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动力电池回收投资机会全解韩第一夫人输惨了,同框三星长公主,终于明白科技脸与自然脸区别

图片来源@视觉中国

文 | 洛克资本,作者 | 邓鑫涛

第一部分:原材料紧张,小作坊横行,资源再生势在必行摘要:

2023年开始动力电池将逐渐有大批量的废旧锂电池面临报废,在报废回收的产能上是十分充裕。行业面临的问题是正规厂商没有办法通过正规渠道获取到废旧电池,市场上出现劣币驱逐良币的状态。借鉴海外的经验,立法、强监管和押金制度是电池回收的关键因素,但我国新能源行业发展全球领先,正在摸索一条中国化的动力锂电池回收道路。本文通过走访调研和深度解析还原目前行业现状、揭秘回收难点,提出未来可能的发展方向。

本章核心观点预告:

1、动力电池锂矿资源卡脖子,合规企业收不到电池,小作坊横行,恶意推高价格破坏市场。

2、报废车场牌照和电池回收白名单严重超标,产能严重过剩同时产能利用率极低,统筹资源势在必行。

3、海外有丰富的铅蓄电池回收经验,国内锂电池回收可以参考相关发展路径。

4、锂电池生命闭环是打造高质量城市矿山的关键因素,另外技术突破也可为锂电池的应用提供更多方向。

一、动力锂电池报废潮将至的大背景

中国汽车工业协会最新统计显示,2022年我国新能源汽车持续爆发式增长,产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%,连续8年保持全球第一。2015年,特斯拉以新能源车的身份首次进入中国后引领了中国新能源汽车的快速增长。由于早期电池寿命一般在5-8年,根据行业规定,动力电池容量衰减至额定容量的80%以下,就要面临退役、被强制回收。第一批新能源汽车动力电池回收时间大概在2023年,在2025-2026年将迎来第一次回收浪潮。

二、锂电池的定义与分类

(一)以正极材料分类

(二)以应用场景分类

消费锂电池主要用于3C数码产品,由于该类型锂电池对体积要求较高,因此能量密度较大,钴酸锂和三元材料作为正极较多。

动力电池和储能电池对于能量密度等方面也有不同的需求,目前来说动力电池和储能电池方面磷酸铁锂和三元锂电池均有应用。

(三)以产品外形分类

三、锂电池的构成-碳酸锂是核心材料

锂电池主要构成是正极材料、负极材料、电解液和其他。将所有的材料做成卷圈的形式缠绕在一起,再加上其他配件进行封装。从锂电池的成本构成来看,正极材料占比接近一半,其中碳酸锂的占比又占正极材料的一半,所以碳酸锂是锂电池的主要成本。另外随着三元正极的高镍化发展,硫酸镍的用料需要也逐渐增加。

2021年锂电池成本构成分布(单位:%)  信息来源:洛克资本、浙商国际

2021年磷酸铁锂正极材料成本构成  信息来源:洛克资本、浙商国际

 2021年三元正极材料成本构成(NCM811材料)信息来源:洛克资本、浙商国际

四、原材料资源分布-矿产资源卡脖子

(一)锂矿资源(对外依赖7成)

1、全球锂矿资源分布不均

 截止2020年底全球锂矿储量分布 信息来源:中国地质调查局、洛克资本

全球锂矿资源分布不均,中国是锂矿需求大国但锂矿储存量仅占全球6%,其中盐湖卤水占比超7成。

从开采的角度,我国以硬岩矿为主、盐湖卤水开发难度大。硬岩矿的硫酸提锂技术成熟,占比高达75%,但我国的盐湖资源主要分布在青藏地区同时镁锂比过高,使得我国的卤水矿提锂难度颇大。所以我国无法效法海外的卤水矿提锂技术,正在因地制宜开发出适合中国卤水矿的新型提锂技术。

2、锂矿资源供需关系-2023年供需平衡

根据国信证券的测算,从中国供需结构来看,我国目前锂矿资源严重卡脖子,对锂矿依赖度高达7成以上。整体业态是海外采购精矿,国内加工生产锂电池的模式。

从全球供需测算来看,锂矿资源短期内会出现供给端缺口,在2023年后开采量会填补需求,使得锂价稳定。

信息来源:国信证券研究所测算结果

从成本角度来看,锂辉石和锂云母的综合成本高是推高锂矿价格的主要因素,长期来看,通过开发国内的锂盐湖资源能降低国内综合生产成本。

(二)镍钴矿资源(对外依赖分别为7成及9成)

中国镍钴矿同样是出现卡脖子的状态。相比锂矿资源,我国镍钴矿资源严重不足,对镍钴矿进口依赖严重。

根据美国地质局的调查数据,2020年中国镍储量为267万吨,但同年原生镍产量为74.4万吨,占比全球超3成,消费量134.5万吨,但消费量接近6成,供给端存在较大的缺口。

我国的钴储量仅有7万吨,几乎全部依赖进口。精炼钴产量10万吨占世界超7成,消费量8万吨接近6成,是世界第一大精炼钴产量国和消费国。

随着三元里电池发展逐渐的高镍化实现更高电芯能量密度,从而获得更长的续航里程,对于镍矿的资源需求更高,对于精炼钴的需求相对会减弱。

五、锂电池回收政策趋严趋细

第一阶段:2012-2016年是早期发展指导阶段,明确发展动力电池回收的方向,并有意让社会各界为行业提供更多新鲜血液。

第二阶段:2017-2020年是规范生产责任延伸制度的阶段,通过落实生产者责任来推动动力电池企业加快回收利用的步伐。

第三阶段:2021后,政策端重点关注下游的应用场景,为下游锂电池回收再利用提供更多详细指导意见。

政策端从引导逐渐转型到细节规范性意见,政府对于锂电回收的产业链理解更加深刻,同时在努力撮合上下游企业间的合作努力形成闭环。

前阶段的政策任务主要关注在产业链上的合作,忽略了重要参与者回收效率低的问题。在锂电回收行业,政策导向应对“小作坊”的整治处下手,目前小作坊对正规渠道的冲击较大,也是无法形成产业闭环的重要原因。没有落到实处的管理办法,让小作坊不断地滋生会造成市场紊乱和严重的生态环境问题。

另外从环保和碳交易的角度,政策不仅要做到生产者延伸,更需要明确每一个参与者对环保应尽的责任和义务。对参与环保的企业提供一定的碳配额,形成正向的绿色循环经济。

六、回收环保压力激增

(一)退役电池数量激增,环保管理能力压力大

2022-2026年不同类型动力电池退役量预测(GWh) 信息来源:洛克资本、新能源电池回收协会

2022-2026年前十省份累计退役量超75GWh  信息来源:洛克资本、新能源电池回收协会

从历史发展的趋势来看,2015年第一批新能源汽车上线,开启了新能源车井喷式增长7年。根据电池5-8年的寿命推断,2023年第一批新能源电池即将退役,2025年将迎来第一批退役高峰。

现阶段退役电池以早期的磷酸铁锂电池为主,三元锂电池退役量逐年增长并在2026年接近50%。从分地区的情况来看,广东的退役电池将超23Gwh比江浙沪地区的总量还大。

(二)污染源头多

锂电池污染有七大源头:外壳材料-白色垃圾污染,隔膜-白色垃圾污染,粘接剂-白色垃圾污染,加工过程-比如溶剂的使用有挥发性空气污染,负极材料-很少污染,正极材料-可能重金属污染,电解液-加工过程的挥发性污染和报废回收过程中可能存在的大气、水质、土壤污染。

信息来源:洛克资本、维特新能源汽车

(三)污染危害大、途径多

在拆解和回收电池过程中,细小的颗粒可能会从锂电池中释放到空气中,由于降解或火灾/爆炸而从填埋场或垃圾场释放出来,并被视为总粉尘排放量的一部分。

一旦废弃电池被处理,锂离子将会渗透到周围的土壤中,渗透到更深的土层,污染地下水,并可能流入地表水。对废弃电池进行填埋和非法处理相关的最严重危害之一是渗滤液的产生,它是由各种生物和化学降解过程和雨水渗过废物而形成的。

七、锂电池回收参与者

从产业链角度来看,回收行业离不开两个重要参与者,一是废旧电池的回收渠道方,另一个是从事电池再生回收和梯次利用的再循环利用企业。

(一)锂电池回收渠道优势比拼

废旧电池处理中心并不是一个明确的角色,而是链接回收渠道和利用渠道的窗口,这个中心可以是属于任何产业链中的角色。

从终端直接回收的参与者角度来看,车辆报废时电池由废车场拆解送至处理中心。车辆在保期内,不符合健康续航(SOH80%或70%)的将由4S店更换,过保后,可以选择在合规的汽修店或4S店进行更换废旧电池。用使用电池租赁服务的消费者在租赁公司进行更换。

