废动力电池梯次利用面临挑战，合理回收价格成关键

废动力电池梯次利用面临挑战，合理回收价格成关键

虽然在商业化储能、低速电动汽车、电网储能等方面均有示范项目，但废旧动力电池容量分布不均，外壳材料、电池尺寸规格、电池内部结构、材料类型、分组方式等特性多样，使得后续再利用技术难度大、成本高。随着新型电池性能提升、成本下降，梯次利用市场受到较大冲击。梯次利用成本与新型电池的差异是决定其是否经济可行的关键，合理的回收价格是关键条件。

《中国退役动力电池回收技术与产业发展报告》是由中国科学院过程工程研究所、资源强制回收产业技术创新战略联盟联合编写，人民出版社和科学技术文献出版社联合出版发行的行业研究报告。作为国内唯一一部动力电池回收行业白皮书，该书是继《2017年中国动力电池回收行业现状与发展报告》之后，又一部对我国退役动力电池回收行业进行较为详尽、全面的整体分析的权威著作。也是在十九大精神指引下，以务实态度，深化体制改革的又一举措。该书旨在从动力电池回收全产业链角度，对资源供给、利用技术装备、工艺污染控制、政策法规、上下游产业等发展现状进行分析，最终形成废旧动力电池回收行业发展路线图，为新能源汽车产业可持续发展提供支撑。

1、动力电池行业相关资源现状分析

新能源汽车产业的快速发展引发全球对动力电池核心原材料供应安全的高度关注。2016年欧盟发布《2015-2030年新能源与交通技术领域材料供应链瓶颈分析》报告指出，稀土、石墨、锂、钴、硅、银等存在显著的供应短缺风险。如何应对这些风险成为欧盟国家关注的焦点。我国作为新能源汽车生产大国之一，从原生矿选矿、原生材料制备、电池材料制备、电解液/隔膜/粘结剂/集流体金属箔等配套材料制备到电池生产组装，已形成具有竞争力的产业链和较为完善的工业体系。但我国锂、钴、镍、锰、铜等原生资源储量较低，严重依赖进口，存在巨大的资源短缺风险，不利于产业可持续发展。 基于此考虑，包括中国五矿集团、华友钴业、天齐锂业等企业都在海外寻求合作，以保证原材料的持续供应。随着我国动力电池装机量的不断增长，资源供应在产业链中的作用将进一步凸显。

1、动力电池社会保有量

随着新能源汽车不断拉动动力电池需求，动力电池等相关产品的技术成熟度和市场格局日趋稳定。2018年我国动力电池装机量达57.0GWh，其中三元电池共产30.74GWh，占总装机量的53.9%；磷酸铁锂电池共产21.57GWh，占总产量的38.5%；其他材料电池占比7.6%。2018年装机量排名前十的动力电池企业分别为：宁德时代、比亚迪、合肥国轩、力神、孚能科技、比克、亿纬锂能、北京国能、中航锂电、宁德时代。前十家动力电池企业占总装机量的83%。 受到新能源补贴政策缩减跌幅、转向扶优扶强调整的影响，乘用车自2017年起逐渐转向能量密度更高的三元电池。2018年三元动力电池出货量占比首次超过磷酸铁锂电池，整体出货量中三元动力电池占比达到55%左右。

2018年我国动力电池出货量占比

2、中国动力电池资源供应现状

动力电池行业的快速发展，引发了专家对动力电池核心材料发展过程所带来的环境影响和资源安全的担忧。在环境影响方面，动力电池作为典型的电子废弃物之一，含有多种有害物质，包括重金属（如镍、钴、铜等）和有机化学物质（如电解液中的六氟磷酸锂、粘合剂中的聚偏氟乙烯等），若处理不当，将导致生态环境恶化，危害人类健康。

在资源安全方面，动力电池原材料成本占总成本的50-70%，金属、石墨资源的大量消耗给全球供应商带来巨大压力，尤其是动力电池所消耗的锂盐和钴盐，在锂、钴所有应用领域中，都是终端消耗量最大的材料。2016年，中国75%的锂（全球46%）、76.6%的钴（全球44%）用于锂离子电池生产。随着动力电池产能不断增长，原生资源被快速消耗，但二次资源的回收利用却未达到相应水平。以钴为例，2014年至2016年，原生矿资源产量增长了4.75倍，而回收量仅增长了0.23倍。据专家测算，要满足目前中国钴资源的供需平衡，其回收率需达到90%以上。 我国钴矿分布广泛，储量少、矿石品位低，贫矿及伴生矿多，对国外钴资源依赖性强。我国锂资源虽然丰富，但禀赋贫乏，受开发条件和技术限制，国内卤水锂、矿石锂开发程度较低，对国外锂资源依存度较高，因此应更加重视动力电池相关资源的供应保障和环境可持续性。（动力电池涉及的锂、镍、钴、锰、天然石墨资源等原生资源全球分布情况，请参考《2017年中国动力电池回收行业白皮书》）我们对原材料进行了重点评估，识别了动力电池行业使用的关键原材料，并对动力电池全生命周期中关键原材料的流向和库存进行动态MFA测算，跟踪技术升级过程中材料流向和库存的变化情况。

