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 金沙澳门官网     |      2019-12-21

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中国的汽车工业从上个世纪五十年代初具规模,到2016年汽车产销均超2800万辆,第八年蝉联全球第一,总共用了半个多世纪的时间;中国的新能源汽车从2008年进入元年到如今产销量世界第一,其间只用了10年。这10年间,新能源汽车的发展可谓突飞猛进,不仅销量呈现爆发式增长,越来越多的企业布局这一领域,国家层面也十分重视,在《中国制造2025》与《汽车产业中长期规划》中,都将新能源汽车摆在十分重要的位置,其中《规划》提出,到2020年,新能源汽车年产销达到200万辆。

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随着全球石油的短缺,油价不断的上涨,环保压力不断的增加及国内能源结构的调整,新能源汽车逐渐成为中国及世界汽车产业的发展趋势。政策倾斜力度增加、大型车企抢滩布局、消费者环保意识的不断增强,导致了我国新能源汽车市场迅速扩张。2009年密集扶持政策打开了我国新能源汽车增长的快车道,2011年行业进入产业化阶段,2014年我国新能源车市场更是呈现出井喷态势,产销量均同比大涨三倍以上。

(制图:盖世汽车 数据来源:中国汽车工业协会)

当前新能源汽车动力电池主流为锂电池。动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用。动力电池在其报废后除了化学活性下降之外,电池内部的化学成分并没有发生改变,只是其充放电性能不能满足车辆的动力需求,动力电池本身的物理化学性质并无出现本质性变化,可进行不同方式的回收与利用,目前动力电池回收利用包括梯级利用和资源再生利用。经测算,动力锂电池理论报废量由2018年的5.6Gwh增长至2022年的47.3Gwh,年复合增长率超过70%,对应的回收价值由2018年的5.8亿增长至2022年的78.6亿元,年复合增长率超过90%。

新能源汽车分为上游原材料,中游零部件,以及下游应用领域三个板块。可以发现,中游领域的电池,电机,电控(也就是我们常说的“三电”)构成了新能源汽车的核心,区别于传统发动机,他们组成了“电”动力总成,锂电池在新能源汽车的生产过程中扮演着重要角色,国内新能源汽车产销量屡创新高带来动力锂电池行业爆发式增长。

新能源汽车发展形势一片大好,但是站在可持续发展的角度看,产业链上的动力电池回收环节还跟不上新能源汽车发展的步伐。动力电池的使用年限在5~8年,最早投入市场的新能源汽车电池已经开始进入退役期,而第一轮大规模的动力电池报废期在一两年内就会到来,据中国汽车技术研究中心预测,到2020年我国电动汽车动力电池累计报废量将达到12万至17万吨的规模。目前,我国在新能源汽车动力电池回收方面虽已经有所布局,但是无论是意识层面还是政策及技术层面都还不成气候。如今中国新能源汽车的发展步伐正在大踏步前进,而在动力电池回收利用方面却迟迟没有进展。

行业驱动

中国新能源汽车所使用的锂电车,由于技术层面和使用频次的限制,设计的有效使用寿命大致在3年左右,3年后需进行替换。睿信咨询认为,2018年正是新能源汽车锂电池回收的元年,我国新能源汽车动力电池将会进入大规模退役阶段。

动力电池回收体系的建立迫在眉睫

当前,我国迫切需要打造动力锂电池“生产—销售—使用—再利用”的闭环产业链,真正实现锂电新能源的环保无污染。

退役后的锂电池行业内有两大类处置方式,分别再利用和资源化回收。再利用又分为能耗较低的新能源汽车置换使用、大型储能设备的使用、其他低能耗方面锂电池使用;资源化回收即锂电池的拆解回收。

“一颗小小的纽扣电池,可以污染600立方米的水,相当于一个人一生的饮水量;一节一号电池烂在地里,能使1平方米的土地失去利用价值……”这是公益广告中的一段台词。数字触目惊心,但并不是危言耸听。电池种类繁多,但是所有电池都含有一种或多种有害物质,比如动力锂离子电池的正极材料,处理不当会造成重金属的污染,电解质也有很强的腐蚀性和毒性,容易产生有毒的化学气体。

