鋰價跌到腳脖子，動力電池回收被兜頭潑了一盆冰水

 

汽車商業(yè)評論   周洲

 

競爭環(huán)境，技術，商業(yè)模式，考驗著動力電池回收企業(yè)

 

 

      在2022年11月末創(chuàng)出59萬元/噸的歷史高點后，電池級碳酸鋰價格一路震蕩下跌。

 

       1月15日消息，上海鋼聯發(fā)布的數據顯示，電池級碳酸鋰價格較上次持平，均價報9.7萬元/噸。

 

       1月8日，電池級碳酸鋰價格跌破10萬元/噸大關。

 

       這對于動力電池回收企業(yè)來說，是個壞消息。如果碳酸鋰價格每噸低于10萬元，作為“正規(guī)軍”的電池回收企業(yè)將無利可圖。

 

        國內有大約12萬家企業(yè)注冊了電池回收業(yè)務，而符合工信部白名單的“正規(guī)軍”企業(yè)只有156家。“正規(guī)軍”由于高投入，毛利較低，競爭不過C端的小作坊。中國新能源汽車動力電池規(guī)范化回收率不足25%。

 

        而傳統的濕法回收工藝流程長、污染大、成本高，再加上各國關于電池回收的法規(guī)越來越嚴，動力電池回收企業(yè)在進行著一場關于技術調整和商業(yè)模式的圍城之戰(zhàn)。

 

1 法規(guī)與現狀

 

       隨著新能源汽車的持續(xù)發(fā)展，隨之逐步攀升的還有動力電池退役量，動力電池的壽命為5-8年，解決退役動力電池回收問題已迫在眉睫。

 

       從化學成分角度看，廢舊鋰離子電池含有的物質、電解質及其轉化產物等成分，如果進入生態(tài)，可造成環(huán)境污染甚至人身傷害。

 

       電池材料回收本身具有多重經濟價值。鋰電池在高端設備退役以后，依然可以滿足部分低端用電器的需求，可以梯次利用；即使報廢，無法再滿足更深層次的使用，其所含的鋰鈷鎳等相對稀有的戰(zhàn)略性金屬依然具有再生價值。此外，電池材料回收還具備能耗上的經濟價值。

 

        日美歐在立法和市場執(zhí)行體系方面已經建立起比較完善的規(guī)則。

 

        日本在廢舊電池的回收方面起步較早，雖然沒有制定電池專項立法，但是在環(huán)境保護法領域，已確立了“基本法-綜合法-專項法”的循環(huán)經濟立法體系。

 

        早在1994年，日本就建立起較為完善的“蓄電池生產-銷售-回收-再生處理”的逆向物流電池回收體系，電池生產企業(yè)自主制定動力蓄電池回收方案，整車生產企業(yè)在廢舊電池回收利用方面起到重要作用。

 

        美國主要從聯邦、州和地方三個層級立法，形成一套完整的電池回收管理法律制度體系。在市場方面，回收利用模式以生產者責任延伸和押金制度為基礎，建立電池回收利用網絡，同時廢舊電池回收企業(yè)以協議價將提純的再生原材料賣給電池生產企業(yè)，完成回收產業(yè)閉環(huán)。

 

        歐盟電池新法規(guī)《電池與廢電池法規(guī)》完成20天的公示后，于2023年8月17日正式生效，并且將于2024年2月18日起強制執(zhí)行。

 

        歐盟新電池法類目繁多，除了規(guī)定誰生產誰回收之外，基本上是為進入歐洲市場的電池制定了門檻更高的 “電子護照”：提供電池碳足跡聲明和標簽；設定最低回收率及材料回收目標；進入歐洲市場的電池需要貼上二維碼和數字護照，其中動力電池被明確要求具有電子記錄。

 

        國內目前尚未對電池回收有類似歐盟的具體指標，但作為綱領性文件，《十四五工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》表明，要在2025年建成較為完善的動力電池回收利用體系。自2018年起，主要由工信部采取動力電池回收白名單企業(yè)的方法，目前已經發(fā)布了5批符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單；與此同時，《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理辦法》正在加快制定。

 

        涉及原材料最低回收率方面，歐盟的《電池與廢電池法規(guī)》第八條規(guī)定：到2030年，鈷、鉛、鋰、鎳再生原材料含量占比分別達到12%、85%、4%、4%;到2035年則提升至20%、85%、10%、12%。

圖片來源：清華大學環(huán)境學院副院長徐明

 

        根據高工產業(yè)研究院(GGII)的數據，全球資源的稀缺程度預計在2035年之后將進一步加劇，可以開采的鋰、鈷、鎳分別只能支撐當年需求量35年、14年和36年。

