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      新能源產業專題5|動力電池回收發展洞察
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      作者:南京卓遠研究中心

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      前言

      2022年12月15日至16日的中央經濟工作會議把擴大內需作為五大任務之首,其中支持新能源汽車消費是擴大內需的重大舉措。動力電池回收作為新能源汽車消費鏈條的末端環節,受其景氣度傳導,發展至今已經進入規范化發展階段。其核心要點在于建立生產者責任延伸制度,規范回收利用標準體系,從2021年工信部等部門《關于印發汽車產品生產者責任延伸試點實施方案的通知》(工信部聯節函〔2021〕129號)的文件來看,動力電池回收的責任主體不僅僅局限為汽車生產企業,報廢機動車回收拆解企業、資源綜合利用企業也都是動力電池回收的責任主體,必須按照有關規定履行回收利用溯源管理主體責任。工信部指出:下一步的重點工作是協同推進充換電基礎設施建設,盡快研制出《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》,確定國家標準和行業標準,我們認為動力電池回收未來可期。天風證券預計,2030年我國動力電池總退役量有望達到304.24萬噸,2021-2030年復合增長率將近50%。中性預期下,預計2030年我國動力電池回收市場規模有望達758.4億元,2021-2030年復合增長率高達58.1%。

      卓遠研報第37期:

      動力電池回收

      發展洞察 

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      一、概念界定

      參考《電動汽車安全性指南(2021版)》,動力電池回收指對廢舊動力蓄電池收集、分類、貯存和運輸的過程總稱。動力蓄電池包括鋰離子動力蓄電池、金屬氫化物/鎳動力蓄電池,不含鉛酸蓄電池,本文的研究對象為鋰離子動力蓄電池,主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,目前回收利用工藝有濕法、干法、生物法,濕法憑借金屬材料回收率和純度較高的優勢逐漸成為主流工藝。

       

      表1 集中式與分布式光伏電站對比

       

       

      二、行業發展現狀

      1、擴大內需政策背景下,新能源汽車需求旺盛,帶動退役動力電池數量大幅增長,動力電池回收市場規模爆發。據中汽協數據顯示,2014-2021年新能源汽車銷量從7.48萬輛增加至352.10萬輛,平均增速高達125%。其中,在2018年新能源汽車銷量首次躍升百萬,增幅61.65%,按照動力電池5-8年的使用壽命計算,2023-2026年動力電池迎來百萬級別退役高峰期。根據我國燃油車退出時間表:2050年前全面實現新能源化,傳統燃油車將全面退出。我們認為,全面新能源化后,汽車電動化勢不可擋,新能源汽車的可持續性增長較強,受其景氣度傳導,可以預見未來十年,退役動力電池數量可觀,疊加電池金屬材料的稀缺性,動力電池回收行業將進入爆發期。

       

      2、高鎳低鈷趨勢下,動力電池回收產出的鎳金屬材料供不應求。廢舊動力電池回收經再生利用后,可獲得鋰、鎳、鈷、錳等金屬材料產出物,主要供向動力電池材料生產企業、電池生產企業、汽車生產企業。產出物中,鎳、鈷是三元鋰電池的重要材料,同時又是稀缺金屬材料,但近幾年,鈷價水漲船高,僅鈷的材料成本就占整車生產成本的20%(動力電池成本約為40%),極大地壓縮了利潤空間。同時,鎳價保持相對穩定,鎳含量又決定了電池的續航能力和比容性,這與動力電池長續航、高能量密度的技術升級相契合。因此,為了降低鈷價震蕩帶來的影響,契合生產技術變革,高鎳低鈷已成未來發展趨勢,可以預見電池材料生產企業、電池生產企業、汽車生產企業對鎳的需求將攀升。但從預測的動力電池回收量來看,鎳的回收拆解產出供給暫不能滿足攀升的需求,高工產業研究院(GGII)預計:到2025年,我國回收的廢舊動力電池將達到96萬噸,通過回收動力電池拆解產出鎳占相應需求量的28.70%,即市場對回收動力電池拆解產出的鎳需求約為13.12萬噸。而按照鎳在三元鋰電池中12%的比重,98%的回收率1,即使96萬噸的廢舊動力電池均為三元鋰電池,也僅能供給11.29萬噸的鎳金屬材料,仍有1.83萬噸的需求缺口。隨著鎳需求攀升,該缺口可能持續擴大。

       