1、正规报废车回收厂作为电池回收窗口

(1)业务模式

被动业务:用户通过向车管所提出车辆报废申请,经车管所推荐至指定废旧车处理场进行报废处理,废旧车场拆解锂电池再进行销售。

报废车回收拆解流程图

信息来源:洛克资本

主动业务:自主寻找开发客户,不限于私家车主、运营车平台或公司、大型客货车公司等。

(2)行业发展现状

截止2021年底,全国机动车保有量达3.95亿辆,其中汽车3.02亿辆。以汽车为例,按照4%的比例测算理论拆解量为1208万辆。据公安部统计,2021 年我国报废汽车回收拆解量仅 250 万辆,合法渠道拆车率仅20.7%,有近8成的报废汽车通过流入了非法渠道。

(3)渠道优势

广东省车主在依法完成报废后,按《广东省2021年汽车以旧换新专项行动推广车型名单和经销商网点名录的公告》规定,向指定的经销商购买指定的新车车型,即可申请以旧换新专项补贴,购买新能源汽车的补贴是10000元/台,购买燃油车的补贴是5000元/台。本次广东省以旧换新专项补贴政策的申请截止日期已延期至2022年11月30日。

截至2022年12月,全国报废机动车回收市场小型车市场回收价格指数在1827元/吨,环比增长82元/吨,同比增长562元/吨;中型车市场回收价格指数在1869元/吨,环比增长40元/吨,同比增长327元/吨;大型车市场回收价格指数在2110元/吨,环比增长26元/吨,同比增长223元/吨。

(4)劣势

在没有工信部或商务部牵头进行以旧换新的情况下,车辆的回收价格较低,尤其是大城市。由于大城市土地成本高昂、同时环保的成本也偏高,使得回收价格并不具备竞争力。在合规途径下,小城市回收价格高于大城市,非法途径价格远超合法途径。

2、汽车生产厂商或汽车经销商搭建回收网点

(1)业务模式

通过汽车厂商和经销商的铺设回收网点,对自产或自销的汽车进行废旧电池的收集以及新电池的更换,再将收集的废旧电池集中发送至回收利用企业。

信息来源:洛克资本

网点建设者分三类,一类是汽车企业的官方回收渠道,一般为品牌 4S 店和部分经销平台的合作网点,品牌包括吉利、比亚迪、北汽等。第二类为汽车企业下属或者专业的拆车公司。第三类是具备《再生资源经营许可证》、《危险品道路运输许可证》等各种资质的新能源企业。

(2)行业发展现状

2022年工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》。其中提出了新能源汽车废旧动力蓄电池以及报废的梯次利用电池回收服务网点建设、作业、安全环保要求、以及明确网点建设主体。截至 2022年8月底,190余家汽车生产、动力电池综合利用等企业在全国31个省、自治区、直辖市的 326个地市级行政区设立了10235个回收服务网点。

(3)优势

动力汽车电池信息清晰明确。汽车制造和经销掌握明确的车辆信息包括电池使用情况、电池类型以及需要执行的回收标准。回收网络铺设面积大,可以通过目前的存量销售渠道进行改造拓建,实现当地销售当地回收。

(4)劣势

目前回收网点的布局数量增长迅速但实际运营情况不理想。该情况与新能源汽车锂电池报废数量高峰尚未到达和网点运营管理能力薄弱密闭可分。

回收网点投入大,收效低。根据《指南》要求,建设一个回收服务网点需要满足厂房、设备、安全、环保等一系列条件,日常也应有专人管理和维护,这些都须持续投入资金,如果没有一定的退役电池回收量做支撑,必然陷入亏损境地。

回收网点数量多,质量不高。根据有关媒体的调查,大部分由车企搭建的4S店回收服务网点都难以满足《指南》的要求,例如没有在营业场所设置提示性信息,更没有作业流程规范示意图,消防安全也很难达标。

3、汽车后市场企业的旧电池更换窗口

(1)回收渠道

参与主体以汽修店为主,通过汽修店的引流,让有更换电池需求的消费者在汽修店内完成动力电池的更换,最后统一再销售废旧锂电池。

(2)行业发展现状

目前具有《危险废物经营许可证》才能从事相关经营活动,但同时获得危废牌照的公司极少。绝大部分汽修厂都是不合规的小作坊,大型的连锁汽修店会与有资质的企业合作进行危废收集。

目前国家各个地区对于非法危废收集的打击力度持续加强,长期来看小作坊废电池回收业务有望出清,大型连锁型的汽修厂成为重要电池回收窗口。

(3)优势

大型连锁汽修店有较多的网点和渠道优势,同时有上游零部件包括锂电池的购置渠道,能为消费者提供一站式的服务。汽修厂具备一定的拆装技能,能合理地将废旧锂电池拆卸以及储存。汽车后市场有长期稳定的客户群体,消费者信任度高,能为这些消费者提供电池增值服务。

(4)劣势

汽修厂目前价格不透明,质量参差不齐,水比较深。在面对单价较高的锂电产品时,消费者无法对具体产品进行判断。

大小汽修厂鱼龙混杂,行业目前缺乏规范性的政策,具备大型连锁的汽修资质的厂商目前比较少,仍是以小作坊为主体。

4、电池租赁企业、电池厂商为主体的资源窗口

(1)业务模式

信息来源:洛克资本

通过与整车厂合作,将整车以及电池分开销售。消费者通过融资租赁的方式从电池银行中租赁动力电池的使用权。在这个模式下,电池资产管理公司能对现役电池以及退役电池有极强的掌控力。即使在售后回租的模式下,换电运营商也是锂电池回收的一个重要窗口。

(2)行业发展现状

新能源产业链中的参与者纷纷建立合作模式入局电池资产管理业务,2020年8月推出的BAAS业务是电池回收业务的重要里程碑。

(3)优势

电池银行的电池能实现精准管理。在租赁模式下,新能源汽车的电池仍然是电池银行的资产,电池银行能精准定位且掌握每一块电池目前的使用情况。电池银行通过与整车厂合作后,有众多良好的销售渠道,废旧电池可以从同一渠道进入。

(4)劣势

电池租赁的业务目前能对现役电池实现精准管理,但售后回租的模式下,无法清楚掌握电池去向。在租赁期满足后,电池回售给消费者,消费者最后电池的处理方式无法追踪,并不能保证退役电池的流向电池银行。

目前以售后回租的方式对电池回收上改善不明显,本质上是贷款的一种新模式。如果能只租不售,降低每月的还款金额便可精准管理所有电池银行退役后的去向。

换电模式下需要超额储备电池,同时存在电池安全问题。大量储备电池在财务报表上会体现出大量的固定资产或存货,在这个过程中倘若碳酸锂价格下跌会造成大量的资产减值损失,让企业的利润严重承压或波动剧烈。另外,由于电池不收取押金,电池遗失的责任较难归属,电池的安全性也存在一定风险。

(二)生产者责任延伸制度下,再利用主体如何闭环

1、电池生产商为责任主体

信息来源:洛克资本

以电池生产商为责任主体的回收模式下,通过下游的整车厂的经销店向消费者以旧换新,获得废旧电池。再通过自建的废旧电池处理中心进行回收再生和原料再销售,形成废旧电池的产业闭环。在该模式下,电池生产商对下游整车厂有绝对的控制力,能通过4S店回收废旧电池,同时能回收本公司针对多个品牌的电池。但回收渠道单一,仅能控制4S店回收点的渠道,缺乏其他回收渠道。

信息来源:广发证券研究所、洛克资本

2、以新能源车企及其经销商作为主要责任主体

信息来源:洛克资本

以新能源车为主体的回收模式下的电池生命渠道,整车厂通过向电池厂采购电池生产车辆,再通过4S店的渠道向消费者销售。另外整车厂与电池租赁公司也可以进行深度绑定,统一回收废旧电池至合作或自建的废旧电池处理中心。从商业模式来看,渠道仅能掌握本品牌消费者主动以旧换新的旧电池或有合作关系的电池租赁公司报废的电池。因此在电池流向上只能形成小闭环,无法形成大闭环。

信息来源:广发证券研究所、洛克资本

3、专业第三方回收再利用企业-白名单

信息来源:洛克资本

以第三方专业回收公司为主体,通过自建网点收集报废电池或与4S店进行约定捆绑统一回收,再通过自身的技术优势对废旧电池进行高效的梯次利用或回收再生。但在该模式下,仅对自身的回收网点有控制力,无法控制4S店的回收渠道,同时议价能力较弱。

