《汽車動力電池回收商業模式探索》研究報告,以地方、企業調研數據為依據,從多個角度總結國內動力電池回收利用政策管理機制進展及成效,綜合闡述動力電池回收利用產業現狀、梯次利用及再生利用產業發展概況,提出適用于我國的動力電池回收商業模式,為開展動力電池回收利用工作提供重要參考依據。
受篇幅影響,我們將按照:產業背景篇、國外借鑒篇、國內現狀篇、梯次利用商業模式篇、再生利用商業模式篇、回收利用評估篇、典型企業案例篇、商業化服務平臺篇,共8篇文章。分別為大家展示報告內容,不足之處,請批評指正。
汽車動力電池回收商業模式探索研究報告
一、產業背景篇
隨著碳達峰、碳中和目標的相繼提出,我國對于綠色可持續發展愈發重視。動力電池回收利用產業作為新能源汽車產業鏈健康可持續發展的重要一環,對于推進整個產業綠色低碳發展具有重要意義。隨著新能源汽車產業快速發展,退役動力電池即將爆發式增長,而動力電池回收利用產業鏈長,涉及回收拆解、梯次利用、再生利用等多個環節,推動產業發展由規模速度型向質量效益型有序化轉變成為重要的難題。
2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯合國大會上鄭重宣布:“中國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。”落實“雙碳”目標,深入貫徹產業綠色發展理念,加快能源結構轉型發展已成為必然趨勢。交通是重要的碳排放部門,當前我國交通領域碳排放占碳排放總量10%左右。截至2020年底,我國汽車保有量2.8億輛,千人保有量略低于世界平均水平。我國實現“雙碳”目標挑戰巨大,新能源汽車全產業鏈環節的資源循環利用和可持續發展尤為重要。動力電池回收利用產業涉及產業鏈長、關聯企業多、覆蓋范圍廣,做好動力電池回收利用工作,加快推進綠色循環產業發展,對于在全球范圍內搶占綠色產品制高點,推進能源生產和消費革命,構建清潔、低碳、高效、安全的能源體系,具有重要的戰略意義。
1.1 新能源汽車及動力電池產業現狀
(1)汽車產業電動化加速滲透
全球新能源汽車產業的快速發展逐漸形成歐洲、美國以及中國三大主流市場。經過十多年的產業培育和發展,中國新能源汽車產業走在世界汽車電動化改革的前沿。
2019年,受汽車產業周期性波動、補貼退坡、傳統汽車促銷等因素影響,新能源汽車市場首次出現下滑,發展不及預期。2020年上半年,新能源汽車市場受疫情影響表現不佳,但下半年市場呈現強勁增長態勢,全年新能源汽車銷量136.7萬輛,同比增長10.9%,新能源汽車市場滲透率為5.1%,汽車電動化明顯提速(圖1.1)。2021年以來,新能源汽車市場延續高增長勢頭,全年新能源汽車銷量352.1萬輛,同比增長157.6%。
圖1.1 我國新能源汽車歷年銷量情況(數據來源:中國汽車工業協會)
(2)動力蓄電池產業規模穩步提升
伴隨著新能源汽車保有量快速增長,我國動力蓄電池產業規模也呈現快速發展趨勢(圖1.2)。2020年,動力蓄電池裝機量達63.6GWh,同比增長2.3%;2021年動力電池裝機量154.5GWh,同比累計增長163.4%。
圖1.2 我國動力蓄電池歷年裝機量情況(數據來源:中國汽車動力電池產業創新聯盟)
2021年國內電池企業銷量及市場份額如圖1.2所示。其中,寧德時代以52%的國內市場占有率占絕對優勢;比亞迪16%的占有率居于第二;分別排第三、第四、第五的是中創新航(中航鋰電)、國軒高科和LG新能源,彼此裝機量相差不大。可以發現的是,動力電池的市場產業度十分集中,前十的企業已經占到92%。
圖1.3 2021年國內電池企業銷量及市場份額(資料來源:中國汽車動力電池產業創新聯盟)
1.2 動力電池回收發展機遇
隨著我國動力電池開始進入批量化退役階段,在國家的大力支持下,我國動力電池回收利用產業加速發展。
