作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要一環(huán)，退役電池回收暗藏風(fēng)險。如何避免新能源汽車“爆發(fā)式增長”帶來“爆發(fā)式污染”，值得警惕。
由于鋰電池容量低于80%便不再適用于新能源汽車，因此隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，會產(chǎn)生很多退役電池，若這部分退役電池不當(dāng)會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，違背了使用新能源汽車“環(huán)保”的初衷。據(jù)測算，1塊20克質(zhì)量的手機電池可使1平方公里土地污染50年左右，更大更重的電動汽車動力電池，含鎳、鈷、錳等重金屬，電解液中的六氟磷酸鋰在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，或?qū)Νh(huán)境帶來更大威脅。因此，面對數(shù)量劇增的退役動力電池，必須要建立完善的回收處理體系，才能避免其對環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。
全球新能源汽車行業(yè)發(fā)展迅速，2020 年全球新能源汽車銷量 309.52 萬輛，同比增長40.16%，其中純電動汽車銷量 212.61 萬輛，同比+29.58%，在新冠肺炎疫情的沖擊下逆勢增長。預(yù)計 2021-25 年全球新能源汽車銷量增速有望在 30%以上，到2025 年銷量將突破 1300 萬輛。
中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)于 21 世紀(jì)初期興起，自 09 年“十城千輛”工程啟動，2013-14 年推廣應(yīng)用新能源汽車并免征購置稅，2015 年 4 月財政部發(fā)布《關(guān)于2016-2020 年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》，對新能源汽車購買給予補助實行普惠制，財政補貼成為推動中國新能源產(chǎn)業(yè)的主要增長力量。隨著新能源汽車購置補貼逐步退坡，2017 年開始推行的“雙積分”政策接力繼續(xù)推動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。預(yù)計我國新能源汽車銷量未來 5 年增長率穩(wěn)定在30%-40%，到 2025 年有望超過 600 萬輛。
在電動汽車市場快速增長帶動下，動力型鋰離子電池繼續(xù)保持快速增長勢頭。按照正極材料動力電池可分為三元電池、磷酸鐵鋰電池及其他電池。目前看，海外以三元電池為主，國內(nèi)三元電池和磷酸鐵鋰同步發(fā)展。全球動力電池年新增裝機量保持穩(wěn)定增長，我們預(yù)計 2025 年裝機量可達 623GWh；國內(nèi)裝機量可達312GWh。其中三元電池裝機量達 174.5GWh，磷酸鐵鋰裝機量達 137.4GWh。
（一）三元電池：
1、在循環(huán)充放電過程中電池容量會逐漸衰減，當(dāng)衰減至 80%以下時，便達到退役狀態(tài)。通常，動力電池的服役年限在 5 年左右。假設(shè)三元電池與磷酸鐵鋰電池的有效壽命均為 5 年。因此，截至目前，第一批動力電池己經(jīng)到達退役年限，今后將迎來較為持續(xù)且不斷擴大的動力電池回收市場。在此假設(shè)下，2014年裝機的三元（磷酸鐵鋰）電池將在 2019 年全部拆解回收，2015 年裝機的三元（磷酸鐵鋰）電池將在 2020 年全部拆解回收，以此類推。
2、對退役三元電池的處理主要采取拆解回收的方式。拆解回收主要是對正極材料中的鈷、鎳、錳、鋰等金屬材料的回收再利用，而正極材料又分為 NCM333、NCM523、NCM622、NCM811 等，且不同的技術(shù)路線能量密度不同。隨著三元電池行業(yè)的發(fā)展，高鎳、無鈷成為主要發(fā)展趨勢，對未來年份正極材料各金屬占比進行假設(shè)，并進行測算。
（二）磷酸鐵鋰電池：
1、2017 年 9 月 28 日，工信部、財政部、商務(wù)部等五部門聯(lián)合公布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》即“雙積分”政策，強調(diào)提高新能源車電池能量密度。由于磷酸鐵鋰電池能量密度的劣勢，其市場競爭力一度下滑。補貼政策退坡后，由于鈷價的持續(xù)走高，無鈷電池受到市場青睞，而高鎳三元電池的安全性還有待進一步提升，同時 CTP 技術(shù)的不斷深化及對低成本電池的需求提升，磷酸鐵鋰電池重新煥發(fā)生機。