3、动力电池相关金属行业市场分析

在新能源汽车市场带动下，动力电池出货量快速增长，带动正极材料及电解液出货量快速增加，进而推动锂资源需求增长。因此，中长期锂资源扩张计划纷纷出台，但由于多数项目仍在建设中，2018年产能将逐步释放，锂供需格局将得到部分改善，碳酸锂价格将回归，有效降低动力电池整体成本。预计到2020年左右，多家锂资源公司新建碳酸锂产能将进入产能集中释放期，锂盐加工产能将超过80万吨。据统计，2018年全球碳酸锂产能新增近6.7万吨，主要为盐湖卤水及锂辉石，其中盐湖卤水占比达40%。 2018年我国碳酸锂全年产量约11.6万吨，较2017年增长39.7%，其中盐湖卤水占比约30%。锂消费主要在电池领域，主要依托新能源汽车和储能领域，其他领域消费增长缓慢。

2018年全球钴供应增量主要来自刚果铜钴伴生矿，其他镍钴伴生矿产量相对稳定。钴原料主要来自刚果。最大钴生产商嘉能可2018年钴产量4.2万吨，同比增长54%，预计2019年钴产量将继续增加至5.7万吨（波动5000吨）；同时，华友钴业、寒瑞钴业、盛屯矿业、金川国际等国内矿业公司也在继续增加钴开采。洛阳钼业股份有限公司预计2018年实现钴金属产量1.87万吨，同比增长14%。 以淡水河谷为代表的镍钴伴生矿山巨头产量较为稳定，甚至因原料品位问题出现一定程度的下滑。如表1.6所示，整体来看，2018年钴产量增速大于需求增速，导致全球钴原料供应过剩，供应增加约1万吨。

2018年中国锰矿供应量持续上涨，预计2018年国内锰矿供应量较2017年增加15%（实物吨）。虽然在环保压力下国内锰矿产量持续萎缩，但在国内冶炼厂旺盛需求刺激下进口锰矿持续涌入，仅2018年1-10月进口量就达到2208万吨，远超2017年全年的2126万吨。因此2018年中国整体锰矿供应量大幅增加。

2018年中国高纯硫酸锰产量为9.3万吨，较2017年增长25.7%。这主要得益于国内镍钴锰三元正极材料行业的蓬勃发展，下游三元前驱体订单的增加，刺激高纯硫酸锰生产企业提高开工负荷，新增产线投产，部分下游厂商也建立自给加工回收生产线，也补充了高纯硫酸锰的供给。

4.动力电池回收行业问题分析

（1）退役动力蓄电池综合利用技术装备亟待绿色化、智能化升级

目前，退役动力电池综合利用过程特别是回收利用过程还存在物料分选效率低、二次污染重、设备自动化水平差等问题，资源回收流程长，且仍然普遍依赖传统选矿冶金原理，亟待从动力电池废弃物特性入手，推动建立新型共性理论，全面提升绿色化、智能化综合利用水平。

（2）动力电池回收体系及回收市场需完善

由于目前退役动力电池数量仍较少，缺乏规模经济效应，回收总体成本较高。特别是对于退役量最大的磷酸铁锂电池，目前还缺乏经济可行的、控制污染全过程的回收技术。另一方面，我国对动力电池回收企业准入条件不严格，不利于规范市场行为。在退役动力电池梯次利用方面，动力电池性能衰减机理、健康状态评估、一致性检测等技术水平有待进一步提高。梯次利用产品向低速电源、UPS电源、移动电源等蔓延，产品性能、安全性得不到保障，增加了管理难度。在回收方面，退役动力电池包拆解仍以人工为主，效率低，需向智能化技术升级；回收侧重于三元材料中钴、镍的回收，锂回收率较低。

（三）行业亟待完善环境污染防治相关标准体系

动力电池生产企业、新能源汽车生产企业及退役动力电池综合利用企业仍需进一步完善相关标准体系，从全产业链角度推动管理、技术、环保、市场等综合水平的提升。特别是在污染防治方面，虽然我国已陆续出台相关行业排污许可证相关要求，但对于退役动力电池回收利用还缺乏完整的标准体系或技术规范体系。