参与的第三方专业回收公司分类两类,一类是锂电材料企业比如天奇股份和格林美,通过衍生产业链获得更低成本的资源。另一类是专业的环保企业,有精细的拆解工艺和利用渠道,类似超越科技和旺能环境。

从产业链闭环来看,无法形成闭环,对渠道的控制力较弱,虽然技术利用领先,但会受制于渠道而发展缓慢。

信息来源:广发证券研究所、洛克资本

4、产业联盟

信息来源:洛克资本

以产业联盟为责任主体将融合上述各类模式的优点,但对管理能力和各方统筹能力要求较高。产业联盟有完整的新能源电池的生产、销售到回收的全生命周期业务,提高回收的效率以及利用率。

从产业链上来看,基本形成了闭环,但消费者提供给小作坊的报废电池是唯一的缺口。只有克服小作坊的缺口才能实现全生命周期的产业闭环。

但由于电池型号不同,标准不同,行业也没有统一的标准,使得产业联盟中第三方的回收公司面对多品类的电池压力较大。

信息来源:广发证券研究所、洛克资本

(三)小作坊冲击强烈

1、回收渠道和经营模式

小作坊散落在社会各地,通过当地的资源和渠道下沉市场,小作坊参与者分为以下主体,非法拆车厂、非法电池倒卖商、非法电池处理商。该类型参与者共同特点是渠道窗口较复杂,有大型客户也有各级“代理商”收集散户废旧电池。

2、行业现状-小作坊主导市场

目前小作坊在市场上占主导地位,小作坊由于不需要进行环保成本和运营成本的投入,在回收价格上有极大的优势,通常会进行高价回收挤压正规渠道的利润空间和市场份额。

参与合规的废旧电池回收需要办理,再生资源办公室的《再生资源经营许可证》、公安的《特种行业许可证》、生态环境部的《危险废物经营许可证》。参与电池处理需要工信部的白名单,参与报废车拆解需要《报废机动车回收拆解企业资质认定书》这些许可证的办理难度较大,批准的数量较少,小作坊不会投入大量的成本获取相关资质,所以他有更大的利润空间。

3、对环境有造成严重的威胁

环境污染严重。小作坊几乎没有环保的投入,非法收集和拆解会对环境造成不可逆的污染,严重危害生态环境。很多小作坊不具备专业的设备和电池处理技术,在处理回收的动力电池过程中,很容易引发安全和环境问题,产生大量污染物,造成对环境的二次污染。

4、劣币驱逐良币

非法锂电池小作坊通过自身的渠道优势和价格优势深度渗透,对正规渠道影响较大。转卖的高价锂电池让回收企业面临收不赚钱,不收也赔本的状态。

非正规的拆车厂在不断冲击正规渠道,正规渠道目前未起量还需要进行大量的补贴获客,大多经营情况都是亏损的状态。

非法电池处理商回收的产品价格低,但质量无法保证。但是能以低价流通到市场,同时挤压正规渠道的再利用电池。

八、总结

1、动力锂电池生产资源卡脖子,锂、镍、钴矿都严重依赖于进口,需要提高回收效率来减缓对外资源的依赖。

2、锂电池污染极大会对生态环境造成不可逆的危害。

3、锂电池的回收产业中,回收渠道效益低,小作坊冲击强烈,生产者责任衍生制度不明确。

4、从回收的产业角度可以分为回收端和利用端,不同模式下回收和利用的效率差异较大。废车场会是未来回收端重要窗口,回收联盟将大幅提高利用效率。

第二部分:锂电池回收行业三块核心牌照
一、车辆报废-电池回收渠道端

(一)全国报废车辆的供需关系

1、废车场拆解产能严重过剩

2022年8月,再生资源部联合全国各地方商务厅发布废旧车回收的产能过剩预警。

信息来源:洛克资本

截止2021年底,全国机动车保有量达3.95亿辆,其中汽车3.02亿辆。以汽车为例,按照4%的比例测算理论拆解量为1208万辆。据公安部统计,2021 年我国报废汽车回收拆解量仅 250 万辆,合法渠道拆车率仅20.7%,有近8成的报废汽车通过流入了非法渠道。

根据最新公安部统计,2022年全国机动车保有量达4.17亿辆,其中汽车3.19亿辆。理论报废量为1276万辆。截止2022年8月31日,全国报废机动车回收拆解资质企业总数为1204家。理论上平均一家报废机动车回收厂仅需处理1万辆/年,但实际上大部分地区的平均单家废车场回收能力远超过1万辆,接近1.5万辆,甚至更高。

根据地区机动车保有量分为六档地区,当地总拆解产能是4%至5%左右。其中20-50万辆的第五档地区要求的单个企业最低拆解产能是1万辆。

从全国整体上供需来看,理论回收产能已经高于理论报废量,全国多省市商务厅已经发布产能严重过剩的预警。

2、全国目前的废车场情况

参与主体数量:

信息来源:洛克资本,广东附近省份标红,全国高保有量地区和高密度地区标黄。

全国机动车保有量超2000万的地区仅有广东、山东、浙江和江苏,单位废车场处理数量分别为1.88万辆/家、0.92、1.30、2.37。全国单位废车场处理量高于2万辆/家近有上海(4.25)、北京(3.46)、江苏(2.37)、天津(2.35)。其中仅江苏汽车保有量超2000万,但单位废车场理论处理量高于2万辆/家。

3、广东废车场情况

信息来源:洛克资本

从广东省机动车大市来看,东莞和深圳的报废车处理厂要求单位处理量高于广州、佛山和惠州,尚存一定的空间。东莞和佛山拆车厂的所有者均为个人,广州、深圳和惠州的废车场国资占比与个人持平。其中车汇莱回收公司在广东有两家废车场,东莞市鑫鑫投资公司在广东参与韶关、广州、东莞三级废车场的投资。

(二)废车场产业链

1、上游如何获客

(1)车管所引流本地废车场

当地车管所会优先推荐当地的废车场进行机动车报废,所有正规渠道能查询到的都是当地的信息,所以车管所能引流很大一部分人群进行机动车合法合规地报废。

(2)废车场主动找大企业客户寻求合作或参与招投标

通常大型的客户例如巴士公司、公交车公司、当地医院、机场、或者大型企业等都会统一进行机动车报废。这些公司通常都会选择合法途径进行报废,但具体选择当地的回收公司还是异地回收公司通常会依据市场化的价格来定,但不排除当地政策要求当地资源需要在当地进行报废。例如,广州的大型公司通常会选择在广州进行报废,但是深圳的大企业会选择高价回收公司。在这个过程中,废车场的业务人员需要主动寻求大客户为其进行专门的报废服务。

(3)不具备报废资质的废车回收公司-合法报废

该类型的汽车回收服务公司不具备拆解资质,大多可以理解为服务公司。通过线上线下的推广能找到有报废需求的客户,协调板车发往回收价格更高的合法报废渠道,并为车主提供合规报废的证明。在这个过程中通过服务和信息差获利。

(4)非法拆解的回收公司或个人-非法报废

地下的回收网络十分的错综复杂,手段非常丰富,包括二手车贩子、小零配件商、各级代理等。这些参与者都会有收购报废车的业务,但通常不会走正规渠道注销,通常不注销或者提供虚假的报废证据。他们获客的渠道非常丰富,在线上层面,在微信、抖音等渠道打广告吸引流量。在地推时,通过布局在社会各处(车管所附近、二手车交易场所附近、废品回收站附近等)通过人为的揽客获取生意。另外,这些人的背景较复杂,老乡朋友介绍的资源也不占少数。对于发展中地区而言,其合规报废的意识并不强,他们只关注最后的报废价格。

2、废车场资质牌照

《报废机动车回收拆解企业资质认定书》是参与废车回收的核心。2020年9月出台的《报废机动车回收管理办法实施细则》取消了其他回答中提及的报废汽车企业总量控制的问题,企业资质认定由“先证后照”改为“先照后证”;取消了发动机、方向机、变速器、前后桥、车架“五大总成”强制回炉销毁的规定,允许“五大总成”再制造再利用。同时对相关机动车报废流程和处理办法都做了详细的指引。

(1)对新能源车的拆解做出详细规范

《报废机动车回收拆解企业规范-GB22128-2019》对新能源车报废回收拆解做出了详细的规定。需要拆解报废新能源车的公司,需要满足对新能源的拆解的要求。拆解传统的燃油报废车,则需要根据该规范满足最新的拆解要求。

准则规范了拆解电动车的场地要求,人员要求、设备要求、拆解安全要求、回收技术要求和储存技术要求等。

对蓄电池拆解做了明确的规定包括电池溯源管理系统、电池储存和拆卸场地和技术等。

(2)报废车牌照申请手续复杂,审核条件严苛。

申请阶段:土地使用权十年以上(县级以上,城市规划和国土空间规划)、环境影响批文(生态环境部)、建设说明(自然资源部)、消防检测报告(省住建厅)、消防合格证明(县级以上住建、应急等部门)

