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文檔簡介
證券研究報告電力設備2023年01月30日鋰電回收行業(yè)深度報告:鋰電回收蓄勢待發(fā),技術和渠道鑄就核心競爭力評級:推薦(首次覆蓋)相關報告最近一年走勢《——負極碳包覆行業(yè)深度報告:下游行業(yè)高景氣,發(fā)展空間廣闊(推薦)*電氣設備*李航,邱迪》——2023-01-11《——鈉離子電池負極行業(yè)深度報告:鈉離子電池發(fā)展迅速,負極材料產(chǎn)業(yè)化進程加快(推薦)*電氣設備*李航,邱迪》——2022-12-280.150.10電氣設備滬深3000.050.00《——電化學儲能研究框架:以中歐美為例(推薦)*電氣設備*李航,邱迪》——2022-12-21-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25-0.30《——充電樁行業(yè)深度報告:高壓快充乘風起,出海正當時(推薦)*電氣設備*李航,邱迪》——2022-12-16《——PET銅箔行業(yè)深度報告:復合銅箔產(chǎn)品升級,行業(yè)高成長潛力(推薦)*電氣設備*李航,邱迪》——2022-08-1322-02
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23-01相對滬深300表現(xiàn)表現(xiàn)2023/1/2012M1M3M電力設備滬深3008.34%8.01%9.38%18.08%-6.21%-8.38%2核心提要◆
動力電池回收現(xiàn)狀:梯次利用尚處于起步階段,直接拆解回收已具備經(jīng)濟性?
動力電池回收方式有兩種:即梯次利用和拆解回收,磷酸鐵鋰適合先梯次利用再拆解回收,三元電池適合直接拆解回收。在1C倍率下正常放電時,磷酸鐵鋰電池的容量衰減速度遠遠小于三元電池,當電池容量衰減到80%后,從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù),因此具備較高梯次利用價值。而三元電池的原材料中含有高價值的金屬元素,其拆解回收價值遠遠高于磷酸鐵鋰電池。?
梯級利用是動力電池回收的主流方向,但目前技術掣肘,尚以試點項目為主。梯次利用由于其存在20%-80%能夠用作其他領域的可用容量,所以相較于直接拆解經(jīng)濟效益更大,是未來電池回收利用的主流方向。但目前梯次利用存在流程較長、關鍵技術待突破、技術規(guī)范不足、行業(yè)標準缺失、安全性及穩(wěn)定性難以保障等問題,導致經(jīng)濟價值尚未體現(xiàn)。?
中短期以直接拆解回收為主,已具備經(jīng)濟性。目前直接拆解回收有三種工藝:分別是濕法、火法、物理法,其中濕法回收效率最高,工藝成熟,是當前拆解回收的主流工藝。?
國內企業(yè)工藝選擇:廢舊三元電池→濕法、火法,廢舊磷酸鐵鋰電池→濕法、物理法。對于廢舊三元電池回收來說,國內大部分企業(yè)濕法+火法為主,節(jié)省成本的同時保證了高回收率,主要企業(yè)有格林美、邦普循環(huán)等;對于廢舊磷酸鐵鋰電池來說,目前還處于起步階段,只有少數(shù)幾家已具備回收處理能力,比如格林美、贛鋒循環(huán)、賽德美等,從工藝來看,國內企業(yè)大多選擇濕法或物理法,因為物理法成本低,可以很好解決廢舊磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟性不足的問題,但物理法穩(wěn)定性較差,我們預計未來將和濕法工藝優(yōu)劣互補,齊頭并進。3核心提要◆
四大驅動力助推動力電池回收行業(yè)高景氣,2027年市場規(guī)模有望超千億?
四大驅動力助推動力電池回收行業(yè)高景氣:1)廢舊電池的污染性+資源性帶來環(huán)保訴求和經(jīng)濟價值;2)動力退役潮疊加原材料價格高漲,動力電池回收需求高增;3)國家政策大力支持動力電池回收行業(yè)發(fā)展;4)“碳貿易壁壘”下電池回收成動力電池企業(yè)出?!氨匦拚n”。?
我們預計2027年動力電池回收市場規(guī)模達1300億元,5年CAGR達29%
?;厥章始僭O:根據(jù)《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定鎳、鈷、錳的綜合回收率應不低于98%,鋰的回收率不低于85%,稀土等其他主要有價金屬綜合回收率不低于97%,因此假設鎳鈷錳的回收率為98%,鋰的回收率為85%。根據(jù)我們預計,2022—2027年動力電池回收中有價金屬的市場價值分別為369.71億、543.07億、525.22億、546.50億、803.35億和1300.41億元,5年復合增長率為29%?!?/p>
競爭格局:參與者眾多,技術與渠道鑄就電池回收企業(yè)核心競爭力?
動力電池回收市場處于行業(yè)發(fā)展初期,尚未有龍頭企業(yè)出現(xiàn),競爭格局暫時呈現(xiàn)“小、散、亂”的局面。目前動力電池“身份證”維護追溯尚未暢通,回收政策尚未完善,同時回收電池企業(yè)的資質要求較高,導致行業(yè)內小作坊數(shù)量遠多于正規(guī)軍。動力電池回收行業(yè)面臨渠道、技術、管理、資金四重壁壘,渠道+技術構筑動力電池回收企業(yè)的核心競爭力。?
根據(jù)回收主體的不同,當前可以分為四種商業(yè)模式:分別是以新能源車企、電池廠、第三方廠商以及動力電池聯(lián)盟為主體的模式。新能源汽車模式現(xiàn)成的回收網(wǎng)絡廣泛,渠道優(yōu)勢最顯著,回收成本低且效率高,但專業(yè)性不足;電池廠商有利于打造產(chǎn)業(yè)閉環(huán),商業(yè)模式穩(wěn)定,但對管理要求較高;第三方廠商專業(yè)性強,技術優(yōu)勢最顯著,但需要自行建立回收渠道,話語權較小,規(guī)模壁壘較高;動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟模式回收效率高、成本低,運作規(guī)模最大,但管理難度大,目前還處于發(fā)展初期,未來有望成為主流模式。4核心提要◆
投資建議及風險提示?
行業(yè)評級:動力電池進入退役潮,動力電池回收行業(yè)空間廣闊,首次覆蓋,給予動力電池回收行業(yè)“推薦”評級。?
重點關注:技術、渠道兼?zhèn)涞馁Y源回收企業(yè)和上下游企業(yè)——格林美,華友鈷業(yè),天奇股份,光華科技,旺能環(huán)境,賽恩斯。?
風險提示:新能源汽車銷量不及預期,動力電池回收政策不及預期,動力電池行業(yè)競爭加劇風險,鋰電池原材料價格大幅波動風險,重點關注公司業(yè)績發(fā)展不及預期。2023-01-20股價EPS2022E0.322.790.740.541.800.70PE重點公司代碼股票名稱投資評級20210.193.250.410.161.530.632023E0.475.161.201.062.311.32202153.6234.5660.83132.4811.450.002022E24.7623.2821.0836.1110.5336.492023E16.7512.6113.0718.398.21002340.SZ603799.SH002009.SZ002741.SZ002034.SZ688480.SH格林美華友鈷業(yè)天奇股份光華科技旺能環(huán)境賽恩斯7.886515.6719.4518.9925.67未評級未評級未評級未評級未評級未評級19.38資料:Wind資訊,國海證券研究所(未評級公司盈利預測來自wind一致預期)5目錄一、動力電池回收現(xiàn)狀:梯次利用尚處于起步階段,直接拆解回收已具備經(jīng)濟性二、四大驅動力助推動力電池回收行業(yè)高景氣,2026年市場規(guī)模有望破千億三、競爭格局:參與者眾多,技術與渠道鑄就電池回收企業(yè)核心競爭力四、重點關注技術、渠道兼?zhèn)涞馁Y源回收企業(yè)和上下游企業(yè)五、投資建議及風險提示6目錄一、動力電池回收現(xiàn)狀:梯次利用尚處于起步階段,直接拆解回收已具備經(jīng)濟性71.1動力電池回收方式:梯次利用+拆解回收
動力電池的生命周期一般包括生產(chǎn)、使用、報廢、分解以及再利用。車用動力電池的電池容量降低為80%后,其充放電性能將不能滿足汽車行駛的要求,需要報廢。此類動力電池除了化學活性下降外,電池內部的化學成分沒有發(fā)生改變,電池容量低于60%不再具有使用價值。因此可以將電池容量在60%—80%范圍內的電池重組,梯次應用于電能要求更低的場合;對于再利用循環(huán)壽命較小以及容量低于60%的動力電池進行拆解回收,提取出有價值的金屬和材料,應用于電芯、模塊、系統(tǒng)的生產(chǎn),使動力電池整個生命周期形成一個閉環(huán)狀態(tài)。
動力電池梯次利用:將電動汽車上性能下降到初始性能80%以下的電池退役、檢測,然后將性能較好的電池篩選重組后在使用條件相對溫和的場合進行二次利用,常用于儲能、電信基站與低速電動車領域。
動力電池拆解回收:將直接報廢和梯次利用后的鋰電池集中回收,通過物理、化學等回收處理工藝將有價值的金屬元素如鋰、鈷、鎳、錳等提取出來,應用于電池再造。圖:動力電池全生命周期流程圖:動力電池再利用常態(tài)化閉環(huán)模式8資料:陶志軍《中國動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式研究》,郝碩碩《基于成本核算的廢舊動力電池回收模式分析與趨勢研究》、國海證券研究所1.2磷酸鐵鋰電池適合先梯次再拆解回收,三元電池適用于直接拆解回收
磷酸鐵鋰電池適用于梯次利用,三元電池適用于直接拆解回收?