 

        鋰、鈷、鎳作為中國的核心戰(zhàn)略資源，對外依存度較高。

 

        據《全球礦業(yè)發(fā)展報告2023》，2022年，中國的碳酸鋰進口、鈷礦砂及其精礦進口、鎳礦砂及其精礦進口三項均在全球排第一。

 

        其中，碳酸鋰進口量占全球進口總量的54%，主要從智利和阿根廷進口，進口占比分別為90%和9%；鈷礦砂及其精礦進口量占全球進口總量的91%，同比增長38%，主要從剛果（金）(99.9%）進口；鎳礦砂及其精礦進口量占全球進口總量的92%，同比減少9%，主要從菲律賓（83%）進口。

 

         接受汽車商業(yè)評論采訪的多位業(yè)內人士均表示，完善動力電池回收利用，可以大大緩解資源進口依賴。

 

         根據GGII預測，預計2030年，可回收的鋰、鈷、鎳、錳資源量，分別約占相應需求量的58%、62%、70%、 42%。

 

2 三大痛點

 

         前述業(yè)內人士認為，動力電池回收企業(yè)面臨競爭環(huán)境、價格、技術三大痛點。

 

         據中國新能源汽車動力電池回收利用產業(yè)協同發(fā)展聯盟（CABRCA）秘書處2023年11月20日發(fā)布的動力電池退役數據月報，2023年1~10月全國共產生退役動力電池的13.9萬噸，同比增長70.9%。其中，磷酸鐵鋰占比超過50%。

 

         工信部第五批白名單企業(yè)審批過后，電池回收白名單企業(yè)已達到156家，規(guī)劃建設廢動力鋰電池處理產能987.5萬噸，環(huán)評批復產能469.2萬噸。

 

         十幾萬噸的退役電池量，和白名單上“正規(guī)軍”的987.5萬噸的規(guī)劃處理能力相比，量太少，根本不夠吃，還有諸多低價的“小作坊”在爭貨源。

 

         據汽車商業(yè)評論了解，動力電池回收企業(yè)的玩家大致包括兩大類，一類是廠廢端，包括主機廠、電池廠以及汽車拆解廠，另一類是C端，量大且分散。小作坊多來自C端。

 

         根據富寶金屬網的數據，目前國內注冊“電池回收”的企業(yè)約有12萬家。國務院發(fā)展研究中心的調查報告顯示，截至2023年，中國新能源汽車動力電池規(guī)范化回收率不足25%。

 

         退役的動力電池主要有兩種處理方法，其一是梯次利用，即將退役的動力鋰電池用在其他領域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮剩余殘值，主要是對性能下降、不符合動力電池標準的電池包進行拆解篩分重組，最后進行系統集成，然后用在一些對能量密度要求不高的領域，多用在無人叉車與AGV、低速電動車、用戶側儲能電站等。寶馬等車企已經率先在這些梯次利用場景上作了試驗和布局。

 

          其二是拆解回收，即對退役電池進行放電和拆解，提煉原材料，從而實現循環(huán)利用。這又分為兩個流程，一個是預處理機械物理流程，包括破碎拆解分類，此后是一系列的化學冶金過程。

 

         2023年11月，在安徽阜陽召開的新能源汽車全生命周期綠色發(fā)展大會上，與會的企業(yè)代表反應“正規(guī)軍”不如“小作坊”，大致估算下來，流向白名單企業(yè)的退役電池不到四分之一，有近四分之三的廢舊電池被小作坊以及小企業(yè)消化。

 

        小作坊的回收工藝簡單粗暴，以低成本獲得高利潤。這對需要規(guī)�；�的正規(guī)企業(yè)來說，顯然難以與之正面競爭。小作坊綜合回收的毛利率約為60%，遠高于專業(yè)回收公司的25%-35%。

        一位動力電池回收企業(yè)高管對汽車商業(yè)評論表示，對正規(guī)企業(yè)來說，廢舊鋰電池回收打粉的投入主要包括設備成本、運營成本和環(huán)保成本。

 

        以設備成本來看，相關的設備需要有破碎設備、分選設備、打粉設備等。設備價格根據性能、規(guī)模和技術水平等因素不同而各異。一套廢舊鋰電池回收設備的價格大約在百十萬到幾百萬元之間。這筆不小的投入，造成拆解裝備不足。

        暴跌的碳酸鋰價格讓做動力電池回收的企業(yè)生意難做。

 

        中科院院士歐陽明高歐陽明高曾稱，從電池回收的角度來說，如果碳酸鋰價格每噸低于10萬元，電池回收行業(yè)會受到較大影響。

圖片來源：CBC金屬網

 