审核阶段:递交材料(县级商务主管)、审核(市级商务部门)、最终审核(省商务厅)

评审验收阶段:报废汽车、生态环境保护、财务、行业管理专家等5人以上进行验收。专家组将现场评审结论形成书面文件,报告省商务厅,最后出具证书。

总体来看,报废车拆解申请涉及许多部门,流程较为复杂。初始的场地和设备的成本投入较高,模式是偏重资产运营的模式。

(3)2019年新规后,废车拆解收益提高,拆车厂数量激增。

“五大总成”解禁前,车辆价格几乎与废钢的价格息息相关。

根据广发证券发展研究中心拆解总成本测算:

从上述测算可以看出,拆车企业的合规成本过高和税负过重是造成大批量拆车厂无法盈利的主要原因。

从传统燃油车的角度,“五大总成”解禁后,翻新的发动机和变速箱大幅提高了回收价值,从2019年前的4000元到现在接近9500左右的利用价值。

根据市场调研结果,在“五大总成”解禁前,大部分车主进行合规报废的时候没有收益甚至要倒贴钱,使得更多的车辆流向了非法渠道。在“五大总成”解禁后,2023年1月,根据CELVE报废车协会统计的最新燃油机动车回收价,小型车在1831元/吨,中型车1877元/吨以及大型车2053元/吨。

(4)新能源车拆车价值高

2020-2023年3月电池正极三大核心原材料价格  信息来源:洛克资本、同花顺

从核心材料的价格来看,碳酸锂的价格在2020年至今涨价的势头非常强劲,出现了严重的供需不平衡。硫酸镍的价格较平稳,供需端平衡,即使三元电池的高镍化发展也并未影响镍矿的价格。我国钴矿基本上依赖于进口,三元电池逐渐去钴化,让硫酸钴的需求大量减少,价格也逐渐走低。

受益于电池,新能源车回收价值高  信息来源:广发证券

以三元锂电池NAM811为例,其正极材料中锂、钴、镍、锰的含量分别约为7.13%、6.06%、48.27%和5.65%。

信息来源:广发证券发展研究中心

目前新能源车市场的回收价格按着电池实际的容量来计算,240-350元/度电的价格来回收,因此通常新能源车的回收价格都能在1万元以上。

(三)废车场行业现状-以深圳为例的调研情况

1、车管所调研

(1)报废车回收业务可以全国展业,并没有地区限制。

(2)异地报废流程简单清晰,但针对营运、大型车有更高的需求。

(3)2022年深圳报废车数量增长迅速达到4万多台,但7成以上是异地报废。新能源车报废数量以每年4倍的数量增长,2022年达到8千台。

(4)报废车回收业务主要通过市场调节,监管不会专门限制。

2、某废车场调研

(1)企业想通过严监管的方式,出清小作坊,为正规企业提供更多的生存空间。

(2)报废车拆解产能十分充足,深圳的市场早已能被满足,但实际上收车效率不高,基本的产能利用率都是十分之一左右。

(3)目前报废车回收的客户以团体业务为主,较少的有私家车业务。

(4)新能源个人车主通过中介倒卖车辆和电池,电池不见仅需提供简单的证明,同样能完成空中报废。

(5)国家电池溯源管理系统只是追溯供给端的流通,缺乏对私家车主卖掉过程中的监管。

二、工信部白名单关注利用能力

工业和信息化部已发布四批“白名单”,共84家企业,其中,梯次利用企业44家,再生利用企业32家,综合利用企业8家。

三牌齐全的上市公司仅有格林美和宁德时代,双牌照的上市公司只有12家。

数据来源:行业调研

信息来源:洛克资本

(一)短期内退役电池产能远高于需求量

据广发证券的统计,目前投产+在建+规划的产能合计已达到204.21万吨。目前的产能已经能解决2027年的需求,所以短期内电池回收产能严重供过于求。

主流锂电回收公司在手产能达204.21万吨(万吨) 信息来源:广发证券研究中心、洛克资本

短期内动力电池回收产能过剩(万吨)信息来源:广发证券研究中心、洛克资本

电池回收企业地域分布(92家):广东省(17家,占比18.48%),湖南省(10家,占比10.87%),江西省(10家,占比10.87%),浙江省(6家,占比6.5%),其余分布在河南、河北、江苏等地。其中上市企业分布:已上市34家(含母公司上市),占比37%,未上市58家,占比63%。

头部电池回收企业。邦普循环:白名单企业,年规划处理能力超40万吨,目前废旧电池处理能力全国第一。格林美:白名单企业,年规划处理能力超30万吨,最早布局电池回收的企业之一。

磷酸铁锂电池更适合梯次利用,三元电池更适合回收再生。通常磷酸铁锂的电池容量衰减速度远低于三元锂电池,同时磷酸铁锂不含镍钴锰等贵金属元素,使得整体回收价值偏低。但由于有循环次数多的优点,进行梯次利用是磷酸铁锂更好的利用方式。三元锂中含有稀有的贵金属,其拆解回收的价值比磷酸铁锂更高,同时三元锂电池循环次数低,所以更适合再生利用。

(二)梯次利用

1、政策

(1)2020年,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法(征求意见稿)》。

报告对梯次利用的企业条件、梯次产品要求、回收利用以及监督管理进行了明确的规定,有利于加强新能源汽车动力蓄电池梯次利用企业的管理水平,逐步完善梯次利用体系各个环节,保障梯次利用电池产品的安全性。

一是注重梯次利用关键技术研发。地方政策旨在通过政策实施,推进废旧动力蓄电池检测、分选、拆解、重组等技术的研究,加快对电池状态跟踪和电池退役量预测研究,鼓励企事业单位加快研制循环梯次及回收的标准体系,加强研究成果转化,建设示范项目。

二是建立网络交易平台和动力蓄电池产品信息数据库。充分发挥互联互通和互联网资源共享特性,建立废旧动力蓄电池交易和回收平台,便于进行线上交易和交流,为行业带来便利;通过构建动力蓄电池产业回收网络体系信息数据库,可以实现动力蓄电池产品来源及去向追踪,提升动力蓄电池梯次利用的监控性能。

(2)2021年,工信部发布《锂离子电池行业规范条件(2021年本)》。

在产品生产上,对不同类型的电池、正极材料、负极材料、隔膜、电解液都做了具体的规定。其中电池分为消费电池、动力电池和储能电池,详细规定了单体电池能量密度、功率密度、循环寿命和容量保持率(80%)。

在锂电池设计上,要求对单体电池开路电压、内阻一致性的控制能力,在研发经费上不低于3%,鼓励取得更多发明专利和资质。

鼓励企业在产品研发阶段增加资源回收和综合利用的设计,加强全生命周期的资源管理。

2、梯次利用的流程

(1)应用流程图

信息来源:洛克资本

退役的电池经过运输之后、进行拆解、分拣、并对其健康度进行检测、剩余电量、循环次数、最终确定A/B/C级别。A级可以作为汽车电池备件,B类可以搭载低速电池,C类作为储能设备电池。

(2)应用场景

信息来源:洛克资本

在电动车电池不满足80%的容量要求后,可以将废旧的锂电池进行降级利用,用于低功率的电动车,再用于电网储能和家庭储电,最后进行报废。

3、梯次利用技术难点

电池管理系统(BMS)可根据起动能力对充电状态(SoC)、健康状态(SoH)和功能状态(SoF)进行快速、可靠的监测,以提供必要的信息。因此,BMS能够最大限度地降低因为电池意外失效而导致的汽车故障次数,从而尽可能地提升电池使用寿命和电池效率,并实现CO2减排功能。BMS的关键元件是智能电池传感器(IBS),它可以测量电池的端电压、电流和温度,并计算出电池的状态。

(1)一致性较差,筛选拆解难度大。

梯次电池在可利用率、剩余容量、循环次数、产品规格、退役时间、退役批次等方面差异很大。检测结果相对准确的方法大都操作比较复杂,需要拆解为电池单体或者进行长时间实验,成本较高,准确性和效率往往不能兼得。

(2)PACK电池效果更好,但是技术实现较难。

整个电池组直接进行梯次利用是最理想的状态,但是由于锂电池厂商的涉及与下游的梯次利用场景不匹配,所以无法直接进行利用。

(3)BMS信息不透明

但目前由于各单位在接口及通讯协议上的不统一,因此回收的电池由于无法取得之前的运营参数,在梯次利用前需要进行BMS重新设计,BMS的定制化效率也成为梯次利用的关键因素。

