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1、鋰電池報(bào)廢潮或助推回收放量,鉛酸電池回收有何啟示電池回收方式分為直接回收及梯次利用鋰電池回收是電池全生命周期的重要一環(huán),以動(dòng)力電池為例,全生命周期價(jià)值鏈指的是“動(dòng)力電池回收鎳鈷鋰電池原料再造電池材料再造動(dòng)力電池再造”。圖 1:新能源全生命周期價(jià)值鏈資料來(lái)源:格林美公告,為什么要完成鋰電池全生命周期價(jià)值鏈?環(huán)保要求:電池回收產(chǎn)生的原料主要有正負(fù)極材料、電解質(zhì)、電解質(zhì)溶劑、隔膜、粘結(jié)劑等。如果不能夠有效、綠色地回收,這些原料將對(duì)于環(huán)境造成一定的破壞,如作為正極材料的鈷等重金屬會(huì)改變環(huán)境酸堿度,電解質(zhì)及其溶劑可能產(chǎn)生氟污染與有機(jī)物污染等,對(duì)人體皮膚可能會(huì)有腐蝕作用。同時(shí)只要回收得當(dāng),由于電池中的金屬

2、資源豐度遠(yuǎn)大于天然礦儲(chǔ),這些回收的電池就會(huì)變成優(yōu)質(zhì)的“城市礦山”。經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化:電池回收后得到的原料還可以被電池制造商與其產(chǎn)業(yè)鏈上下游公司利用,實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約。汽車制造商如蔚來(lái)、動(dòng)力電池制造商如寧德時(shí)代已開始布局新能源汽車 換電業(yè)務(wù)。另外換電模式的推廣將有利于汽車制造商或動(dòng)力電池制造商作為回收主體提前 鎖定廢舊電池來(lái)源,實(shí)現(xiàn)批量回收,從而提高回收效益?;厥仗幚砟J剑褐苯踊厥占疤荽卫娩囯姵鼗厥仗幚?,指的是將報(bào)廢的鋰電池集中回收,通過(guò)物理、化學(xué)等回收處理工藝循環(huán) 利用電池或?qū)㈦姵刂芯邆淅脙r(jià)值的金屬元素如鋰、鈷、鎳等提取出來(lái)。以動(dòng)力電池為例,當(dāng)動(dòng)力鋰電池的現(xiàn)有容量?jī)H占原有容量 80%的時(shí)候,動(dòng)

3、力鋰電池的電化學(xué)性能將難以滿足 電動(dòng)汽車正常動(dòng)力需求,即可回收處理?;厥仗幚砗蟮膹U舊動(dòng)力鋰電池及其材料最終可重 新應(yīng)用于鋰電池領(lǐng)域或粉末冶金等領(lǐng)域。一般情況下,動(dòng)力鋰電池的使用壽命在 5 年左右,而一輛新能源汽車的壽命超過(guò) 10 年,因此理論上新能源汽車在使用期限內(nèi)需要更換 1-2 次電池。梯次利用指的是將電動(dòng)汽車上性能下降到初始性能 80%以下的電池退役、檢測(cè),然后將性能較好的電池篩選重組后在某些使用條件相對(duì)溫和的場(chǎng)合進(jìn)行二次利用。目前,梯次利用回收的技術(shù)不斷突破,未來(lái)前景廣闊。梯次利用下的退役電池主要運(yùn)用在儲(chǔ)能、電信基站與低速電動(dòng)車等領(lǐng)域。其中,磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命更長(zhǎng)、安全性更高,適合梯

4、次利用。如 2019 年 8 月,由比克電池與南網(wǎng)綜合能源共建的園區(qū)梯次利用儲(chǔ)能電站項(xiàng)目落地,該儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能系統(tǒng)中主要使用的電池就是退役的三元電池與磷酸鐵鋰電池。圖 2:動(dòng)力電池梯次利用途徑圖 3:動(dòng)力電池梯次利用區(qū)段第一電動(dòng)網(wǎng), 第一電動(dòng)網(wǎng),關(guān)鍵電池原材料重要性凸顯,電池報(bào)廢潮或孕育長(zhǎng)期高景氣賽道回收或成為能源金屬資源供給重要補(bǔ)充渠道新能源汽車市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致動(dòng)力電池材料需求的急劇增長(zhǎng)。廢舊電池含有多種可回收 的金屬資源,以三元電池為例,其正極含有大量貴金屬,其中鋰占 2%-5%,鈷占 5%-20%,鎳占 5%-12%。在市場(chǎng)需求拉動(dòng)之下,上游鎳、鈷、鋰等原材料出現(xiàn)供需失衡導(dǎo)致原材料 價(jià)格

5、暴漲,給下游正極材料企業(yè)和動(dòng)力電池企業(yè)在采購(gòu)原料方面造成極大的壓力。鎳、鈷、鋰供應(yīng)端較為緊張。因此廢舊動(dòng)力鋰電池的回收將實(shí)現(xiàn)對(duì)上述金屬材料的再利用,制造商 可以從供應(yīng)端抵御部分電池材料價(jià)格波動(dòng)帶來(lái)的負(fù)面影響,創(chuàng)造較高的回收收益。表 1:各類型動(dòng)力電池的金屬含量比例電池類別鎳含量占比鈷含量占比錳含量占比鋰含量占比稀土元素含量占比鎳氫電池35.00%4.00%1.00%/8.00%鈷酸鋰電池/18.00%/2.00%/磷酸鐵鋰電池/1.10%/錳酸鋰電池/10.70%1.40%/三元電池12.00%5.00%7.00%1.20%/資料來(lái)源:電動(dòng)汽車動(dòng)力電池回收模式研究(侯兵),鋰資源:供給仍以海外

6、為主,海外掌握定價(jià)權(quán)。資源儲(chǔ)量上,2021 年智利、澳大利亞、阿根廷、中國(guó)占比分別為 41.8%、25.9%、10%、6.8%;產(chǎn)量上,2021 年澳大利亞、智利、中國(guó)、阿根廷占比分別為 52.5%、24.8%、13.4%、5.9%。從我國(guó)鋰資源分布來(lái)看,據(jù) SMM,我國(guó)約 80%以上鋰資源賦存于鹽湖中,主要分布在青海、西藏等?。▍^(qū)),而礦石鋰資源主要集中于四川、江西、湖南、新疆等 4 省,以上 4 省礦石鋰資源占全國(guó)礦石鋰資源的 98%以上。圖 4:2021 年全球鋰資源儲(chǔ)量結(jié)構(gòu)圖 5:2021 年全球鋰資源產(chǎn)量結(jié)構(gòu).4%0.3%1.0%10.3%3.4%6.8%41.8%10.0%25.9

7、%0智利澳大利亞阿根廷 中國(guó)美國(guó)津巴布韋巴西葡萄牙其他1.4%2.0%澳大利亞智利中國(guó) 阿根廷巴西 其他5.9%13.4%52.5%24.8%USGS2021USGS2021圖 6:鋰輝石精礦價(jià)格高企(美元/噸)圖 7:鋰鹽價(jià)格走勢(shì)圖70006000500040003000200010002019-07-032019-08-142019-09-262019-11-142019-12-262020-02-172020-03-302020-05-152020-06-302020-08-112020-09-222020-11-112020-12-232021-02-042021-03-252021-

