鉅大LARGE | 點擊量：747次 | 2018年08月27日
動力電池的退役與更新有望迎來爆發(fā)式增長
對于新能源汽車來說，當電池容量衰減到初始容量的70%至80%就需要對電池進行更換。其中，電動乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始，因此能夠推算出第一批電池更新換代的時點將會在2018年左右，屆時動力電池的退役與更新有望迎來爆發(fā)式增長。
對于三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經濟價值，一般用于動力電池的再制造。目前回收拆解市場相對分散，且在當前退役的電池中，三元材料電池占比相對較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。
新能源汽車與動力電池保持平穩(wěn)高增長
新能源汽車進入穩(wěn)定發(fā)展期
與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車在環(huán)保方面的優(yōu)勢主要體現在：1.有害顆粒物低排放。由于采用電、氫 氣或混合能源，所含鉛、C6H6及顆粒物等有害物質更少，其自身的廢氣排放污染相對傳統(tǒng)燃油車更小，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，造成的污染也少于傳統(tǒng)汽車，因為發(fā)電廠的能量轉換率更高，而且集中排放可以更方便地加裝減排治污設備。2.提升能源利用率。以電動汽車為例，按每百公里耗電15至20kWh計算，考慮發(fā)電廠和電動機的損耗，能耗約等于7kg標準煤;傳統(tǒng)汽車按每百公里耗油量10L計算，能耗約等于10kg標準煤。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
基于新能源汽車在環(huán)保方面所擁有的優(yōu)勢，相關部門針對新能源汽車的生產、銷售和購買等環(huán)節(jié)出臺了不少支持政策，刺激新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展。新能源汽車市場迎來了產量、銷量雙雙爆發(fā)后繼續(xù)保持高速增長態(tài)勢，2013年至2015年新能源汽車市場實現爆發(fā)式增長，產量逐年成倍攀升。2016年以來，新能源汽車市場的增長由爆發(fā)轉向平穩(wěn)高增長，近兩年均維持50%以上的產量增速，2017年的產量為79.4萬輛，同比增長53.6%。
動力電池爆發(fā)后轉向平穩(wěn)高增長
動力電池作為新能源汽車的配套設備，同樣經歷了由爆發(fā)到平穩(wěn)高增長的發(fā)展過程。整體來看，2017年動力電池總出貨量為38.2GWh，同比增長37.0%。在動力電池的開發(fā)、運用過程中，各大廠商將高性能的鋰電池作為主要對象，根據正極材料的不同主要分為：磷酸鐵鋰電池和鎳鈷錳、鎳鈷鋁等為代表的三元電池，其中磷酸鐵鋰正極化學性質穩(wěn)定且使用壽命較長，同時由于原材料價格低廉，其仍占據動力電池半壁江山;而三元材料電池高能量密度、更強的耐溫性和充電效率等優(yōu)勢使其近年來越來越受到市場青睞，占比迅速提升。2017年磷酸鐵鋰電池的裝機量為19.97Gwh，占比50%;而三元材料電池裝機量為16.15Gwh，占比已達44%。
大量動力電池即將步入退役期 回收需求迫切
2018年動力電池回收量增速有望超200%
對于新能源汽車來說，當電池容量衰減到初始容量的70%至80%就需要對電池進行更換。其中，電動乘用車電池的使用周期為4至6年，商用車的電池使用率更高，因此，使用壽命約為3至5年。由于新能源汽車大力推廣是從2013年以后開始，因此能夠推算出第一批電池更新換代的時點將會在2018年左右，屆時動力電池的退役與更新有望迎來爆發(fā)式增長。
大量的退役電池將對環(huán)境帶來潛在的威脅，尤其是動力電池中的重金屬、電解質、溶劑及各類有機物輔料，如果不經合理處置而廢棄，將對土壤、水源等造成巨大危害且修復過程時間長、成本高昂。因此，回收需求迫切。
我們假設新能源乘用車電池使用周期為5年，商用車為4年，到期后更新率逐年提高，則根據近年動力電池的產量能夠測算出到2018年動力電池新增報廢裝機量或將達11.14GWh，同比大幅增長278.9%;若假設磷酸鐵鋰和三元材料電池能量密度在0.11MWh/t和0.18MWh/t維穩(wěn)，則對應重量約為9.22萬噸，同比增長273.3%。
回收再生方案的梯次利用仍有提升空間