(4)B级梯次利用难追溯

通常C级储能类型的企业均为大型企业,在电池溯源和追踪上能更好的管理。但是小动力类型的梯次利用,用户分布较分散、应用场景丰富,让梯次利用的电池在B级大量流失进了小作坊,无法全流程的溯源管理,无法再次降级利用到C级。

4、盈利分析

(1)B类锂电池优势远超铅蓄电池

性价比高,2021年锂电池行业规范要求的磷酸铁锂能力密度115wh/kg,2023年2月最新磷酸铁锂电池回收价在2.15万元/吨,得到采购成本0.18元/ Wh。各类测试、运输、人力、厂房成本等按约0.15元/Wh,加上利润约0.1元/Wh,电池再销售成本按约0.40~0.45元/Wh。铅蓄电池的价格在0.5-0.6元/Wh,较高于退役的磷酸铁锂电池。

循环次数多,寿命长。传统铅酸电池按照200次循环寿命计,使用寿命为3~6年,而退役磷酸铁锂梯次电池按储能阶段40%的SOH为报废临界值,可以循环400~2 000次。

(2)C级电池在储能方面“峰谷套利”

根据中电能协会的测算假设退役磷酸铁锂电池回报率高于新电池。

i. 储能电池规模为1MWh,回收梯次动力电池价格0.7元/ Wh,保守估计退役后梯次利用是SOH为70%,二次利用的成品率为90%,采用新电池购买组装价格为1.4元/Wh。

ii. 假设每经过一次使用,电池容量衰减为原来的99.98%。

iii. 电价收益部分:在峰价时期,进行放电,在谷价时期,进行充电。每天放电时间6小时,充电时间0点至8点,12点至19点,共十五个小时。

信息来源:中电能协会、洛克资本

(三)回收再生

1、政策

2021年国家工信部发布《新能源汽车废旧动力蓄电池规范条件与暂行办法》

再生利用的企业需要提高废旧动力蓄电池再生利用的水平,更加高效地回收有价金属。其中镍钴锰的综合回收率不低于98%,锂的回收率不低于85%,稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于97%。

具有产业化应用的湿法、火法或材料修复等工艺,可实现材料修复或元素提取,对电子元器件、金属、石墨、塑料、橡胶、隔膜、电解液等零部件都可以合理回收和规范处理,并能控制相应的污染源。

2、回收工艺流程

信息来源:IbisWorld、洛克资本

再生利用从流程上大致可以分为两步,预处理和回收处理。两个阶段不同的工艺都能影响最终回收的效率。

(1)预处理

信息来源:广发证券研究所、洛克资本

预处理首先要对电池进行放电钝化、拆解、破碎和分选过程,通过预处理得到富集有价的金属材料。通过预处理能够分离出铜箔、铝箔、LiFePO4、碳粉、和隔膜。

目前的主流预处理的方式主要是机械破碎再筛分。由于电池的型号、结构、安装工艺都不相同,无法精准的拆解,所以统一破碎拆解再筛选能实现不同物料的分离。但目前该回收方法会出现活性材料与集流体粘合不易解体。同时会存在粉尘污染、有毒气体挥发等一系列的问题。暂时通过机械研磨法能产生热能将电极材料与磨料产生反应使集流体上的锂化合物变成锂盐,但这个成本高还会造成钴和铝的损失。

(2)湿法冶金-主流

目前湿法冶金是国内的主流回收技术,该技术需要将拆解的废电池预处理后溶于强酸或强碱溶液中,萃取出部分有价值的金属元素,再经过离子交换法和电沉积等手段提取有价值金属。

浸取阶段:浸出工艺中Li回收率低的原因主要有两点:(1)Li容易与Ni、Co、Mn共同萃取,造成部分Li损失;(2)浸出液分级萃取Ni、Co、Mn后被稀释,残留Li浓度低,回收困难。

从提锂的角度,目前主流的是使用无机酸浸和还原剂H2O2,但有机酸还有还原性和高络合能力可以同时作为浸出剂和还原剂。生物浸出成本低、污染小但培养微生物的环境要求严格难以满足工业化的生产。

(3)物理-直接回收

物理回收方法是将废旧动力电池内部成分,如电极活性物质、集流体和电池外壳等各个结构进行破碎、筛选、分离等一些列手段得到有价值产物,然后再进行下一步的回收过程。

(4)火法污染大

火法回收核心在于将电极材料部分放入干电弧炉内高温处理,电极碎片中的炭和有机物将被高温燃烧掉,燃烧时会产生还原气体,对电极内金属元素具有保护作用,最终筛选得到含有金属和金属氧化物的细分状材料。

(5)三种常用工艺的对比总结

3、盈利分析

信息来源:信达证券研究所、洛克资本

(1)厂房初始投入重

以格林美为例,年产5万组车用和5万组梯次利用动力电池PACK生产线。该项目总投资约4.98亿元,其中设备投资占63.60%,建设投资占23.25%。

根据《锂离子动力电池的电极材料回收模式及经济分析》营业费用方面,原材料成本占比较高,电池回收成本中原材料成本占比达70-90%。设备成本主要包括设备的维护费和折旧费,另外电池回收设备折旧年限通常为5-8年。

湿法中,酸碱溶剂、沉淀剂等辅助材料占比电池外总成本的3至4成。干法工艺中,场地费、公摊费、税费等其他费用占比在35%左右。

(2)回收价格倒挂

锂电池回收折扣系数倒挂,动力电池回收价格考量点主要在于电池中镍、钴、锰、锂等有价金属含量,一般正规回收渠道而言,要按镍、钴、锰、锂等金属的市场价打折回收。但当前,动力电池回收已出现明显的折扣系数倒挂现象。

单体现在按度计价模式。在不鼓包的情况下,一度电的模糊报价是240元-350元。回收报价需要评估电池的年限、车辆的公里数、电池的状态及衰减程度等。

合规批量计价模式。三元锂电池按照钴镍(含量3%以上)的市场价格、含量及市场约定的采购系数进行计价,不对锂计价。锂价上涨会拉高采购系数提高购置成本,镍钴价格下行会降低售价,让三元锂回收毛利承压。废旧磷酸铁锂的计价模型是按照每个锂点(1%锂含量)1.66万元左右。磷酸铁锂电池回收技术壁垒在于电池级碳酸锂的回收率。

信息来源:数字锂电

(3)小作坊优势更明显

固定成本投入方面,非正规企业不需要购置重资产的环保、拆解、检验设备甚至不需要打税。收购电池后直接进行暴力拆解,过程中存在安全危险也造成了严重的环境污染。有了成本的优势后,小作坊有更多的空间可以给出更高的回收价格来挤压正规企业的渠道。

三、总结

1、渠道端,目前全国多地报废车回收的产能严重预警,同时目前规划的电池回收的产能已经能覆盖未来5年的回收量。

2、报废车牌照和白名单名额都在最近两年大幅度增加,牌照获取的难度虽然要求严苛,但从申请难度上看有所下降。这些牌照的布局都是资产非常重的投入,但回收情况对渠道端资源非常依赖。

3、梯次利用应该优先与再生利用,梯次利用从社会资源的角度来说,能提高资源利用率。

4、再生回收中,回收方法繁多,每项大工艺下的小工艺都有不同的调整。目前镍钴的回收利用率极高,锂的回收利用率也能超过9成。

第三部分:他山之石,借鉴海外电池回收经验
一、海外铅蓄电池回收经验借鉴。

(一)美国

1、产业链构成

美国动力电池回收体系

信息来源:国盛研究所、洛克资本

(1)协会-宏观统筹与监管

便携式充电电池协会(PRBA)和美国国际电池协会(BCI),其中PRBA通过统筹联合电池回收的各方参与者搭建电池回收联盟,负责回收渠道、运营和管理。BCI通过政策引导以及立法支持PRBA的运作,同时搭建押金制度让消费者主动上交电池。

目前PRBA的回收网络已经覆盖4万多家零售网点、3万多家社区网点和300多家机构,同时通过BCI的押金制度来支持PRBA的可持续发展。

(2)电池生产商-主要责任主体

消费者给电池生产商支付手续费,用于回收回流同时给专业回收利用公司支付回收费。这个押金大概是商品总价格的百分之10,通过正规渠道合法回收后会退还押金,另外通过建立统一的数字化编码来落实生产者责任延伸制度,保证电池生命全周期的掌控。