8、05-122021-06-242021-08-052021-09-162021-11-082021-12-202022-02-082022-03-222022-05-102022-06-22050碳酸鋰(萬(wàn)元/噸) 氫氧化鋰(萬(wàn)元/噸)4540353025201510502019Q3 2020Q1 2020Q3 2021Q1 2021Q3 2022Q1SMMUSGS2021鈷資源:分布高度集中,2021 年剛果(金)鈷產(chǎn)量占全球 7 成。鈷礦資源相對(duì)稀缺,獨(dú)立鈷礦床尤少,主要伴生于鐵、鎳、銅等礦產(chǎn)中。從總資源上看,全球鈷資源分布呈現(xiàn)高度集中的特點(diǎn),剛果(金)儲(chǔ)量占比達(dá)到 46.1%,是全球最大

9、的鈷儲(chǔ)量國(guó),同時(shí) 2021 年鈷產(chǎn)量占比 70.6%、占比極高。我國(guó)鈷儲(chǔ)量約 8 萬(wàn)噸,占全球總儲(chǔ)量的 1.05%。且存在著品位低、分離難度較高、伴生礦多、礦床規(guī)模小等問(wèn)題,國(guó)內(nèi)供少需多導(dǎo)致鈷原材料對(duì)外依賴程度高。據(jù) SMM,中國(guó)目前 已知的鈷礦產(chǎn)地有 150 余處,分布于 24 個(gè)?。▍^(qū)),主要分布在甘肅、山東、云南、河北、青海、山西 6 省,占比達(dá)到 70%。圖 8:2021 年全球鈷資源儲(chǔ)量結(jié)構(gòu)圖 9:2021 年全球鈷資源產(chǎn)量結(jié)構(gòu)3.3% 1.1%4.2%17.7%3.4%剛果金剛果金6.6%澳大利亞1.3%俄羅斯7.9%46.1%美國(guó)印度尼西亞2.6% 3.3%澳大利亞9.1%18.

10、4%古巴 菲律賓俄羅斯中國(guó)4.5%70.6%菲律賓中國(guó)其他其他USGS2021USGS2021圖 10:鈷中間品月度進(jìn)口情況(噸)圖 11:硫酸鈷價(jià)格走勢(shì)(元/噸)500004500040000350003000025000200001500010000500002019/7/12020/3/12020/11/12021/7/12022/3/1SMM1400001200001000008000060000400002000002019/8 2020/2 2020/8 2021/2 2021/8 2022/2SMM鎳資源:CR4 超 67%,2021 年印尼及菲律賓鎳資源產(chǎn)量占全球 50%,礦業(yè)

11、政策等會(huì)對(duì)鎳價(jià)產(chǎn)生較大影響。鎳礦類型主要分為硫化銅鎳礦和紅土鎳礦兩大類。據(jù) SMM,我國(guó)鎳資源儲(chǔ)量 280 萬(wàn)噸,約占全球 2.94%,且主要以硫化銅鎳礦為主,約占全國(guó)總量的 90%,同時(shí)我國(guó)鎳礦主要分布在甘肅,保有儲(chǔ)量約占全國(guó)的 60%。圖 12:2021 年全球鎳資源儲(chǔ)量結(jié)構(gòu)圖 13:2021 年全球鎳資源產(chǎn)量結(jié)構(gòu)22.1%澳大利亞 印度尼西亞巴西4.4%17.8%37.0%印度尼西亞菲律賓俄羅斯2.9%4.8%新喀里多尼亞7.9%5.1%16.8%22.1%俄羅斯菲律賓中國(guó) 其他5.9%7.0%9.3%13.7%澳大利亞加拿大 中國(guó)其他23.1%USGS2021USGS2021圖 14:

12、鎳鐵價(jià)格走勢(shì)(元/鎳點(diǎn))圖 15:硫酸鎳價(jià)格走勢(shì)(萬(wàn)元/噸)1,8001,6001,4001,2001,0008006004007000060000500004000030000200001000002019/8/282020/8/282021/8/28SMMSMM目前鋰電池多種核心金屬材料供給均集中在海外,長(zhǎng)期來(lái)看或?qū)?guó)內(nèi)供應(yīng)鏈安全產(chǎn)生不確定性,電池回收未來(lái)或可貢獻(xiàn)可觀的金屬材料增量,特別是目前國(guó)內(nèi)仍是全球正極材料及電池的主要供應(yīng)商以及重要的新能源車消費(fèi)市場(chǎng),在電池回收領(lǐng)域存在天然的城市礦山距離優(yōu)勢(shì)。電池回收的機(jī)遇:動(dòng)力電池退役潮來(lái)臨,回收原料逐步起量新能源汽車產(chǎn)銷量大幅增長(zhǎng),動(dòng)力電池將在未

13、來(lái)面臨較大退役規(guī)模,據(jù)我們測(cè)算 2029 年回收原料將進(jìn)入 TWh 時(shí)代。我國(guó)新能源汽車自 2015 年起迅速放量,并隨后保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),中國(guó)新能源汽車 2015 年產(chǎn)量為 34.05 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 333.76%,銷量為 33.11 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 342.6%,產(chǎn)銷的同比增速均較此前水平有顯著提 升。2021 年,我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量 354.50 萬(wàn)輛、銷量 352.10 萬(wàn)輛,產(chǎn)銷水平在 2015 年 之后持續(xù)走高。伴隨動(dòng)力鋰電池壽命衰減至 80%以下,電池的電化學(xué)性能將出現(xiàn)明顯下滑,難以完全滿足汽車正常動(dòng)力需求,電池進(jìn)入報(bào)廢階段。其中,磷酸鐵鋰電池壽命相對(duì)較

14、長(zhǎng),可滿足汽車正常動(dòng)力需求的使用年限約 5-8 年,三元?jiǎng)恿︿囯姵貕勖^短,滿足汽車正常動(dòng)力需求的使用年限約 4-6 年。據(jù)此,可以推斷出第一批磷酸鐵鋰電池在 2020 年左右進(jìn)入更換周期,其余早期的新能源汽車動(dòng)力電池在 2022 年也將陸續(xù)退役。隨著新能源汽車產(chǎn)銷持續(xù)的高速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)未來(lái) 2-3 年動(dòng)力鋰電池將迎來(lái)規(guī)模化的更換浪潮,動(dòng)力電池回收規(guī)模也將持續(xù)擴(kuò)大。圖 16:新能源車產(chǎn)銷量產(chǎn)量(萬(wàn)輛)銷量(萬(wàn)輛)40035030025020015010050020142015201620172018201920202021中汽協(xié),以史為鑒:從鉛酸電池回收到鋰電池回收“鉛”亦是鉛酸電池重要成本中心

15、,“政策+鉛酸電池退役”助推再生鉛放量國(guó)務(wù)院于 2012 年 9 月發(fā)布了節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,首次借推廣新能源汽車產(chǎn)業(yè)提出了動(dòng)力電池的回收利用辦法。由于鋰電池的種種優(yōu)秀特性,這里指的回收利用辦法主要針對(duì)的是鋰電池回收利用。然而,我國(guó)廣義上的對(duì)于電池回收的規(guī)范卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于 2012 年。我國(guó)電池規(guī)范化回收約于 1996 年起步,2021 年鉛酸電池回收市場(chǎng)帶動(dòng)下,國(guó)內(nèi)精煉鉛中 再生鉛已達(dá)到 404.2 萬(wàn)噸,占比達(dá) 53.7%。國(guó)家公布了中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán) 境防治法,廢鉛酸蓄電池的處理參照此法進(jìn)行。2003 年,規(guī)制鉛酸電池回收的廢電池 污染防治技術(shù)政策出臺(tái),首次明確了對(duì)于鉛酸

