汽车动力电池回收商业模式探索(一、产业背景篇)

2022年02月24日

《汽车动力电池回收商业模式探索》研究报告,以地方、企业调研数据为依据,从多个角度总结国内动力电池回收利用政策管理机制进展及成效,综合阐述动力电池回收利用产业现状、梯次利用及再生利用产业发展概况,提出适用于我国的动力电池回收商业模式,为开展动力电池回收利用工作提供重要参考依据。

受篇幅影响,我们将按照:产业背景篇国外借鉴篇国内现状篇梯次利用商业模式篇再生利用商业模式篇回收利用评估篇典型企业案例篇商业化服务平台篇,共8篇文章。分别为大家展示报告内容,不足之处,请批评指正。 

汽车动力电池回收商业模式探索研究报告

一、产业背景篇

随着碳达峰、碳中和目标的相继提出,我国对于绿色可持续发展愈发重视。动力电池回收利用产业作为新能源汽车产业链健康可持续发展的重要一环,对于推进整个产业绿色低碳发展具有重要意义。随着新能源汽车产业快速发展,退役动力电池即将爆发式增长,而动力电池回收利用产业链长,涉及回收拆解、梯次利用、再生利用等多个环节,推动产业发展由规模速度型向质量效益型有序化转变成为重要的难题。

2020年9月,习近平主席在第七十五届联合国大会上郑重宣布:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”落实“双碳”目标,深入贯彻产业绿色发展理念,加快能源结构转型发展已成为必然趋势。交通是重要的碳排放部门,当前我国交通领域碳排放占碳排放总量10%左右。截至2020年底,我国汽车保有量2.8亿辆,千人保有量略低于世界平均水平。我国实现“双碳”目标挑战巨大,新能源汽车全产业链环节的资源循环利用和可持续发展尤为重要。动力电池回收利用产业涉及产业链长、关联企业多、覆盖范围广,做好动力电池回收利用工作,加快推进绿色循环产业发展,对于在全球范围内抢占绿色产品制高点,推进能源生产和消费革命,构建清洁、低碳、高效、安全的能源体系,具有重要的战略意义。

 

1.1 新能源汽车及动力电池产业现状

(1)汽车产业电动化加速渗透

全球新能源汽车产业的快速发展逐渐形成欧洲、美国以及中国三大主流市场。经过十多年的产业培育和发展,中国新能源汽车产业走在世界汽车电动化改革的前沿。

2019年,受汽车产业周期性波动、补贴退坡、传统汽车促销等因素影响,新能源汽车市场首次出现下滑,发展不及预期。2020年上半年,新能源汽车市场受疫情影响表现不佳,但下半年市场呈现强劲增长态势,全年新能源汽车销量136.7万辆,同比增长10.9%,新能源汽车市场渗透率为5.1%,汽车电动化明显提速(图1.1)。2021年以来,新能源汽车市场延续高增长势头,全年新能源汽车销量352.1万辆,同比增长157.6%。

图1.1 我国新能源汽车历年销量情况(数据来源:中国汽车工业协会)

 

(2)动力蓄电池产业规模稳步提升

伴随着新能源汽车保有量快速增长,我国动力蓄电池产业规模也呈现快速发展趋势(图1.2)。2020年,动力蓄电池装机量达63.6GWh,同比增长2.3%;2021年动力电池装机量154.5GWh,同比累计增长163.4%。

图1.2 我国动力蓄电池历年装机量情况(数据来源:中国汽车动力电池产业创新联盟)

 

2021年国内电池企业销量及市场份额如图1.2所示。其中,宁德时代以52%的国内市场占有率占绝对优势;比亚迪16%的占有率居于第二;分别排第三、第四、第五的是中创新航(中航锂电)、国轩高科和LG新能源,彼此装机量相差不大。可以发现的是,动力电池的市场产业度十分集中,前十的企业已经占到92%。

图1.3 2021年国内电池企业销量及市场份额(资料来源:中国汽车动力电池产业创新联盟)

1.2 动力电池回收发展机遇 

 

随着我国动力电池开始进入批量化退役阶段,在国家的大力支持下,我国动力电池回收利用产业加速发展。

电池退役回收体系初具规模。截至2020年底,工业和信息化部通过门户网站“公共服务平台”专栏已公示十批动力蓄电池回收服务网点的信息,共计有160余家新能源汽车生产企业和梯次利用企业累计报送13000余条网点信息,在全国设立了9000余个回收服务网点,覆盖全国31个省(自治区、直辖市),分布主要集中在京津冀、长三角、珠三角及中部新能源汽车保有量较高的地区。