(3)专业回收利用企业-重要参与者

回收公司同意签署长期购销协议来保证回收价格稳定,在盈余的情况下与政府共同出资给回收技术专项研发基金,支持专业技术研发企业的发展,努力拓宽再利用场景以及利用率。

(4)联盟共建回收渠道

美国的回收渠道是由电池制造商、政府及工业部门、回收利用企业为主通过 PRBA的回收联盟搭建的回收网络。主要从零售网点和社区网点出发,提供更便捷的回收渠道。

2、政策端-三层面打造回收系统

(1)联邦政府

联邦政府通过《资源再生保护法》和《含汞和可充电电池管理法案》对废旧电池的回收、运输、再生产进行了严格的规范。同时,政策也对符合规定的相关电池生产商和动力电池回收公司颁发 “白名单”,允许这些企业在政府的监管下进行动力电池的回收工作。

(2)州层级

根据美国国际电池协会提出的电池回收法规,通过市场化的价格机制来引导电池零售商和消费者。各州积极相应,如纽约州的《纽约回收法》、加州的《可充电电池回收与再利用法案》都强制零售商不得向消费者征收任何费用。

(3)地方层级

美国大部分城市不仅在立法上跟进上层,同时积极加强对群众锂电池回收的环保教育,提高群主自主参与回收的意识。美国国际电池协会颁布《电池回收管理法》,并创立电池回收押金制度来激励消费者主动上报电池。

(二)日本

1、产业链构成

日本动力电池回收体系

信息来源:国盛研究所、洛克资本

(1)动力电池生产商-核心主体

动力电池生产是不仅有生产者的责任同时兼具回收的义务,需要从电池经销网络、废车拆解企业和电池租赁企业回收废旧电池。动力电池生产商不仅了解电池结构,同时拥有流通渠道的优势,可以提高回收的效率。

(2)电池租赁

电池租赁公司也扮演了重要角色,通过押金制度实现电池租赁,一定程度上缓解了消费者资金压力,同时可以提高租赁公司对电池的控制力,确保能精准找到废旧电池并实现回收。

(3)政府补贴

通过政府对动力电池生产商进行一定的补助,动力电池生产商可以通过网点免费从消费者手上获取到退役电池,再经过专业的回收利用公司进行处理,最后返回动力电池厂商重新参与制造。

2、政策端-三层面支持回收系统

(1)基础层面

《促进建立循环型社会基本法》定义了“循环型社会”、“可回收利用废物”的概念,同时明确了废物处理原则、政府建立循环型社会的具体职责和企业职责。

(2)综合层面

《废弃物品处理法》和《资源有效利用促进法》要求资源有效利用并遵循废物减少、再利用和再循环;同时规定电池的生产者和进口者必须建立收集和再循环系统,消费者需将废旧电池送至专门的回收机构。

(3)专项层面

《汽车回收再生利用法》、《绿色采购法》、《容器包装再生利用法》、《建筑材料循环利用法》、《家用电器再生利用法》明确表示了政策、汽车厂商、经销商、消费者和地方联盟团体等之间的合作义务。

(三)德国

1、产业链构成

德国动力电池回收体系

信息来源:国盛研究所、洛克资本

(1)政府

德国政府在电池回收的体系中扮演着重要角色,通过立法、强监管、成立基金会、开展押金制度,汽车电池的押金是7.5欧元。另外在回收时,不仅能获得7.5欧元也能获得回收商提供的额外收入。同时明确产业链每一环的责任和义务,让产业链强制闭环。

电池生产商和进口商对所有动力电池需要在政府进行登记,经销商必须利用自身的渠道配合政府和生产商参与到回收网络的搭建,同时主动向消费者宣传和教育如果正确回收锂电池,消费者有义务通过回收网络和押金制度将废旧电池返还给产业链。

新《电池法》要求电器产品应持“电池护照”。电池附带的二维码可直接链接到在线数据库,电动汽车车主、企业或监管机构能从中获取电池成分的信息,这极大程度上便利电池的使用与回收利用。

制造商在生产电池时应严格遵循欧盟《电池法》对电池重金属含量的限制及对回收材料使用比例的要求,同时还规定供应商应确保电池的可拆卸性和可更换性。

(2)成员企业的经销网络服务

经销网络通过对用户采取押金制度,确保用户能通过押金制度返回电池,同时将电池返还到回收组织联盟。其中押金制度的数额是否合理,也会成为消费者是否能返还的重要因素。

(3)基金会

德国基金会形式的产业联盟,覆盖80%电池市场。1998年,德国当时8大领先电池生产商和行业协会共同创建了“共同回收系统”(GRS),是欧洲最大锂电池回收组织。该系统以基金会的形式成立,不以盈利为目的。电池企业按其市场份额,电池重量和类型向GRS支付费用,并共享基金会的回收网络。

协会自1998年创立以来,会员数由8家增长至2018年的超过4300家,主要为电池生产商和进口商,对应电池总量占德国市场的80%以上。截至2018年底,协会在全德国范围内的零售店和超市共设立超过17万个回收点,回收电池16615吨,回收率达45.6%,已回收电池利用率达100%。

2、政策端-成熟立法体系

1996年,《循环经济和废弃物法》中明确了废物管理各方的责任,对“3R”原则和生产者责任延伸制度。

2002年,《旧车辆处理法规》中再次对报废车回收范围的车主、汽车制造商以及进出口商规定回收义务。

2009年,《电池法》强制规定了电池生产商、销售商和进口商必须设置回收点、组织收集废旧电池。

发展至今,德国的电池回收行业发展时间长,行业成熟,同时消费者教育程度高,能更好地遵守法律促进回收行业闭环。

(四)海外回收经验总结

1、联盟合作

回收联盟中明确电池生产者作为责任主体,通过其他产业链角色辅助进行回收。电池的生产者更了解电池的寿命、解构、渠道等,在电池回收上更具优势。电池的流向会经过产业链最后触达消费者,所以优秀的回收体系需要更多参与者的配合才能实现闭环。

2、强立法配合强监管

强立法和强监管缺一不可。在美日德都有着非常明确的法律规定,同时还是多层级的。从国家到地方,从大类到具体产品以及各个参与主体的责任都做了详细的规定。

立法对消费者的行为同样做了详细的规定。这些发达国家很早建立了垃圾回收处理的体系。居民每段时间需要向政府或垃圾回收主体缴纳一定的垃圾处理费,同时对于不进行合理回收的居民会做出严重的处罚。其中,对电池的回收做出了更加严格的规定。例如,美国纽约州非法处置含电池的电子产品会被罚以100美金,但合法回收电池不仅能无需缴纳电子垃圾处理费还会获得额外的报酬。

海外监管效率高。由于严苛的法律,监管体系的动力更强,更愿意通过自己的强监管创造更多的税收。在这样的情况下,逼迫消费者主动选择合法进行回收电池。

3、押金制度

海外的押金制度同样是生产者责任衍生制度的重要手段之一。消费者在购置电池时,需要额外支付押金,在回收的时候通过电池编码或电池具体型号收回押金。有部分地区还外对返还电池的消费者另外进行补贴,这样极大提高了电池的回收效率。

二、海外锂电池回收现状

1、从全球新能源车销售渗透率看锂电池回收

从渗透率来看,北欧的挪威、瑞典和芬兰在新能源车的渗透率上处于绝对的领先地位。这有赖于国民强烈的环保意识以及偏小的市场规模,可以很快推广和普及。

其次是西欧的德、英和法国在新能源的渗透率上比较高。从新能源新车渗透率可以推断出,这些国家对较先面对锂电池回收的情况。意、美、日、韩在燃油车上有着绝对领先的工艺,致使这些国家在新能源车的渗透率上发展缓慢均低于10%。

2、欧美的锂电池回收发展处于早期阶段

Nature Energy发布的数据显示,欧美的锂电池回收率均低于5%。根据li-cycle的结论,目前大部分美国的废旧锂电池都被丢弃至土壤。虽然欧美有着成熟的铅蓄电池回收体系,但在锂电池的回收问题上且捉襟见肘,主要是以下问题。 

法律体系并不完善。欧美目前没有针对性的法规去规范,消费者如何对汽车的动力锂电池进行处置。动力电池的生产商主要是中、日、韩,导致生产者责任衍生制度中无法明确责任主体,也尚未具体明确当地动力电池贸易商和整车厂的责任划分。

动力锂电池的回收体系也与新能源车的发展息息相关,动力电池回收需求尚未到达。欧美的新能源车发展的较为缓慢,距离电池报废还有很长的一段时间。布局锂电池回收的企业需要投入大量的资金购置机械设备和铺设网络进行锂电池,在需求尚未到达的时候,动力电池回收投资偏重同时性价比低。

动力电池产品设计不统一,不熟悉,提高回收难度。传统的铅蓄电池,镍氢和镍镉电池都在海外发展成熟,甚至有统一的尺寸和规格,回收起来效率更高也可以有更多利用的渠道和空间。锂电池不仅封装复杂,产品结构、设计等都没有统一的标准,所以欧美的回收难度较大。