在1C倍率下正常放電時,磷酸鐵鋰電池的容量衰減速度遠遠小于三元電池。磷酸鐵鋰不含鈷、鎳等價值較高的金屬材料,直接回收難以盈利。另外,三元電池循環(huán)次數(shù)在2500次左右時,電池容量衰減到80%此后,其相對容量會隨著循環(huán)次數(shù)的增多呈現(xiàn)迅速衰減趨勢,梯次循環(huán)次數(shù)較少,梯次利用價值極低;而磷酸鐵鋰電池容量隨循環(huán)次數(shù)的增多呈緩慢衰減趨勢,當電池容量衰減到80%后,從汽車上退役下來的磷酸鐵鋰電池仍有較多循環(huán)次數(shù),因此具備較高梯次利用價值。?
三元電池的原材料中含有高價值的金屬元素,其拆解回收價值遠遠高于磷酸鐵鋰電池。據(jù)統(tǒng)計,動力鋰電池單體材料中,正極材料、電解液、鋁合金外殼、隔膜和負極材料所占成本最大,其中三元電池正極材料成本占比超過40%左右。隨著近幾年鈷、鎳、錳、鋰等材料價格的上漲,在未來電池單體成本中,三元材料電池正極材料占比將呈現(xiàn)急劇上升狀態(tài)。廢舊三元動力電池內含有大量貴重金屬,回收效率高,且較直接開采礦石的生產(chǎn)方式更具有成本優(yōu)勢,具有較高的資源再生利用價值。表:廢舊鋰離子電池各金屬元素含量(%)主要有價值元素標準值典型值圖:三元/磷酸鐵鋰電池在1C常溫循環(huán)下的循環(huán)次數(shù)與相對容量關系圖圖:2018年三元材料電池各材料成本占比圖磷酸鐵鋰電池1.00~1.504.30±0.3034.50±1.0019.50±1.00CLiFeP————————三元鋰電池(采用NCM523正極材料)LiNi7.04~7.407.1229.7012.3017.70CoMn58.00~61.50三元鋰電池(采用NCM622正極材料)LiNi7.04~7.407.1235.7011.9012.40CoMn58.00~61.50三元鋰電池(采用NCM811正極材料)LiNiCoMn7.04~7.407.2547.405.9058.00-61.506.109資料:陶志軍《中國動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式研究》、肖武坤《中國廢舊車用鋰離子電池回收利用概況》、國海證券研究所1.3梯次利用是電池回收的主流方向,但目前技術掣肘,尚以試點項目為主
梯次利用是未來電池回收利用的主流方向。依據(jù)電池容量的衰減程度,一般分為電池包使用(電池容量大于或等于80%)、電池組梯次利用(電池使用容量處于60%至80%)和單體電池梯次利用(可用容量衰減至20%至60%)等三個階段。理論上來說,由于梯次利用的電池在容量低于20%時,最終仍會拆解回收,不過由于其存在20%-80%能夠用作其他領域的可用容量,所以相較于直接拆解經(jīng)濟效益更大,是未來電池回收利用的主流方向。
梯次利用的應用場景分為靜態(tài)場景及動態(tài)場景。靜態(tài)場景主要為化學儲能,應用于包括發(fā)電側/配電側/用戶側儲能、通訊基站后備電源、家庭/商業(yè)儲能、分布式發(fā)電/微網(wǎng)等,動態(tài)場景主要是工程機械、低速電動車、物流車,城市環(huán)衛(wèi)車、農(nóng)機、無人機等等。
由于目前梯次利用技術尚未突破,因此主要以試點項目為主,作為第三方回收企業(yè),中國鐵塔是梯次利用商業(yè)模式的代表企業(yè)。中國鐵塔主業(yè)并非電池以及電池回收業(yè)務,但是其主營業(yè)務類型與動力電池回收的梯次利用有比較好的契合點。例如,中國鐵塔既是退役電池的消費者,也是退役電池的回收者,根據(jù)中國鐵塔經(jīng)驗,總結出了三種梯次利用鋰電池的方式,分別為重新組裝、直接組合電池模組與整包使用。隨著電動汽車標準化模組和CTP無模組電池包設計得到廣泛應用,從長期來看,模組級和電池包級的梯次利用將成為主要技術路線。圖:動力電池梯次利用場景圖:動力電池梯次利用區(qū)段100%滿足電動車需求區(qū)段低功率電動車電網(wǎng)儲能80%梯次利用家庭儲能報廢20%0%12345資料:郭京龍《動力鋰電池梯次利用進展研究》,華友鈷業(yè),國海證券研究所101.3梯次利用是電池回收的主流方向,但目前技術掣肘,尚以試點項目為主
梯次利用技術壁壘較高,關鍵技術仍待突破,經(jīng)濟價值尚未體現(xiàn):(1)梯次利用流程較長,開發(fā)利用成本過高,經(jīng)濟效益尚不明顯。由于不同應用場景下對梯次利用電池的要求不同,因此梯次利用必須首先對每個單體電池的性能進行監(jiān)測。但由于廢舊電池多以電池包的形式流向市場,導致每次對單體電池的檢測都要先將電池進行拆解,篩選和重組過程需要多次進行,導致經(jīng)濟效益尚不明顯。(2)梯次利用關鍵技術亟待突破,行業(yè)發(fā)展受制約。梯次利用的技術難點首先在于評估電池當前的老化情況,其次在于對動力電池進行篩選分類,關鍵技術未突破制約梯次利用的經(jīng)濟性與安全性,于是2021年國家能源局在《新型儲能項目管理規(guī)范(暫行)(征求意見稿)》中指出:在電池一致性管理技術取得關鍵突破、動力電池性能監(jiān)測與評價體系健全前,原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目。(3)相關技術規(guī)范不足,行業(yè)標準缺失,安全性、穩(wěn)定性難以保障。由于不同廠商生產(chǎn)的動力電池規(guī)格差異較大,缺乏統(tǒng)一標準,在拆解和重新組合時通常會遇到兼容問題,如BMS接口是否規(guī)范,歷史數(shù)據(jù)是否可查詢等,最直接的安全性、穩(wěn)定性難以保障。圖:動力電池梯次利用的主要過程圖:動力電池梯次利用的關鍵技術亟待突破①快速檢測專機
①BMS技術②快速檢測技術/
②主動均衡技術檢測認證技術①殘值評估②運輸安全③標準規(guī)范①拆解專機②拆解生產(chǎn)線技術標準技術③重生產(chǎn)技術梯次電池舊電池回收/運輸拆解分揀/分級重組金屬提煉企業(yè)材料回收企業(yè)……終端客戶低速車終端客戶光伏儲能……電池廠主機廠4S店…….資料:國家能源局,陶志軍《中國動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式研究》、光華科技官網(wǎng)、國海證券研究所111.4由于梯次利用存在較多難點,中短期仍以直接拆解回收為主
直接回收流程:目前國內外退役動力電池回收工藝流程主要包含預處理→拆解分圖:預處理和回收過程的主要工藝離→材料回收,每一工藝均包含多種處理方法。?
電池包的預處理過程分為整包拆解和模組放電:即對退役動力電池包進行智能拆解,實現(xiàn)動力電池包內物料分離;通過放電技術使電池模組電量降低,方便后續(xù)進行有價金屬回收。?
電池拆解:目的是將模組或單體電池拆解為各個有價組分,方便后續(xù)過程的精細化回收。?
