锂价跌到脚脖子，动力电池回收被兜头泼了一盆冰水

 

汽车商业评论   周洲

 

竞争环境，技术，商业模式，考验着动力电池回收企业

 

 

      在2022年11月末创出59万元/吨的历史高点后，电池级碳酸锂价格一路震荡下跌。

 

       1月15日消息，上海钢联发布的数据显示，电池级碳酸锂价格较上次持平，均价报9.7万元/吨。

 

       1月8日，电池级碳酸锂价格跌破10万元/吨大关。

 

       这对于动力电池回收企业来说，是个坏消息。如果碳酸锂价格每吨低于10万元，作为“正规军”的电池回收企业将无利可图。

 

        国内有大约12万家企业注册了电池回收业务，而符合工信部白名单的“正规军”企业只有156家。“正规军”由于高投入，毛利较低，竞争不过C端的小作坊。中国新能源汽车动力电池规范化回收率不足25%。

 

        而传统的湿法回收工艺流程长、污染大、成本高，再加上各国关于电池回收的法规越来越严，动力电池回收企业在进行着一场关于技术调整和商业模式的围城之战。

 

1 法规与现状

 

       随着新能源汽车的持续发展，随之逐步攀升的还有动力电池退役量，动力电池的寿命为5-8年，解决退役动力电池回收问题已迫在眉睫。

 

       从化学成分角度看，废旧锂离子电池含有的物质、电解质及其转化产物等成分，如果进入生态，可造成环境污染甚至人身伤害。

 

       电池材料回收本身具有多重经济价值。锂电池在高端设备退役以后，依然可以满足部分低端用电器的需求，可以梯次利用；即使报废，无法再满足更深层次的使用，其所含的锂钴镍等相对稀有的战略性金属依然具有再生价值。此外，电池材料回收还具备能耗上的经济价值。

 

        日美欧在立法和市场执行体系方面已经建立起比较完善的规则。

 

        日本在废旧电池的回收方面起步较早，虽然没有制定电池专项立法，但是在环境保护法领域，已确立了“基本法-综合法-专项法”的循环经济立法体系。

 

        早在1994年，日本就建立起较为完善的“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的逆向物流电池回收体系，电池生产企业自主制定动力蓄电池回收方案，整车生产企业在废旧电池回收利用方面起到重要作用。

 

        美国主要从联邦、州和地方三个层级立法，形成一套完整的电池回收管理法律制度体系。在市场方面，回收利用模式以生产者责任延伸和押金制度为基础，建立电池回收利用网络，同时废旧电池回收企业以协议价将提纯的再生原材料卖给电池生产企业，完成回收产业闭环。

 

        欧盟电池新法规《电池与废电池法规》完成20天的公示后，于2023年8月17日正式生效，并且将于2024年2月18日起强制执行。

 

        欧盟新电池法类目繁多，除了规定谁生产谁回收之外，基本上是为进入欧洲市场的电池制定了门槛更高的 “电子护照”：提供电池碳足迹声明和标签；设定最低回收率及材料回收目标；进入欧洲市场的电池需要贴上二维码和数字护照，其中动力电池被明确要求具有电子记录。

 

        国内目前尚未对电池回收有类似欧盟的具体指标，但作为纲领性文件，《十四五工业绿色发展规划》表明，要在2025年建成较为完善的动力电池回收利用体系。自2018年起，主要由工信部采取动力电池回收白名单企业的方法，目前已经发布了5批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单；与此同时，《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》正在加快制定。

 

        涉及原材料最低回收率方面，欧盟的《电池与废电池法规》第八条规定：到2030年，钴、铅、锂、镍再生原材料含量占比分别达到12%、85%、4%、4%;到2035年则提升至20%、85%、10%、12%。

图片来源：清华大学环境学院副院长徐明

 

        根据高工产业研究院(GGII)的数据，全球资源的稀缺程度预计在2035年之后将进一步加剧，可以开采的锂、钴、镍分别只能支撑当年需求量35年、14年和36年。

 

        锂、钴、镍作为中国的核心战略资源，对外依存度较高。

 