虽然海外发展处于早起阶段,但欧盟已经在加快发展的速度。欧盟目标是在2025年实现65%的动力锂电池回收,2030年达到70%。2030年,在再生利用效率方面,钴、镍、铜再生率达到95%,锂的回收率达到70%。

3、中国电池回收企业主动出击海外市场

由于中美关系的恶化,中国向美国出口产业或技术不现实,同时美国的新能源产业渗透率不及欧洲,所以我国的电池回收领先企业主动出海寻找第二曲线。近两年来,我国通过领先的新能源发展产业链在主动出海,主要在欧洲进行新能源汽车动力电池回收体系的扩张。

三、锂电池其他经验借鉴

(一)从报废车流量中控制电池

北欧早在上世纪就已经出台了机动车押金制度。押金的提高,让更多的报废车可以溯源,回收率也与押金呈正比关系。其中,通过押金制度让挪威的废旧汽车回收率高达90-99%。押金产生的收益则为收集、运输和粉碎设备提供财政补助。

(二)技术前沿

1、回收效率不断提高的再生利用技术

Li-cycle和Redwood是美国近两年来电池回收的明星项目。美欧在回收效益上都表示能实现95%的电池材料包括镍、钴、锂、铜、铝等贵金属。

(1)Li-cycle

从具体的回收工艺上看,Li-cycle打造了其独有的Spoke和Hub技术。技术在全美各地铺设Spoke生产线负责将收集的锂电池制成黑粉,通过运输将黑粉统一运送到Hub进行统一的提纯处理。

在预处理上,Li-cycle用特别的water-based的预处理方式,将待处理的电池放进中和液。再通过水中的机械破碎、筛选和过滤,将塑料、铜铝金属和黑粉进行分离。在这个过程中同时能减少水污染,通过机械工艺处理各种规格、不同化学材料和充电状态的锂离子电池。

(2)Redwood

2019-2022年间,Redwood分别与松下、日产、丰田、沃尔沃、福特、大众等主流电池企业与车企达成合作,回收这些合作企业的废旧电池,加工提炼原材料,再将其回售给合作方。Redwood 将火法冶金(燃烧电池以去除不需要的有机材料和塑料)和湿法冶金相结合,湿法冶金使用浸出将锂离子电池浸泡在酸中以将金属溶解成溶液。

(3)比利时优美科

优美科最新的工艺是火法-湿法联合工艺,可适用各种电池化学制品。废锂电池经过简单的预处理拆解和放电后进行高温熔炼、浸出及氧化、高温烧结等过程重新制得电池正极材料。只不过与单一回收路线相比,联合回收的工艺比较复杂,有着较高的技术门槛。

(4)日本科研团队

日本量子科学技术研究与开发组织高级研究员 Takeshi Hoshino 在湿法工艺中的离子交换技术上取得了重大突破,可以将锂电池提纯度提升到99.99%。通过将废弃LIB焙烧得到的电池灰浸入水中,溶解的锂离子通过分离膜进行净化。该工艺经过14天的提纯能用进口价格的半价获得同样的高纯锂原液。

2、国外梯次利用成功案例

四、总结

1、海外有非常成熟的废物回收和铅蓄电池的回收经验。其中立法、强监管和押金制度是成功的关键因素。

2、海外在锂电池回收上发展缓慢与新能源车的发展息息相关。我国在新能源车市场以及动力锂电池回收方面处于全球领先地位。

3、海外的技术领先,美国的明星企业在动力电池再生利用率上能实现95%,另外日本的实验室甚至有99%的锂回收技术。

第四部分:行政手段、市场调节、技术革新将打造中国高质量的城市矿山
一、控制回收源头

从整体行业上看,目前的电池回收一个渠道为主,技术为辅的生意。同时监管力度覆盖较弱,有劣币驱逐良币的态势。行业需要良性发展在各个环节上都会需要较大的改变,不论是通过监管的强制手段,还是通过市场化的手段,都不应该让不合法的态势一直持续。

(一)市场化手段-电池回收联盟控制源头

通过联盟的形式进行新能源车动力电池回收是最接近闭环的产业模型。在整个模型中,最大的竞争者是小作坊对正规渠道的挤压。市场是目前最大的问题在于锂电池流入正规渠道的数量过少,很大部分都被小作坊以高价的形式买走。

从大闭环的角度看联盟的形式是,电池厂、整车销售者、废车场、以及电池回收利用者四个主体形成联盟,通过相互提供资源信息或锁定订单关系来维持锂电池内循环。

信息来源:洛克资本

目前,大部分产业链参与者都接入了国家新能源动力电池的溯源系统,对电池的生产、销售和回收都有精确的溯源。但其中最大的变量在于,消费者的意志无法溯源。

将主要消费者分为两类,私家车主和团体客户。私家车主不论是非营运还是营运通常都自行处理,团体客户通常会统一进行处置。在市场充分竞争的状态下,大部分人会选择价格优势的回收者。所以本地的报废车回收公司不仅面临小作坊的竞争,还面临其他地区合规废车场的争夺,让低价高昂的本地报废车回收公司腹背受敌。以深圳为例,深圳某两家报废车回收厂的生产效率仅为十分之一,有大量的小作坊和其他地区“合法”的 “空中报废”进行业务争夺,让本地的合规企业经营承压。

1、政府补贴

以电池容量剩余40度电的新能源车为例,正规回收渠道保守估计250元/度的价格进行回收,收购价格在1万元。小作坊的回收价格假设为400元/度的价格,收购价在16000元,差价在6000元。

以上海地区当地私家车报废后补贴新能源消费为例。只有符合以下条件才能申领补贴。一是车主应当是个人用户,各类企事业单位用户此次不在补贴支持范围内。二是车主需要报废或转让旧车,并买新能源车,才能申领补贴。三、满足旧车“在本市注册登记”的条件才可以。在2023年6月30日前,报废或转出名下在上海市注册登记且符合相关标准的小客车并购买纯电动汽车,才可获得10000元的财政补贴。通过超额的补贴,大部分在上海的报废车资源会选择合规合法报废,同时又能促进新能源车的发展,使得小作坊在上海生存空间受到严重的挤压。

2、以车企品牌为核心的区域性回收联盟

在这个回收联盟中,责任主体不仅仅是车企,产业链中每一位重要角色都能在区域回收联盟收获资源。以深圳为例,深圳拥有比亚迪和格林美两大巨头。比亚迪会比较特殊,既是电池的生产者,也是电池的使用者。格林美是世界一流的废物回收巨头,在深圳有废车场,在其他地方有白名单的双牌照。所以形成了最简单的关系“比亚迪+格林美”。

在这个关系中比亚迪的义务是落实国家规定的生产者责任衍生制度,必须做好动力电池的回收。同时比亚迪作为电池生产商,能以更有优势的价格回收到格林美城市矿山提供的电池正极原材料,但也需要牺牲一定的资金进行补贴。

格林美在这个过程中,需要牺牲的是价格,收获的是长期且稳定的比亚迪报废车以及电池资源。具体做法如下,格林美和比亚迪形成的品牌战略关系可以通过仅针对比亚迪的新能源车进行高价回收。在回收的过程中,高价回收必定刺激比亚迪车主通过正规途径进行合法回收,进一步压缩不法分子的生存空间同时提高比亚迪品牌汽车的残值。

溢价的资金由格林美、比亚迪、政府新能源补贴、以及产业链中的利益相关者。联盟通过重新整合产业链的优势,压缩各个角色的成本,同时不影响收益,还能挤出小作坊。在联盟不产生额外盈利的情况下,比亚迪仍能提高品牌形象、车辆残值和承担回收责任;格林美能扩大营收,提高产线的利用率实现规模经济;政府能实现双碳目标,打造绿色经济,同时整治市场环境。联盟的模式可以让产业链多方保持在不亏本的情况下,把原有合法的蛋糕做大,携手出清小作坊。

(二)政策端-强监管

目前市场上工信部和商务部已经出台了明确规定报废车回收拆解,白名单的技术要求以及动力电池溯源系统,但仍然有大量的车辆流入了非法的渠道。其中未对消费者违规操作和小作坊实施更严厉的手段,使得违法的成本过低,有大量的人愿意选择铤而走险。