材料回收:是指通過物理回收、濕法回收或火法回收的工藝提煉出有價值的金屬。圖:電池包拆解流程圖12資料:李敬《退役電池回收產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及經(jīng)濟性分析》、肖武坤《中國廢舊車用鋰離子電池回收利用概況》、國海證券研究所1.5三種直接回收工藝:物理、濕法、火法
動力電池電解材料的回收工藝主要包括物理回收、濕法回收、火法回收:?
物理回收技術:將廢舊動力電池內部成分,如電極活性物質、集流體和電池外殼等組分經(jīng)過破碎、過篩、磁選分離、精細粉碎和分類等一系列手段,得到有價值產(chǎn)物,然后再進行下一步回收的過程。核心工藝為粉碎篩選后進行材料修復,是比較純粹的物理過程,代表企業(yè)為賽德美。?
濕法回收技術:將廢舊電池拆解預處理后溶于酸堿溶液中,萃取出部分有價值金屬元素,再經(jīng)過離子交換法和電沉積等手段,提取出剩余有價值金屬。濕法核心工藝是對電極粉加入化學試劑浸出和提取,代表企業(yè)為光華科技、格林美、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)保和海外公司Li-Cycle等。?
火法回收技術:剝去電池外殼,將電池內芯與焦炭、石灰石混合,經(jīng)還原焙燒,得到金屬鋰、鈷、鎳、鋁等組合成碳合金;電解質中的氟、磷等被固化在爐渣中,可用于建筑材料或混凝土的添加劑。然后進行深加工處理,整個過程在高溫下完成?;鸱ê诵墓に囀歉邷責峤?,從而得到金屬氧化物,代表企業(yè)為中偉循環(huán)、優(yōu)美科。圖:賽德美物理回收工藝流程圖:濕法回收工藝流程圖:火法回收工藝流程資料:陶志軍《中國動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式研究》、國海證券研究所131.6三種工藝對比:濕法回收效率最高、工藝成熟,為當前主流工藝
三種回收方式的對比:濕法回收方法效率最高,工藝成熟。?
物理回收工藝簡單,不用消耗額外的化學品,環(huán)保性最好,但回收效率低。?
濕法回收工藝的有價金屬回收率較高,對設備要求不高,工藝成熟;但工藝復雜且不同類型鋰電池需專門的濕法工藝,成本較高,同時處理不當會造成環(huán)境污染。?
火法回收工藝相對簡單,兼容性較高,適合大規(guī)模處理種類繁雜的廢舊鋰電池;但能耗要求高,對設備要求高環(huán)保壓力大。
濕法回收是主流工藝。濕法冶金由于能耗較低、回收率較高、產(chǎn)品純度高、對設備要求不高等特點受到廣泛認可。濕法冶金處理廢舊電池的主要步驟包含前處理、預處理、酸/堿液浸出、浸出液除雜、分離萃取、元素沉淀,濕法回收工藝核心部分為金屬材料的浸取過程,通過使用無機酸或有機酸將金屬以離子回收到酸溶液中。表:三種工藝方法的對比工藝方法圖:濕法回收三元鋰電池工藝流程圖:濕法回收磷酸鐵鋰電池工藝流程優(yōu)勢劣勢?
設備工藝簡單物理回收
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環(huán)保?
人工強度大?
回收效率有限?
可大批量處理和回收?
資本開支大?
回收效率高?
生產(chǎn)過程添加了強酸、強堿、大量氨水等,如處理不當,會對空氣、水、土壤造成污染。濕法回收
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工藝穩(wěn)定性好?
回收得到的材料純度較高?
前期投入小,工作原理簡單、操作簡便?
需要較高的能耗以及產(chǎn)生大火法回收?
兼容性較高,適合大規(guī)模處理
量的廢氣種類繁雜的廢舊鋰電池資料:頂立科技公司官網(wǎng)、王天雅《廢棄動力鋰電池回收再利用技術及經(jīng)濟效益分析》、國海證券研究所141.7國內企業(yè)工藝選擇:三元→濕法、火法,磷酸鐵鋰→濕法、物理法?
對于廢舊三元電池回收來說,國內大部分企業(yè)濕法+火法為主,節(jié)省成本的同時保證了高回收率,主要企業(yè)有格林美、邦普循環(huán)等。?
對于廢舊磷酸鐵鋰電池來說,目前還處于起步階段,只有少數(shù)幾家已具備回收處理能力,比如格林美、贛鋒循環(huán)、賽德美等,其中贛鋒循環(huán)在2021年磷酸鐵鋰回收市場中占有率排名第一;其他如邦普循環(huán),天奇股份、光華科技等均處于中試或初建產(chǎn)線階段。從工藝來看,國內企業(yè)大多選擇濕法或物理法,因為物理法成本低,可以很好解決廢舊磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟性不足的問題,但物理法穩(wěn)定性較差,未來將和濕法工藝優(yōu)劣互補,齊頭并進。表:國內外動力電池回收布局及工藝拆解回收布局公司梯次利用布局產(chǎn)能/產(chǎn)量三元電池回收工藝磷酸鐵鋰回收工藝2021年梯級利用突破1.0GWh,處理了0.42萬噸廢舊三元電池,0.42萬噸廢舊磷酸鐵鋰電池。目前公司動力電池回收的產(chǎn)能設計總拆解處理能力21.5萬噸/年,再生利用10萬噸/年格林美√√√√√√濕法+火法未知寧德時代控股邦普循環(huán)已成為目前中國最大的廢舊電池循環(huán)基地,廢舊電池處理總量超邦普循環(huán)贛鋒循環(huán)天奇股份華友循環(huán)濕法濕法+火法濕法濕法濕法+火法濕法12萬噸/年2021年年報顯示,公司已形成退役鋰電池拆解及金屬綜合回收3.4噸/年的回收處理能力,其中形成磷酸鐵鋰電池處理能力2萬噸/年,退役磷酸鐵鋰電池回收國內市場占有率排名第一,退役三元鋰電池回收國內市場占有率前三三元電池回收產(chǎn)能:天奇金泰閣技改項目,2022Q3建成投產(chǎn)5萬噸;磷酸鐵鋰回收產(chǎn)能:目前已經(jīng)完成中試,預計2023Q1建成投產(chǎn),屆時將形成5萬噸產(chǎn)能濕法工藝為主,火法作為階段性快速補上供應鏈的基礎梯次利用方面分別與大眾、豐田合作,現(xiàn)有動力電池回收處理能力超過6.5萬噸/年目前公司具備1萬噸梯次利用、1萬噸廢舊三元電池回收產(chǎn)能,2022Q3新增1萬噸磷酸鐵光華科技賽德美濕法+火法化學+物理法物理法鋰回收產(chǎn)能目前中偉循環(huán)的廢舊動力電池綜合回收利用項目于2021年建成并投入使用,項目實現(xiàn)2.5萬噸/年鎳鈷金屬冶煉及綜合回收利用產(chǎn)能中偉循環(huán)√火法未知資料:各公司公告、國海證券研究所15目錄二、四大驅動力助推動力電池回收行業(yè)高景氣,2027年市場規(guī)模有望超千億162.1驅動力一:廢舊電池的污染性+資源性帶來環(huán)保訴求和經(jīng)濟價值
廢舊動力電池回收有利于減少環(huán)境污染,促進稀缺資源的循環(huán)利用?
廢舊電池的污染性:廢舊電池中的六氟磷酸鋰具有強烈的腐蝕性,遇水或高溫后會產(chǎn)生有毒氣體氟化氫,氟化氫易溶于水,能產(chǎn)生具有極強腐蝕性的水溶液。人體吸入氟化氫后,會對上呼吸道造成強烈刺激。磷酸鐵鋰電池中的有機溶劑及其分解、水解后的產(chǎn)物會對大氣、水體、土壤造成嚴重污染;銅等重金屬在環(huán)境中累積后,最終也會通過生物鏈傳遞危害人類健康;磷元素一旦進入湖泊等水體,極易造成水體富營養(yǎng)化。三元鋰電池對環(huán)境的危害大于磷酸鐵鋰電池,在其電極材料中包含有鎳、鈷、錳、氟等物質,如果這些物質得不到科學處置,會對土壤、水體造成長達50年的污染,負極材料中包含的碳和石墨也會對空氣造成粉塵污染。?