16、電池從生產(chǎn)回收處置的要求。鉛酸電 池距當(dāng)時(shí)已有一百余年的發(fā)展歷史,屬于較為成熟的產(chǎn)品,需求遠(yuǎn)高于當(dāng)今的新秀鋰電池,因而當(dāng)時(shí)中國(guó)的電池回收規(guī)制以鉛酸蓄電池為重。2008 年,國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄開始施 行,在最新版的目錄中,廢鉛酸電池被認(rèn)為是危險(xiǎn)廢棄物。自 2011 年 11 月 1 日起施 行的廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例明確指出,回收舊電池是生產(chǎn)者的責(zé)任,生 產(chǎn)者需要進(jìn)行綠色生產(chǎn)。自此,廢舊鉛酸電池的回收框架已大體搭建完畢。隨后,2014 年,重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃中將“鉛”列入 5 種重點(diǎn)防控的重金屬污染物之一,鉛酸電池行業(yè)也被列入 5 種重點(diǎn)防控行業(yè)之一。成長(zhǎng)期:1990-20

17、00 年鉛酸電池報(bào)廢量逐步提升,回收市場(chǎng)持續(xù)放量我國(guó)鉛酸蓄電池工業(yè) 20 世紀(jì) 80 年代進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,其市場(chǎng)將不斷擴(kuò)大,以汽車、摩托車及電力、通訊為主要對(duì)象。到 90 年代,我國(guó)鉛酸蓄電池產(chǎn)量越大,報(bào)廢更新的鉛酸電池越多。據(jù) SMM,2000 年我國(guó)再生鉛產(chǎn)量達(dá)到 26.9 萬(wàn)噸,是 1990 年的 9.5 倍,年產(chǎn)量占精鉛總量的 24.5%。不過(guò)快速發(fā)展的同時(shí),再生鉛行業(yè)存在很多問(wèn)題,再生鉛企業(yè)數(shù)量多、規(guī)模小、耗能高、污染重、工藝技術(shù)落后、金屬回收和綜合利用率低,特別是由于當(dāng)時(shí)立法滯后,企業(yè)生產(chǎn)和銷售不規(guī)范,低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。加速期:2001-2015 年“政策引

18、導(dǎo)下+鉛酸電池退役”,回收市場(chǎng)加速發(fā)展21 世紀(jì)以來(lái),鉛酸電池回收立法層面持續(xù)發(fā)力。2003 年廢電池污染防治技術(shù)政策出臺(tái),首次明確了對(duì)于鉛酸電池從生產(chǎn)回收處置的要求,并于 2016 年 12 月重新修訂了廢電池污染防治技術(shù)政策。2004 年 5 月危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證管理辦法,正式建立了危險(xiǎn)廢物利用處置行業(yè)許可管理制度。2008 年 8 月國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄開始施行;8 月 20日,國(guó)務(wù)院第 23 次常務(wù)會(huì)議通過(guò)廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理?xiàng)l例,并于 2011 年 1月 1 日起施行。2014 年重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃中將“鉛”列入 5 種重點(diǎn)防控的重金屬污染物之一,鉛酸電池行業(yè)也被列

19、入 5 種重點(diǎn)防控行業(yè)之一。成熟期:2016 至今供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,以及 2012 年以來(lái)鉛酸電池產(chǎn)量的大幅提升,再生鉛產(chǎn)量再創(chuàng)新高按照供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的精神,相關(guān)單位大力支持廢舊電池規(guī)范化回收體系建設(shè)。另外鉛酸電池使用壽命約 3 年左右,2012 年以來(lái)鉛酸電池產(chǎn)量的大幅提升也為后面再生鉛的放量提供了可靠的廢料來(lái)源。2016 年我國(guó)精煉鉛 460.4 萬(wàn)噸,其中再生鉛 166.3 萬(wàn)噸、占比36.1%;至 2020 年我國(guó)精煉鉛 644.3 萬(wàn)噸,其中再生鉛 263 萬(wàn)噸、占比 40.8%;至 2021年,由于新增再生鉛產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張,據(jù) SMM,2021 年我國(guó)再生鉛產(chǎn)能為 837 萬(wàn)噸,再

20、生鉛產(chǎn)量大幅提升至 404.2 萬(wàn)噸、占精煉鉛產(chǎn)量比例首次超過(guò) 50%。圖 17:鉛酸電池回收歷史沿革SMM,3% 2% 1%7%鉛酸蓄電池 鉛材及鉛合金氧化鉛鉛鹽87%其他5%5%原料鉛10%加工費(fèi)40%電解液10%極板銅件等30%其他圖 18:2020 年我國(guó)鉛需求構(gòu)成圖 19:2020 年我國(guó)原料鉛在鉛酸電池成本中占比, ,圖 20:“政策支持+鉛酸電池退役量”支撐再生鉛放量規(guī)模提升Wind,SMM,精煉鉛產(chǎn)量(萬(wàn)噸)再生鉛占比(右軸)圖 21:我國(guó)鉛酸電池產(chǎn)量(萬(wàn) KVAh)圖 22:2021 年我國(guó)再生鉛占比已達(dá)到 55.9%25000200001500010000500080070

21、060050040030020010060%50%40%30%20%10%02004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020Wind, Wind,00%2000 2003 2006 2009 2012 2015 2018 2021廢舊鉛酸電池亦存在責(zé)任主體問(wèn)題,法律層面已對(duì)責(zé)任主體做出要求由于我國(guó)廢舊鉛酸電池部分是通過(guò)小商販無(wú)序收集后交由大商販提供給冶煉廠,回收系統(tǒng)存在無(wú)資質(zhì)、污染重等問(wèn)題,2019 年 1 月,生態(tài)環(huán)境部等九部委聯(lián)合發(fā)布了廢鉛酸電池污染防治行動(dòng)方案,目標(biāo)為整治廢鉛酸電池非法收集處理環(huán)境污染,落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,提高廢鉛酸電池規(guī)范收集

22、處理率。政策要求到 2020 年,鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度實(shí)現(xiàn)廢鉛酸電池規(guī)范收集率達(dá)到 40%;要求到 2025 年,廢鉛酸電池規(guī)范收集率達(dá)到 70%;規(guī)范收集的廢鉛酸電池全部安全利用處理。圖 23:鉛酸電池回收渠道CNKI,圖 24:2020 年我國(guó)廢舊資源回收渠道占比圖 25:2020 年我國(guó)廢鉛資源的最終流向?qū)I(yè)再生鉛廠41%42%蓄電池/原生鉛冶煉廠小型冶煉廠17%9%8%5%60%18%再生鉛廠及再生鉛專業(yè)渠道蓄電池制造商汽車維修和4S店蓄電池零售商個(gè)體私營(yíng)收購(gòu)點(diǎn)中國(guó)廢鉛酸電池回收管理現(xiàn)狀及對(duì)策研究,中國(guó)廢鉛酸電池回收管理現(xiàn)狀及對(duì)策研究,多年發(fā)展后,鉛酸電池回收率基