监管职责并未明确。违法的人员可以分为消费者和小作坊。在车辆报废时,车主仅需提供电池丢失承诺或证明便可完成正常的报废流程,但其实大部分是通过其他渠道变卖给了小作坊。因此目前负责车辆报废的交管部门也没有办法对车主进行更严格的管理,流程上的漏洞更让小作坊钻了空子。在打击黑作坊的阶段,通常是联合执法包括工信、商务、公安、市监、环保等各个部门的联合调查组,但整个过程中并未明确主体责任,参与人数多协调性低,降低了整个打击的力度,使得违法者有更低的犯罪成本。甚至在主流的娱乐平台抖音上,便可直接寻找到大量的小黑作坊的信息,同时媒体平台并没有也没有起到监管的责任。

总的来说,监管职责划分有待明确,电池回收细则有待更新,打击力度有待加强。

(三)可能的措施-押金制

从海外成功的铅蓄电池回收经验来看,押金制度是除法律外另一项重要的手段。2019年5月国务院办公厅印发了《国家生态文明试验区(海南)实施方案》,明确提出推行生产者责任延伸制度,探索在全岛范围内采取押金制等方式回收一次性塑料标准包装物、铅酸蓄电池、锂电池、农药包装物等。

海南省率探索塑料包装物的押金回收制度,强信号也表明押金回收制度是推进生态文明建设的重要落脚点之一。具体要求如下,对未纳入禁止名录的一次性不可降解塑料饮料包装物和塑料洗护用品包装物等实行押金回收制度。

海南押金制度流程图

信息来源:洛克资本

押金统一有由政府进行管理,利用资金收益同时补贴处理企业和回收企业,在最后再返还给消费者。另外,通过政府设立的批量回收点,可以让消费者更方便地实现规范回收和收回押金。

综上按理看,铅蓄电池和废旧包装物都通过消费者押金的方式能实现高效回收会有很多共同点。首先,该类型的产品价值偏低,但污染极大,不妥善回收会对环境造成不可逆的影响。其次是适当的押金会让消费者在回收上更加积极,这些附加值低的产品消费周期短,不高的押金能起到事半功倍的效果。回收网点成熟且覆盖广泛,这些产品的回收渠道遍及各个地区,消费者能很轻易地完成回收及收回押金。

从动力锂电池押金的上来看,由于锂电池的造价高昂,收取大量押金会对消费者造成较大的负担,小额压力间接提高小作坊成本就能奏效。同时目前国家要求生产企业布局的回收网点,名存实亡,大部分不仅不符合回收标准也收不到报废电池。所以通过押金主要的目的是为了一定程度上挤压小作坊的回收价格,增加小作坊的违法成本。另外,收取押金也会提高车主的环保意识,主动通过合规的方式进行回收。

二、梯次利用的异构兼容BMS技术突破

目前电池梯次利用的方式分为三种。

(一)大环境因素

从电池发展的角度,目前电池的设计发展化、能量密度更高、体积越来越大、逐渐去模组化。在这个过程中,对电池管理系统的要求提出了更高的要求。同时相比于传统的筛选、拆解、重组和再利用的流程,通过对电池包进行整包利用能够大幅提高应用效率。

在去模组化的情况下,BMS能否胜任统一管理所有电池是一个重要突破点。从梯次利用的发展角度,通过对动力电池退役后的梯次利用,提高资源利用效率,实现资源可持续的利用。这储能场景下,储能设备的BMS需要和新能源车电池的BMS有共同之处或能实现的兼容。目前由于协议不同、BMS产品不同、无法兼容等因素,不仅推高了成本,同时是电池管理难上加难。

目前电池厂商的BMS系统大都自研自产,同时并未考虑后期的兼容利用问题。电池厂商的BMS系统产品单一,并未根据用户的需求做出调整,主流的仍然是仅基于车用的系统。低价无序的竞争让很多BMS的厂商并没有进行沉淀和创新,所以第三方有的创新优势的BMS厂商在洗牌的过程中将会凸显。

从国际竞争格局来看,国产化技术是已经非常领先,未来神经网络算法在 BMS上的应用将成为BMS企业的核心竞争力。

(二)技术层面,BMS控制系统升级

从技术端关注BMS系统,BMS的数据兼容共享、主被动均衡策略和热控制策略都能提高整体电池的能量一致性都是在突破的方向。

初筛阶段,由于电池回收厂商收到的电池各异,检测以及筛选需要耗费大量的时间。同时,收集的整包电池BMS系统数据无法正常读取的收集,造成在筛选阶段很难明确具体的电池情况,导致初筛的阶段耗费大量时间。所以BMS的数据兼容共享十分重要,通过掌握在新能源车上的电池情况能快速实现检测和筛选。通过兼容的BMS系统能让储能和新能源车上实现无缝衔接,大幅提高利用效率。

BMS主动均衡是一种过渡电池均衡技术,主要是用来解决电阻耗能式均衡的均衡电流小、发热严重的问题。

在充放电的过程中,由于木桶原理,电压不均衡会导致电池组整体充电不足,放点过快,大幅度削减电池的容量。但是主动均衡系统能改善电池不一致的影响,通过柔性接入的重组结构提高电池组的一致性。

动力电池热失控可由单体内部因素及外部因素引起。内部因素一般为过充、低温充电、负极缺陷等导致负极形成的化合物穿透隔膜引发短路,或电池内部杂质刺穿隔膜引发短路等;外部因素包括正负极短路,大电流放电,高温,挤压、针刺等。热失控阻断技术主要在热传播和扩散的路径进行处理,以达到阻断电池单体发生连锁热失控反应的目的。

(三)发展层面

从目前退役电池的种类来看,大部分都是营运车或者大型公交车等进行批量退役,因此电池的种类统一,使用情况大致清晰,在拆解技术上并没有做出很高的BMS技术要求。

但从长期的角度,私家新能源车电池首次退役潮还需2 -3年。届时,大批量不同品牌、型号、结构的电池将对电池拆解和梯次利用提出更高的要求。另外电池的发展更像是电子产品,每年都有新产品在不断的迭代和发展。从小单体到大单体,从硬壳,软包到CTP等都在不断地变化。由于每一块电池都是非标的产品,需要通过BMS的兼容系统,了解具体的拆解要求或进行整包利用,才能提高拆解的效率。

三、近期市场变化,小作坊被出清

(一)监管手段,报废车回收企业牌照被大量回收注销

2023年起,国家商务厅大力整治不合规的报废车回收拆解企业,各个省事发布不合规企业的注销信息。四川省商务厅注销29家,云南省21家,湖南省18家,江苏省12家,青海省12家,山东省9家,黑龙江省8家,甘肃省4家等。从不合规企业抓起,大量的未符合拆解标准的企业被严厉打击,同时加大了对小作坊的侦查力度,严厉打击非法拆解电池危害环境的行为。

(二)市场化调节,碳酸锂价格下跌,行业拐点出现

2023年,从碳酸锂供需的角度,需求逐渐能被供给满足,碳酸锂的价格大幅下滑,在最近的交易日已经低至36万元/吨。

供给端,碳酸锂、动力电池去库存。碳酸锂的库存已经从高位不断消耗,在2022年全年都保持在较低的水平线。但是2023年之后,随着全球大量锂矿项目的逐步投产,市场需求回归理性,锂资源供应将逐步走向过剩。

资料来源:百川盈孚、平安证券研究所

根据睿咨得能源的数据统计2022年中国电池厂和整车厂出现不同程度的动力电池累库,其中电池企业电池库存约为80Gwh,整车企业电池库存约为103 Gwh,合计库存183 Gwh,动力电池产业链去库存情绪浓厚。

需求端增长乏力,2023年第一季度新能源车销量骤降,原因是整体消费不景气,预期偏低,同时取消新能源车国补。进入三月后,汽车市场整体出现大幅降价,此轮降价不仅包含新能源车,同时也包括燃油车。从竞争格局来看,该轮降价传达到动力电池需求上并不会显著。

曾经依靠高价收取废电池再囤货涨价的小作坊将直接被挤兑,因此通过市场化的调节机制,一定程度上能够出清一部分抗风险能力低的小作坊。从这个趋势来看,短期内电池级碳酸锂的价格下跌是显而易见的,长期来看需要关注整体消费需求的修复,新能源车的增速也逐渐在放缓,在清理库存后供需关系会平衡,最终碳酸锂价格会保持在20-30万上下。

四、总结

1、动力锂电池回收联盟是通过市场化的手段,提高产业链间的合作和粘性,将小作坊出清的方式,也是未来重要的发展方向。

2、目前政府手段的关键在于明确立法的细节、加大对小作坊的处罚力度以及明确主体监管责任并加强监管力度为合规绿色企业创造更好的生存环境。

3、技术的突破将以电池整包的梯次利用为主,该模式大幅提高利用效率,需要攻克BMS的异构兼容。

4、最近碳酸锂价格下跌和强监管力度,让小作坊出清为合规企业提供了更好的生存空间。

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