梯次利用指退役動力電池經過測試、篩選、重組等環(huán)節(jié)，再次用于低速電動車、備用電源、電力儲能等運行工況相對良好、對電池性能要求較低的領域，目前梯次利用的主要領域仍在儲能和調峰。以中國鐵塔為例，其鐵塔備電、削峰填谷站等儲備電量需求約為8800kWh（目前主要使用壽命短、能量密度低、價格低的鉛酸電池），而隨著環(huán)保要求的不斷提高，對鉛酸電池的替代將為動力電池梯次利用打開巨大的需求缺口。
目前以PACK（多級串并聯電池構成模組）+BMS（電池管理系統(tǒng)）為主的梯次利用技術是較為主流的選擇。PACK工序分為加工、組裝、包裝三大部分，其核心是將多個單一的電芯通過機械結構串聯和并聯起來形成電池包。在具體操作過程中，由于需要考慮整個電池包的機械強度、系統(tǒng)匹配等問題，需要涉及熱管理、電流控制與檢測、模組拼裝設計以及計算機虛擬開發(fā)等大量成熟技術相互交叉協(xié)作。
BMS電池管理系統(tǒng)的主要功能是智能化管理及維護各個電池單元，防止電池出現過充電和過放電，并實時監(jiān)控電池狀態(tài)，從而起到保護電池使用壽命的作用。BMS是管理系統(tǒng)、控制、顯示、通信、信息采集模組的集合，起到了銜接整車、電池和整個電池系統(tǒng)的紐帶作用。對于電池廠商而言，BMS體現了廠商的核心技術競爭力，而對于動力電池梯次利用而言，BMS則決定了再利用電池的適用范圍、壽命和整體價值。
目前梯次利用面臨技術和商業(yè)化兩方面的問題。從技術角度來看，由于動力電池一致性較差、壽命不一，BMS系統(tǒng)的數據將會和電池實際狀況發(fā)生背離，從而使梯次利用過程面臨安全、產品品質等方面的挑戰(zhàn)。從商業(yè)化角度來看，目前梯次利用的產物標準化程度相對較低。此外，因為電池型號不一，配組時需要的電池量基數將很大，篩選、配組和加工成本相對較高，只有少數技術成熟的企業(yè)才能獲取經濟效益。
盡管如此，目前已經有多家行業(yè)龍頭與中國鐵塔等下游利用企業(yè)達成了研究和應用的戰(zhàn)略合作協(xié)議，隨著動力電池各類標準的不斷出臺和實施，電池的一致性將大幅提高，而緊密的合作關系將使梯次利用的應用問題迎刃而解。
三元電池拆解技術相對成熟
對于三元材料電池，常用的回收手段仍為拆解，其拆解產物鎳鈷鋰銅鋁等金屬具有較高的經濟價值，一般用于動力電池的再制造。目前回收工藝主要分為干法、濕法和生物回收等三種。其中，濕法為目前的主要工藝，其回收率高且能夠對貴金屬進行定向回收;干法一般作為濕法的配套工藝，主要用于金屬的初步處理;而生物回收尚處于初級階段，技術發(fā)展仍不成熟。根據工信部2016年發(fā)布的《新能源汽車廢舊動力蓄電池利用行業(yè)規(guī)范條件和行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦理》，鼓勵綜合使用干法和濕法對動力蓄電池回收利用。
目前回收拆解市場相對分散，且在當前退役的電池中，三元材料電池占比相對較低，但由于鎳、鈷等貴金屬仍然是上游產業(yè)的稀缺資源，因此，三元電池的拆解具有很大潛力。
拆解市場前景可期
三元電池：貴金屬價格維持高位 拆解收益空間廣闊
三元電池的回收拆解收益因近年貴金屬價格高漲而受益?？紤]到三元電池回收企業(yè)在拆解貴金屬后以硫酸鹽的形態(tài)再銷售給下游企業(yè)，銷售價格應該低于純金屬形態(tài)的市場價格，因此假設按市價70%的比率折價銷售，則三元電池的拆解收益為34000元/噸，那么到2023年，僅三元電池拆解市場的預期規(guī)模就可達54.1億元，未來5年的年均復合增長率可達61.9%。
磷酸鐵鋰電池：梯次利用市場潛力巨大
就拆解回收而言，目前使用最廣泛的濕法回收磷酸鐵鋰電池的成本為8500元/噸左右，而貴金屬再生材料收益僅為8100元左右，因此拆借虧損約400元/噸。因此，從經濟性方面考量，我們僅測算磷酸鐵鋰電池的梯次利用空間。我們假設使用PACK+BMS技術進行梯次利用，PACK的成本大約在0.3元/Wh，BMS成本在0.1元/Wh，廢舊磷酸鐵鋰電池回收成本在0.05元/Wh，磷酸鐵鋰電池梯次利用成本合計約為0.45元/Wh，梯次利用的收益為0.6元/Wh。假設磷酸鐵鋰電池的能量密度為110Wh/kg，回收廢舊電池的能量衰減至70%，那么到2023年，梯次利用的收益空間有望超過50億元。
政策利好明確 頂層規(guī)劃+細節(jié)規(guī)范促發(fā)展
新能源汽車政策是目前新能源汽車發(fā)展的重要風向標，一方面，“十三五”規(guī)劃從頂層設計對新能源汽車的發(fā)展指明了方向，另一方面，針對產品準入、電池供應、充電基礎設施、能耗管理和補貼等也提出了明確要求。隨著動力電池即將步入報廢期，2017年以來針對動力電池技術規(guī)范、管理等方面推出了一系列政策，尤其是2018年2月以來對動力電池的規(guī)格尺寸、編碼、余能監(jiān)測等技術規(guī)范的統(tǒng)一，將進一步推動梯次利用等回收手段的高效應用。
