “回收网络+专业处理”架构商业模式不断优化

锂电池回收行业尚处于早期发展阶段,商业模式尚不成熟。2014年以前,锂电池需求主要来自手机、笔记本电脑等消费电子产品,由于其体积小、结构部件简单、流通运输难度低,多由传统的镍氢、镍镉电池回收企业回收。2014年以后,新能源汽车产销大幅增长,受此需求拉动,动力电池成为2016年锂电池中消费占比最高的产品;同时,更多动力电池材料、动力电池、新能源汽车产销运营等企业逐渐进入锂电池回收产业链。经过多方努力探索,随着技术的不断进步,“回收网络+专业加工”的框架商业模式已初具规模,涌现出格林美、邦普集团等行业龙头企业。

目前回收网络主要包括生产者主导的回收网络和专业第三方主导的回收网络两种模式。2016年1月,五部委联合发布《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》,明确建立动力电池编码制度,形成废旧电池追溯体系,为生产者主导的回收网络建设提供条件;2017年1月,国家发布《生产者责任延伸制度实施方案》,明确了废旧动力电池回收的责任主体——动力电池生产企业和整车生产企业。

在政策和市场的驱动下,国内各大动力电池厂商及整车厂商纷纷进入动力电池回收领域,积极推进生产者主导型锂电池回收网络建设运营。比亚迪、宁德时代、国轩高科等行业龙头均在动力电池回收领域早有布局——依托自身在动力电池生产制造相关环节的技术实力,利用渠道优势实现退役动力电池高效回收,并在储能、小型动力电池等应用场景主要通过梯次利用实现回收价值。

以专业第三方电池回收公司为主体的回收模式需要企业自行建设回收网络和物流渠道,将废旧动力电池收集至第三方处理中心进行集中处理。国内不少专业第三方电池回收公司从镍氢、镍铬等传统电池回收行业以及相关废弃资源综合回收行业进入锂电池回收领域,并在商业模式相近的消费类锂电池回收领域积累了一定的运营经验;与动力电池厂商、整车厂商相比,专业第三方公司在动力电池回收领域不具备回收渠道天然的便利性,因此在建立相应回收网络的过程中需要投入相当的人力、物力成本。

国内回收龙头企业如格林美、邦普集团等,在锂电池回收领域深耕多年,在行业内拥有较高的影响力和美誉度;也积累了相对成熟的回收技术,并具备危废处理资质,在动力电池回收网络和处理技术布局上已率先布局,占据先发优势。其他具有一定规模的第三方回收企业也践行了自己的商业模式,如豪鹏科技与北汽新能源联合建设回收网络,超威集团成立子公司长兴亿威专注于回收网络建设。专业第三方回收企业通过积极与国内动力电池厂商、整车厂商建立深度合作关系,正在逐步建立较为完善的回收网络。

第三方回收公司在回收网络中从各个渠道收集废旧锂电池后,会针对不同材料体系的锂电池进行梯级利用、资源回收、电池材料修复再生利用等不同方式的专业处理。下文将进行更详细的分析和阐述。综上所述,我们认为锂电池回收领域“回收网络+专业处理”的框架商业模式在动力电池厂商和专业第三方回收公司的推动下已经成型并不断优化。

2.2 动力电池厂商在磷酸铁锂二次利用领域有“先天优势”

磷酸铁锂电池是我国较早应用于新能源汽车的主要动力电池类型之一,因此也是第一批退役的动力电池。 CATL 曾做过 25℃、45℃、60℃等温度实验,测试退役动力电池的使用寿命。考虑到储能设备的使用条件,退役动力电池至少还可以继续作为储能电池使用五年。因此,磷酸铁锂电池适合梯次利用,既能充分发挥其残余价值,又能降低储能系统建设成本。

二次利用可充分发挥动力电池的剩余价值,实现循环经济的最大化。目前,动力电池二次利用的关键技术在于分立集成技术和动力电池全生命周期追溯技术。分立集成技术主要包括动力电池包拆解和系统集成两个关键技术点,而电池全生命周期追溯技术的实现主要依赖于其BMS的技术成熟度。

(1)分立集成技术:不同动力电池拥有不同的PACK技术,因此如何更高效地进行自动化拆解成为有效梯次利用的技术关键点。根据不同电池模组的性能、寿命等数据进行系统集成也是梯次利用的技术关键点。

(2)全生命周期追溯技术:通过BMS系统提供的SOC、SOH、SOP等指标的精准预估,可以对使用率高达80%的动力电池进行及时退役。同时该技术也是分立集成技术实现的基础。