電池退役回收體系初具規模。截至2020年底,工業和信息化部通過門戶網站“公共服務平臺”專欄已公示十批動力蓄電池回收服務網點的信息,共計有160余家新能源汽車生產企業和梯次利用企業累計報送13000余條網點信息,在全國設立了9000余個回收服務網點,覆蓋全國31個省(自治區、直轄市),分布主要集中在京津冀、長三角、珠三角及中部新能源汽車保有量較高的地區。
梯次利用產業發展正在提速。隨著動力蓄電池退役量逐步上升,從事梯次利用的企業數量不斷增加。大量企業開展探索實踐,并率先在通信基站備電、電力儲能、低速車領域實現商業化應用。根據行業調研結果顯示,我國有產能的梯次利用企業超過40家,已建產能超過24萬噸/年(約27GWh/年);在市場前景和利益的驅動下,梯次利用產業投資規模仍在擴大,已知企業的規劃產能超過24萬噸/年。
廢舊動力蓄電池再生利用已具備一定的產業化規模。截至2020年底,我國有產能的再生利用企業有20余家,已建產能約69萬噸/年,產業規模仍在擴大,已知企業的規劃產能超40萬噸/年。由于部分地區的環保和產業規劃等限制,這些企業主要集中在湖南、浙江、廣東、湖北、江西等省份。
相關數據顯示,2020年國內累計退役的動力電池超20萬噸,市場規模達100億元;到2025年,我國廢舊動力電池回收市場規模預計將超400億元;到2030年,三元鋰與磷酸鐵鋰電池回收預計將成為千億市場。
在越來越多整車企業、動力電池企業入局的同時,從事動力電池回收利用業務的正規企業也在積極與這些產業鏈上游的生產企業加強縱向捆綁。2021年1月,蜂巢能源與電池回收企業華友鈷業簽署戰略合作協議,雙方計劃在動力電池循環回收、減少碳排放方面展開合作,提升供應鏈競爭力。2021年7月,在杭州儲能行業協會的組織下,吉利、合眾、威馬、零跑、萬向一二三、瑞浦能源、天能、超威、南都電源等9家新能源汽車及電池生產企業發起聯合聲明,確保廢舊電池流向規范性回收企業。
對于從事動力電池回收利用業務的正規企業而言,與整車企業、動力電池生產企業加強合作,有助于自身獲得廢舊動力電池的穩定供應,進而形成商業閉環,解決盈利難的問題。2021年4月,電池回收龍頭企業格林美宣布已與全球280多家知名整車企業及電池企業簽署了動力電池回收協議并展開合作。8月9日,億緯鋰能發布公告,稱其已與格林美簽署《10000噸回收鎳產品定向循環供應合作備忘錄》。10月25日,巴斯夫與蜂巢能源宣布在雙方全球運營范圍內就正極材料開發、原材料供應、電池回收等方面達成合作,此次合作將提升雙方在可持續發展電池材料領域的研發實力,并鞏固雙方在中國這個最大的電池市場及全球范圍內的核心競爭力。
2021年7月7日,國務院印發《“十四五”循環經濟發展規劃》,提到將加強新能源汽車動力電池溯源管理平臺建設,完善動力電池回收利用溯源管理體系等內容。企查查數據顯示,目前我國現存“動力電池回收”相關企業共1.5萬家。2020年是企業注冊量的高峰期,全年新增2579家,同比增長253.3%;上半年新注冊了9435家,同比增長2611.2%。從省份分布來看,山東省以1750家企業超過其他省份,其次是河南、江蘇。
1.3 動力電池回收面臨的問題
動力電池回收利用是一項新興事物,也是一個不斷完善的系統工程。在動力電池回收產業快速發展的同時,動力電池回收產業發展還存在諸多問題,例如回收服務網點規范性問題、梯次利用技術瓶頸問題、產業發展技術經濟性問題、回收利用商業模式創新等問題。
(1)動力電池制度約束力不足,配套法規要求尚未跟上
立法方面,我國目前對動力電池回收利用還缺乏更有針對性、具體的法律法規。歐洲、美國、日本等汽車工業發達國家均在電池回收利用方面出臺了嚴格的環境立法,要求生產者履行回收利用責任,并采取激勵措施促使消費者參與回收,形成了較完善的回收利用體系。我國基于新能源汽車動力蓄電池回收利用的專門立法正在制定中。根據2020年11月2日國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》,下一步將加快推動動力電池回收利用立法。
(2)行業管理欠缺規范,回收標準體系不完善
