截至2023年,我国新能源汽车产销量已连续9年保持全球第一。同时,我国已成为动力电池产业领跑者,市场规模连续8年全球领先。随着新能源汽车市场的蓬勃发展,动力电池回收行业的重要性日益显现。,废旧动力电池对环境和健康具有潜在威胁,需有效回收处理。电池正极材料中的重金属导致环境的PH值升高,处理不当会产生有毒气体。此外,动力电池中含有的多种金属、电解液也会危害健康。,在目前新能源汽车产销高增及资源供给相对紧张的情形下,锂、钴、镍等金属等价格都出现了不同程度的上行,且我国锂、镍、钴的储量占全球储量的比重低,回收动力电池中含有的锂镍钴等,可有效缓解我国资源短缺问题,实现较高的经济效益。近年来,中国动力电池回收行业市场规模不断扩大,由2018年的58.3亿元上涨至2023年的215亿元,预计到2024年将增长至300亿元。
动力电池回收是指将废旧的动力电池进行回收,并根据废旧动力电池的不同性能状态,对其进行检修处理后梯次利用或者是拆解利用。根据回收处理方式不同,动力电池回收方式可分为梯次利用和拆解回收。一般废旧动力电池剩余容量在60%-80%范围内时梯次利用价值较高,当动力电池容量下降到初始容量的40%以下时,一般选择拆解回收。
梯次利用主要针对磷酸铁锂电池回收,商业化程度仍有待进一步开拓。动力电池的梯次利用是将电池容量下降到80%以下的电池经过拆解、检测、筛分、重组等多个流程后,应用于对储能、电动汽车等电池性能要求较低的场合,实现废弃动动力电池的梯次利用。磷酸铁锂电池的循环寿命更长,安全性也更高,梯次利用的价值更高。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的电池容量下跌至80%以下时,其性能仍较为稳定,容量衰减速度较为平稳,安全性和热稳定性较好;与此同时,磷酸铁锂拆解回收的金属主要为锂,拆解回收的价值相对不搞,因而动力电池的梯次利用主要针对磷酸铁锂电池的回收。但梯次利用的技术要求较高,同时,梯次利用标准体系仍有待进一步完善,由于动力电池和储能电池的性能要求不同,废旧的动力电池进行梯次利用后应用于储能等领域的电池存在一定的安全隐患。多重因素下,梯次利用的商业化程度仍有待进一步开拓。
拆解回收主要针对三元锂电池回收,产业化程度高。拆解回收是针对三元锂电池的续航时间更短,且热稳定性较差,梯次利用的价值不高,但三元锂电池可拆解回收钴、锂、镍等多种高价值的金属,拆解回收的价值更高,也是废旧电池拆解回收的主要对象。拆解回收的预处理过程主要还是通过人工处理,专用的破碎设备仍较为缺乏,分离提取技术主要包括干法冶金、湿法冶金以及生物冶金,技术发展相对成熟,产业化程度高。
动力电池回收行业的产业链包括:上游主要是废旧电池提供方,以及回收需要的材料商、设备商(输送机、撕碎机、引爆器等)。由整车厂商如北汽新能源、丰田等,锂电池厂商如宁德时代、比亚迪等还有一些中间商构成。中游主要是拆解回收厂商和检测方 。在梯次利用方面,由于与电池关联度最高,因此动力电池企业布局最多,北汽新能源、东风汽车等车企也有布局;在拆解回收方面,一般是第三方专业回收公司进行拆解处理,如邦普循环、格林美等。下游为回收应用场景,可应用于电池材料厂和电池厂等。
相关数据显示,我国现存动力蓄电池回收相关企业14.19万家,近十年其注册量呈持续增长态势。2014年—2020年,相关企业注册量从0.12万家逐步增长至0.58万家,增速维持在10%—80%的区间内。2021年得益于中国新能源汽车产业的发展,动力蓄电池回收需求相应提升,相关企业爆发式增长357.57%至2.67万家。此后增长趋势仍在继续,2023年全年注册量达4.59万家。
截至2024年7月3日,我国动力电池回收相关企业已注册2.01万家。从区域来看,广东、安徽、江苏均存量过万家,分别以1.3万家、1.08万家、1.02万家,居全国前三。此后是山东、河南等地。
从城市来看,北京现存4318家动力蓄电池回收相关企业,居全国第一。深圳、重庆分别现存4113家、3609家,居全国前三。此后是合肥、海口、昆明等地。
根据回收主体的不同,目前废旧动力电池回收主要有四种模式,分别为:以电池生产商为回收主体的模式、以整车制造商为回收主体的回收模式、第三方回收模式与产业联盟回收模式。
以电池生产商作为回收主体将有利于打造资源闭环。第一,由动力电池生产企业控制废旧电池流向,有利于生产企业和再生锂、镍、钴、稀土等企业建立合作良好的关系,形成资源的“动力电池生产-动力电池消费-动力电池回收-资源再生-动力电池生产”的闭路循环利用模式,使各种金属实现闭环网络;第二,电池生产商可以借助自己的销售渠道通过逆向物流的形式实现对废旧电池的高效回收;第三,电池生产商对新电池的流向掌握控制权,可以利用“以旧换新”“押金返还”等商业安排来促使销售机构对废旧电池进行回收。