廢舊電池的資源性:動力鋰電池中含有大量高經(jīng)濟價值的稀土元素和有色金屬,如鈷、鋰、鎳、銅、鋁等,金屬含量高于礦石?;厥绽脧U舊動力電池中的不可再生資源,不僅具有重要的經(jīng)濟價值,還可以緩解當前礦產(chǎn)資源緊缺的問題,對降低電池生產(chǎn)成本、推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面具有重大意義。表:廢舊電池的污染性組成成分表:廢舊電池的資源屬性電池類別主要化學特性潛在環(huán)境污染鎳鈷4%18%/錳鋰/稀土元素與水、酸等反應產(chǎn)生有害金屬氧化物重金屬鈷污染改變環(huán)境酸堿度正極材料鎳氫電池鈷酸鋰電池錳酸鋰電池磷酸鐵鋰電池三元電池35%1%8%負極材料電解質粉塵遇明火或高溫發(fā)生爆炸粉塵污染氟污染改變環(huán)境酸堿度有機物污染//10.70%/2%////強腐蝕性,遇水產(chǎn)生HF等有害物質//1.40%1.10%1.20%電解溶液
水解產(chǎn)生醛和酸燃燒產(chǎn)生CO/CO2/隔膜可與氟、強酸、強堿等反應產(chǎn)生HF燃燒產(chǎn)生CO、醛等氟污染粘合劑有機物污染12%5%7%資料:頂立科技公司官網(wǎng)、侯兵《電動汽車動力電池回收模式研究》、國海證券研究所172.2驅動力二:退役潮與原材料價格高漲,動力電池回收需求高贈
新能源汽車快速增長,動力電池迎來退役潮,動力電池回收需求迫切。自2015年中國新能源汽車產(chǎn)量開始放量,新能源汽車銷量不斷攀升,2022年銷量已達688.7萬輛。在新能源汽車的帶動下,動力電池裝機量快速增長,2022年中國動力電池裝機量達294.6GWh??紤]到目前新能源汽車動力電池的平均使用壽命在5年左右,我們判斷動力電池在未來2-3年內將迎來大規(guī)模退役潮,動力電池回收需求迫切。
受上游原材料資源約束,原材料價格持續(xù)上漲,帶動回收端價格上漲,助力電池回收。在新能源汽車銷量快速增加以及我國鋰電池原材料對外依存度較高的背景下,上游鎳、鈷、鋰等原材料出現(xiàn)供需失衡導致原材料價格暴漲,給下游動力電池企業(yè)造成極大的壓力,而回收動力電池將實現(xiàn)鋰電池原材料的再利用,有效緩解我國電池金屬的供給約束;同時,鋰電池原材料價格大幅上漲提高了動力電池回收的經(jīng)濟性,有助于改善回收企業(yè)的盈利能力。圖:中國新能源汽車銷量及增速(單位:萬輛、%)圖:中國動力電池裝機量及增速(單位:GWh,%)圖:動力電池原材料價格(單位:萬元/噸)706050403020100電解鈷滬鎳碳酸鋰四氧化三鈷中國動力電池裝機量(GWh)yoy中國新能源汽車銷量(萬輛)yoy35030025020015010050160%140%120%100%80%8007006005004003002001000400%350%300%250%200%150%100%50%60%40%20%0%0%-50%0-20%2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022201720182019202020212022資料:中汽協(xié),電池聯(lián)盟,中新網(wǎng)、安泰科,SMM,上海金屬網(wǎng),國海證券研究所182.3驅動力三:國家政策大力支持動力電池回收行業(yè)發(fā)展
國家陸續(xù)出臺關于動力電池回收利用的政策以及國家標準,涉及汽車動力電池設計及生產(chǎn)、編碼溯源、回收、運輸與貯存、梯級利用、再生利用等諸多方面。隨著國家政策和標準的逐步健全和完善,我們預計回收行業(yè)的技術和標準化水平將得到進一步提高。表:中國動力電池回收行業(yè)相關政策發(fā)布時間2016年12月2017年5月發(fā)布單位國務院政策名稱主要內容《生產(chǎn)者責任延伸制度推行方案》《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》電動汽車及動力電池生產(chǎn)企業(yè)應負責建立廢舊電池回收網(wǎng)絡,動力電池生產(chǎn)企業(yè)應實行產(chǎn)品編碼,建立全生命周期追溯系統(tǒng)。2017年12月1日正式實施,明確指出回收拆解企業(yè)應具有相關資質,進一步保證了動力電池安全、環(huán)保、高效的回收利用。國家標準化管理《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》《汽車動力蓄電池編碼規(guī)則》《車用動力電池回收利用余能檢測》2017年7月2018年2月國家標準化管理工信部等七部委2018年2月實施,使動力電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸、編碼規(guī)則和回收利用余能檢測有標準可依。明確了汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔動力蓄電池回收的主體責任,建立了統(tǒng)一的溯源信息系統(tǒng),要求電池生產(chǎn)企業(yè)、汽車生產(chǎn)企業(yè)及時通過溯源信息系統(tǒng)上傳動力蓄電池編碼及新能源汽車相關信息?!缎履茉雌噭恿π铍姵鼗厥绽霉芾頃盒修k法》建立完善動力蓄電池回收利用體系,探索形成動力蓄電池回收利用創(chuàng)新商業(yè)合作模式。回收利用試點工作以試點地區(qū)為中心向周邊區(qū)域輻射,支持中國鐵塔公司等企業(yè)結合各地區(qū)試點工作開展動力蓄電池梯次利用示范工程建設。2018年3月2018年7月2018年7月工信部等七部委工信部《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定(征求意見稿)》要求建立“新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺”。動力電池回收利用領域重點發(fā)展動力電池高效回收利用技術和專用裝備,推動梯級利用、再生利用與處置等能力建設。新建年用動力電國家池單體/系統(tǒng)投資項目應配套建設車用動力電池回收管理體系。動力蓄電池單體物理回收過程,銅、鐵、鋁元素的綜合回收率應不低于90%。鋰離子動力蓄電池材料中鎳、鈷、錳元素的綜合回收率應《車用動力電池回收利用材料回收要求(征求意見稿)》不低于98%,鋰元素的回收率應不低于85%,其他主要元素回收率應不低于90%;鎳氫動力蓄電池材料中鎳元素的回收率應不低于98%,稀土等其他元素回收率宜不低于95%。全國汽車標準化技術委員會2018年7月《新能源汽車動力蓄電池回收服務網(wǎng)點建設和運營指
明確指出新能源汽車生產(chǎn)及梯次利用等企業(yè)應按照國家有關管理要求建立服務網(wǎng)點,新能源汽車生產(chǎn)、動力蓄電池生產(chǎn)、報廢機動車回2019年11月工信部南(征求意見稿)》收拆解、綜合利用等企業(yè)可共建、共用回收服務網(wǎng)點?!缎履茉雌噺U舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件(2019年本)》《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法(2019年本)》明確指出綜合利用是指對新能源汽車廢舊動力蓄電池進行多層次、多用途的合理利用,主要包括梯級利用和再生利用,讓動力電池回收體系更加完善安全。2019年12月2020年11月2021年7月工信部國務院國務院《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021一2035年)》推動動力電池全價值鏈發(fā)展,建設動力電池高效循環(huán)利用體系,加快推動動力電池回收利用立法等規(guī)劃。加強新能源汽車動力電池溯源管理平合建設,完善新能源汽車動力電池回收利用溯源管理體系。推動新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和廢舊動力電池梯次利用企業(yè)通過自建、共建、授權等方式,建設規(guī)范化回收服務網(wǎng)點。推進動力電池規(guī)范化梯次利用,提高余能檢測、殘值評估、重組利用、安全管理等技術水平。加《"十四五"循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》2021年10月2021年12月國務院《2030年前碳達峰行動方案》推進退役動力電池、光伏組件、風電機組葉片等新興產(chǎn)業(yè)廢物循環(huán)利用。支持金屬冶煉、造紙、汽車制造等龍頭企業(yè)與再生資源回收加工企業(yè)合作,建設一體化廢鋼鐵、廢有色金屬、廢紙等綠色分揀加工配送中心和廢舊動力電池回收中心。中共中央國務院《"十四五"時期"無廢城市"建設工作方案》強化新能源汽車動力電池全生命周期溯源管理。推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作共建回收渠道,構建跨區(qū)域回收利用體系。推進廢舊動力電池在備電、充換電等領域安全梯次應用。在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等重點區(qū)域建設一批梯次和再生利用示范工程。培育一批梯次和再生利用骨干企業(yè)。2022年1月工信部等八部門《加快推動工業(yè)資源綜合利用實施方案》資料:國務院,工信部、全國汽車標準化技術委員會,,國海證券研究所192.4驅動力四:“碳貿易壁壘”下電池回收成動力電池企業(yè)出海“必修課”
海外動力電池高需求+高價格彈性+本土產(chǎn)業(yè)鏈保護,推動中國動力電池企業(yè)出海。據(jù)科爾尼數(shù)據(jù),歐洲、美國在2021-2026年的動力電池需求CAGR分別為37%、45%,海外動力電池需求較高。同時,海外較高的能源成本使得動力電池的價格彈性較高,中國企業(yè)出??色@得比國內更高的毛利率。另外,隨著歐美各國對本土產(chǎn)業(yè)鏈的保護,紛紛出臺政策推進電池本土化生產(chǎn),我國動力電池產(chǎn)品出口受到一定的限制,驅使中國動力電池企業(yè)必須出海。
動力電池企業(yè)出海遇減碳挑戰(zhàn),“碳貿易壁壘”下電池回收成“必修課”。動力電池正負極材料都屬于高能耗產(chǎn)品,目前多國政府為實現(xiàn)“碳中和”推出了日益嚴苛的碳排放監(jiān)管政策,越來越多的整車廠對動力電池的提出了全生命周期的環(huán)保要求,動力電池的回收成為動力電池企業(yè)出海的必修課。?