        “現在跌得太快，電池廢料還沒回來，價格已經跌了，在經濟上不可行。”前述動力電池回收企業(yè)高管對汽車商業(yè)評論表示，碳酸鋰的價格影響了電池回收企業(yè)人的心態(tài)，搞得人心惶惶的。

 

         該高管還稱，第三方報價機構與回收企業(yè)報價之間存有分歧。“車企或者運營方會根據第三方資訊平臺的報價來詢價，會根據他們的報價問我們能不能做。它給的價格實際上我們有時候不能收，因為收了就虧本。我們不知道它（第三方報價機構）系數取在哪里，我們有時候會被這個數據會綁定。定價權這個事情，可能需要一個好的平臺做個指引。”

 

         再加上期貨市場上盤面的沖擊，投機資金與實體套保博弈，市場情緒放大價格彈性，動力電池回收企業(yè)對電池廢料的定價有些頭疼。

 

         無錫動力電池再生技術有限公司總經理黃良取在2023世界新能源汽車大會上稱，近年來變化多樣的電池包結構，也對回收拆解帶來了技術難題。

 

         市面上的電池結構，有寧德時代麒麟電池以及上汽魔方電池為代表的CTP方案，比亞迪刀片電池的CTB方案，特斯拉的CTC方案，零跑的MTC方案等。

 

         CTP方案是取消模組形態(tài)，取消電池包橫縱梁、底部水冷板以及隔熱墊的單獨設計，集成為多功能彈性夾層，適配方形的三元或者磷酸鐵鋰電芯。上汽魔方電池的CTP方案將電芯躺平放置，電池包可換性較強；CTB方案將刀片電池的上蓋與車身地板集成于一體，適配方形磷酸鐵鋰電芯；特斯拉的CTC方案是圓柱電芯排列在車身上，形成基電池艙，前后直接連接車身大型鑄件，電池上蓋代替車身地板，適配4680圓注電芯；零跑的MTC方案是電池包將車身底盤作為上殼體，托盤為下殼體，內部由方形大模組構成，適用于方形電芯。

 

        不論是CTP還是CTC，都是把電芯粘在車上的方式，都會用到膠。黃良取稱，模組包好拆，解膠是難點。

 

        他說，涉及到無損拆解，除了靠人工拆解之外，還需要有智能柔性拆解技術，要基于點云的回收電池包結構建模，研究基于視覺和力覺的拆解序列，開發(fā)智能柔性拆解技術與裝備等。

 

3 技術、商業(yè)模式尋求突破

 

        動力電池回收的鏈條較長。上游主要是廢舊電池回收，廢料來自退役的動力電池、儲能電池、3C電池以及電池廠廢料。中游主要是梯次利用和再生，下游主要是應用，包括提供梯次利用的電池包和回收產生的硫酸鋰、硫酸鈷、硫酸錳、硫酸鐵材料。

 

        其中，退役的動力電池、儲能電池經過分類、拆解、篩選、檢測、重組和質檢，形成梯次利用電池包。動力電池和儲能電池報廢的電芯、3C電池和電池廠廢料，則經過放電并分類，破碎后進入滾筒篩內分選出黑粉，黑粉采用濕法浸出工藝，來回收其中的有價金屬。

 

        黑粉主要有三元電池黑粉和磷酸鐵鋰電池黑粉，為廢舊正極粉和負極粉的混合物，產品純度大于96%，主要雜質為少量的銅和鋁，含量均在1.5%左右。

 

        濕法回收是通過堿浸，脫除黑粉中的雜質，隨后在加有還原劑的硫酸體系下浸出鎳、鈷、錳和鋰。浸出液經除雜、萃取、反萃等工序，分別得到硫酸鎳、硫酸錳、硫酸鈷溶液。最后，將最終的萃取液蒸發(fā)濃縮，采用過飽和碳酸鈉溶液沉淀碳酸鋰。

 

        濕法浸出工藝處理黑粉的過程中，會副產大量的廢水，廢水處理成本高、流程冗余，該工藝的副產物渣量大，棄渣也屬于危廢范圍，廢渣后期還需要通過火法工藝進行高溫無害化處理，冶煉工藝流程繁瑣。

        一般來說，磷酸鐵鋰電池的處理方式是通過梯次利用發(fā)揮剩余價值，三元電池則以拆解回收為主。

 

        黃良取稱，如果電芯的廢料價格比較高，高于梯次利用的價格，大家可能就不做梯次利用了，直接做破碎回收。“在成本和技術可行的情況下，做梯次利用是可以的。”