23、本已達(dá)到 95%的水平之前主要使用的鉛酸蓄電池,如果不經(jīng)回收會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大污染,故回收工藝中也需要 注重對(duì)于環(huán)境的影響。目前回收鉛酸電池的主要方法大致可以分為三類:火法冶煉工藝,利用還原反應(yīng)熔煉廢舊電池,將電池的放電產(chǎn)物還原。濕法冶煉工藝:也稱為電解法, 借助電的作用,有選擇的把電池碎片中鉛化合物全部還原成金屬鉛。其主要特點(diǎn)是在冶煉 過(guò)程中沒有廢氣、廢渣的產(chǎn)生,鉛的回收率一般可達(dá) 9597%。固相電解工藝:采用氫 氧化鈉水溶液做電解液,陰陽(yáng)極均由不銹鋼板制成,利用電解時(shí)鉛膏中的固相鉛化物質(zhì)分 子從陰極表面獲得電子而還原為金屬鉛??傮w來(lái)看,鉛酸電池的回收方法有注重環(huán)境保護(hù)、鉛回收利用率高的特點(diǎn)

24、。目前鋰電池的回收效率與鉛酸蓄電池還有一定的差距,不過(guò)從格林美等公告來(lái)看,目前頭部企業(yè)鋰收率在 85%以上,并有進(jìn)一步提升鋰收率的技術(shù)儲(chǔ)備。此外,鋰電池的梯次利用也逐漸進(jìn)入人們的視野,此類低成本的回收利用方式可能在未來(lái)可以使得鋰電池更加物盡其用,促使鋰電池回收產(chǎn)業(yè)迎來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)動(dòng)力電池回收利用政策利好行業(yè)發(fā)展雙碳&電池供應(yīng)鏈安全性,各國(guó)均有政策支持電池回收歐洲電池回收目標(biāo)指引明確。歐盟的新電池法提案已經(jīng)進(jìn)入到了歐洲議會(huì)、歐盟理事會(huì)、歐盟委員會(huì)等各方審批階段,并已于 2022 年 2 月獲得了歐盟環(huán)境、公共衛(wèi)生和食品安全委員會(huì)(ENVI)的通過(guò)。目前尚未收到反對(duì)意見,若一切順利,則新電池法有望于

25、秋季獲批生效。此法第八條規(guī)定:在 2024 年七月前完成電池的碳足跡信息的披露;2026 年一月前根據(jù)其碳足跡情況對(duì)電池進(jìn)行分級(jí);2027 年七月后將為其設(shè)置最高碳足跡限值。到 2030 年,鈷、鉛、鋰、鎳再生原材料含量占比分別達(dá)到 12%、85%、4%、4%;到 2035年則提升至 20%、85%、10%、12%。要求在法案實(shí)施 3 年后,鉛酸電池、鋰電池、鎳鎘電池以及其它種類的電池回收率分別達(dá)到 75%、65%、85%和 60%;在法案實(shí)施 8 年后,要求四類電池的最低回收率達(dá)到 80%、70%、85%、70%。我國(guó)目前尚未對(duì)電池回收有類似歐盟的具體指標(biāo),但作為綱領(lǐng)性文件,十四五工業(yè)綠色發(fā)

26、展規(guī)劃表明,要在 2025 年建成較為完善的動(dòng)力電池回收利用體系。美國(guó)也有保障新能源供應(yīng)鏈安全及環(huán)保方面的訴求,美國(guó)國(guó)家鋰電發(fā)展藍(lán)圖 2021-2030中提到,要實(shí)現(xiàn)鋰電池報(bào)廢再利用和關(guān)鍵原材料的規(guī)?;厥眨诿绹?guó)建立一個(gè)完整的具有競(jìng)爭(zhēng)力的鋰電池回收價(jià)值鏈,并要在科研培訓(xùn)方面進(jìn)行一定的投入。依據(jù)總目標(biāo),各國(guó)都在謀篇布局,并制定了一些具體政策。有些政策甚至是在目標(biāo)提出之前就已經(jīng)陸續(xù)試點(diǎn)完善了。國(guó)內(nèi)電池回收政策頻出,聚焦于“責(zé)任主體”以及回收渠道建設(shè)為了加強(qiáng)新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理,規(guī)范行業(yè)發(fā)展,推進(jìn)資源綜合利用,國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)多項(xiàng)政策、辦法。特別是 2018 年以來(lái),政策密集發(fā)布,動(dòng)力電池

27、回收逐步規(guī)范完善。早在 2012 年,國(guó)務(wù)院發(fā)布節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,提出要制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法,建立動(dòng)力電池梯次利用和回收管理體系,對(duì)動(dòng)力電池回收利用體系及制度建設(shè)提出明確要求。但 2016 年前,動(dòng)力蓄電池回收利用只是作為推廣應(yīng)用新能源汽車政策文件的部分條款出現(xiàn)。值得一提的是,電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015 年版)作為落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,可以看作是政策體系的分界線,從此之后國(guó)家相關(guān)部門開始陸續(xù)出臺(tái)專門針對(duì)動(dòng)力蓄電池的相關(guān)政策。2019 年以來(lái),工業(yè)和信息化部發(fā)布新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件和新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫

28、行辦法,鼓勵(lì)從事梯次利用的綜合利用企業(yè)在基站備電、儲(chǔ)能、充換電等領(lǐng)域開展動(dòng)力電池梯次利用,提高電池綜合經(jīng)濟(jì)效益。在加速能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)國(guó)家從化石能源為主導(dǎo)向可再生能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)下,國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035 年)提出,爭(zhēng)取到 2025 年新能源汽車銷量占比 20%,2035 年新能源汽車銷量占比 50%。鼓勵(lì)企業(yè)提高鋰、鎳、鈷等關(guān)鍵資源保障能力;完善動(dòng)力電池回收、梯級(jí)利用和再資源化的循環(huán)利用體系,鼓勵(lì)共建共用回收渠道;建立健全動(dòng)力電池運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)、維修保養(yǎng)、安全檢驗(yàn)、退役退出、回收利用等環(huán)節(jié)管理制度,加強(qiáng)全生命周期監(jiān)管。2021 年以來(lái),國(guó)家、各地政府陸續(xù)公布

29、新能源汽車動(dòng)力電池回收利用試點(diǎn)方案。從該階段發(fā)布的各種政策可以看出,這些政策旨在促進(jìn)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。其中,鼓勵(lì)有實(shí)力和技術(shù)建設(shè)的正規(guī)公司部署動(dòng)力電池回收利用環(huán)節(jié)是這些政策的主要方向。2021 年 7 月,國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,對(duì)動(dòng)力電池回收利用溯源管理體系、梯次利用作出重要指導(dǎo)。8 月,工業(yè)和信息化部等 5 部門印發(fā)新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布廢鋰離子動(dòng)力蓄電池處理污染控制技術(shù)規(guī)范,規(guī)范指導(dǎo)廢鋰離子動(dòng)力蓄電池處理過(guò)程。2022 年 8 月,工信部官網(wǎng)發(fā)布信息,為加強(qiáng)動(dòng)力電池回收利用體系建設(shè),將研究制定新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理辦法和行業(yè)急需

30、標(biāo)準(zhǔn),健全動(dòng)力電池回收利用體系,支持柔性拆解、高效再生利用等一批關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和推廣應(yīng)用,持續(xù)實(shí)施行業(yè)規(guī)范管理,提高動(dòng)力電池回收利用水平圖 26:政策角度看我國(guó)動(dòng)力電池回收利用關(guān)系圖廢舊新能源動(dòng)力電池回收體系研究表 2:國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池梯次利用及材料回收法律框架體系時(shí)間發(fā)布主體政策名稱主要內(nèi)容2012.06國(guó)務(wù)院節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃明確各方關(guān)于電池回收的權(quán)利與義務(wù),鼓勵(lì)發(fā)展專業(yè)回收2014.07國(guó)務(wù)院關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見利用基金、押金、強(qiáng)制回收等辦法促進(jìn)回收2015.01工信部新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條例提高廢舊電池中相關(guān)元素的回收利用水平國(guó)家發(fā)改委與2016.0