歐盟作為第二大電動車消費市場,是中國動力電池企業(yè)出海的主要目的地。歐盟2020年12月就發(fā)布了新電池法的提議草案,廢除歐盟現(xiàn)行電池指令,實施方式由“指令”變?yōu)椤胺ㄒ?guī)”,以確保投放到歐盟市場的電池在整個生命周期中都能做到可持續(xù)、高性能和安全,該法規(guī)擬于2022年1月1日起實施。?
歐盟規(guī)定,到2024年7月,電動汽車電池隨附的技術文檔中應包含根據(jù)授權法案起草的碳足跡聲明;到2025年,電池中鈷鎳銅的回收率需要達到90%,鋰的回收水平需要達到35%。圖:全球不同地區(qū)動力電池需求(千兆瓦時)圖:歐盟要求的原材料具體回收率和最低再生成分比例目標資料:科爾尼、Transport&Environment(T&E)、國海證券研究所202.5預計2027年動力電池回收市場規(guī)模達1300億元,5年CAGR達29%
根據(jù)動力電池分類型裝機量得到動力電池退役量:根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的統(tǒng)計和預測,2017年至2022年,我國動力電池裝機量分別為36.4/56.9/62.2/63.6/154.5/294.6GWh。三元電池的正極材料主要分為NCM111、NCM523、NCM622和NCM811系列,根據(jù)Evtank、高工鋰電等的統(tǒng)計,依據(jù)年度各系列產(chǎn)量的比例分別估計各年度各系列三元電池的裝機量,從而得到動力電池退役量。
動力電池使用壽命假設:運營車輛的動力電池使用壽命一般為3年左右,家用車輛5-6年。假設動力電池服役期限為5年,由于三元電池退役后適合直接拆解,因此三元電池的退役期限假設為5年。磷酸鐵鋰分為直接拆解和梯次利用,假設第i年磷酸鐵鋰電池直接拆解規(guī)模為Ai,梯次利用規(guī)模為Bi,則直接拆解的電池壽命為5年,梯次利用部分的電池壽命假設延長3年,則第i年的磷酸鐵鋰的拆解回收規(guī)模為Ai+B(i-3)。
回收規(guī)模測算:根據(jù)測算,2022-2027年我國三元電池總回收規(guī)模分別為16.01/33.1/40.5/38.9/74.4/110.4GWh,磷酸鐵鋰電池總回收規(guī)模分別為12.6/13.3/15.5/18.6/34.0/51.4GWh。表:2017-2022年我國動力電池裝機量表:2022-2027年我國動力電池回收規(guī)模指標動力電池裝機量(GWh)其中:三元電池(GWh)其中:111材料532材料622材料811材料磷酸鐵鋰電池(GWh)其他(GWh)三元電池占比201736.416.012.210.62.6201856.933.12.520.66.23.822.21.658.17%7.50%62.20%18.80%11.50%39.02%2.81%201962.240.52.825.96.75.020.21.565.11%7.00%64.00%16.60%12.40%32.48%2.41%202063.638.91.920.67.88.624.40.361.16%5.00%53.00%20.00%22.00%38.36%0.47%2021154.574.33.031.912.626.779.80.448.09%4.00%43.00%17.00%36.00%51.65%0.26%2022E294.6110.42.233.125.449.7183.80.437.47%2.00%30.00%23.00%45.00%62.39%0.14%2022E36.416.012023E56.933.1107%2.52024E62.240.522%2.82025E63.638.9-4%1.92026E154.574.391%3.031.912.626.779.830%70%23.955.92027E294.6110.449%2.2動力電池回收規(guī)模(GWh)三元電池總回收規(guī)模YOY其中:111材料532材料622材料811材料磷酸鐵鋰退役量2.210.62.620.66.225.96.720.67.833.10.625.418.042.3543.98%0.63.85.08.649.718.070%30%12.65.422.260%40%13.38.920.250%50%10.110.124.440%60%9.8183.820%80%36.8直接拆解占比梯次利用占比直接拆解規(guī)模(Ai)梯次利用規(guī)模(Bi)磷酸鐵鋰總回收規(guī)模(Ai+B(i-3))其中:111材料
13.62%532材料
66.00%622材料
16.38%811材料
4.00%14.6147.0磷酸鐵鋰占比其他占比合計49.56%6.46%12.613.35%15.516%18.620%34.083%51.451%YOY100.00%
100.00%
100.00%
100.00%
100.00%
100.00%資料:電池聯(lián)盟、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、EVTank、高工鋰電、2017年和2022年為國海證券預測值212.5預計2027年動力電池回收市場規(guī)模達1300億元,5年CAGR達29%表:2022-2027年可回收金屬的規(guī)模
不同類型電池正極材料的重量估算:可回收重量(萬噸)1GWh的重量(萬?
根據(jù)芳源股份招股說明書,假設磷酸鐵鋰電池、三元NCM111電池、三元NCM523電池、三元NCM622電池和三元NCM811電池的
能
量
密
度
分
別
為
150Wh/kg
、
155Wh/kg
、
165Wh/kg
、175Wh/kg、210Wh/kg,以此估算出2022-2027年各類型電池的回收規(guī)模(萬噸)。電池類型噸)2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
2027E磷酸鐵鋰電池其中:鋰元素三元NCM111其中:鋰元素0.678.420.371.410.100.420.290.276.400.461.900.791.131.500.110.530.180.190.300.020.140.020.028.880.391.600.120.480.330.3012.480.893.711.532.213.560.251.270.420.441.810.130.860.110.1110.34
12.43
22.69
34.27-0.461.830.130.540.370.350.551.250.090.370.260.241.001.920.140.570.390.361.511.420.100.420.290.270.65-鎳元素鈷元素錳元素--?
根據(jù)各類型電池中金屬元素的比重,分別估算出預測期間每種金屬的回收規(guī)模(萬噸)。-三元NCM5230.6115.71
12.50
19.36
20.07其中:鋰元素鎳元素-1.124.671.932.783.840.271.370.460.482.390.171.130.140.150.893.711.542.214.450.321.590.530.554.080.301.930.240.251.385.752.383.437.220.512.580.860.891.435.962.473.5514.511.035.181.731.80-鈷元素-表:關鍵假設(能量密度和質量占比)錳元素-三元NCM6220.57能量密度(Wh/kg)其中:鋰元素鎳元素-質量分數(shù)鋰鎳鈷錳-鈷元素-磷酸鐵鋰NCM111NCM523NCM622NCM8114.40%7.20%7.12%7.12%7.25%150155165175210錳元素-20.28%29.70%35.70%47.40%20.37%
18.99%12.30%
17.70%11.90%
12.40%三元NCM8110.4812.74
23.66其中:鋰元素鎳元素----0.926.040.750.781.7211.211.40鈷元素5.90%6.10%錳元素1.4422資料:肖武坤《中國廢舊車用鋰離子電池回收利用概況》、芳源股份招股說明書、中國化學與物理行業(yè)協(xié)會、鑫欏資訊、國海證券研究所2.5預計2027年動力電池回收市場規(guī)模達1300億元,5年CAGR達29%
動力電池回收的市場規(guī)模:表:2022-2027年金屬價格預測單位:萬元/噸2022E鋰鎳鈷錳?
金屬價格假設:根據(jù)SMM、安泰科數(shù)據(jù),2022年碳酸鋰、鋰、鎳、鈷、錳的價格分別為全年價格的平均值,2023年及以后為金屬價格回歸正常價值的合理假設。?
回收率假設:根據(jù)《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定鎳、鈷、錳的綜合回收率應不低283.20212.40191.16181.60172.52163.9020.0621.0618.9617.0615.3513.8242.6036.2134.4032.6831.0529.492.152.262.262.262.262.262023E2024E2025E2026E2027E于98%,鋰的回收率不低于85%,稀土等其他主要有價
表:2022-2027年動力電池回收的市場空間金屬綜合回收率不低于97%,因此假設鎳鈷錳的回收率年度鋰鎳鈷錳為98%、鋰的回收率為85%。可利用規(guī)模(萬噸)2022E2023E2024E2025E2026E2027E0.901.511.441.822.514.922.941.252.342.842.514.295.761.573.003.683.185.356.92-?