 

        2023年12月18日，在成都舉辦的中國動力電池回收利用產業(yè)年會上，多名教授和長虹智能、華友循環(huán)、瑞科美、賽德美等企業(yè)提出“物理法”回收及正負極材料直接修復。

 

        賽德美新能源科技有限公司董事長趙小勇稱，與會人士多提“物理法”回收，究其原因，一是今年碳酸鋰價格從2022年炒作的60萬/噸回歸到如今不足10萬元/噸，傳統濕法回收企業(yè)拋開環(huán)保因素因素外，回收磷酸鐵鋰的收益因其“三高原因”——流程長生產成本高、加酸堿等強刺激物質導致環(huán)保成本高、設備廠房等固投成本高，不能覆蓋其綜合回收成本，濕法企業(yè)不愿意也不能再回收廢磷酸鐵鋰電池。

 

        二是磷酸鐵鋰電池已占動力電池中的比例達到70%，大儲能用鋰電池全是磷酸鐵鋰電池。隨著2025年前后鋰電池退役的第一個小高峰及2030年前后鋰電池退役（含動力和儲能）的第一個大高峰的到來，有更多的退役和報廢的磷酸鐵鋰電池等待環(huán)保的物理法回收企業(yè)來處理。

 

        物理法回收指的是將電池經過其自主開發(fā)的單體自動化精確設計生產線之后，能被拆解成為外殼、電解液、隔膜、銅箔、鋁箔、正極粉、負極粉等七種材料，其中廢舊電池拆解出來的正負極粉可以做到99%的分離率，單體電池七種材料全組份回收率達95%。

 

        傳統的濕法回收工藝則不回收電解液和隔膜，正負極混合，金屬雜質多，銅鋁被氧化，綜合回收率大概是85%。

 

        區(qū)別于傳統的濕法回收工藝，使用物理法的企業(yè)稱，在電池拆解處理環(huán)節(jié)不會額外添加酸、堿，不會產生大量的廢酸、廢堿和廢渣，能夠解決廢磷酸鐵鋰電池回收的經濟性和環(huán)保難題。

 

        據汽車商業(yè)評論了解，格林美等企業(yè)一方面提升濕法回收工藝，比如在堅持先放電、再破碎的安全情況下，考慮使用是硫酸或是氯鹽等不同的溶液放電，以提高對電池黑粉的提取效率。提完鋰之后的剩余量，拿來做三元前驅體以及濃度梯度材料體系。

 

        隨著退役的磷酸鐵鋰電池回收量加大，格林美準備將磷鐵渣做成磷酸鐵，再回到磷酸鐵鋰電池的制造中去，形成企業(yè)內的閉環(huán)同時可以降低成本，也考慮對磷酸鐵鋰電池進行物理修復與再生等。

 

        從商業(yè)模式來看，動力電池回收企業(yè)多采取“以租代售”、“廢料換原料”模式。

 

        “以租代售”模式是將退役的動力電池包安全拆解后進行重組和檢測，檢測合格后再出租。該模式主要平衡了用戶采購成本高的問題。

 

         龍頭動力電池回收企業(yè)如華友鈷業(yè)和格林美，已經和車企及電池廠建立了閉環(huán)的回收循環(huán)合作。前者和寶馬、浦項集團、LG新能源，后者和奔馳及寧德時代建立了閉環(huán)的電池回收合作關系。

 

        和車企及電池廠綁定、融合更深，是為了規(guī)避碳酸鋰價格劇烈波動對收益帶來巨大的沖擊。

 

        此外，隨著中國汽車出海，銷往海外的新能源汽車也越來越多。

 

         1月9日發(fā)布的乘聯會統計數據顯示，2023年，中國乘用車出口383萬輛，同比增長62%。其中，新能源車出口104萬輛，增長43萬輛。

 

        根據歐盟新電池法規(guī)要求，銷售的新能源汽車報廢的舊電池必須運回汽車生產地進行回收處理。前述電池回收企業(yè)高管稱，國內有固廢法規(guī)限制，在外海銷售的國產新能源汽車廢舊電池不能通過進口。

 

        根據《環(huán)境保護部、商務部、國家發(fā)展和改革委員會、海關總署、國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局聯合公告》（2014年第80號）規(guī)定，廢舊電池在《禁止進口固體廢物目錄》中，屬于禁止進口的產品。

 

        在這種情況下，該高管稱，有實力的電池回收企業(yè)選擇在東南亞布局建廠，也考慮跟隨出海建廠的中國車企形成同盟，在當地建立回收循環(huán)工廠。