随着新能源汽车产业的不断发展,年度新增动力电池装机量由2012年的0.66Gwh勐增至2018年的约57Gwh,动力电池装机量累计超过100GWh。动力电池正极材料的需求不断上升,其核心原料镍、钴、锂价格持续上涨;同时,前期保有量巨大的动力电池将从2018年起逐步退役,退役后若处置不当,电池中各类成分将对环境造成重大污染;另外,国家密集出台有关政策,明确动力电池生产者责任延伸制度,鼓励动力锂电池回收体系建设。在上述产业需求、环保压力和政策鼓励的多重驱动下,锂电池回收的重要性和紧迫性越来越突出,未来几年该行业将迎来高速发展。

退役后的锂电池的再利用和资源化回收将会给新能源市场带来巨大的经济收入,根据2017年底中汽协新能源车产销数据测算2018年退役动力锂电池达到11.09GWh,再利用和资源化回收对应65.91亿市场空间。其中锂电池资源化电池回收收益预计4.42万元/吨,未来锂电池将有百亿级的市场。

从2009年正式起步,2010年第一辆面向私人消费市场的新能源汽车交付,截止到2016年,我国新能源汽车保有量达到100万辆左右。依据现有动力电池技术,首批进入市场的新能源汽车即将面临动力电池回收问题。而新能源汽车推广在2015年走上快车道,按动力电池5~8年的使用年限算,2020年将有大规模动力电池退役,“未雨绸缪”的时日已不多,动力电池回收体系的建立更是迫在眉睫。

投资机会

锂电池的回收可谓正逢其时,2017年底财政部结束了为期3年的新能源汽车的补贴政策,新能源汽车行业回归到正常的经营轨道上,提高技术含量、延长电池使用年限及降本增效将成为后续的重要方向。睿信致成专家认为,随着锂电池原材料价格的逐渐上涨,锂电池的回收将有效的解决锂电池制造成本过高的问题。

动力电池回收走向

锂电回收行业尚处于发展初期,虽然已涌现出一批起步较早的企业,但是单体规模不大,行业集中度较低,可持续的回收体系尚不健全。

锂电池经过多年的使用和充电,内部结构发生了变化,随着年限的增加锂电池的燃烧风险和泄漏风险逐年增加,锂电池的回收将有效的解决爆燃和环境污染等问题。同时,对政府而言,避免环境污染、资源浪费是锂电池回收的意义所在。对产业而言,锂电池回收是新能源汽车产业全生命周期的完善不可或缺的部分,构成产业链从生产、销售、运行、售后服务到回收再利用的闭环。对电池生产企业而言,动力电池回收蕴藏了商机,也对企业社会形象带来正面影响。

动力电池回收不仅仅是出于环境压力考虑,另外也是出于降低成本的目的。在目前的新能源汽车动力电池市场,以三元锂电池和磷酸铁锂电池为主,而三元锂电池因其能量密度高的特点被新能源乘用车广泛采用,然三元锂电池中的重要材料钴、镍等重金属在我国矿藏资源非常有限。随着新能源汽车产业的迅速增长,对钴、镍等重金属的需求不断上升,进口比例和价格也在水涨船高,因此废旧动力电池成为电池原材料市场的潜力股。一般动力电池到达退役期限,仍会有70%-80%的容量可使用,若直接进行资源化回收,将造成极大浪费,通过对汽车使用后的动力电池进行拆解、检测和分类后的二次使用,实现动力电池梯级回收,可实现动力电池30-60%的成本降低目的。

展望未来,九鼎投资认为只有回收体系完善、客户优质、资金实力雄厚、环保达标、提前布局危废资质的专业厂商,才能在行业需求快速爆发和竞争日益加剧的市场环境中脱颖而出,最终成长为中国锂电回收领域的龙头企业。

