今年可謂能源短缺現象最“深入人心”的一年。江浙一帶、東三省等地區前些日子的拉閘限電,“做二休五”等生產排期調整以限制產能。無論是因為燃料能源的短缺,還是“雙碳”能耗控制的約束,都反映出能源問題愈發嚴峻,清潔能源、綠色能源、可持續發展是全球所有國家未來經濟發展的主要宗旨。

 

而在人類活動中,占比碳排較大的交通出行領域,也是產業轉型向新能源方向升級的重要舉措。“全面新能源倒計時”已經啟動,車企與國家都紛紛宣布禁售燃油車的時間表,汽車的電動化趨勢進程加速,電動車對于傳統燃油車來說,不只是停留在過去的競爭,燃油車進入加速被淘汰的局面。

 

新能源汽車在這個背景下快速增長。中國汽車工業協會數據顯示,2020年我國新能源汽車完成銷量136.7萬輛,同比增長10.9%,產銷量連續六年蟬聯世界第一。2021年上半年國內新能源汽車完成銷量120.6萬輛,同比增長2倍,中汽協預計今年國內新能源汽車完成銷量240萬輛,同比增長76%左右。

 

在新能源汽車飛速發展的過程中,動力電池市場規模和動力電池回收的市場規模將進一步擴大。從2014年新能源汽車開始發展,到今年也是第一批動力電池退役高峰的一年。動力電池“退休”后,如何處理?動力電池的回收面臨哪些挑戰?動力電池回收的未來又朝向什么趨勢發展呢?

 

第一批動力電池“壽終正寢”時

 

我們知道電池在反復的充電放電后,都會有容量的衰減和壽命的縮短現象。對于電動車使用的動力電池來說,當電池的容量衰減大于20%的時候就無法滿足汽車駕駛功能的使用,這個時候,動力電池就面臨“退休”的境況。

 

動力鋰電池的使用年限一般為5-8年,有效壽命為4-6年,據招商證券研報的分析,如果按照動力電池4-6年的使用壽命來測算,2014年生產的動力電池在2018年開始批量進入退役期,預計從2021年開始我國將迎來第一批動力電池退役高峰期。

 

退役的電池容量衰減如果在20%-40%區間,就可以滿足電池的二次利用——梯次利用。一般都是用在通信基站、太陽能路燈、UPS電源及其他小型儲能領域。如果電池容量的衰減在40%以上,就直接被拆解回收使用。動力電池回收的市場也基于電池回收方式來劃分:梯次利用模式與拆解回收這兩種商業模式。

 

動力電池生產商往往肩負著動力電池回收的責任。目前各大動力電池企業紛紛以建立戰略聯盟、參股等形式與材料企業、第三方回收機構合作,布局電池回收業務。比如我們熟知的寧德時代、比亞迪等。寧德時代早在2013年就通過收購邦普循環,涉足電池回收業務,2018年與上汽集團達成戰略合作,共同推進新能源汽車動力電池回收再利用。

 

鋰電材料企業通過回收廢棄電池中的關鍵金屬資源,完成產業閉環與降本空間,代表企業有光華科技、格林美、華友鈷業等。這些企業在發展本身的自有業務對礦產等資源加工布局外,也將下游的回收業務納入囊中,拓寬其在稀有金屬資源領域原料供應的渠道,保證資源供應穩定與成本穩定。

 

梯次利用商業模式的代表企業為中國鐵塔。中國鐵塔與車企、動力電池企業合作,從而共建共享回收網絡。目前與一汽、東風、江淮、比亞迪、蔚來等眾多新能源車企簽署了戰略合作協議,這些合作協議主要服務于新能源汽車退役電池的回收利用。

 

除了這些正規的大企業參與的回收渠道以外,也有一些小作坊參與?!缎戮﹫蟆穲蟮?,這些小作坊運用價格優勢、上門服務等,搶占了動力電池回收業務的大片市場。但這些小作坊工藝水平不健全,資源回收效率較低,也存在資質不全的情形,安全和環保隱患較大。

 

目前我國現存“動力電池回收”相關企業共1.5萬家。2020年是企業注冊量的爆發期,全年共注冊了2579家企業,同比增長了253.3%。2021年上半年新注冊了9435家,同比增長2611.2%。無利不起早,注冊企業爆發增長的背后,都是看中了錢景無限好的動力電池回收市場。據中國汽車技術研究中心數據顯示,2020年國內累計退役的動力電池超過20萬噸(約25GWh),市場規模達到100億元。

 

動力電池的回收市場正在起步的過程中,目前的情形是魚龍混雜,并沒有哪家企業迅速跑出來,大家都在摸索成長的過程中。行業內人士表示,現階段梯級利用的經濟價值偏低,技術和行業規范等也尚未成型,有成長發展的空間。

 

雖然回收拆解電池已形成一定的規模,但也面臨不少的挑戰。

 

回收動力電池的阻礙

 