      3、劣幣驅逐良幣甚囂塵上,白名單擴圍緊鑼密鼓進行中。當前動力電池回收的玩家主要有五類:電池材料生產企業、電池生產企業、汽車生產企業、第三方機構或企業、環保企業,這五類主體涵蓋工信部公布的新能源汽車廢舊動力電池白名單企業,以及白名單之外的“黑作坊”。目前行業大部分玩家以“黑作坊”為主,企查查數據顯示,僅2021年我國動力電池回收企業數量達4.06萬家,同比增長229.5%,近半數為規模500萬以下的小型企業;他們以放棄環保為代價,高價回收了市場上80%的退役動力電池,無序競爭導致白名單企業無電池可收,致使行業呈現小、散、亂的競爭格局。工信部正緊鑼密鼓地開展白名單擴圍工作中,2022年11月,工信部就第四批動力電池回收白名單企業公開征求意見,本批白名單共41家企業在列,若公告無異議,疊加此前三批名單,國內動力電池回收白名單企業共86家,行業“正規軍”再擴容。未來“黑作坊”或將隨著行業規范化而被整合或退出,白名單企業將能憑借先進技術和規范性而擴大市場。

       

      1參考《廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范公告管理暫行辦法(2019年本)》:我國動力電池再生利用企業對鎳的綜合回收率應不低于98%。

       

      三、產業鏈圖譜

      動力電池回收上游是電池制造及使用,中游是電池回收,下游是電池利用。其中(1)上游競爭格局穩定,龍頭企業占據半壁江山,2021年CR5為83.4%,受原料價格暴漲影響,利潤空間承壓,上游企業積極布局中下游以減緩原料價格波動帶來的震蕩。(2)中游競爭激烈,多方資本入局,市場集中度較低,小、散、亂的市場格局亟待規范,未來兼并收購有利于提高市場集中度,產業鏈合作有利于打造“電池生產-電車生產-電池回收-電池生產”的回收閉環,進一步提高行業集中度。(3)下游可分為梯次利用、再生利用,梯次利用適用于電容量介于20%-80%之間的動力電池,當前尚處于商業化探索階段,技術壁壘較高,標準體系也不明確,目前僅有少數企業參與試點;再生利用適用于電容量低于20%的動力電池,工藝成熟,應用廣泛,是當前的主要競爭領域。

       

       

      四、動力電池回收測算假設與框架思路

      本文模擬某企業的動力電池回收項目進行測算。該項目擬建設一條動力電池拆解破碎線,浸出、漿化及萃取等預處理生產線,金屬材料冶煉技術線,以及其他配備工程,項目總投資6000萬元,年處理規模為3000噸。涵蓋磷酸鐵鋰電池,預計1800噸;三元鋰(523型)電池,預計1200噸,采取市場上主流的濕法工藝。各類價格標準均參考上海有色金屬網、CBC金屬網2022年12月12日前的最新報價。

       

      經研究,得出如下結論:

      (1)濕法回收廢舊動力電池的單位成本介于15000元/噸-40000元/噸之間;

      (2)運營收入為萃煉后的金屬材料、銅箔、鋁箔交易收入所得,價格參考上海有色金屬網、CBC金屬網,利潤率與處理工藝以及市場現價緊密相關;

      (3)運營成本由電池收購成本、拆解成本構成,其中收購成本占運營成本的70%-90%,拆解成本比重較小,但涵蓋內容廣泛,包括輔助材料成本、燃料動力成本、人工成本、設備維護費、其他成本等。

       

      假設:

      (1)建設成本=建安投資+設備投資=單位電池處理成本*回收電池數量=20000(元/噸)*3000噸=6000萬元;

      (2)運營成本=回收成本+拆解成本,其中回收成本占運營成本的80%。由于磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的回收比重較大,本文以此為例測算回收成本,那么運營成本=(每噸廢舊磷酸鐵鋰電池回收價格*廢舊磷酸鐵鋰電池數量+每噸廢舊三元鋰電池回收價格*廢舊三元鋰電池數量)÷80%=(1.95萬元/噸*1800噸+4.60萬元/噸*1200噸)÷80%=9030萬元÷80%=11287.50萬元;

      (3)運營收入=再生磷酸鐵重量*磷酸鐵價格+再生三元材料重量*三元材料(523動力型)價格+銅箔重量*電池級銅箔均價+鋁箔重量*電池級鋁箔均價,為拆解后再生利用的主要產出物;相關變量信息要點如下:

      由于動力電池金屬材料難拆解含量,因此計算時產出物均以化合物形式存在;

      各類產出物的比重參考信達證券在《電池回收系列專題(二):電池回收成本和盈利拆分模型》中的數據:報廢動力電池中單體電池重量約占總重量60%,再生金屬材料占單體電池重量約30%,銅箔重量約占單體電池的9%;鋁箔外殼重量約占總重量的40%。

      (4)建設期2年,電池回收設備折舊年限為8年;折現率i=4.3%(采用5年期LPR值);建成后的各類材料平均回收率為95%。

       

      最終得到如下結果:NPV=72.93萬元,投資回收期=8.48年,具體如下表:

       

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