梯次利用产业发展正在提速。随着动力蓄电池退役量逐步上升,从事梯次利用的企业数量不断增加。大量企业开展探索实践,并率先在通信基站备电、电力储能、低速车领域实现商业化应用。根据行业调研结果显示,我国有产能的梯次利用企业超过40家,已建产能超过24万吨/年(约27GWh/年);在市场前景和利益的驱动下,梯次利用产业投资规模仍在扩大,已知企业的规划产能超过24万吨/年。

废旧动力蓄电池再生利用已具备一定的产业化规模。截至2020年底,我国有产能的再生利用企业有20余家,已建产能约69万吨/年,产业规模仍在扩大,已知企业的规划产能超40万吨/年。由于部分地区的环保和产业规划等限制,这些企业主要集中在湖南、浙江、广东、湖北、江西等省份。

相关数据显示,2020年国内累计退役的动力电池超20万吨,市场规模达100亿元;到2025年,我国废旧动力电池回收市场规模预计将超400亿元;到2030年,三元锂与磷酸铁锂电池回收预计将成为千亿市场。

在越来越多整车企业、动力电池企业入局的同时,从事动力电池回收利用业务的正规企业也在积极与这些产业链上游的生产企业加强纵向捆绑。2021年1月,蜂巢能源与电池回收企业华友钴业签署战略合作协议,双方计划在动力电池循环回收、减少碳排放方面展开合作,提升供应链竞争力。2021年7月,在杭州储能行业协会的组织下,吉利、合众、威马、零跑、万向一二三、瑞浦能源、天能、超威、南都电源等9家新能源汽车及电池生产企业发起联合声明,确保废旧电池流向规范性回收企业。

对于从事动力电池回收利用业务的正规企业而言,与整车企业、动力电池生产企业加强合作,有助于自身获得废旧动力电池的稳定供应,进而形成商业闭环,解决盈利难的问题。2021年4月,电池回收龙头企业格林美宣布已与全球280多家知名整车企业及电池企业签署了动力电池回收协议并展开合作。8月9日,亿纬锂能发布公告,称其已与格林美签署《10000吨回收镍产品定向循环供应合作备忘录》。10月25日,巴斯夫与蜂巢能源宣布在双方全球运营范围内就正极材料开发、原材料供应、电池回收等方面达成合作,此次合作将提升双方在可持续发展电池材料领域的研发实力,并巩固双方在中国这个最大的电池市场及全球范围内的核心竞争力。

2021年7月7日,国务院印发《“十四五”循环经济发展规划》,提到将加强新能源汽车动力电池溯源管理平台建设,完善动力电池回收利用溯源管理体系等内容。企查查数据显示,目前我国现存“动力电池回收”相关企业共1.5万家。2020年是企业注册量的高峰期,全年新增2579家,同比增长253.3%;上半年新注册了9435家,同比增长2611.2%。从省份分布来看,山东省以1750家企业超过其他省份,其次是河南、江苏。 

1.3 动力电池回收面临的问题

 

动力电池回收利用是一项新兴事物,也是一个不断完善的系统工程。在动力电池回收产业快速发展的同时,动力电池回收产业发展还存在诸多问题,例如回收服务网点规范性问题、梯次利用技术瓶颈问题、产业发展技术经济性问题、回收利用商业模式创新等问题。

(1)动力电池制度约束力不足,配套法规要求尚未跟上

立法方面,我国目前对动力电池回收利用还缺乏更有针对性、具体的法律法规。欧洲、美国、日本等汽车工业发达国家均在电池回收利用方面出台了严格的环境立法,要求生产者履行回收利用责任,并采取激励措施促使消费者参与回收,形成了较完善的回收利用体系。我国基于新能源汽车动力蓄电池回收利用的专门立法正在制定中。根据2020年11月2日国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,下一步将加快推动动力电池回收利用立法。