        据《全球矿业发展报告2023》，2022年，中国的碳酸锂进口、钴矿砂及其精矿进口、镍矿砂及其精矿进口三项均在全球排第一。

 

        其中，碳酸锂进口量占全球进口总量的54%，主要从智利和阿根廷进口，进口占比分别为90%和9%；钴矿砂及其精矿进口量占全球进口总量的91%，同比增长38%，主要从刚果（金）(99.9%）进口；镍矿砂及其精矿进口量占全球进口总量的92%，同比减少9%，主要从菲律宾（83%）进口。

 

         接受汽车商业评论采访的多位业内人士均表示，完善动力电池回收利用，可以大大缓解资源进口依赖。

 

         根据GGII预测，预计2030年，可回收的锂、钴、镍、锰资源量，分别约占相应需求量的58%、62%、70%、 42%。

 

2 三大痛点

 

         前述业内人士认为，动力电池回收企业面临竞争环境、价格、技术三大痛点。

 

         据中国新能源汽车动力电池回收利用产业协同发展联盟（CABRCA）秘书处2023年11月20日发布的动力电池退役数据月报，2023年1~10月全国共产生退役动力电池的13.9万吨，同比增长70.9%。其中，磷酸铁锂占比超过50%。

 

         工信部第五批白名单企业审批过后，电池回收白名单企业已达到156家，规划建设废动力锂电池处理产能987.5万吨，环评批复产能469.2万吨。

 

         十几万吨的退役电池量，和白名单上“正规军”的987.5万吨的规划处理能力相比，量太少，根本不够吃，还有诸多低价的“小作坊”在争货源。

 

         据汽车商业评论了解，动力电池回收企业的玩家大致包括两大类，一类是厂废端，包括主机厂、电池厂以及汽车拆解厂，另一类是C端，量大且分散。小作坊多来自C端。

 

         根据富宝金属网的数据，目前国内注册“电池回收”的企业约有12万家。国务院发展研究中心的调查报告显示，截至2023年，中国新能源汽车动力电池规范化回收率不足25%。

 

         退役的动力电池主要有两种处理方法，其一是梯次利用，即将退役的动力锂电池用在其他领域作为电能的载体使用，从而充分发挥剩余残值，主要是对性能下降、不符合动力电池标准的电池包进行拆解筛分重组，最后进行系统集成，然后用在一些对能量密度要求不高的领域，多用在无人叉车与AGV、低速电动车、用户侧储能电站等。宝马等车企已经率先在这些梯次利用场景上作了试验和布局。

 

          其二是拆解回收，即对退役电池进行放电和拆解，提炼原材料，从而实现循环利用。这又分为两个流程，一个是预处理机械物理流程，包括破碎拆解分类，此后是一系列的化学冶金过程。

 

         2023年11月，在安徽阜阳召开的新能源汽车全生命周期绿色发展大会上，与会的企业代表反应“正规军”不如“小作坊”，大致估算下来，流向白名单企业的退役电池不到四分之一，有近四分之三的废旧电池被小作坊以及小企业消化。

 

        小作坊的回收工艺简单粗暴，以低成本获得高利润。这对需要规模化的正规企业来说，显然难以与之正面竞争。小作坊综合回收的毛利率约为60%，远高于专业回收公司的25%-35%。

        一位动力电池回收企业高管对汽车商业评论表示，对正规企业来说，废旧锂电池回收打粉的投入主要包括设备成本、运营成本和环保成本。

 

        以设备成本来看，相关的设备需要有破碎设备、分选设备、打粉设备等。设备价格根据性能、规模和技术水平等因素不同而各异。一套废旧锂电池回收设备的价格大约在百十万到几百万元之间。这笔不小的投入，造成拆解装备不足。

        暴跌的碳酸锂价格让做动力电池回收的企业生意难做。

 

        中科院院士欧阳明高欧阳明高曾称，从电池回收的角度来说，如果碳酸锂价格每吨低于10万元，电池回收行业会受到较大影响。

图片来源：CBC金属网

 