2.废旧动力电池回收利用技术进展

1.废旧动力电池资源化利用全产业链技术体系

废旧动力电池资源化利用全产业链涵盖动力电池减量化设计制造、动力电池拆解、动力电池收集贮存、动力电池拆解、梯级利用回收、环境保护、绿色评价等几大环节。废旧动力电池资源化利用产业链涉及的企业大致可分为生产企业、回收企业、梯级利用企业、回收企业。目前，还没有一家企业覆盖从回收到梯级利用、资源化回收的全产业链。全产业链按内容主要分为五个环节：动力电池废旧源头减量化技术体系、废旧动力电池梯级利用技术体系、废旧动力电池回收技术体系、产品再制造体系、废旧动力电池资源综合利用全产业链绿色评价技术体系。

按照动力电池全生命周期管理，废旧动力电池资源综合利用全产业链技术体系包括五个方面。但我国目前仅重点布局废旧动力电池梯级利用技术体系、回收利用技术体系、产品再制造体系三个方面，动力电池废旧源头减量化技术体系、基于全生命周期的绿色评价技术仍需突破。

当前，我国亟待开发废旧动力电池源头减量技术体系、以废旧动力电池处理技术和回收产品为基础、覆盖动力电池全生命周期的绿色评价技术体系，完善废旧动力电池资源综合利用全产业链技术体系。

2. 逐步利用

动力电池报废后需对其安全性、剩余寿命等相关参数进行科学合理评估后方可进行梯次利用。梯次利用主要潜在市场包括12V/24V汽车启动电池、UPS不间断电源、ESS储能系统、Power Bank移动电源、36V/48V电动摩托车/自行车电池等。虽然在商业化储能、低速电动汽车、电网储能等方面均有示范项目，但废旧动力电池容量分布不均，外观外壳材质、电池尺寸规格、电池内部结构、材料类型、分组方式多样，导致后续再利用技术难度大、成本高。随着新型电池性能提升、成本下降，梯次利用市场受到较大影响。梯次利用成本与新电池的差异是决定其是否经济可行的关键，合理的回收价格是关键条件。

报废电池回收流程

3. 环境风险与污染防治

废旧动力电池回收处理过程涉及一系列环境风险，包括：（1）回收贮存环节安全风险中的潜在环境风险；（2）拆解重装环节安全风险中的潜在环境风险；（3）梯级利用环节安全风险中的潜在环境风险；（4）预处理及金属回收环节污染物排放风险。前三个方面的潜在环境风险类似，废旧动力电池回收贮存、拆解重装及梯级利用环节均存在安全风险，此环节一旦发生电解液泄漏、爆炸或起火等，均可能产生污染物，存在安全风险转化为环境风险的隐患。废旧动力电池预处理及其资源化回收过程中会产生相应的粉尘、废气、废液、废渣和噪声。与其他废弃资源回收环节类似，废旧动力电池回收在回收或产品环节也会产生污染物。 这包括动力电池本身所含的电解液等有机物排入环境，以及在预处理或金属回收过程中产生的大量污染物，即二次污染。废旧动力电池回收过程的环境风险管理必须从其自身组成物质的环境风险和二次污染的环境风险两个方面考虑。

3、废旧动力电池回收行业特点分析

我国废旧动力电池回收行业已初具规模，目前产业链呈现多元化发展趋势。在生产者责任延伸制度的引领下，新能源汽车生产企业、动力电池生产企业、梯次利用企业、回收企业、报废汽车企业以及原材料生产商均在退役电池回收的各个环节扮演着重要的角色。车企或电池企业通过投资间接介入（如北汽集团）或通过开发/优化技术直接介入动力电池回收（如比亚迪/宁德时代）；原材料生产商一般通过技术开发/优化，直接将动力电池回收作为其生产线的延伸；其他新进入行业者也通过投资等方式介入动力电池回收。这些公司早期多为化学品生产/贸易公司。 随着《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》的落地，京津冀、长三角、珠三角、中部地区已在构建回收利用体系、探索多元化商业模式、推动技术创新应用、建立完善政策激励机制四个方面逐步开展试点工作。其中，45家新能源汽车生产企业已在全国31个省（市）设立回收服务网点3204个，对废旧动力蓄电池回收利用行业发挥了重要支撑作用。

目前企业回收的动力电池中，多数为研发、生产过程中产生的废旧动力电池，新能源汽车退役电池较少。据不完全统计，湖北格林美、湖南邦普、江西豪鹏、广东光华、浙江华友钴业等5家废旧动力电池回收公司规划处理能力约25万吨。这些公司配合汽车及电池生产企业，2017年共计回收处理废旧动力电池约1.1万吨，其中约70%-80%来自研发试验和生产制造产生的废旧动力电池。2018年，各主要综合利用公司共计回收处理新能源汽车产生的退役电池约5000吨，处理动力电池生产企业及研发、实验单位产生的废旧动力电池及废料约8000吨。 回收量较2017年有一定增长，此外部分退役电池通过拍卖、收购等渠道流向其他回收公司。