31、1工信部動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策對(duì)廢舊電池應(yīng)先梯級(jí)利用在回收利用2016.12工信部等七部新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及回收責(zé)任、監(jiān)管等方面作出規(guī)定2017.01國(guó)務(wù)院生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案明確建立電動(dòng)汽車電池回收體系2017.05國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)車用動(dòng)力電池回收拆解規(guī)范指出回收拆解企業(yè)應(yīng)當(dāng)具有一定資質(zhì)2017.07工信部新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定動(dòng)力電池溯源管理,跟蹤記錄電池回收利用情況2018.01工信部新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法提出汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)回收電池的主體責(zé)任工信部、2018.07科技部等七部做好新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用

32、試點(diǎn)工作的通知決定在京津冀等 17 個(gè)地區(qū)實(shí)行試點(diǎn)工作并確定任務(wù)2019.11工信部新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)指南要求建立回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)行業(yè)規(guī)范公告暫行辦法讓動(dòng)力電池回收體系更加安全2020.03工信部2020 工作節(jié)能與綜合利用工作要點(diǎn)督促企業(yè)加快和履行動(dòng)力電池溯源與回收責(zé)任2020.07工信部、商務(wù)部報(bào)廢機(jī)動(dòng)車回收管理辦法實(shí)施細(xì)則對(duì)相關(guān)問(wèn)題的細(xì)節(jié)規(guī)定2020.10國(guó)務(wù)院新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(20212035 年)鼓勵(lì)完善動(dòng)力電池回收循環(huán)利用體系2021.06國(guó)家能源局新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范原則上暫時(shí)不得新建大型動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目2021.12國(guó)家財(cái)政部環(huán)境保護(hù)、節(jié)能節(jié)水

33、項(xiàng)目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄綜合利用廢棄電子產(chǎn)品、廢舊電池的企業(yè),若 2020 年 12月 31 日前已取得第一筆生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)收入可在剩余期限享受優(yōu)惠政策至期滿2019.12工信部新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用發(fā)展回收利用與多級(jí)利用,2022.01工信部和信息化部新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法鼓勵(lì)先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)商業(yè)模式梯次利用動(dòng)力蓄電池2022.02工信部加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用實(shí)施方案的通知對(duì)完善廢舊動(dòng)力電池回收利用體系進(jìn)行單獨(dú)說(shuō)明工信部等,盡管國(guó)內(nèi)電池回收利用產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有來(lái)自政策和市場(chǎng)層面的雙重力量助推,但整體而言依然發(fā)展緩慢,行業(yè)實(shí)際發(fā)展情況與預(yù)期差距甚遠(yuǎn),仍面臨著回收網(wǎng)絡(luò)有待健全、梯次利用

34、等關(guān)鍵共性技術(shù)有待突破、商業(yè)模式需要?jiǎng)?chuàng)新等諸多問(wèn)題,產(chǎn)業(yè)整體還處于初級(jí)發(fā)展階段。下一步,工信部等部門將從法規(guī)、政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)等方面,加快推動(dòng)新能源汽車動(dòng)力電池回收利用,包括加快推進(jìn)動(dòng)力電池回收利用立法,完善監(jiān)管措施,加大約束力。根據(jù)落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,汽車動(dòng)力電池回收的責(zé)任主體包括汽車制造商和動(dòng)力電池制造商以及第三方回收企業(yè)。根據(jù)回收主體的不同,目前廢舊動(dòng)力電池回收主要有三種模式,分別為:以生產(chǎn)企業(yè)為主的回收模式、行業(yè)聯(lián)盟回收模式、第三方企業(yè)回收模式。動(dòng)力電池企業(yè)多采用動(dòng)力電池企業(yè)回收模式,憑借自身渠道優(yōu)勢(shì)延伸產(chǎn)業(yè)鏈,開辟電池回收業(yè)務(wù);整車企業(yè)等多采用行業(yè)聯(lián)盟回收模式,整合行業(yè)內(nèi)資

35、源,共同拓展回收渠道;第三方回收企業(yè)缺少渠道優(yōu)勢(shì),需要自主搭建回收網(wǎng)絡(luò),發(fā)揮回收網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。圖 27:動(dòng)力電池回收各主體構(gòu)成電動(dòng)汽車動(dòng)力電池回收模式研究海外 ESG 要求較高,電池回收政策力度值得期待美國(guó):健全的電池回收法律與回收知識(shí)普及美國(guó)是最早頒布關(guān)于電池回收法的國(guó)家之一,并構(gòu)建了相對(duì)健全的法律法規(guī)作為防治電池污染和實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的重要保障。聯(lián)邦層面,美國(guó)早在 1965 年就頒布固體廢物處置法案,該法在修訂中將廢棄物管理單純的清理擴(kuò)展為分類回收、綜合再利用的規(guī)劃。隨后又于 1976 年訂立了固體廢物處置法案,該法經(jīng)過(guò)三次修訂,最終成為資源保護(hù)與回收利用法,為廢棄的鎳鎘電池、汞電池、鉛酸電池的使

36、用與后續(xù)回收提供了法律依據(jù)。隨后,清潔空氣法、清潔水法和含汞電池和充電電池管理法案(以下簡(jiǎn)稱電池法案)等一系列電池回收的相關(guān)法律。其中前兩個(gè)采用許可證管理辦法來(lái)加強(qiáng)對(duì)電池生產(chǎn)企業(yè)和廢舊電池回收企業(yè)的監(jiān)管,而電池法案則是美國(guó)聯(lián)邦層面針對(duì)廢舊二次電池的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸、貯存等過(guò)程提出的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范,明確了有利于后期回收利用的標(biāo)識(shí)規(guī)定。州級(jí)層面,美國(guó)大部分州都采用了由美國(guó)國(guó)際電池協(xié)會(huì)提議的電池回收法規(guī),該法規(guī)要求電池制造商與整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的主體之間簽署協(xié)議,通過(guò)價(jià)格機(jī)制引導(dǎo)零售商、消費(fèi)者等參與廢舊電池回收工作,并設(shè)立懲罰機(jī)制。紐約州于 2010 年通過(guò)了二次電池回收法案,要求在不損害消費(fèi)者權(quán)益下,二次

37、電池制造商負(fù)責(zé)收集和回收二次廢舊電池。禁止任何人以固體廢物的方式處理廢舊二次電池。地方與民間層面,也有一定的規(guī)章制度來(lái)約束電池的使用與后續(xù)回收。美國(guó)國(guó)際電池協(xié)會(huì)制定的押金制度,鼓勵(lì)消費(fèi)者主動(dòng)上交廢舊電池產(chǎn)品,同時(shí)借助消費(fèi)者購(gòu)買電池時(shí)所支付一定數(shù)額的手續(xù)費(fèi)和電池生產(chǎn)企業(yè)繳納的回收費(fèi),構(gòu)成產(chǎn)品報(bào)廢回收的部分資金來(lái)源,并在廢舊電池回收企業(yè)和電池制造企業(yè)間構(gòu)建經(jīng)濟(jì)協(xié)作關(guān)系,廢舊電池回收商以協(xié)議價(jià)將電池再生產(chǎn)品供應(yīng)給電池生產(chǎn)商。此外,美國(guó)很早就將廢舊電池回收利用的教育納入立法,1995 年制定的普通廢物垃圾的管理辦法(UWR)提出要加大廢舊電池環(huán)境危害性的宣傳教育,發(fā)揮民眾在廢舊電池回收利用中的作用。美