宁德时代:在2013 年和2015 年分別增持邦普猜环。持有邦普69.02%股权:2019 年又与邦普合资36亿元成立合资公司。进一步扩大上游正极材料布局。邦普储环早于2008 年就提出了“上下游”回收结合的概念,首创中国废旧电池回收体系,目前已在全国设置15回收网点
比亚迪:是最早与中国铁塔达成梯次利用战略合作的公司之一。上海比亚迪为工信部符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的第二批白名单(梯次利用)企业。此外,比亚迪与日本商社伊藤忠商事共同探索退役电池在储能领域的应用。目前已在全国设立超过40家动力电池回收网点。
国轩高科:2017 年国轩高科与钴产品生产商兰州金川分别出资5000 万元成立了安徽金轩电池资源循环利用技术有限公司。以及甘肃金轩电池资源循环利用技术有限公司,经营范国均为废旧电池的回收、拆解、处理、综合利用等全流程业务。2018 年公司在庐江布局锂电池回收产线 亿元在合肥循环经济示范园建设动力电池产业链系列项目,项目聚焦锂电池原料、电池回收及梯次利用,预计24个月内竣工投产。
整车制造商的渠道优势最明显,回收电池的成本低、效率高。一方面,整车制造商拥有丰富的汽车销售网络(4S店),可以使用现有的物流渠道使废旧电池逆向运达制造商,从而省下不必要的另建渠道费用;另一方面,整车制造商还可以充分利用销售网络的广泛性来提高回收的效率,在目前在工信部公布的近1.5万个新能源汽车动力蓄电池回收服务网点信息中,汽车生产商的服务网点占比在95%以上。然而,在后续再利用环节方面,由于废旧电池的梯次利用与再生利用均具备着较高的技术要求,整车制造商往往需要和电池生产企业或第三方企业进行合作才能完成废旧电池的二次利用。
北汽鹏龙:子公司北汽鹏龙新能源成立于 2018 年,是由北汽鹏龙、北汽新能源、北汽福田、格林美、河钢集因、厦门钨业合资成立的大型退役动力电池拆解及梯次利用企业。2020 年与易事特集团签署战咯合作协议,打造以智慧能源应用场景的退役动力电池梯次利用示范项目
奔驰:在德国已经建设电池回收工厂,回收率将达96%,预计德国工厂年回收处理能力可达2500吨,可回收包括镍、钴、锂及石墨等材料,经过再循环处理可为梅赛德斯-EQ 系列车型生产超过5万个电池模块。奔驰也计划与中国、美国的相关企业合作,开展动力电池回收利用业务。
丰田:2015 年,丰田启动了动力电池的回收工作。2018 年,日本中部电力公司合作研发全新的大容量蓄电池组系统。该项目初步阶段主要是用于回收广泛应用于混合动力车型上的镍氢电池,并在2030 年左右,可回收较多电动车和插电式泥合动力车型上搭载的锂离子电池。2019年,在泰国开设工厂,用于管理在泰国销售的混合动力车载电池。2020 年在中国布局电池回收业务。
特斯拉:2022 年特斯拉汽车销售服务(广州) 有限公司发生工商信息变更,经营范国新增新能源汽车废旧动力蓄电池回收及梯次利用服务等,标志着特斯拉在中国正式部署动力电池回收。2020 年9月,特斯拉就在中国推出了电池回收服务,承诺报废的锂离子电池均不做填埋处理,可100%回收利用。
第三方企业技术工艺完备,回收渠道建设是模式难点。第三方模式具体是指由生产商委托专业的第三方如废品收购公司、资源处理公司来负责废旧动力电池的回收,进而实现“电池回收+后续利用”的一体化与专业化;但该模式要求第三方企业自行建立回收渠道,因此需要第三方公司通过与整车厂商、电池厂商达成深度合作的方式来形成稳定的电池供应源,模式存在着回收费用较高、回收难度较大的问题与难点。
该模式的代表企业为天奇股份,通过与电池厂、整车厂等深度合作共同搭建起废旧锂电池“互联网+回收”平台,建立起了覆盖全国的废旧锂电池回收服务网络。
产业联盟模式下企业各司其职,可快速启动。产业联盟由行业内的动力电池生产商、电动汽车生产商或电池租赁公司组成,并共同出资设立专门回收组织,负责动力电池的回收。产业联盟对于系统建设投入很低并可快速启动,由于负责各个环节的企业先前已经在相关领域有所布局,因此在回收环节额外投入的财力物力相对较少,为快速建立回收网络并进行运转提供了可能。