        “现在跌得太快，电池废料还没回来，价格已经跌了，在经济上不可行。”前述动力电池回收企业高管对汽车商业评论表示，碳酸锂的价格影响了电池回收企业人的心态，搞得人心惶惶的。

 

         该高管还称，第三方报价机构与回收企业报价之间存有分歧。“车企或者运营方会根据第三方资讯平台的报价来询价，会根据他们的报价问我们能不能做。它给的价格实际上我们有时候不能收，因为收了就亏本。我们不知道它（第三方报价机构）系数取在哪里，我们有时候会被这个数据会绑定。定价权这个事情，可能需要一个好的平台做个指引。”

 

         再加上期货市场上盘面的冲击，投机资金与实体套保博弈，市场情绪放大价格弹性，动力电池回收企业对电池废料的定价有些头疼。

 

         无锡动力电池再生技术有限公司总经理黄良取在2023世界新能源汽车大会上称，近年来变化多样的电池包结构，也对回收拆解带来了技术难题。

 

         市面上的电池结构，有宁德时代麒麟电池以及上汽魔方电池为代表的CTP方案，比亚迪刀片电池的CTB方案，特斯拉的CTC方案，零跑的MTC方案等。

 

         CTP方案是取消模组形态，取消电池包横纵梁、底部水冷板以及隔热垫的单独设计，集成为多功能弹性夹层，适配方形的三元或者磷酸铁锂电芯。上汽魔方电池的CTP方案将电芯躺平放置，电池包可换性较强；CTB方案将刀片电池的上盖与车身地板集成于一体，适配方形磷酸铁锂电芯；特斯拉的CTC方案是圆柱电芯排列在车身上，形成基电池舱，前后直接连接车身大型铸件，电池上盖代替车身地板，适配4680圆注电芯；零跑的MTC方案是电池包将车身底盘作为上壳体，托盘为下壳体，内部由方形大模组构成，适用于方形电芯。

 

        不论是CTP还是CTC，都是把电芯粘在车上的方式，都会用到胶。黄良取称，模组包好拆，解胶是难点。

 

        他说，涉及到无损拆解，除了靠人工拆解之外，还需要有智能柔性拆解技术，要基于点云的回收电池包结构建模，研究基于视觉和力觉的拆解序列，开发智能柔性拆解技术与装备等。

 

3 技术、商业模式寻求突破

 

        动力电池回收的链条较长。上游主要是废旧电池回收，废料来自退役的动力电池、储能电池、3C电池以及电池厂废料。中游主要是梯次利用和再生，下游主要是应用，包括提供梯次利用的电池包和回收产生的硫酸锂、硫酸钴、硫酸锰、硫酸铁材料。

 

        其中，退役的动力电池、储能电池经过分类、拆解、筛选、检测、重组和质检，形成梯次利用电池包。动力电池和储能电池报废的电芯、3C电池和电池厂废料，则经过放电并分类，破碎后进入滚筒筛内分选出黑粉，黑粉采用湿法浸出工艺，来回收其中的有价金属。

 

        黑粉主要有三元电池黑粉和磷酸铁锂电池黑粉，为废旧正极粉和负极粉的混合物，产品纯度大于96%，主要杂质为少量的铜和铝，含量均在1.5%左右。

 

        湿法回收是通过碱浸，脱除黑粉中的杂质，随后在加有还原剂的硫酸体系下浸出镍、钴、锰和锂。浸出液经除杂、萃取、反萃等工序，分别得到硫酸镍、硫酸锰、硫酸钴溶液。最后，将最终的萃取液蒸发浓缩，采用过饱和碳酸钠溶液沉淀碳酸锂。

 

        湿法浸出工艺处理黑粉的过程中，会副产大量的废水，废水处理成本高、流程冗余，该工艺的副产物渣量大，弃渣也属于危废范围，废渣后期还需要通过火法工艺进行高温无害化处理，冶炼工艺流程繁琐。

        一般来说，磷酸铁锂电池的处理方式是通过梯次利用发挥剩余价值，三元电池则以拆解回收为主。

 

        黄良取称，如果电芯的废料价格比较高，高于梯次利用的价格，大家可能就不做梯次利用了，直接做破碎回收。“在成本和技术可行的情况下，做梯次利用是可以的。”