38、國(guó)主要通過(guò)環(huán)境保護(hù)相關(guān)法案對(duì)新能源汽車電池的回收進(jìn)行管理,再以市場(chǎng)監(jiān)管的方式,從聯(lián)邦-州-地方政府層層立法,形成一條較為完善的電池回收管理法律制度。從聯(lián)邦法規(guī)的 提綱挈領(lǐng),到州政府層面提出具體的電池廢物回收管理計(jì)劃,最后通過(guò)地方層面制定具體 政策激勵(lì)措施。美國(guó)通過(guò)聯(lián)邦、州、地方層層遞進(jìn),根據(jù)不同地區(qū)的不同情況來(lái)制定地方 的政策。美國(guó)立法上從聯(lián)邦、州、地方三個(gè)層級(jí)進(jìn)行立法,不同層級(jí)側(cè)重不同,聯(lián)邦層級(jí) 立法主要是控制和監(jiān)管,州層級(jí)立法主要規(guī)定了電池回收等相關(guān)各方的責(zé)任和義務(wù),在地 方層級(jí)主要側(cè)重市民對(duì)新能源汽車等電池回收的具體義務(wù)和獎(jiǎng)懲辦法,建立起了較完善的 電池回收管理法律制度。實(shí)際上,我國(guó)在相

39、關(guān)立法上也可以對(duì)此有所借鑒,從中央到地方,影響力度與影響面不同的法律法規(guī)也可以有不同的側(cè)重方面。圖 28:美國(guó)三層次電池回收法律框架CNKI,歐盟:法律框架完善,電池回收走在世界前列歐盟亦是最早關(guān)注電池回收并采取措施的地區(qū)之一,早在上世紀(jì) 80 年代初,歐洲就有一些 國(guó)家開始出臺(tái)專門的法律法規(guī),加強(qiáng)廢舊電池回收管理。為了統(tǒng)一各國(guó)規(guī)范,明確相關(guān)標(biāo) 準(zhǔn),歐盟于 1991 年頒布廢舊電池管理指令。這一指令對(duì)成員國(guó)電池行業(yè)提出了諸多要 求,例如從電池設(shè)計(jì)、生產(chǎn)開始,就要求使用對(duì)環(huán)境和人類健康影響較小的安全材料,并 規(guī)定了危險(xiǎn)物質(zhì)含量最高標(biāo)準(zhǔn)(如汞含量低于電池總重的 0.025%),同時(shí)要求內(nèi)置電池在

40、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到回收問(wèn)題,用完后更易取出等等,同時(shí)在電池的標(biāo)注方面指令也十分明確。除了必須標(biāo)出電池的汞含量、鎘含量和鉛含量等,還要標(biāo)出每種電池在用完后的分類、回 收要求,方便使用者在電量耗盡后進(jìn)行合理處置。以此為基礎(chǔ),歐盟在過(guò)去二十多年中多 次修改和完善相關(guān)指令,不斷提高電池生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)細(xì)化相關(guān)規(guī)定和要求。比如 2003 年 的修訂中,明確了廢舊電池回收的責(zé)任問(wèn)題,要求電池生產(chǎn)商和銷售商共同承擔(dān)回收責(zé)任。在完善的法律框架下,歐洲地區(qū)的電池回收一直走在世界前列。目前,歐盟國(guó)家的各類廢 舊電池回收率可達(dá)八成左右,電池再造率也穩(wěn)中有升,使電池行業(yè)成為歐洲循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重 要組成部分之一。除了作為一個(gè)整體

41、以外,歐盟成員國(guó)也對(duì)回收電池相關(guān)規(guī)則較為關(guān)注,因?yàn)闅W盟法律一般不直接作用于成員國(guó),但成員國(guó)會(huì)根據(jù)歐盟指令精神自行立法。表 3:歐洲各國(guó)電池回收政策國(guó)家時(shí)間法律大致內(nèi)容法國(guó)2014環(huán)境法典落實(shí)歐盟WEEE 指令,生產(chǎn)者必須為產(chǎn)品所產(chǎn)生的廢物負(fù)責(zé),明確了電池回收要求。英國(guó)2012廢棄電氣電子設(shè)備法規(guī)生產(chǎn)多于 5 噸的電氣設(shè)備就需要加入“生產(chǎn)商合規(guī)計(jì)劃;電池生產(chǎn)商需為電池的回收與無(wú)害化處理提供資金。德國(guó)2006電池法生產(chǎn)者/進(jìn)口商必須組織收集和回收廢電池。2000報(bào)廢汽車法在收到報(bào)廢車輛后,拆解工廠應(yīng)及時(shí)拆除電池。西班牙2015關(guān)于廢棄電氣和電子設(shè)備的皇家法令建立國(guó)家工業(yè)注冊(cè)處,要求生產(chǎn)商對(duì)廢棄設(shè)備

42、的回收負(fù)責(zé)。生產(chǎn)者可以自己建立符合要求的回收系統(tǒng),也可以加入專門的回收系統(tǒng)。動(dòng)力電池回收逐漸形成以“濕法為主,其他技術(shù)為補(bǔ)充”的工藝路線退役電池回收方法概況鋰電池回收過(guò)程包括預(yù)處理和后續(xù)處理兩個(gè)階段:預(yù)處理過(guò)程首先需要采用物理方法對(duì)廢 舊電池徹底放電,然后對(duì)電池進(jìn)行拆解以分離出正極、負(fù)極、電解液和隔膜等各組成部分。后續(xù)處理環(huán)節(jié)是對(duì)拆解后的各類廢料中的高價(jià)值組分進(jìn)行回收,其中回收難度和回收價(jià)值 最高且被研究最多的部分應(yīng)屬電池正極活性材料中能源金屬的回收,對(duì)此根據(jù)其工藝原理 將研究方法分為化學(xué)回收、物理回收以及生物回收。圖 29:動(dòng)力鋰電池回收方法匯總圖 30:預(yù)處理示意圖 資料來(lái)源:廢舊動(dòng)力鋰電

43、池回收利用技術(shù)的進(jìn)展,資料來(lái)源:廢舊動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)的進(jìn)展,表 4:各電池回收方法對(duì)比回收類型回收方法應(yīng)用公司回收材料工藝溫度工藝介紹工藝適應(yīng)性化學(xué)回收火法冶金濕法冶金中偉循環(huán)等華友鈷業(yè)、邦普循 環(huán)、天奇金泰閣、光華科技、贛州豪鵬、芳源環(huán)保、以及海外公司 Li-Cycle 等金屬回收高溫高溫?zé)峤夥?,即?jīng)高溫焚燒后通過(guò)冷凝方法收集常溫通過(guò)各種酸堿性溶液將金屬離子浸出工藝穩(wěn)定性好,可使用目前所有類型廢舊電池,還可調(diào)整以適應(yīng)新產(chǎn)品,工藝流程短,環(huán)保壓力大回收效率高,不過(guò)不同類型鋰電池需專門的濕法工藝,成本相對(duì)較高,環(huán)保要求高物理回收物理拆解陰陽(yáng)極、電解質(zhì)、金屬常溫精確拆解后修復(fù)再利用只能回收部