该模式的代表企业为中国铁塔,中国铁塔是国有大型通信基础设施服务企业,既是退役电池的消费者,也是退役电池的回收者。其回收模式关键在于与车企、动力电池企业合作,共建共享回收网络。中国铁塔与一汽、东风、江淮、比亚迪、蔚来等众多新能源车企签署了战略合作协议,这些合作协议主要服务于新能源汽车退役电池的回收利用。此外,2018 年1月中国铁塔与国轩签订动力电池梯级再生利用战略合作协议,协力推动梯级动力电池在通讯基站领域的应用。
美国建立了从联邦、州和地方三个层面构建了较为完备的电池回收利用法律体系。上层是兼具纲领性和可操作性的《国家环境政策法》,下层分为“污染控制”和“资源保护”两律体系,包括固体废弃物管理方面出台 的法规、条例,如《资源保护与回收利用法》、《危险废物管理条例》、《固体废物处理法》等;州政府层面,美 国多州均出台了相关的回收法,三个层次的法律相互补充、相互规范。严格的生产者责任制度和消费者押金制度,全部参与者行为均有明确规定。
美国历来相当重视环境管理方面的工作,已经具备比较完善的废旧动力电池回收体系。美国动力电池回收主要实施生产者责任制度和消费者押金制度,其中押金制度由电池协会进行制定。电池生产企业:为保证废旧电池全生命周期的管理和高效利用,生产电池时需建立统一编码标识,回收时通过借助电池销售渠道进行回收。
市场化的资金支持,解决效率及经济性难题。资金上,建立专项基金支持产品的报废回收,采取附加环境 费的方式;消费者购买电池时收取一定数额的手续费以作为电池生产企业的一部分回收资金;电池生产企业也 出资一部分回收费,作为产品报废回收的资金支持;同时废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业,此种模式既能让电池生产企业很好的履行相关责任义务,在一定程度上又保证了旧电池回收企业的 利润,成功解决废旧电池回收效率低和回收经济性差等前端难题。美国模式离不开法律的规范和严厉的监管。其商业模式也比较成熟,以市场调节为主,政府约束管理为辅, 多样式的回收渠道丰富了回收网络,各主体充分利用市场机制进行运作以获得最大利润。
层次分明、健全且循序渐进的循环经济立法体系,是日本退役电池回收的基础。日本从三个层面着手搭建了较为健全的电池回收法律体系。第一层指基本法,即《促进建立循环型社会基本法》;第二层指综合性法律, 包括《固体废弃物管理和公共清洁法》、《资源有效利用促进法》、《资源回收利用法》、《再生资源法》等;第三层指专门法层面,包括根据产品性质制定的专门法规,包括《汽车再循环法》,动力电池的循环利用是重点。
日本政府还制定了循环型社会基本制度,包括生产者责任延伸制度、环境报告制度等以促进废弃物回收方面经济 的发展,且对生产、消费和废弃物处理等实施全方位全过程的监管监控。回收体系以企业为主导,利用零售商、汽车经销商或者加油站的服务网络向消费者回收废旧电池。日本政府早在 1994 年已开始推行回收计划,相关汽车生产企业在新能源汽车产品上市时便同步启动电池回收利用项目。自 2000 年起,日本政府开始倡导“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的回收体系,明确了电池生产商为电池回 收利用的责任承担主体。2004 年日本两大中央省厅共同授权的日本电池回收中心(JBRC)旨在全面推进废旧充 电电池材料回收利用。
德国是废旧电池回收先驱,政府是整体回收的核心。德国的循环经济的法律法规同样以生产者责任延伸制度为原则,动力电池回收模式中,政府是整体回收的核心,政府立法,从源头上进行回收制定,明确生产链上各环节的责任,强调各生产商消费者、政府在利用资源和环境保护中应有的责任和义务。电池生产商必须在政府登记,承担主要回收责任,销售商要配合电池生产商组织电池回收工作,必须向消费者介绍免费回收电池的地点,而终端消费者有义务将废旧电池交付给指定回收网络,此外德国赋予管理机构广泛的责任,对各回收系统进行检查监督。建立基金和押金机制进行动力电池的回收。
德国电池回收机制的成功建立,除了政府对电池生产者的严厉监管外,还离不开基金会的辅助共享。德国乃至欧洲最大的回收协会是由德国电池制造商协会和电子电器制造 商协会联合成立的共同回收系统(GRS)基金,该组织通过建立多于 17 万个回收点,包括 14 万个零售点,加 入基金的成员企业包括电池生产商和销售商,总数达 3500 余家,覆盖了德国电池市场 80%的产销量。电池企业 按其电池的市场份额、重量与类型向基金缴纳服务费,共享基金会的回收网络,GRS 基金依靠电池企业缴纳的 服务费维持运转。
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