對于企業來說,驅動其回收動力電池的原因主要是企業內部可建立閉環的回收模式,實現資源的循環利用。對于新能源汽車產業來說,也蘊含著巨大價值值得挖掘,不僅為企業提升原材料供給,也會降低企業對上游金屬資源的依賴。利益、價值與風險從來都是相伴而生,機遇與財富的背后也有不少的挑戰與風險需要承擔。

 

回收動力電池的挑戰主要跟電池的技術以及結構材料等相關。首先是動力電池廠商對電池技術商業信息保密的限制,我們知道對于生產電池的廠家來說,電池中的電源管理系統等都是其關鍵的技術信息,因此也會設定相應的讀取權限。當電池容量下降到不能支持電動汽車行駛時,回收的企業需要重新檢測電池壽命和耗損情況。對于回收的難度和成本都有所增加。

 

其次是電池材料本身帶來的限制,動力電池中存在大量重金屬等有害物質,比如三元電池中的鎳、鈷、錳元素都具有一定的生物毒性,處理不當會破壞生態環境。在對廢舊電池進行拆解、分選、材料修復或冶煉,提取鋰、鈷、鎳、錳等金屬元素,面臨提取工藝水平以及污染防治處理的要求。電池中的污染材料必須通過成熟的技術及設備處理,這些設施都需要再升級以減少事故的發生。

 

最后是行業的規范與政策等需要明晰,動力電池本身沒有行業的標準去規范,每一塊電池的型號效率等都各有所異,對其評估的標準與體系不健全。這也導致了不明確的定價機制,讓小作坊混亂市場的現象。電池被小作坊非正規收購、非正規拆解,甚至造成區域環境的污染,回收的過程得不到有效的監管。

 

據了解,目前真正流入龍頭企業的退役電池不到總量的30%,大量退役動力電池流向了非正規渠道,呈現出回收亂象。流入小作坊的電池被加工處理,制成小型充電寶,甚至簡單加工冒充新電池,用土辦法提取貴金屬等,帶來安全與污染環境的隱患。

 

目前動力電池的主流電池以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池為主。但第一批退役的動力電池主要是磷酸鐵鋰電池居多。從經濟效益來說,磷酸鐵鋰電池主要用于梯次利用,回收拆解的效益并不高。而三元電池由于含有鎳鈷錳等稀缺金屬,可以將這些金屬元素提取出來加工電池的正極材料,回收拆解價值較高。但三元電池的退役還需要一段時間,而這也意味著,目前回收電池盈利并不如期望那么大。

 

整個行業的曙光還需要時間來醞釀,回收動力電池任重道遠。

 

電池回收未來:儲能與反哺

 

在雙碳減排與燃油車禁售的背景下,新能源汽車的發展前景無可限量。據公安部數據顯示,截至今年6月底全國新能源汽車保有量達603萬輛,占汽車總量的2.06%。伴隨著動力電池退役高峰期的逐漸臨近,動力電池的回收市場也喧鬧起來,成為新能源汽車產業鏈發展中的重要環節。

 

動力電池回收在產業鏈上下游的合作是發展的必然趨勢,因為動力電池整個回收過程涉及的環節較多比較復雜,需要產業上下游企業的協同。舉例來說對于消費終端的車企,與消費者直接對接,可以在渠道方面引流,而其劣勢關于電池的再利用和材料制造能力可以與電池企業合作,越來越多的車企也將隨著梯次利用市場的打開而參與電池廠商、材料廠商等“合作聯盟”的模式。

 

在動力電池的梯次利用中,除了應用于低速的場景和通信基站等外,關于儲能方面的利用,還沒有好的產品開發出來,但這個方向仍然未來重要的規劃與探索。此前腦極體在未來的出行方式中提及過關于儲能的內容。對于間歇式能源比如太陽能、風能、水力發電等,這些能源是非常好的清潔補充能源,但因為獲取需要相應的條件,在能源獲取的旺期很多資源被浪費。如果儲能技術的發展可以有效地利用這些梯次利用的電池,儲存整合可再生能源,反哺給新能源汽車,也會為資源的有效利用做出大的貢獻。

 

對于動力電池行業來說,最大的一塊限制就是行業內的規范、標準、技術等都沒有統一。無論是對于新能源電池的換電補充方式還是回收過程,都帶來了不小的成本,尤其是對行業也帶來了發展的阻力。動力電池回收監管的難度有很大的一部分跟行業的評估體系、標準模式不統一有關。關于行業標準的規范與統一,是其未來發展的核心。綱領性文件、規范性政策等都需要進一步地完善與落實,以終結市場的亂象,讓電池回收市場良性循環。

 

動力電池的回收價值不言而喻。無論是為企業、行業創造利潤,還是為節能減排、環境保護等作出貢獻,在發展綠色經濟的大潮中,都占據著重要的分量。隨著行業的規范不斷進級,逐步進入退役潮的電池越來越多,動力電池的規劃產能與效益都會逐步實現,提供價值給整個行業,也會潤澤綠色經濟生態的成長,大幅減少人類出行活動的碳排。