隨著新能源車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，與規(guī)模龐大的動(dòng)力鋰電池需求伴生的將是鋰電池回收和梯次利用的行業(yè)機(jī)遇，發(fā)展動(dòng)力鋰電池回收和梯次利用產(chǎn)業(yè)，既是必須的（避免環(huán)境污染和資源浪費(fèi)），也是具有可觀經(jīng)濟(jì)性的。

 

一、廢舊鋰電池的資源性和對(duì)環(huán)境的危害性逐步得到重視

 

動(dòng)力鋰電池的需求量和報(bào)廢量不斷增長(zhǎng)

 

2015年中國(guó)鋰電池總產(chǎn)量47.13Gwh，其中，動(dòng)力電池產(chǎn)量16.9Gwh，占比36.07%；消費(fèi)鋰電池產(chǎn)量23.69Gwh，占比50.26%；儲(chǔ)能鋰電池產(chǎn)量1.73Gwh，占比3.67%。

 

我們測(cè)算，到2020年動(dòng)力鋰電池的需求量將達(dá)到125Gwh，報(bào)廢量將達(dá)32.2Gwh，約50萬(wàn)噸；到2023年，報(bào)廢量將達(dá)到101Gwh，約116萬(wàn)噸。規(guī)模龐大的動(dòng)力鋰電市場(chǎng)伴生的將是鋰電池回收和下游梯次利用的行業(yè)機(jī)遇，發(fā)展鋰電池回收和梯次利用在避免資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的同時(shí)也將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益和投資機(jī)會(huì)。

 

2016年上半年，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷分別達(dá)到17.7萬(wàn)輛和17萬(wàn)輛，依舊是全球最大的新能源車市場(chǎng)。1-2月受春節(jié)和政策因素影響而產(chǎn)銷較低，隨著政策調(diào)整推進(jìn)，上半年的3-6月新能源車逐步實(shí)現(xiàn)恢復(fù)性增長(zhǎng)，6月沖刺到3.5萬(wàn)臺(tái)水平。下半年的7-8月新能源車處于3萬(wàn)臺(tái)左右的位穩(wěn)定狀態(tài)，等待進(jìn)一步的增長(zhǎng)動(dòng)力。

 

據(jù)中汽協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，8月新能源汽車生產(chǎn)21303輛，銷售18054輛，同比分別增長(zhǎng)2.9倍和3.5倍，其中純電動(dòng)汽車產(chǎn)銷分別完成13121輛和12085輛，同比增長(zhǎng)3.8倍和6.1倍，插電式混合動(dòng)力汽車產(chǎn)銷分別完成8182輛和5969輛，同比分別增長(zhǎng)2倍和1.6倍。

 

根據(jù)工信部的相關(guān)政策規(guī)定，純電動(dòng)乘用車補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)在綜合考慮規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)進(jìn)步等因素后逐年退坡；此外，在2016年上半年政府加大查騙補(bǔ)力度之后，考慮對(duì)于政策進(jìn)行調(diào)整和修改。

 

國(guó)家將對(duì)補(bǔ)貼政策進(jìn)行多方面的改善，研究建立動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升補(bǔ)貼產(chǎn)品的先進(jìn)性水平。

 

新能源汽車行業(yè)目前和未來(lái)3~5年仍將處于高速發(fā)展的階段，政策轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整都是使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加健康完善的必經(jīng)之路。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷升級(jí)和產(chǎn)業(yè)集中度的不斷提高，未來(lái)行業(yè)仍將經(jīng)歷較快發(fā)展。

 

通過(guò)綜合考慮補(bǔ)貼因素變化、充換電設(shè)施數(shù)量、油電價(jià)差和電動(dòng)產(chǎn)品性能等方面的因素，我們建立如圖表4的預(yù)測(cè)：

 

 

動(dòng)力電池的需求量和報(bào)廢量不僅與新能源車新增產(chǎn)量密切相關(guān)，還與不同車型的占比、電池技術(shù)路線的轉(zhuǎn)移趨勢(shì)、不同動(dòng)力電池的使用壽命及不同電動(dòng)車型的報(bào)廢年限等有關(guān)。目前行業(yè)內(nèi)的平均標(biāo)準(zhǔn)如下，可以作為預(yù)測(cè)動(dòng)力電池需求量和報(bào)廢量的假設(shè)條件：

 

不同動(dòng)力電池的平均質(zhì)量分別為：插電式乘用車275kg、插電式商用車235kg、純電動(dòng)乘用車550kg、純電動(dòng)商用車1900kg；

 

根據(jù)公路部門統(tǒng)計(jì)，轎車、輕型車年平均行駛里程為5萬(wàn)km、中型車為4萬(wàn)km、重型車為3萬(wàn)km；在同樣的行駛條件下，純電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池的使用壽命約為4-6年；而純電動(dòng)商用車日行駛次數(shù)多、行駛里程長(zhǎng)、充電較為頻繁，其動(dòng)力電池的使用壽命約為2-3年。目前我國(guó)私人乘用車平均報(bào)廢年限在12-15年，商用車強(qiáng)制報(bào)廢年限為10年，電動(dòng)汽車在其壽命周期內(nèi)至少更換2次動(dòng)力電池，而且由于不確定性因素（意外事故、人為原因等），動(dòng)力電池的壽命周期會(huì)不斷變化。