数据是估算SOC、SOH、SOP等指标的基础,因此建设大数据平台有助于更高效地实现动力电池全生命周期追溯技术。梯次利用大数据平台包括三大系统,即电池单体研发生产数据系统、电池包研发生产数据系统、电池包车载运行监测数据系统;三大系统对退役电池进行系统分析,得到能否进入梯次利用市场的大数据。数据包括设计信息、性能数据安全、来料检验等。

二次利用与动力电池发展存在技术协同性,动力电池及整车企业在分体集成、全生命周期追溯等方面具有一定优势,同时此类企业在退役动力电池二次利用方面具有渠道优势,能够以较低的成本实现电池快速回收利用。从全球市场来看,动力电池二次利用的典型案例均由动力电池及整车企业参与,并由其主导。综合来看,动力电池企业在二次利用领域具有明显的“先天优势”。

2.3三元电池回收利用综合效益高,需求增加后将成为市场主体。

相较于磷酸铁锂,三元材料电池寿命较短且存在一定的安全风险,不适用于储能电站、通信基站备用电源等复杂的二次利用领域。但三元正极材料由于成分复杂、易还原,具有较高的资源回收价值:三元材料中主要金属镍、钴、锰含量分别占12%、3%、5%,总金属含量高达47%,具有很高的回收价值。

近年来,在新能源汽车—动力电池产业链快速发展的带动下,上游原材料价格持续上涨:以碳酸锂为例,2015年10月份之前价格维持在5万元/吨以下,随后快速上涨并维持在12万元/吨以上的高位,最高价格达到17万元/吨以上;同时,三元材料电池在乘用车、物流车上的规模化应用带动钴需求大幅增加,国内钴价持续上涨,涨幅近3倍。

三元材料中含有高价金属元素,直接资源回收更有价值。以生产硫酸镍为例,通过废旧动力电池回收一吨镍的成本不到4万元,而通过镍矿直接生产的成本则在6万元以上。因此,通过资源回收获得金属原料的成本低于直接矿产开发的成本,因此三元材料电池的资源回收也具有降低成本的意义。

2017年发布的新能源汽车推广目录中,新能源乘用车占比稳步提升,需求量近几年也稳步增长;而作为新能源乘用车主力动力电池,三元锂电池未来有望迎来增长,因此三元电池资源回收将拥有广阔的规模空间,有望成为未来市场的主角。

3、专业化加工企业优势显著,能向三元材料延伸的利润更大。

3.1 湿法工艺技术渐成主流,多种技术发展提升回收效率

目前,废旧动力电池的回收利用过程一般包括预处理和后处理两个阶段。预处理过程首先需要彻底放电,然后将电池拆解,分离正极、负极、电解液、隔膜等。后处理阶段,主要目标是回收拆解后各类废弃物中的高价值成分,进一步再生或修复电池材料;所采用的技术方法可分为干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术三类。

干法回收技术是指不借助溶液或其他介质,直接实现各类电池材料或有价金属回收的技术方法,主要包括机械分选、高分辨热解等。干法回收不经过其他化学反应,流程短,回收针对性不强,通常用于锂电池金属分离回收的初期阶段。

部分企业初步研发出干法热修复技术,可以对干法回收得到的粗品进行高温热修复;但该法生产的正负极材料含有一定杂质,性能无法满足新能源汽车动力电池的要求,多应用于储能或小型动力电池等场景。

湿法回收技术是利用各种酸性、碱性溶液作为转移介质,将电极材料中的金属离子转移到浸出液中,再通过离子交换、沉淀、吸附等手段,将溶液中的金属离子以盐、氧化物等形式提取出来。湿法技术路线主要包括湿法冶金、化学萃取和离子交换三种方法。湿法回收技术工艺相对复杂,但该技术对于锂、钴、镍等有价金属的回收率较高;同时湿法回收技术得到的金属盐、氧化物等产品纯度较高,能够满足动力电池材料生产的质量要求;因此湿法回收技术也是国内外技术领先的回收企业所采用的主要回收方式。

生物回收技术主要利用微生物浸出将体系中的有用组分转化成可溶性化合物并选择性溶解,从而将目标组分与杂质组分分离,最终回收锂、钴、镍等有价金属。目前生物回收技术尚不成熟,高效菌株的培养、较长的培养周期、浸出条件的控制等关键问题仍需解决。

如上所述,当前具有更高回收效率和相对成熟的湿循环过程正在逐渐成为专业处理阶段的主流技术途径;保留效率。

从另一个角度来看,无论是磷酸锂还是NCA三元材料,在有价值的金属恢复和再生后通过湿技术获得的正电极材料具有更好的关键性能指标,即特定的容量,即特异性的容量,即通过干燥技术修复获得的正电极材料。