在2017年底对新能源汽车补贴的暂停之前,国家级多地发布了多项新能源汽车回收的政策,未来政府是新能源汽车回收行业的最大支持者,行业也将会有更好的发展。

面对新能源汽车的发展趋势,政府和相关部门在动力电池回收方面早已经意识到其重要性。早在2006年工信部、科技部和原国家环保总局就出台《汽车产品回收利用技术政策》规定,明确电动汽车生产企业要负责回收、处理其销售的电动汽车的蓄电池;要求将废蓄电池等危险废物交给有资质企业进行处理。另外我国先后出台了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》、《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》等多项政策文件……由于相关技术规范有待完善,出台的政策多为鼓励性政策,缺乏动力电池回收惩罚机制,不具有强制性,因此这都使得政策在具体的实践中无法真正落地。

本文的市场规模测算采用口径均为动力锂电池装机量,并非动力锂电池的产量和出货量,一般来说,动力锂电池产量大于出货量大于装机量。

随着我国新能源汽车的普及、环保压力逐年的增大、锂电池原材料价格不断的上涨、再利用及资源化回收技术方面的突破,睿信致成认为,2018年至2023年锂电池的回收市场累计约130亿左右,2018年将是锂电池回收的丰收年,也是至关重要的一年,再利用和资源化的拆解将会使锂电池的原料市场达到“供需平衡”市场的价格也将趋于理性;同时也能有效的缓解财政部暂停新能源汽车补贴而带来的成本压力。

而在动力电池回收、拆解、梯次利用方面,由于电池品类规格多,给测试带来一定的困难,而废旧电池的回收处理工艺技术复杂,流程比较长,许多企业并不具备电池回收的经验和专业能力,也不具备成熟的电池回收处理专业技术设备;原来的传统湿法冶炼和手工拆解技术,解决不了动力电池复杂的结构所带来的环保问题和安全问题;此外还有电池的残值率如何判断,电池究竟是进入梯次利用还是进入拆解,还没有便捷有效的方法;加之回收处理领域与汽车和电池行业相比仅是个很小的微利行业,因此动力电池回收并没有建立完善的体系,产业化道路也走得异常艰辛。

1.行业总述

虽然,动力电池回收问题刻不容缓,但是由于我国动力电池才开始进入回收高峰期,因此之前的市场并不成熟,中小企业货源渠道成难题。据统计2016年内实际进入拆解回收的动力电池不足1万吨,超过80%的报废电池仍然滞留在车企手上。业内人士分析,这是由于动力电池回收利用的技术细则以及相应的经济问题尚未得到解决,导致动力电池回收利用的进展相当缓慢。

基本概念

动力电池市场潜力巨大 抢占先机提前布局

当前新能源汽车动力电池主流为锂电池。锂电池依据正极材料的不同可分为:钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。三元材料一般是指化学组成为LiNiaXbCocO2的材料,其中X为Mn时指NCM,而X为Al时指NCA。而532、622和811等型号则代指NCM材料中a、b、c三个数字的比例,比如622具体代指LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2。

随着新能源汽车的发展,未来动力电池回收市场潜力巨大,将成为一个崛起的新兴市场。据业内人士估计,从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模在2018年将超过53亿元,2020年将超过100亿元,2023年废旧动力锂电池市场将达250亿元。尽管这一新兴的市场还没有发展成熟,但是已经有企业嗅到了其中的商机竞相布局这一领域。

动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用。动力电池在其报废后除了化学活性下降之外,电池内部的化学成分并没有发生改变,只是其充放电性能不能满足车辆的动力需求,动力电池本身的物理化学性质并无出现本质性变化,可进行不同方式的回收与利用,目前动力电池回收利用包括梯级利用和资源再生利用。

在动力电池回收方面,新能源车企与动力电池生产企业责无旁贷,而一些新能源车企、动力电池生产商也在加紧布局回收领域。北汽新能源在废旧锂离子动力电池回收方面拥有示范线;比亚迪则通过授权经销商的方式对废旧动力电池进行回收;宁德时代建设有动力电池回收体系,与宇通、上汽、北汽、吉利等车企进行合作;国轩高科建立电池拆解资源回收中试线;猛狮科技计划将正在建设、完善的全国连锁服务体系投入到废旧电池回收和梯次利用当中;沃特玛则于2012年建成一座磷酸铁锂电池储能电站,以探索动力电池二次利用路线及方法;超威集团同研究机构和高校开展合作,攻关锂电池回收技术难题;中航锂电在动力电池方面也是通过建立动力电池回收示范线来研究回收。