市場規(guī)模測算:根據(jù)我們測算,2022—2027年動力電池
回
收
中
有
價
金
屬
的
市
場
價
值
分
別
為
369.71
億
、543.07
億
、
525.22
億
、
546.50
億
、
803.35
億
和1300.41億元,5年復合增長率為29%。6.18-7.56-7.4514.64---22.32對應市場價值(億元)58.96合計2022E2023E2024E2025E2026E2027E254.32321.19275.75330.14433.19806.2953.0484.8597.8682.05133.34170.003.386.78369.71543.07525.22546.50803.351300.41130.25143.308.30127.117.19224.7312.0915.64308.49資料:Wind、SMM、安泰科、上海金屬網(wǎng)、國海證券研究所23目錄三、競爭格局:參與者眾多,技術與渠道鑄就電池回收企業(yè)核心競爭力243.1競爭格局:參與者眾多,呈“小、散、亂”局面
動力電池回收市場處于行業(yè)發(fā)展初期,尚未有龍頭企業(yè)出現(xiàn),競爭格局暫時呈現(xiàn)“小、散、亂”的局面。2013-2021年間,動力電池回收企業(yè)注冊量由214家激增至2.5萬家,參與者眾多,幾乎覆蓋新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈條,涉及整車廠、電池廠、材料廠和第三方回收企業(yè)等不同背景。
動力電池“身份證”維護追溯尚未暢通,回收政策尚未完善,同時回收電池企業(yè)的資質要求較高,導致行業(yè)內小作坊數(shù)量遠多于正規(guī)軍。截止2023年1月10日,在工信部累計發(fā)布的四批動力電池回收白名單企業(yè)中,累計上榜企業(yè)的數(shù)量僅超80家,正規(guī)回收企業(yè)數(shù)量有限。?
早在2016年,我國已發(fā)布《生產(chǎn)者責任延伸制度推行方案》,方案指出電動汽車及動力電池生產(chǎn)企業(yè)應負責建立廢舊電池回收網(wǎng)絡,動力電池生產(chǎn)企業(yè)應實行產(chǎn)品編碼,建立全生命周期追溯系統(tǒng)。但由于缺乏強制性政策,企業(yè)在上報數(shù)據(jù)時存在信息嚴重滯后、不完整和追溯困難等問題,同時方案也未明確電池回收的權責關系,導致行業(yè)無序競爭。另外,目前的政策法規(guī)對車主如何處理電池并沒有約束力,導致消費者手中退役動力電池以高價的形式流向了非正規(guī)回收渠道,小作坊在電池回收利用中,放棄了檢測、放電等多項關鍵環(huán)節(jié),同時操作人員也未經(jīng)過專業(yè)培訓,因此在運營成本上較正規(guī)企業(yè)低許多,從而在議價權和電池收購成本上有了更多空間,與正規(guī)企業(yè)產(chǎn)生了惡性競爭。圖:2013-2021年中國動力電池回收企業(yè)注冊量趨勢企業(yè)注冊量(家)30,0002450325,00020,00015,00010,0005,0000340014549171103474625214401201320142015201620172018201920202021資料:、國海證券研究所253.2渠道+技術構筑動力電池回收企業(yè)的核心競爭力
動力電池回收行業(yè)面臨以下四重壁壘,渠道+技術構筑動力電池回收企業(yè)的核心競爭力。1)渠道壁壘&技術壁壘:目前退役電池的量小于各企業(yè)的回收產(chǎn)能,因此存在一部分回收企業(yè)拿不到退役電池,并且只有拿到的回收電池量足夠多,設備利用率高,回收才具備經(jīng)濟性,因此回收渠道直接影響動力電池回收企業(yè)的產(chǎn)能及回收成本,建立穩(wěn)定暢通的回收渠道是回收企業(yè)最重要的成功因素之一;而回收技術直接影響動力電池的回收率,是決定動力電池盈利的關鍵因素;總而言之,渠道和技術能力是動力電池回收企業(yè)的核心競爭力,隨著近年來動力電池回收企業(yè)加大技術研發(fā)能力,我國動力電池回收專利數(shù)量呈穩(wěn)步增長趨勢。2)管理壁壘&資金壁壘:動力電池回收企業(yè)的上游涉及車企、電池廠、儲能企業(yè)、報廢汽車拆解商等,企業(yè)自身亦需要全國建立回收服務網(wǎng)點,梯次利用則需要與不同應用場景的企業(yè)打交道,因此需要強大的資源整合及管理能力。另外,動力電池回收企業(yè)回收電池或廢料時一般都要求現(xiàn)款結算,而在出售產(chǎn)品時,面對下游材料廠或電池廠話語權較低,因此會有一定的賬期,企業(yè)需要承受較大的現(xiàn)金流風險,具有一定的資金壁壘。圖:2017-2022年中國動力電池回收專利數(shù)量趨勢企業(yè)注冊量(家)30,0002450325,00020,00015,00010,0005,0000340014541103917474625214401201320142015201620172018201920202021資料:CUNE存能官網(wǎng)、中國專利檢索、國海證券研究所263.3四種回收模式:①新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)為回收主體根據(jù)回收主體的不同,當前可以分為四種商業(yè)模式:分別是以新能源車企、電池廠、第三方廠商以及動力電池聯(lián)盟為主體的模式;
模式1:新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)為回收主體,新能源汽車報廢后的動力電池主要流向汽車拆解企業(yè),整車廠與報廢汽車拆解企業(yè)達成合作,回收這部分電池。對于新能源汽車使用過程中產(chǎn)生的報廢電池,也可以利用現(xiàn)有汽車銷售4S店、售后服務點建設回收服務網(wǎng)點進行電池替換和回收,代表企業(yè)有比亞迪、蔚來和特斯拉等。
渠道優(yōu)勢顯著,專業(yè)性不足。目前車企依托4S店及維修點,布設了萬余個回收網(wǎng)點,具備現(xiàn)成的回收網(wǎng)絡,因此回收成本低、效率高、信息反饋快且易于管理。在目前在工信部公布的近1.5萬個新能源汽車動力蓄電池回收服務網(wǎng)點信息中,汽車生產(chǎn)商的服務網(wǎng)點占比在95%以上,整車廠渠道優(yōu)勢顯著,但回收產(chǎn)品以本品牌為主,前期容易開展,但受專業(yè)性和安全性的影響,長期發(fā)展可能會受限。表:整車企業(yè)動力電池回收布局(不完全統(tǒng)計)圖:以整車制造商為回收主體的模式區(qū)域
整車企業(yè)比亞迪動力電池回收布局早在2018年就已與鐵塔公司合作,將回收的比亞迪電池用做基站儲能備用。電池材料銷售新能源汽車零部件動力電池生產(chǎn)企電池材料回收企業(yè)整車生產(chǎn)企業(yè)與寧德時代、等企業(yè)共同投資了電池資產(chǎn)公司“蔚能”,目標不只是做回收,而是要做電池的全生命周期管理業(yè)蔚來2022年5月,與華友循環(huán)攜手打造動力電池材料閉環(huán)回收與梯次利用的創(chuàng)新合作模式,國內寶馬集團測試中不合格報廢電池廢舊電芯首次實現(xiàn)國產(chǎn)電動汽車動力電池原材料閉環(huán)回收整車銷售與天奇股份及其參股公司上海萬高簽署協(xié)議,三方擬在動力電池運營及服務生態(tài)體系愛馳汽車
構建合作關系,共建新能源動力電池運營及售后服務體系,促進回收資源化利用產(chǎn)業(yè)閉環(huán)。2021年在特斯拉新的回收系統(tǒng)中,電池材料回收率已達到92%,且在已經(jīng)開啟的電池特斯拉
回收服務中,可以處理不再滿足客戶需求的任何動力電池,而報廢的鋰離子電池可實現(xiàn)100%回收利用。2021年,特斯拉共回收1500噸鎳、300噸銅和200噸鈷。報廢電池處理中普通固廢動力電池回收再利用企業(yè)4S店心(整車廠自營)報廢電池以舊換新整車銷售大眾汽車美國公司7月宣布與材料企業(yè)Redwood公司達成協(xié)議,在美國回收大眾和奧大眾
迪電動汽車的電池。此前,Redwood公司已與豐田、福特和沃爾沃建立了類似的合作關系,并與松下內華達州工廠、亞馬遜等達成回收協(xié)議國外車輛報廢報廢汽車拆解企業(yè)消費者目前奔馳在德國已經(jīng)建設電池回收工廠,回收率將達96%。預計德國的動力電池回收工廠年回收處理能力可達2500噸,可回收包括鎳、鈷、鋰及石墨等材料,經(jīng)過再循環(huán)奔馳處理可為梅賽德斯-EQ系列車型生產(chǎn)超過5萬個電池模塊。與此同時,奔馳也計劃與中國、美國的相關企業(yè)合作,開展動力電池回收利用業(yè)務。新電池流向報廢電池流向固廢流向電池材料流向27資料:朱凌云《廢舊動力電池逆向物流模式及回收網(wǎng)絡研究》、中國能源報、寧德時代官網(wǎng)、電池聯(lián)盟網(wǎng)、索比儲能網(wǎng)、國海證券研究所3.3四種回收模式:②動力電池生產(chǎn)企業(yè)為回收主體