4.动力电池回收行业宏观政策及标准

在国务院、发改委等部门的共同推动下，我国出台了《生产者责任延伸制度实施方案》、《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》等一系列政策，希望在动力电池大规模退役前建立具有一定成熟度的电池回收利用体系，并建立以生产者责任延伸制度为基础的各环节高度协同的产业链。这些政策对引导废旧动力电池回收处理行业规范发展具有重要作用，为新能源汽车产业可持续发展提供重要保障。按照生产者责任延伸制度，汽车生产企业和动力电池生产企业回收主体责任明确，但如何明确分工，建立可操作、可推广的退役电池回收行业运作模式，目前还处于探索试点阶段； 如何进一步加强政策与市场规则的结合，如何进一步避免政策/标准之间重复并体现区域和行业特点，如何借鉴废弃电子电器产品的管理模式，都需要管理、产业、技术等多方面的联动与配合。另一方面，退役动力蓄电池全产业链的标准体系仍需进一步完善。如何体现国家标准的引领作用、行业和团体标准的示范作用，如何实现管理政策与梯级利用回收技术规范的有机结合，仍需要从动力蓄电池全生命周期出发，综合考虑环境风险、技术瓶颈、上下游产业、法律法规等，特别需要加强过程污染控制，防范公共安全事故的发生，为行业健康绿色发展提供支撑。

5.动力电池回收行业发展趋势

资源短缺、环境保护和政策驱动是近年来我国动力电池回收行业发展的主要驱动力。一方面，原生资源价格上涨快速推动金属萃取企业投资建厂，另一方面，国家及地方政府出台多种政策扶持行业健康发展。目前，我国废旧动力电池处理尚处于市场培育阶段：梯次利用以政府支持的一体化储能系统和基站为主，拆解回收以回收企业为主。随着回收需求的爆发、政策的规范化以及行业龙头的不断布局，动力电池回收的市场空间即将打开。同时，动力电池行业龙头企业对锂电池回收的布局，将有助于建立回收体系，进而引导行业走向规范化发展。

1、协同建立高效回收体系是动力电池产业链发展的必然趋势

2018年3月，工信部等七部门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，提出了“建立动力蓄电池来源可追溯、去向可追溯、节点可控的追溯机制，对动力蓄电池实行全流程信息化管理”的试点内容，同时提出“全面推行生产者责任延伸制度，汽车生产企业、电池生产企业、报废汽车回收拆解企业和综合利用企业等通过多种形式，合作共建、共享废旧动力蓄电池回收渠道”。2018年7月，《新能源汽车动力蓄电池回收利用追溯管理暂行规定》（公告2018年第35号）发布，对汽车生产企业、报废汽车回收拆解企业、梯次利用企业、回收企业等相关方数据信息的填报上传提出了明确要求。 上述管理文件的发布，为我国建立高效的废旧动力电池回收体系奠定了坚实的基础。

2.动力电池回收产业链各参与方协作将更加紧密

目前，废旧动力电池回收行业产业链已初具规模，主要包括动力电池及整车厂商设立的回收公司和专业的第三方综合利用公司。前者主要包括比亚迪、宁德时代、国轩高科、比亚迪电池、中航锂电池、雄涛电源、北汽新能源等，是动力电池回收的主要责任方，负责回收渠道建设，掌控废旧动力电池资源，在废旧动力电池回收渠道上具有先天优势。专业的第三方回收公司以格林美、华友钴业、豪鹏科技、邦普回收、光华科技为代表，拥有专业技术和多年的回收经验，其回收渠道和产品分销渠道也逐步完善。

3、动力电池回收产业链向规模化、集中化发展

公开数据显示，我国新能源汽车累计生产已超过300万辆，推广规模居世界第一，主要集中在京津冀、长三角、珠三角地区，其中广东、上海、北京、山东、浙江排名全国前五。电池退役数量与电池库存量相关，预测2020年我国电池累计退役数量在25GWh左右，主要集中在新能源汽车保有量相对较大的京津冀、长三角、珠三角地区。

随着国家电力电池可追溯性管理平台的运行，电池代码（bin）被用作信息载体，以实现信息收集和监督，并监督其大数据的基本数据支持，以实现我国家的废物电池的布局，以实现量表和越来越严格的环境效果，并使用量规定的范围，并使用量规定效果。 ISE进一步改善了工业链，并同时提高了整个工业链的经济效率，这将有助于防止产能过度并促进对废物电池回收和加工行业的环境监督。