产业链示意图

虽然动力电池生产企业与新能源车企已经布局动力电池回收市场,但由于技术和经验的匮乏,其他企业更倾向于交给第三方的专业回收动力电池方处理,因此在市场上可以看到越来越多的专业动力电池回收企业的身影。比如邦普集团已经形成电池循环、载体循环和循环服务”三大产业板块,并投资12.26亿元于10万吨废旧电池资源化循环利用扩建项目;桑德集团也计划投资10亿元用于建设废旧电池及生产废料10万吨、年产3万吨镍钴锰/镍钴铝三元前驱体材料的产业基地,预计产值或超30亿元;格林美股份有限公司已建成国内规模最大的废旧电池与报废电池材料处理生产线;而豪鹏国际集团与北汽新能源汽车股份有限公司共同建立赣州市豪鹏科技有限公司,以从事专业的废旧电池回收再生以及加工利用……

锂电回收行业的上游为产生废旧电池及其材料的生产企业和用户,包括各电池材料厂、电池厂、新能源汽车运营商及终端用户;中游为锂电回收网点、回收再生利用企业、梯次利用企业;下游为锂电池材料生产企业和梯级电池用户。

在动力电池回收模式的探索方面,已经有企业做出了成功的尝试,例如宝马与邦普集团和宁德时代分别代表车企、动力电池回收方、动力电池生产商建立合作关系,宝马将回收的动力电池交给邦普,邦普进行拆解回收原材料,将得到的原材料交给宁德时代生产新动力电池,最后生产出的新动力电池再装回到宝马车里,整个形成一个闭环,邦普集团总裁李长东介绍,闭环模式整体回收处理效率可达98.5%。

全新电池经过电池企业、整车企业、汽车经销商等,流入到汽车用户手中,汽车用户将报废的电池通过售后服务网点和电池租赁企业更换新电池,同时由售后网点、电池租赁企业收集废旧电池,转交给废旧电池再生利用企业或梯次利用企业,流向梯次利用企业的电池在报废后最终也要回到再生利用企业。通过再生利用企业生成再生材料,继续流向电池生产企业再做成新的电池,进而流向整车企业,形成一个“生产—销售—使用—再利用”的完整闭环。

新能源汽车动力电池回收市场是一块巨大的蛋糕,专家学者也都在为这一行业的健康发展建言献策。中国汽车技术研究中心汽车标准化研究所高级工程师张铜柱表示,建立动力电池回收体系和产业联盟,对于行业而言有利于形成规模效益,而形成规模效应是当下动力电池回收的重要突破点。天能集团董事长张天任建议加强对动力锂电池结构设计、工艺技术、集成安装等标准化研究,将可追溯系统与新能源汽车产品公告管理挂钩,确保电池全生命周期信息记录,提高检测评估便利性和准确性。“还需制定动力锂电池回收再利用激励实施细则,建立赏罚机制。如对未按照回收政策履行责任义务的企业进行惩罚,对回收和再利用企业按照电池套数、容量等进行补贴或税收优惠,鼓励商业模式创新试点和推广应用等。”张天任说。中国汽车技术研究中心试验研究所新能源试验室主任王芳认为,动力电池的二次利用包括全面的电池运行监控的系统、以及电池模块的标准化和规模化推行。对于电池运行监控的系统,需要对电池的编码制度、利用阶段指标参数的全年采集与准确监控进行整体设计。对于电池模块的标准化和规模化推行,一方面要考虑整车应用的通用性,另一方面要考虑梯次利用场所的便捷性,需要实现较好的结合。

1)梯次利用是一种延长动力锂电池使用期限的回收方式。一般而言,当新能源汽车搭载的动力锂电池容量衰减至80%左右时,电池不满足动力需求被淘汰,但此时的电池仍然可用于储能等行业,可投放到电信铁塔基站等场所、商业住宅储能站以及电动汽车充电储能站等。相较于磷酸铁锂,三元锂电池寿命较短,且安全性风险偏高,不适宜用于复杂环境的梯次利用领域。

盖世小结:

目前,制约梯次利用市场发展的瓶颈主要包括退役电池回收价格及处理成本较高、电池性能一致性难以保障等。梯次利用的技术壁垒较高,关键技术包括离散整合技术和剩余寿命预测技术,其中剩余寿命预测的关键点在于全生命周期监测,即建立大数据追溯系统平台对退役电池进行系统分析,以此获得能否进入梯次利用市场的大数据。鉴于技术、成本等多方面原因,短期内梯次利用大规模市场化普及尚需时日,梯次利用不作为本文的重点讨论内容。

虽然国外的新能源汽车发展不及中国迅速,但是在动力电池回收方面已经建立了较为发达的梯级回收体系,日本、美国、欧洲在动力电池梯级回收的研发方面较为全面,经验值得借鉴。中国在未来动力电池回收的巨大市场为众多的企业创造了新的机遇,但是压力也是空前的,动力电池回收不是某一方的责任,而是需要车企、动力电池生产商和动力电池回收方共同努力。

2)资源化回收是对已经报废的动力电池进行破碎、拆解和冶炼等,实现镍、钴、锰、锂等资源的回收利用。通过资源化回收,镍、钴、锰等金属元素可实现95%以上、锂元素可实现70%以上的再利用,经济效益显着。产出的镍、钴、锰及锂盐,可用于生产三元前驱体和正极材料,进一步用于锂电池电芯的制造。

产业现状

1)动力锂电池回收产业现状

2014年之前,锂电池主要用于手机、笔记本电脑等消费类电子产品,由于其体积小、结构和组分简单、集散运输难度小,其回收多由传统的镍氢、镍镉电池回收企业承担。2014年后,新能源汽车产销量大幅增长,受此需求拉动,动力电池在2016年已成为锂电池中消费占比最高的产品,预期其占比还将继续保持高速提升的趋势,未来将成为锂电池市场的主体,消费电子相关的锂电池用量占比将缩小至较低比例。因技术路线和应用场景的不同,动力电池平均寿命年限在3-5年,目前刚刚步入大规模退役报废阶段,因而我国动力锂电池回收市场刚起步。

我国锂电回收市场发展尚处于初期,不成熟、不规范现象较多。传统电池镍氢回收企业及湿法金属回收企业率先布局,其利用已经成型的回收网络及多年的技术积累,抓住市场热点,迅速切入锂电回收领域。但因当前动力锂电报废量有限、回收体系尚不健全等原因,上述企业主要通过与下游的三元正极材料厂商、动力锂电池厂商形成战略合作关系,以正极材料厂及电池厂的废料为主要来源,保证回收原料供应。另外,不可忽视的是,业内存在大量回收小作坊,工艺设备落后、不具备相关资质、安全隐患及环保问题严重,回收渠道各显神通。这类小作坊往往打着回收的旗号,做着“电池简单翻新、销售以次充好”的生意,通过高价回收抢夺废旧电池原料,严重扰乱了动力电池市场的正常秩序,挤压了正规第三方回收商的盈利空间。

当前,第三方回收商和国内动力电池生产厂商都已经意识到未来锂电回收产业的巨大市场空间。高工锂电初步统计,目前布局动力电池回收领域企业超30家,主要包括格林美、华友钴业、邦普集团、赣州豪鹏、金源新材、西恩科技、芳源环保、干泰技术、桑德集团、中航锂电、北京赛德美、巡鹰新能源、骆驼股份、雄韬股份、泰力、东鹏新材料、光华科技、中天鸿锂、中友循环、盐城星创、佳纳能源等企业。粗略统计,各家宣称建设的锂电回收产能已远超近年预计的报废量;业内人士表示2019年将超60个项目的新建或扩建。由此可见,锂电回收市场正迅速升温,但一拥而上且显疯狂的盲乱布局,也从侧面说明该领域尚处产业初期,未来伴随行业规范、竞争淘汰,市场才会逐步走向成熟。

另外,动力电池厂商作为政策明确要求的生产者责任制的承担主体,以及新能源汽车整车厂作为直接连接终端市场的经营主体,为加快布局,或直接收购专业第三方回收商,完善自身产业链;或与其签订战略合作协议,共建回收网络。

2)资源化回收技术路线