模式2:動力電池生產(chǎn)企業(yè)為回收主體,將汽車4S店、售后服務點和動力電池租賃網(wǎng)點發(fā)展成為動力電池回收網(wǎng)點,通過逆向物流方式回收動力電池,并將原有的正向物流中的配送中心改建為回收集中貯存點進行貯存、檢測和分類,具有梯次利用價值的電池被梯次利用,殘余價值較低的電池經(jīng)過再生處理后,直接流向電池制造的原材料端,代表企業(yè)有寧德時代、蜂巢能源、中航鋰電和高科等。
有利于打造產(chǎn)業(yè)閉環(huán),減少對上游原材料企業(yè)的依賴,但回收渠道需要與整車廠合作,有一定回收成本。由于電池廠商的上下游協(xié)同場景多,有利于電池企業(yè)打造產(chǎn)業(yè)閉環(huán),商業(yè)模式最為穩(wěn)定,減小企業(yè)對上游原材料的依賴,降低動力電池生產(chǎn)成本,回收情況亦可反饋生產(chǎn)環(huán)節(jié)以改進電池性能。但回收渠道需要與整車廠、4S店合作,有一定的回收成本,對管理能力要求也較高,運作規(guī)模和回收產(chǎn)品易受到限。表:動力電池企業(yè)回收布局圖:以電池生產(chǎn)商為回收主體的模式電池企業(yè)技術優(yōu)勢渠道布局動力電池生產(chǎn)企業(yè)梯次利用電池生產(chǎn)企業(yè)整車生產(chǎn)企業(yè)2015年收購邦普循環(huán),通過回收廢舊控股子公司邦普循環(huán)打造了上下游電池中的金屬元素生產(chǎn)三元正極前驅優(yōu)勢互補的電池全產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)體系;體;2018年,上汽集團與寧德時代達寧德時代
電池產(chǎn)品核心金屬材料總回收率達成共同推進新能源汽車動力電池回收通知回收整車銷售委托回收處理或自己處理到99.3%以上,鋰的回收率已經(jīng)達
再利用的戰(zhàn)略合作;全資子公司寧德動力電池回收再利用企業(yè)到91%,鎳和鈷則達到了99%蕉城的經(jīng)營業(yè)務也包括了電池回收系統(tǒng)4S店電池材料銷售通知回收攜手中偉股份,采用回收行業(yè)先進的四級物理破碎處理法,將報廢電芯,極組,極片進行無害拆解至黑蜂巢能源
粉、銅粉、鋁粉,在做到環(huán)保的同時,可實現(xiàn)黑粉回收率達到99%,最大限度的提高回收效率,同時降低后續(xù)的濕法冶金冶煉成本整車銷售以舊換新通知回收2022年9月25日,由蜂巢能源100%控股的藤青青再生資源(上饒)有限公司和貴州中偉資源循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司合資成立的常青藤再生資源(上饒)有限公司在江西上饒正式啟動,蜂巢能源正式官宣進入電池回收領域車輛報廢報廢汽車拆解企業(yè)消費者新電池流向報廢電池流向梯次電池流向電池材料流向資料:苗雪豐《我國車用動力電池循環(huán)利用模式研究》、國海證券研究所283.3四種回收模式:③第三方綜合利用企業(yè)為回收主體
模式3:第三方綜合利用企業(yè)為回收主體,主要以梯次利用或綜合利用工廠為中心。這類企業(yè)一般有多年的回收運營經(jīng)驗,建立了相對穩(wěn)定的回收網(wǎng)絡,對回收網(wǎng)點、集中貯存點的建設和物流運輸管理經(jīng)驗豐富。同時,綜合利用企業(yè)可以與汽車拆解企業(yè)建立穩(wěn)定合作關系,回收報廢汽車上拆解下來的動力電池進行綜合利用,代表企業(yè)有格林美和天奇股份等。
專業(yè)性強,但需要自行建立回收渠道。第三方綜合利用企業(yè)專業(yè)性強,主要通過與整車廠商、電池廠商達成深度合作的方式來形成穩(wěn)定的電池供應源,通過回收網(wǎng)點、集中貯存點、汽車拆解企業(yè)進行回收。由于第三方企業(yè)的知名度不如電動汽車生產(chǎn)企業(yè)和動力電池生產(chǎn)企業(yè),消費者對其回收網(wǎng)絡的認可度較低,在前期可能會是一個挑戰(zhàn),因此還需要為回收出來的資源或梯次利用的電池尋找出路,回收費用較高、難度較大。圖:以第三方為回收主體的模式動力電池租賃企業(yè)電動汽車報廢整車生產(chǎn)企業(yè)消費者報廢汽車拆解企業(yè)電池回收第三方處理中心第三方回收網(wǎng)絡29資料:張大成《新能源汽車動力電池回收利用模式分析》、郝碩碩《基于成本核算的廢舊動力電池回收模式分析與趨勢研究》、真鋰研究、國海證券研究所3.3四種回收模式:③第三方綜合利用企業(yè)為回收主體
第三方綜合利用企業(yè)以更高的電池材料回收率或完善的環(huán)保配套設施而更具技術壁壘。參與企業(yè)主要分為兩類:(1)由產(chǎn)業(yè)鏈向兩端延伸的鋰電材料企業(yè),技術優(yōu)勢顯著,布局回收有利于企業(yè)獲得低成本的原材料。代表公司有天奇股份、格林美等。(2)專注于商業(yè)化回收利用方案,以形成規(guī)模效應的專業(yè)第三方環(huán)保企業(yè),主要通過實現(xiàn)拆解自動化及改善工藝來提高盈利能力。代表公司有超越科技、旺能環(huán)境和浙富控股等。表:鋰電材料企業(yè)動力電池回收技術優(yōu)勢企業(yè)技術優(yōu)勢掌握了“多級串聯(lián)協(xié)同絡合萃取提純技術”、“固體產(chǎn)品的結晶控制工程化技術”、“有機溶劑的精餾提純技術”、“化學合成技術”等,已實現(xiàn)磷酸鐵回收光華科技率達98%,碳酸鋰回收率達95%以上,鎳鈷錳回收率可以到99%以上,鋰綜合回收率≥95%。擁有領先行業(yè)的再生利用工藝水平,在電池無害化破碎處理技術上更是獨一無二?;厥章饰痪有袠I(yè)前列(三元電池的鈷鎳平均回收率達98%,鋰平均回收率達87%以上;磷酸鐵鋰電池目前已完成中試,實現(xiàn)磷酸鐵回收率達95%,鋰的回收率達90%以上)天奇股份采用回收行業(yè)先進的四級物理破碎處理法,將報廢電芯,極組,極片進行無害拆解至黑粉、銅粉、鋁粉,在做到環(huán)保的同時,可實現(xiàn)黑粉回收率達到99%,最大限度的提高回收效率,同時降低后續(xù)的濕法冶金冶煉成本采用超精準定向提取技術與內源鋁氟吸附純化技術成功實現(xiàn)廢舊三元離子電池中全組分金屬回收到電池級原料的再造,解決了傳統(tǒng)工藝中鋰回收率低的難題,鋰的回收率超過90%,鎳鈷的回收率超過98.5%中偉股份格林美率先在電池包先進化拆解方面進行了探索,自主研發(fā)了目前行業(yè)自動化程度最高的電池包柔性先進化拆解生產(chǎn)線,打造了從“客戶端檢驗→包裝→運輸→倉儲→生產(chǎn)管理”全流程的退役動力蓄電池回收安全管控體系子公司贛州豪鵬具有突破性的科研成果多項,其中“退役鋰離子電池短程再生技術及應用”項目獲得江西省科技進步一等獎旗下循環(huán)科技已形成7萬噸退役鋰離子電池及金屬廢料綜合回收處理能力,其中鋰綜合回收率在90%以上,鎳鈷金屬回收鋰95%以上,成為磷酸鐵鋰電池及廢料全國最大,電池綜合處理能力行業(yè)前三的電池回收行業(yè)頭部企業(yè)之一華友鈷業(yè)廈門鎢業(yè)贛鋒鋰業(yè)表:代表環(huán)保企業(yè)的產(chǎn)能情況(截止2023年1月20日)公司名稱產(chǎn)能2022年4月立鑫一期正式運營,預計2023年達產(chǎn),鎳鈷錳3000噸/年,碳酸鋰1000噸/年;2022H2啟動立鑫二期3.5萬噸建設工作,規(guī)劃對應鎳鈷錳7500噸/年,碳酸鋰2800噸/年;開始布局磷酸鐵鋰回收,規(guī)劃產(chǎn)能為6萬噸/年旺能環(huán)境超越科技浙富控股規(guī)劃廢舊鋰電池:6萬噸/年規(guī)劃廢舊蓄電池:4萬噸/年資料:各公司公告、國海證券研究所303.3四種回收模式:④動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為回收主體圖:以動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為回收主體的模式
模式4:動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為回收主體。以組建由動力電池生產(chǎn)企業(yè)、新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)、第三方綜合利用企業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,發(fā)揮生產(chǎn)企業(yè)的網(wǎng)點優(yōu)勢和綜合利用企業(yè)的專業(yè)優(yōu)勢,優(yōu)勢互補、強強聯(lián)合,共同建立動力電池回收網(wǎng)絡體系。
產(chǎn)業(yè)鏈模式回收效率高,回收成本低,管理要求高。?