3.2专业回收公司在资源回收领域具有许多优势

与锂电池生产者相比,专业的处理和回收公司在资源回收领域具有许多优势,尤其是在专业处理技术和环境保护方面的支持。锂电池的类型和模型同时,专业的处理和回收公司在提供全面的环境保护解决方案方面具有明显的优势。

为了提高电池电池回收的经济效率,在“在水均能甲基术条件下,在全面利用新能量电池的行业标准条件”中,镍,钴和锰的全面恢复率不应在 brun的情况下,不小于 and , 主要使用技术,其镍,钴和锰的全面恢复速率已接近或达到“标准条件”的要求;

专业的回收公司非常重视研发团队的建设。专业的回收公司在干燥和潮湿的回收技术方面具有明显的优势,并且随着废物电池市场的爆发,专业加工公司在研发储备中的优势,规模效果和其他方面的优势将得到强调。

在电池的回收中产生的第二个污染是企业所面临的巨大挑战。烤,并在金属回收后用煤炭,页岩等将残留物压入环保的砖块中,以最大程度地利用资源的回收,同时,宝石在液体污染物治疗和水生态恢复方面取得了重大结果,并具有完整的环境生态恢复系统。

目前,锂电池只有回收率,但没有相关的资格要求。这对人体和环境有害。

3.3具有三元材料和前体生产能力的专业加工公司具有更强的盈利能力

通过电池回收和相关的过程处理,专门的回收公司可以从电池中提取可再生的金属,以产生诸如硫酸盐,硫酸钴和硫酸锰等金属盐,有些公司将继续处理并产生 的糖果。因此,具有三元材料和前体生产能力的回收公司具有更强的盈利能力。

以Gem和的环境保护为例:GEM在2012年投资 ,逐渐建立了一个项目,每年的NCM 材料每年用于电池,从那时起;自2016年以来,其毛利率从14.89%增加到17.74%。

此外,将产品扩展到三元正极材料和前体的能力有望直接与锂电池制造商进行“对话”,从而使它们在获得其退休电池并取消电池并在其生产过程中取消了重要的渠道优势。

4投资策略

基于上述分析,我们认为:一方面,由于新能量车辆对电池的需求持续增长,以及将成本降低到整个产业链中的压力,锂电池回收具有重大的经济收益和资源的重新效果电池退休即将到来,退休的锂电池的数量将在未来三年内显示出快速增长的趋势,再加上近年来各种类型的锂电池的安装能力,我们估计,锂电池回收市场的大小预计到2020年,锂电池的增长率将超过156亿元。

目前,锂电池回收市场尚未成熟,“回收网络 +专业处理”的业务模型已成型。资格,环境保护和其他方面的资源回收,如果它们具有更大的市场空间。 ),Xien ()和新材料()。

4.1 环境保护():掌握三元材料前体技术并实现的供应

环境保护是在2002年建立的,专门利用镍和钴等废金属资源。根据该公司2017年半年度报告,该公司已成功提供了,是锂电池的全球领导者。

该公司的收入和净利润在2017年上半年稳步增长:2017年上半年的营业收入是60,816,400元人民币,同比增长61.22%;股东可归因于293,500元的净利润;

4.2 Sean ():全面利用三种废物资源的服务提供商,重点是电池级硫酸盐

该公司成立于2004年。它的目标是在三个废物资源链中建立一个领先的企业。著名的电池材料公司(例如技术)和 的市场份额。硫酸镍的市场份额是该行业的最高水平。

该公司在过去的三年中表现出快速增长的趋势,其营业收入为1.93亿元,同比增长127.06%;

4.3 新材料():成熟的湿资源回收技术和高质量钴产品

的新材料于2003年建立。它专门研究锂电池的回收和重新生产。 -2010“硫酸钴”公司标准和欧盟ROHS标准。

该公司在2017年上半年的收入和净利润爆发:在2017年上半年,营业收入为60.189亿元,增加了42%的净利润;

5风险警告

(1)没有预期的政策实施:锂电池回收行业目前仅发布框架政策,如果政策降落速度较慢,则逐渐实施相关的详细规则;

(2)低经济益处:可以用于步骤的磷酸锂退休电池只能以10%-20%的水平使用,并且用于低储能的低价,这为行业的发展带来了较低的经济利益和风险。

(3)竞争加剧了行业的生态:目前,电池的退休浪潮尚未到达,可用于回收的锂电池的来源相对较高。

数据支持:Wang

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