(2)行业管理欠缺规范,回收标准体系不完善

行业管理方面,动力电池回收利用监管力度有待加强,亟需配套政策促进回收体系闭环管理。规范系统、全面、权威的退役电池数据统计口径势在必行,当前行业缺乏系统、权威的退役电池统计出口,下一步应尽快明确统计口径,为政府部门制定政策提供支撑。回收环节,对于个人用户退役电池的回收,缺乏有效的激励与约束机制予以保证。2021年8月27日,工信部等五部门印发《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》,里面“鼓励动力蓄电池生产企业参与废旧动力蓄电池回收及梯次利用”,相关部门已开始引导动力电池回收利用行业规范化发展。

标准体系方面,动力电池回收利用标准体系不完善,特别是缺乏行业标准。截至2020年底,国家标准化委员会已发布5项车用动力电池回收利用的国家标准,部分行业聚焦的退役电池回收利用标准正在加快制定中。整体来看,行业尚未形成完整的多领域电池回收利用标准体系。随着行业技术的发展,退役电池回收利用标准体系亟待构建,并且退役电池回收利用标准体系需要紧跟政策和技术发展趋势,确保标准的时效性和适用性。

(3)缺乏成熟的动力电池回收商业模式,部分动力电池回收利用企业规模不经济,盈利能力有待提高

当前新能源汽车动力电池退役量规模较小,且分布范围较广,汽车生产、电池生产、综合利用等企业在回收服务网点建设等方面的产业链资源共享程度不高。在回收利用体系及稳定的商业模式还未形成的情况下,部分非正规回收企业非法收购废旧动力电池,通过简单拆解,将部分电池再次出售给其他用户,剩余部分拆解成极片、外壳等废料出售给回收处置企业,赚取非法利润。这些违规行为扰乱了市场,挤压正规企业的生产空间,影响了回收渠道建设,而且埋下极大的环境和安全隐患。同时,新能源汽车使用者对回收利用的意识不到位,选择将动力电池闲置;或者无视政府和相关企业共同建设的回收服务网点,将动力电池卖给非正规企业以谋取更高售卖价格。正规电池回收企业的技术、环保投入占比不少,导致整体成本较高;而小作坊在这方面几乎零投入,可以用更高的价格买走电池,所以造成退役的动力电池大量流入小作坊等非正规渠道,带来安全和环境隐患。

由于非正规企业的不当竞争,以及废旧动力电池所有者环保意识薄弱,正规回收服务网点作用不明显,无法保证废旧动力电池的稳定和有效回收,亟需建立第三方评估机构,建设动力电池回收利用服务平台,形成全国性的回收利用体系和商业模式。

(4)动力电池回收服务网点建设质量不高,管理规范性有待加强

当前,动力电池回收服务网点存在资源配置不合理问题。大部分相关企业均采取自建回收网点的方式,缺乏统一规划,存在网点分布不合理、利用率较低、建设运营成本投入大等问题。

另一方面,动力电池回收网点规范性有待提高。当前企业已设立的回收服务网点大部分不符合《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》相关要求,且行业缺乏自律机制,存在产业链上下游企业信息不对称等问题。

截至目前,全国共有超过13000家动力电池回收服务网点,但是实际很多退役动力电池并未完全进入规范回收网点,导致正规企业回收不到电池,呈现规模不经济的状态。部分企业电池回收物流成本较高,再加上购买和仓储等成本,回收总体成本较高。

(5)梯次利用技术难点有待进一步突破,再生利用综合效率仍有不足

梯次利用核心技术包括电池分选评估、成组均衡、运行维护、经济性评估等,目前还存在关键共性技术问题需要尽快解决。部分企业认为动力蓄电池性能衰减机理、健康状态评价以及一致性检测等问题还没有可靠、有效的解决方案,直接影响电池重组效率和后期运行维护;不同的应用场景电池梯次利用的运行控制策略和系统集成方式还不成熟,难以确保梯次利用系统有效运行。

再生利用核心技术包括预处理技术、回收技术、再利用技术等。目前动力电池再生利用过程仍然存在物料分选效率低、二次污染重、装备自动化水平差等问题;资源循环过程流程长、仍普遍依赖传统的选矿与冶金原理,亟需从动力电池废料特征入手,推进建立新型共性理论,全面提升其综合利用绿色化与智能化水平。再生工艺方面,行业主要侧重于三元材料中钴、镍的回收,锂金属及其他组分的回收处于从属地位,且回收设备及工艺对多种电池回收处理的兼容性不强,导致综合利用效率较低。