優(yōu)點:產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟模式的專業(yè)化分工保證了整個回收鏈條的完整性,回收效率高,運作規(guī)模最大,回收成本低。對于系統(tǒng)建設投入很低并可快速啟動,由于負責各個環(huán)節(jié)的企業(yè)先前已經(jīng)在相關領域有所布局,因此在回收環(huán)節(jié)額外投入的財力物力相對較少,為快速建立回收網(wǎng)絡并進行運轉提供了可能。消費者整車報廢回收措施成員企業(yè)服務網(wǎng)絡報廢電動汽車回收企業(yè)行業(yè)聯(lián)盟廢舊電池拆解回收利用企業(yè)正向物流逆向物流表:動力電池產(chǎn)業(yè)鏈間上下游協(xié)同合作布局(不完全統(tǒng)計)企業(yè)合作方式動力電池回收動態(tài)2018年,簽訂合作協(xié)議,雙發(fā)將發(fā)揮各自優(yōu)勢,加強在動力電池回收、梯次利用方面緊密合作。中國鐵塔、贛州豪鵬
企業(yè)間合作2017年,簽訂《儲能電站和光伏電站項目合作框架協(xié)議書》,促進電池制造、儲能電站、光伏電站到報廢產(chǎn)品循環(huán)再造的全產(chǎn)業(yè)鏈建設。2018年,簽訂合作協(xié)議,將共建動力電池回收體系,就梯次利用和再生利用展開深度合作。格林美、比亞迪企業(yè)間合作企業(yè)間合作?
缺點:由于動力電池是新能源汽車的核心零件,屬于各個廠商的核心機密,即使在末端拆包回收環(huán)節(jié)各個企業(yè)也是嚴加管控,為保護核心技術,各企業(yè)可能會形成彼此隔離的獨立聯(lián)盟,可能對統(tǒng)一化、標準化管理提出挑戰(zhàn)。格林美、北汽鵬龍寧德時代共計持有邦普循環(huán)69.02%的股份。2019年,寧德時代與邦普寧德時代、邦普循環(huán)間接控股
循環(huán)合資36億元設立寧波邦普時代新能源有限公司,預示著寧德時代在上游正極材料方面的布局進一步擴大。2016年,與邦普簽訂合作協(xié)議,計劃于2016-2021年每年向格林美采購不少于1萬噸鎳鈷錳氫氧化物前驅體。寧德時代、格林美寧德時代、豐田企業(yè)間合作
上下游協(xié)同合作是行業(yè)發(fā)展趨勢,因此我們預測,產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟或將成為未來主流模式,目前已初具雛形。上下游協(xié)同合作是促進行業(yè)發(fā)展的有效途徑,目前國內已經(jīng)成立的聯(lián)盟包括中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和中國動力電池回收與梯次利用聯(lián)盟。:苗雪豐《我國車用動力電池循環(huán)利用模式研究》、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、國海證券研究所企業(yè)間合作
2019年,豐田宣布將從寧德時代采購電池,并就電池回收領域進行探討。2017年,廈門鎢業(yè)成為贛州豪鵬的第一大股東,依托電池回收渠道及無害化處理回收的優(yōu)勢,打造規(guī)?;拟捬趸?、三元前驅體生產(chǎn)線。廈門鎢業(yè)、贛州豪鵬間接控股中國鐵塔、高科
企業(yè)間合作
2018年,簽訂合作協(xié)議,大力推動梯級動力電池在通訊基站領域的應用。中國鐵塔、一汽、東風、比亞迪等車企2018年,中國鐵塔與11家新能源車企簽訂合作協(xié)議,服務于退役電池的回收利用。企業(yè)間合作資料313.3四種回收模式:④動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟為回收主體
總結四種廢舊動力電池回收模式的優(yōu)缺點如下:?
新能源汽車模式現(xiàn)成的回收網(wǎng)絡廣泛,渠道優(yōu)勢最顯著,回收成本低且效率高,但技術儲備較少,電池回收專業(yè)性不足;?
電池廠商有利于打造產(chǎn)業(yè)閉環(huán),商業(yè)模式穩(wěn)定,但管理要求較高;?
第三方廠商專業(yè)性強,技術優(yōu)勢最顯著,但需要自行建立回收渠道,話語權較小,規(guī)模壁壘較高;?
動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟模式回收效率高、成本低,運作規(guī)模最大,但管理難度大,目前還處于發(fā)展初期,未來有望成為主流模式。表:四種回收模式對比回收主體回收成本回收效率管理要求運作規(guī)模信息反饋產(chǎn)品類型風險承擔服務范圍難易程度新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)電池生產(chǎn)企業(yè)第三方綜合利用企業(yè)動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟低較高較高較高高低高較高較低中中高較大中較快較大大較快較慢慢本品牌的產(chǎn)品汽車生產(chǎn)企業(yè)較廣生產(chǎn)的產(chǎn)品為主電池生產(chǎn)企業(yè)較廣范圍廣綜合利用企業(yè)區(qū)域性較難范圍廣聯(lián)盟成員區(qū)域性難易中動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、動力電池回收與梯次利用聯(lián)盟代表企業(yè)比亞迪、蔚來、特斯拉寧德時代、中航鋰電、高科中國鐵塔、格林美、邦普循環(huán)資料:郝碩碩《基于成本核算的廢舊動力電池回收模式分析與趨勢研究》、國海證券研究所32目錄四、重點關注技術、渠道兼?zhèn)涞馁Y源回收企業(yè)和上下游企業(yè)334.1格林美:深化上下游合作,積極打造全國回收利用網(wǎng)絡體系
格林美是三元前驅體龍頭,并布局動力電池回收和汽車拆解業(yè)務。公司做循環(huán)回收起家,主營業(yè)務為以三元前驅體和3C數(shù)碼材料四氧化三鈷為主體的新能源材料業(yè)務和以電子廢棄物回收、新能源回收(報廢動力電池和汽車)、鎢資源回收為主體的城市礦山業(yè)務。2022年上半年,公司城市礦山業(yè)務銷售收入為34.02億元,總營收占比為24.43%,其中動力電池綜合回收銷售收入為2.56億元,總營收占比1.84%,毛利率為20.77%。
2022年格林美半年報顯示,公司在動力電池回收領域市占率為10%,市場地位領先,在三元和鐵鋰回收均有布局,以濕法工藝為主,2021年,公司累計處理了0.84萬噸廢舊動力電池,其中三元和磷酸鐵鋰各占比50%,建成了500噸/月的電池級循環(huán)再生碳酸鋰產(chǎn)線,鋰綜合回收率接近90%,鎳鈷的回收率超過98.5%。
2022H1,公司動力電池梯級利用產(chǎn)品全面進入大規(guī)模的市場化與商用化階段。截止2022H1,公司年回收圖:2018-2022H1格林美主營業(yè)務收入(單位:億元)圖:格林美新能源全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈處理的廢舊電池約年回收的鎳資源
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