2、磷酸鐵鋰退役電池宜采用先梯次利用，后拆解回收的處理順序。目前，回收及梯次利用體系尚不健全，鋰元素回收也存在經(jīng)濟性問題，隨著政策的支持，以及隨著儲能市場興起以及鋰資源約束，預(yù)計市場和經(jīng)濟性會逐步好轉(zhuǎn)。在測算中，對梯次利用比例進行假設(shè)，比例從 2019 年的 5%逐步提高到2030 年的 80%，而對沒進入梯次利用體系的磷酸鐵鋰電池做了相對極端的假設(shè)，即假設(shè)其進入了拆解及材料回收體系，否則將污染環(huán)境，產(chǎn)生環(huán)境成本。
3、假設(shè)提升前的磷酸鐵鋰正極度電質(zhì)量為 2.4kg/kWh，提升后變?yōu)?.3kg/kWh，并假設(shè) 17-20 年市場逐步從低能量密度鐵鋰電池過渡為高能量密度鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池報廢前后的能量密度不變。
4、儲能是磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用場景之一，但由于其應(yīng)用周期較長，一般是 15-20年以上，故暫時不考慮儲能市場磷酸鐵鋰電池的報廢。
5、對于梯次利用后的磷酸鐵鋰電池，3 年后再進行拆解回收鋰元素。對于三元電池估算如下：2019 年預(yù)計可回收三元正極 0.13 萬噸，隨后逐年遞增至 2030 年的 29.25 萬噸。
根據(jù)各類型三元正極測算金屬回收量，加總得到三元電池總的各金屬回收量：
1、NCM333：隨著 2014 年安裝的 NCM333 三元電池于 2019 年開始退役，2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年達峰值 1.28 萬噸，隨后由于 NCM333 的退出而逐步減少，至 2026 年回收量歸零；
2、NCM523：2016 年開始進入市場的 NCM523 于 2021 年開始報廢回收，隨后回收量于 23-28 年穩(wěn)定在 4-6 萬噸之間，預(yù)計 2030 年上漲至 10.78 萬噸；3、NCM622：2017 年流入市場的 NCM622 于 2022 年開始報廢回收，回收量小幅上漲，直到 28 年上漲幅度增加，預(yù)計 2030 年可回收 6.03 萬噸；
4、NCM811：2018 年流入市場的 NCM811 于 2023 年開始報廢回收，預(yù)計2030 年可增長至 12.44 萬噸。
預(yù)計 2030 年可回收鋰 2.09 萬噸，鎳 11.47 萬噸，鈷 2.80 萬噸，錳 3.23 萬噸。
對于磷酸鐵鋰電池，我們預(yù)測：
1）2030 年，報廢鐵鋰電池將達到 31.33 萬噸；
2）隨著梯次利用逐年上升，預(yù)計 2030 年可梯次利用的鐵鋰電池達 109.93GWh，共 25.06 萬噸；其余 6.27 萬噸進行拆解回收，可回收鋰元素 0.28 萬噸；
3）2027 年梯次利用的磷酸鐵鋰電池將在 2030 年達到報廢標(biāo)準(zhǔn)，此時拆解回收8.604 萬噸，可回收鋰元素 0.379 萬噸。二者總計可以回收鋰元素 0.65 萬噸。
為測算市場空間，選取了三個不同時期的金屬價格進行敏感性測算，分為高價、現(xiàn)價（2021/1/22）、低價。其中高價與低價分別采用 2014Q1-2018Q4的歷史高價與歷史低價進行評估測算。
假設(shè)磷酸鐵鋰電池的每瓦時價格從 2014 年的 2.17 元/Wh 降低至 2025年的 0.55 元/Wh，其中 21-25 年降低速度逐漸減慢。梯次利用的殘值價格分為高（40%）、中（30%）、低（20%）三檔分別進行殘值折算。
在金屬處于高價時，到 2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/錳回收市場空間預(yù)計分別為：195.82/176.63/186.13/6.40 億元。在金屬處于現(xiàn)價時，2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/錳回收市場空間預(yù)計分別為：103.67/154.24/85.80/5.29 億元。在金屬處于低價時，2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/錳回收市場空間預(yù)計分別為：81.68/73.65/54.41/3.00 億元。2020-2030 年三元電池累計回收空間在現(xiàn)價情況下將達到 1305 億元。
在高殘值下，2030 年鐵鋰電池梯次利用市場空間預(yù)計 241.24 億元，中殘值時預(yù)計 180.93 億元，低殘值時預(yù)計 120.62 億元。中殘值情況下，2020-2030 年鐵鋰電池梯次利用累計市場空間將達到 680 億元。
在鋰金屬處于高價時，2030 年磷酸鐵鋰電池鋰元素回收市場空間預(yù)計 61.17 億元，現(xiàn)價時預(yù)計 32.38 億元，低價時預(yù)計 25.52 億元。2020-2030 年磷酸鐵鋰電池鋰?yán)塾嫽厥帐袌隹臻g在現(xiàn)價情況下將達到 163 億元。
綜上，到2030年，我國鋰電池回收市場空間總額累計約為2150億元。