目前已有部分地區(qū)開展對梯次利用的直接補貼。上?；厥談恿﹄姵氐能嚻笥?000元/套的獎勵。深圳整車廠按20元/kWh專項計提動力電池回收處理資金。同時，6月份深圳已經啟動動力電池回收試點計劃，主要在信息管理登記、車企回收補貼和渠道的建立等方面進行落地。而工信部等七部門前期印發(fā)的《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》，決定在京津冀、長三角、珠三角、中部區(qū)域等選擇部分地區(qū)，開展構建回收利用體系、探索多樣化商業(yè)模式、推動先進技術創(chuàng)新與應用、建立完善政策激勵機制等四方面的試點工作。
前期，工信部公示第一批《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，明確指出將在利用試點單位所在地的政策措施和資金渠道加大扶持力度，同時要求支持中國鐵塔等優(yōu)勢企業(yè)聯合設立產業(yè)基金，加強企業(yè)和金融機構的對接。多方位、大力度的扶持旨在幫助試點單位發(fā)揮示范作用，從而規(guī)范行業(yè)發(fā)展，提升集中度。此次試點單位的出臺旨在率先形成一批生產者責任延伸的成熟鏈條，通過示范效應高起點地推進回收利用體系建設。
行業(yè)發(fā)展趨勢和特點——龍頭集中度有望提高
發(fā)達地區(qū)需求高增長 區(qū)域與渠道布局成重要壁壘
動力電池回收存在較強的區(qū)域性，且行業(yè)規(guī)范后各環(huán)節(jié)渠道將相對固定。因此，現階段在地域和產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)布局渠道的龍頭企業(yè)有望在未來獲取穩(wěn)定的退役電池資源。
目前國內新能源汽車的制造企業(yè)和推廣政策集中在上海、江蘇、廣東等地區(qū)。截至2016年底，上海、北京等一線城市新能源汽車保有量約為35.2萬輛，占全國保有量的23%。同樣，動力電池的回收渠道方面同樣呈現較強的區(qū)域性，且產能分布與新能源汽車推廣地區(qū)的重合度也相對較高。
目前行業(yè)內的龍頭企業(yè)已經通過自建生產線、并購和與上下游合作等方式在前端渠道（即回收端）和后端渠道（即回收產物的下游利用端）進行拓展。其中，以光華科技、格林美等為代表的企業(yè)利用主業(yè)優(yōu)勢，從供給和需求兩端提早布局，一方面拓寬前端回收渠道的覆蓋地域，另一方面通過自建生產線擴充產能，并與利用企業(yè)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議等方式保障下游需求順暢。車企龍頭比亞迪、宇通客車等企業(yè)則通過與電池廠商或回收廠商合作的方式參與循環(huán)體系。另外，在產業(yè)鏈上的其他環(huán)節(jié)，如電池廠商（以寧德時代為代表）、設備商（天奇股份等）也紛紛通過并購等方式切入回收領域。
技術驅動下的規(guī)范化企業(yè)有望脫穎而出
通過對比鉛酸電池回收“劣幣驅逐良幣”的歷史發(fā)展格局，我們認為在政策驅動下，在動力電池回收行業(yè)中，擁有規(guī)模效應和全面技術優(yōu)勢的龍頭企業(yè)將在未來實現“良幣擠出劣幣”的逆襲。
1.廢舊鉛酸蓄電池回收布局分散、技術門檻低，市場呈現“劣幣驅逐良幣”格局
鉛酸蓄電池自1859年發(fā)明以來，被廣泛用于交通、通信、電力等各個領域。至今，由于其工作電壓穩(wěn)定、放電電流范圍寬、造價低廉的特點，鉛酸蓄電池當今仍然在生產生活的各個領域被大規(guī)模使用。其報廢市場的總量相當可觀：2016年報廢的鉛酸蓄電池規(guī)模超500萬噸，含鉛量超300萬噸;2017年報廢的鉛酸蓄電池將超600萬噸，含鉛量超400萬噸。
與動力電池回收不同，鉛酸電池的分布更為分散，且回收技術門檻更低。由于鉛的熔點較低，加之電池成分相對簡單，即使是沒有任何技術基礎的小作坊，也能夠利用簡單的加熱獲得電池中80%至90%的鉛。
而小作坊在煉制過程中隨意傾倒廢液、排放廢氣，無污染處理費用負擔，利潤空間遠高于正規(guī)的鉛酸蓄電池處理廠，因此，有不少鉛酸電池經由小攤販流入無危險廢物經營許可證的小作坊。
2.動力電池回收技術要求和政策起點更高
相比廢舊鉛酸蓄電池回收利用過程中，正規(guī)廠商面臨眾多小作坊的競爭、排擠的局面，動力電池的回收不僅涉及拆解，各類材料的分離、提純修復對技術的要求更高，一般小作坊不具備動力電池回收的技術水平，回收收益不及鉛酸蓄電池。同時，環(huán)保方面更為嚴格的要求進一步使小企業(yè)的生存空間被壓縮，政策導向也重在提高行業(yè)的集約化發(fā)展程度，培養(yǎng)示范企業(yè)。因此，通過提高技術獲得高收益并降低環(huán)保成本的企業(yè)自然能夠在盈利能力提升的同時提高市場份額。