44、分金屬材料和鋰鹽,回收效率低,非常環(huán)保常溫利用微生物浸出,實(shí)現(xiàn)目工藝簡(jiǎn)單,成本經(jīng)濟(jì),環(huán)境友好,回收金屬回收生物回生物分率高,尚處于起步階段,浸出條件復(fù)雜,不確定性高常壓標(biāo)組分與雜志組分分離解收CNKI,物理回收:拆解后修復(fù)再利用,環(huán)保但回收效率有限物理方法回收技術(shù)是指將廢舊動(dòng)力電池內(nèi)部成分,如電極活性物質(zhì)、集流體和電池外殼等組分經(jīng)過(guò)破碎、過(guò)篩、磁選分離、精細(xì)粉碎和分類等一系列手段,得到有價(jià)值產(chǎn)物,然后再進(jìn)行修復(fù)等進(jìn)一步過(guò)程。雖然物理拆解回收的處理效率較低,但由于不用消耗額外的化學(xué)品,因此工藝非常環(huán)保。圖 31:賽德美物理方法回收工藝資料來(lái)源:動(dòng)力電池梯次利用場(chǎng)景與回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究,火法回收:

45、工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,能耗較大或是限制火法回收(高溫冶金)技術(shù)首先需要對(duì)電池進(jìn)行自動(dòng)放電處理,然后按電池種類進(jìn)行分類,通過(guò)振動(dòng)篩選和磁選分離金屬外殼和電極材料部分,將電極材料部分放入干電弧爐內(nèi)高溫處理,電極碎片中的炭和有機(jī)物將被高溫燃燒掉,燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生還原氣體,對(duì)電極內(nèi)金屬元素具有保護(hù)作用,最終經(jīng)篩選得到含有金屬和金屬氧化物的細(xì)粉狀材料?;鸱ㄒ苯鸩粌H可以分解去除粘結(jié)劑,還可利用不同金屬熔沸點(diǎn)的差異將其分離,電池中的金屬經(jīng)氧化還原被分解,進(jìn)而形成蒸汽揮發(fā),通過(guò)冷凝將其收集?;鸱ㄒ苯鸸に囅鄬?duì)簡(jiǎn)單,兼容性較高,適合大規(guī)模處理種類繁雜的廢舊鋰電池,電池材料本身能提供焚燒所需的大量能耗,能最大限度地減少殘留

46、體積,但電池電解質(zhì)和電極中其它成分的燃燒容易引起大氣污染,焚燒尾氣處理的壓力大。中偉循環(huán)等采用火法工藝,前期投入相對(duì)較小。歐洲 Umicore 和 BARTEC 通過(guò)特制的超高溫熔爐回收鋰離子電池,制得鈷或鎳合金等,石墨和有機(jī)溶劑則作為燃料放出能量。高溫冶金法有利于處理大量廢舊鋰電池,Umicore 位于比利時(shí)安特衛(wèi)普的霍博肯工廠目前能夠處理達(dá)到 7000 噸/年的廢舊二次電池。產(chǎn)量:錳礦:烏克蘭產(chǎn)量:錳礦:南非8000產(chǎn)量:錳礦:墨西哥60004000200001994 1998 2002 2006 2010 2014 2018圖 32:火法回收(高溫冶金)工藝流程圖 33:歐洲 Umico

47、re 和 BARTEC 超高溫熔爐回收資料來(lái)源:動(dòng)力電池梯次利用場(chǎng)景與回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究,資料來(lái)源:廢舊動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)的進(jìn)展,濕法回收:資本開支較大,可以回收全金屬濕法回收技術(shù)主要指采用酸堿溶液等媒介對(duì)電極材料中的金屬離子進(jìn)行提取,浸出到溶液中, 再通過(guò)離子交換、沉淀、萃取、結(jié)晶等方法將溶液中的金屬離子以金屬化合物等形式提取出來(lái)。雖然化學(xué)法工藝較為復(fù)雜,成本較高,但該工藝的有價(jià)金屬回收率較高,且工藝成熟,因此是 直接拆解模式下動(dòng)力鋰電池回收處理的主要工藝。濕法冶金工藝比較適合回收化學(xué)組成相對(duì)單 一的廢舊鋰電池,可以單獨(dú)使用,也可以聯(lián)合火法冶金起使用,是一種很成熟的處理方法,適 合比較適

48、合回收化學(xué)組成相對(duì)單一的廢舊鋰電池,中小規(guī)模廢舊鋰離子電池的回收,工藝穩(wěn)定 性好,但不同類型鋰電池需專門的濕法工藝,成本相對(duì)較高,環(huán)保要求高。圖 34:廢舊鋰電子濕法回收示意圖資料來(lái)源:動(dòng)力電池梯次利用場(chǎng)景與回收技術(shù)經(jīng)濟(jì)性研究,賈曉峰,濕法回收工藝系當(dāng)前主流工藝:格林美采用濕法工藝,廢料經(jīng)過(guò)破碎分選,除去金屬碎片,通過(guò)酸浸、萃取、分離得到各種目標(biāo)金屬鹽溶液,然后通過(guò)共沉淀制備三元前驅(qū)體產(chǎn)品或 由氯化鈷制備碳酸鈷,煅燒后制備四氧化三鈷,含鋰萃余液則用來(lái)制備鋰鹽產(chǎn)品。華友鈷 業(yè)、邦普循環(huán)、天奇金泰閣、光華科技、贛州豪鵬、芳源環(huán)保、以及海外公司 Li-Cycle 等 均主要采用濕法提取鎳鈷鋰等金屬或

49、相應(yīng)鹽類。圖 35:格林美濕法廢舊動(dòng)力電池回收工藝資料來(lái)源:國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池梯次回收利用發(fā)展簡(jiǎn)述,其他方法生物法生物法即以微生物作為媒介,通過(guò)微生物代謝作用將將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來(lái),實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離,最終回收鋰、鈷、鎳等有價(jià)金屬。生物法具備成本低、能耗小,有價(jià)金屬回收率高等特點(diǎn),然而該工藝的研究尚處于起步階段,微生物菌類培育困難,浸出環(huán)境要求高。伴隨工藝成熟度的提高,生物法材料提取工藝或有望獲得規(guī)模化應(yīng)用。超臨界 CO2 萃取法超臨界 CO2 流體萃取的原理是壓力和溫度的差異影響超臨界 CO2 的溶解力,將廢舊電池置于超臨界反應(yīng)釜中,使待分離的電池與超臨界 C

50、O2 充分接觸,根據(jù)電池成分極性、熔沸點(diǎn)和分子量的差異,將電解液選擇性地萃取出來(lái),此方法適用于收集廢舊電池的電解液,但工作環(huán)境要求高,處理費(fèi)用高。離子交換法。離子交換樹脂對(duì)不同金屬離子絡(luò)合物具有不同的吸附系數(shù),呈現(xiàn)出對(duì)金屬的選擇性。電池破碎初步分選后,通過(guò)離子交換作用,從含多種有價(jià)金屬的溶液中吸附一種,最終實(shí)現(xiàn)電池不同金屬的分離提純,該方法工藝簡(jiǎn)單,易于操作。聯(lián)合回收工藝廢舊動(dòng)力鋰電池的化學(xué)和物理回收工藝都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),回收對(duì)象也不盡相同。因此,如果通過(guò)優(yōu)化,采用聯(lián)合回收工藝的方法,可以發(fā)揮各種基本工藝的優(yōu)點(diǎn),盡可能回收可再生資源和能量,提高回收的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)方面,贛鋒鋰業(yè)采用火法-濕法聯(lián)