行業管理方面,動力電池回收利用監管力度有待加強,亟需配套政策促進回收體系閉環管理。規范系統、全面、權威的退役電池數據統計口徑勢在必行,當前行業缺乏系統、權威的退役電池統計出口,下一步應盡快明確統計口徑,為政府部門制定政策提供支撐。回收環節,對于個人用戶退役電池的回收,缺乏有效的激勵與約束機制予以保證。2021年8月27日,工信部等五部門印發《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》,里面“鼓勵動力蓄電池生產企業參與廢舊動力蓄電池回收及梯次利用”,相關部門已開始引導動力電池回收利用行業規范化發展。
標準體系方面,動力電池回收利用標準體系不完善,特別是缺乏行業標準。截至2020年底,國家標準化委員會已發布5項車用動力電池回收利用的國家標準,部分行業聚焦的退役電池回收利用標準正在加快制定中。整體來看,行業尚未形成完整的多領域電池回收利用標準體系。隨著行業技術的發展,退役電池回收利用標準體系亟待構建,并且退役電池回收利用標準體系需要緊跟政策和技術發展趨勢,確保標準的時效性和適用性。
(3)缺乏成熟的動力電池回收商業模式,部分動力電池回收利用企業規模不經濟,盈利能力有待提高
當前新能源汽車動力電池退役量規模較小,且分布范圍較廣,汽車生產、電池生產、綜合利用等企業在回收服務網點建設等方面的產業鏈資源共享程度不高。在回收利用體系及穩定的商業模式還未形成的情況下,部分非正規回收企業非法收購廢舊動力電池,通過簡單拆解,將部分電池再次出售給其他用戶,剩余部分拆解成極片、外殼等廢料出售給回收處置企業,賺取非法利潤。這些違規行為擾亂了市場,擠壓正規企業的生產空間,影響了回收渠道建設,而且埋下極大的環境和安全隱患。同時,新能源汽車使用者對回收利用的意識不到位,選擇將動力電池閑置;或者無視政府和相關企業共同建設的回收服務網點,將動力電池賣給非正規企業以謀取更高售賣價格。正規電池回收企業的技術、環保投入占比不少,導致整體成本較高;而小作坊在這方面幾乎零投入,可以用更高的價格買走電池,所以造成退役的動力電池大量流入小作坊等非正規渠道,帶來安全和環境隱患。
由于非正規企業的不當競爭,以及廢舊動力電池所有者環保意識薄弱,正規回收服務網點作用不明顯,無法保證廢舊動力電池的穩定和有效回收,亟需建立第三方評估機構,建設動力電池回收利用服務平臺,形成全國性的回收利用體系和商業模式。
(4)動力電池回收服務網點建設質量不高,管理規范性有待加強
當前,動力電池回收服務網點存在資源配置不合理問題。大部分相關企業均采取自建回收網點的方式,缺乏統一規劃,存在網點分布不合理、利用率較低、建設運營成本投入大等問題。
另一方面,動力電池回收網點規范性有待提高。當前企業已設立的回收服務網點大部分不符合《新能源汽車動力蓄電池回收服務網點建設和運營指南》相關要求,且行業缺乏自律機制,存在產業鏈上下游企業信息不對稱等問題。
截至目前,全國共有超過13000家動力電池回收服務網點,但是實際很多退役動力電池并未完全進入規范回收網點,導致正規企業回收不到電池,呈現規模不經濟的狀態。部分企業電池回收物流成本較高,再加上購買和倉儲等成本,回收總體成本較高。
(5)梯次利用技術難點有待進一步突破,再生利用綜合效率仍有不足
梯次利用核心技術包括電池分選評估、成組均衡、運行維護、經濟性評估等,目前還存在關鍵共性技術問題需要盡快解決。部分企業認為動力蓄電池性能衰減機理、健康狀態評價以及一致性檢測等問題還沒有可靠、有效的解決方案,直接影響電池重組效率和后期運行維護;不同的應用場景電池梯次利用的運行控制策略和系統集成方式還不成熟,難以確保梯次利用系統有效運行。
再生利用核心技術包括預處理技術、回收技術、再利用技術等。目前動力電池再生利用過程仍然存在物料分選效率低、二次污染重、裝備自動化水平差等問題;資源循環過程流程長、仍普遍依賴傳統的選礦與冶金原理,亟需從動力電池廢料特征入手,推進建立新型共性理論,全面提升其綜合利用綠色化與智能化水平。再生工藝方面,行業主要側重于三元材料中鈷、鎳的回收,鋰金屬及其他組分的回收處于從屬地位,且回收設備及工藝對多種電池回收處理的兼容性不強,導致綜合利用效率較低。