 

        2023年12月18日，在成都举办的中国动力电池回收利用产业年会上，多名教授和长虹智能、华友循环、瑞科美、赛德美等企业提出“物理法”回收及正负极材料直接修复。

 

        赛德美新能源科技有限公司董事长赵小勇称，与会人士多提“物理法”回收，究其原因，一是今年碳酸锂价格从2022年炒作的60万/吨回归到如今不足10万元/吨，传统湿法回收企业抛开环保因素因素外，回收磷酸铁锂的收益因其“三高原因”——流程长生产成本高、加酸碱等强刺激物质导致环保成本高、设备厂房等固投成本高，不能覆盖其综合回收成本，湿法企业不愿意也不能再回收废磷酸铁锂电池。

 

        二是磷酸铁锂电池已占动力电池中的比例达到70%，大储能用锂电池全是磷酸铁锂电池。随着2025年前后锂电池退役的第一个小高峰及2030年前后锂电池退役（含动力和储能）的第一个大高峰的到来，有更多的退役和报废的磷酸铁锂电池等待环保的物理法回收企业来处理。

 

        物理法回收指的是将电池经过其自主开发的单体自动化精确设计生产线之后，能被拆解成为外壳、电解液、隔膜、铜箔、铝箔、正极粉、负极粉等七种材料，其中废旧电池拆解出来的正负极粉可以做到99%的分离率，单体电池七种材料全组份回收率达95%。

 

        传统的湿法回收工艺则不回收电解液和隔膜，正负极混合，金属杂质多，铜铝被氧化，综合回收率大概是85%。

 

        区别于传统的湿法回收工艺，使用物理法的企业称，在电池拆解处理环节不会额外添加酸、碱，不会产生大量的废酸、废碱和废渣，能够解决废磷酸铁锂电池回收的经济性和环保难题。

 

        据汽车商业评论了解，格林美等企业一方面提升湿法回收工艺，比如在坚持先放电、再破碎的安全情况下，考虑使用是硫酸或是氯盐等不同的溶液放电，以提高对电池黑粉的提取效率。提完锂之后的剩余量，拿来做三元前驱体以及浓度梯度材料体系。

 

        随着退役的磷酸铁锂电池回收量加大，格林美准备将磷铁渣做成磷酸铁，再回到磷酸铁锂电池的制造中去，形成企业内的闭环同时可以降低成本，也考虑对磷酸铁锂电池进行物理修复与再生等。

 

        从商业模式来看，动力电池回收企业多采取“以租代售”、“废料换原料”模式。

 

        “以租代售”模式是将退役的动力电池包安全拆解后进行重组和检测，检测合格后再出租。该模式主要平衡了用户采购成本高的问题。

 

         龙头动力电池回收企业如华友钴业和格林美，已经和车企及电池厂建立了闭环的回收循环合作。前者和宝马、浦项集团、LG新能源，后者和奔驰及宁德时代建立了闭环的电池回收合作关系。

 

        和车企及电池厂绑定、融合更深，是为了规避碳酸锂价格剧烈波动对收益带来巨大的冲击。

 

        此外，随着中国汽车出海，销往海外的新能源汽车也越来越多。

 

         1月9日发布的乘联会统计数据显示，2023年，中国乘用车出口383万辆，同比增长62%。其中，新能源车出口104万辆，增长43万辆。

 

        根据欧盟新电池法规要求，销售的新能源汽车报废的旧电池必须运回汽车生产地进行回收处理。前述电池回收企业高管称，国内有固废法规限制，在外海销售的国产新能源汽车废旧电池不能通过进口。

 

        根据《环境保护部、商务部、国家发展和改革委员会、海关总署、国家质量监督检验检疫总局联合公告》（2014年第80号）规定，废旧电池在《禁止进口固体废物目录》中，属于禁止进口的产品。

 

        在这种情况下，该高管称，有实力的电池回收企业选择在东南亚布局建厂，也考虑跟随出海建厂的中国车企形成同盟，在当地建立回收循环工厂。