51、合處理工藝,把礦石提鋰技術(shù)(火法焙燒,含氟廢氣處理)嫁接到磷酸鐵鋰電池的回收,形成特色的火法-濕法聯(lián)合處理鐵鋰技術(shù),有效解決額含氟尾氣處理及能耗高的問(wèn)題。海外方面,Al-Thyabat S.等參照礦石加工的工藝,提出了聯(lián)合高溫冶金、濕法冶金和物理拆分的廢舊鋰離子電池聯(lián)合回收利用工藝,最大限度回收有價(jià)值的資源。Georgi- Maschlera T.等也提出類似工藝回收鋰電池中金屬元素,并通過(guò)控制焚燒時(shí)保持還原氣氛而得到金屬鈷合金。圖 36:廢舊鋰電池聯(lián)合回收工藝流程圖資料來(lái)源:廢舊動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)的進(jìn)展,動(dòng)力電池回收規(guī)模可觀,未來(lái)電池裝機(jī)報(bào)廢或占據(jù)主流基本假設(shè)及參數(shù)設(shè)置假設(shè)及計(jì)算方法:電

52、池廢料的來(lái)源:我們認(rèn)為電池當(dāng)年可利用的回收料主要來(lái)自電池裝機(jī)之后的報(bào)廢、電池廠的邊角料、正極材料廠的邊角料。電池廠的邊角料的比例為當(dāng)年電池產(chǎn)量的 5%,正極材料廠的邊角料為當(dāng)年正極產(chǎn)量的 5%。關(guān)于使用壽命動(dòng)力電池方面,根據(jù)三元電池、磷酸鐵鋰電池的循環(huán)次數(shù),假設(shè)兩種電池依次可以使用 4、5 年,同時(shí)三元電池達(dá)到退役標(biāo)準(zhǔn)后,假設(shè) 10%可用于梯次利用,等于延長(zhǎng) 2 年使用壽命,另外磷酸鐵鋰電池達(dá)到退役標(biāo)準(zhǔn)后,70%可用于梯次利用,等于延長(zhǎng) 3 年使用壽命。儲(chǔ)能電池方面,根據(jù)工信部發(fā)布正式版鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件(2021 年本)和鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法(2021 年本),明確要求儲(chǔ)能型電

53、池能量密度 145Wh/kg,電池組能量密度100Wh/kg。循環(huán)壽命5000 次且容量保持率80%,假設(shè)儲(chǔ)能電池使用 10 年后報(bào)廢。消費(fèi)電池方面,假設(shè)鈷酸鋰電池使用 3 年后報(bào)廢。三元電池梯次利用可延長(zhǎng) 2 年使用壽命,磷酸鐵鋰電池梯次利用可延長(zhǎng) 3 年使用壽命。關(guān)于當(dāng)年直接報(bào)廢及梯次利用的比例梯次利用只針對(duì)退役動(dòng)力電池。三元電池方面,10%可以梯次利用,90%到期后報(bào)廢;磷酸鐵鋰電池方面,70%可以梯次利用,30%到期后報(bào)廢。儲(chǔ)能電池當(dāng)年新增裝機(jī)量有部分是通過(guò)前期動(dòng)力電池的梯次利用量供應(yīng)。當(dāng)年退役電池、電池廠及正極材料廠邊角料當(dāng)年并不能全部回收,剩余部分可用于第二年及之后回收。圖 37:

54、各類型退役電池當(dāng)年可回收比例圖 38:邊角料當(dāng)年可回收比例70%60%50%40%30%20%10%0%動(dòng)力消費(fèi)儲(chǔ)能2022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2022E2024E2026E2028E2030EWind, Wind,電池裝機(jī)量:假設(shè) 2025 年國(guó)內(nèi)、海外新能源車銷量分別增加至 1246、1129 萬(wàn)輛,同時(shí)假設(shè) 2026-2030 年保持新能源車電池需求維持每年 25%的增速,預(yù)計(jì)在新能源車領(lǐng)域,2030年全球電池新增裝機(jī)量將達(dá)到 3797GWh,其中新增三元電池裝機(jī)量 2

55、278GWh,新增磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量為 1519GWh。三元鐵鋰8系及以上6系5系3系圖 39:全球動(dòng)力電池裝機(jī)量(單位:GWh)圖 40:全球三元電池裝機(jī)量(單位:GWh)40003500300025002000150010005000Wind,20212023E2025E2027E2029E25002000150010005000Wind,20212023E2025E2027E2029E儲(chǔ)能電池裝機(jī)量:同時(shí)據(jù)安信電新組測(cè)算,預(yù)計(jì)在儲(chǔ)能領(lǐng)域,2030 年全球電池新增裝機(jī)量將達(dá)到 888.8GWh ,其中新增供電側(cè)裝機(jī)量 626.5GWh , 新增用戶側(cè)電池裝機(jī)量為 262.3GWh。圖 41

56、:全球儲(chǔ)能電池裝機(jī)量(單位:GWh)圖 42:全球儲(chǔ)能電池裝機(jī)量(按供給來(lái)源,單位:GWh)10009008007006005004003002001000用戶側(cè)供電側(cè)20212023E2025E2027E2029E10009008007006005004003002001000電池首次使用量當(dāng)年梯次利用量20212023E2025E2027E2029EWind, Wind,可回收廢料及邊角料逐步釋放,預(yù)計(jì) 2029 年進(jìn)入 TWh 時(shí)代據(jù)我們測(cè)算,2021 年當(dāng)年全球電池報(bào)廢量中可回收的部分為 27.2GWh,電池生產(chǎn)商中可回收的邊角料為 15.7GWh,正極材料廠可回收的邊角料可生產(chǎn)電池

57、17.7GWh,預(yù)計(jì)至2030 年,當(dāng)年全球電池報(bào)廢量中可回收的部分為 981.2GWh,電池生產(chǎn)商中可回收的邊角料為 235.7GWh,正極材料廠可回收的邊角料可生產(chǎn)電池 266.4GWh。電池類型20212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E三元10.224.743.968.4114.5186.1281.4409.1563.3744.13332.55.37.99.610.311.712.615.218.723.45233.67.812.316.425.038.757.382.5113.1149.06223.89.717.829.344.0

58、68.2100.5142.4190.8245.08110.32.05.913.135.167.5111.0169.0240.7326.6鐵鋰1.83.24.811.317.228.051.079.1124.6207.6鈷酸鋰15.316.818.520.320.922.824.225.927.729.5合計(jì)27.244.867.2100.1152.6236.9356.5514.1715.5981.2三元9.615.422.732.243.455.269.486.8108.6135.93330.40.60.71.01.31.62.12.63.34.15231.93.04.56.48.711.01

59、3.917.421.727.26223.45.47.911.014.417.821.726.231.638.18113.96.49.613.919.024.731.840.752.066.5鐵鋰4.09.716.324.534.443.351.763.177.696.4鈷酸鋰2.12.42.72.82.93.03.13.23.23.3合計(jì)15.727.641.759.580.7101.6124.1153.0189.4235.7三元10.917.425.736.549.062.478.498.1122.7153.63330.50.70.81.11.41.92.32.93.74.65232.13.

60、45.17.39.812.515.719.624.530.76223.86.19.012.416.320.124.529.635.743.18114.47.210.815.721.527.935.946.058.875.2鐵鋰4.511.018.427.738.949.058.571.387.8109.0鈷酸鋰2.42.83.03.23.33.43.53.63.73.8合計(jì)17.731.247.267.391.2114.8140.3173.0214.1266.4三元30.757.692.3137.1206.9303.7429.2594.0794.61033.73333.56.69.411.61

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