 

根據(jù)我們的測(cè)算，按商用車（按3年電池壽命假設(shè)）和乘用車（5年）所使用的動(dòng)力鋰電池報(bào)廢量，將在2020年分別達(dá)到27Gwh和4.2Gwh，在2023年分別達(dá)到84Gwh和17.5Gwh

根據(jù)測(cè)算，從廢舊動(dòng)力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰及鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)在2018年開(kāi)始爆發(fā)，達(dá)到52億元，2020年達(dá)到136億元，2023年將超過(guò)300億元。

 

這些因?yàn)榘l(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)而產(chǎn)生的電池報(bào)廢量如果不得到妥善的處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的污染；此外，廢棄的鋰離子電池具有顯著的資源性，下文我們將分析鋰離子電池回收的技術(shù)可行性和成本經(jīng)濟(jì)性。

廢棄動(dòng)力鋰電池具有顯著的資源性，其中鈷和鋰潛在價(jià)值最高

 

組成鋰離子電池的正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)等材料中含有大量的有價(jià)金屬。不同動(dòng)力鋰電池正極材料中所含的有價(jià)金屬成分不同，其中潛在價(jià)值最高的金屬包括鈷、鋰、鎳等。例如，三元電池中鋰的平均含量為1.9%、鎳12.1%、鈷2.3%；此外，銅部分、鋁部分等占比也達(dá)到了13.3%和12.7%，如果能得到合理回收利用，將成為創(chuàng)造收入和降低成本的一個(gè)主要來(lái)源。鈷資源多伴生于銅鈷礦、鎳鈷礦、砷鈷礦和黃鐵礦礦床中，獨(dú)立鈷礦物極少，陸地資源儲(chǔ)量較少，海底錳結(jié)核是鈷重要的遠(yuǎn)景資源。再生鈷的回收也是鈷資源的重要來(lái)源之一。據(jù)數(shù)據(jù)，2015年全球產(chǎn)出鈷礦12.38萬(wàn)金屬噸，剛果（金）產(chǎn)出鈷礦6.3萬(wàn)噸，占比超過(guò)50%，中國(guó)僅產(chǎn)出鈷金屬7700噸，占比6.2%。

 

鈷礦擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目包括：2016年剛果（金）的Etoile Leach SX-EW plant、澳大利亞的Nova Nickel、美國(guó)的ldaho Cobalt和NorthMet,phase 1等，合計(jì)新增產(chǎn)能7235噸；2017年新增項(xiàng)目較少，僅加拿大NICO和贊比亞Cobalt converter slag等，合計(jì)新增產(chǎn)能2215噸；2018年澳大利亞Gladstone Nickel和剛果（金）Project Minier的新礦山投產(chǎn)，合計(jì)新增產(chǎn)能9600噸。

 

鈷礦減產(chǎn)項(xiàng)目包括：嘉能可的Katanga和Mopani項(xiàng)目、巴西的Votorantim Metais礦山，預(yù)計(jì)減產(chǎn)金屬量5200噸。未來(lái)隨著銅鎳價(jià)的繼續(xù)低迷，不排除其它大型礦企也會(huì)加入減產(chǎn)的陣營(yíng)。

 

由于2016年上半年動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的快速發(fā)展所帶動(dòng)的對(duì)于鈷的需求提振以及各大礦山減產(chǎn)的預(yù)期，鈷價(jià)在2016年年中出現(xiàn)了拐點(diǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)兩年內(nèi)仍將維持供給緊平衡的態(tài)勢(shì)。從全球市場(chǎng)來(lái)看，鈷的需求42%集中在鋰電池領(lǐng)域，其次是高溫合金（16%）和硬質(zhì)合金（10%）；從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，電池材料占比高達(dá)69%。隨著新能源車下游需求逐步明確，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商2016年-2017年紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能，對(duì)于鈷的需求將進(jìn)一步提升。因此從廢舊電池中回收再利用鈷也越來(lái)越具有經(jīng)濟(jì)性。

 

鋰元素作為廣泛用于動(dòng)力鋰電池中的元素，其用途非常廣泛，且目前市場(chǎng)上碳酸鋰的價(jià)格不斷走高，需求端尤其是新能源汽車驅(qū)動(dòng)的需求擴(kuò)大以及供給端產(chǎn)能釋放的難度共同作用于碳酸鋰的價(jià)格，促使越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始關(guān)注鋰電池回收的經(jīng)濟(jì)效益。

 

鋰資源在自然界中廣泛分布，然而鋰資源的提取工藝行業(yè)壁壘較高，因此供需格局較為穩(wěn)定，近年來(lái)的供應(yīng)端變動(dòng)主要有：銀河資源復(fù)產(chǎn)（MtCattlin礦山）；SQM成立合營(yíng)公司開(kāi)發(fā)4萬(wàn)噸的阿根廷鹽湖Cauchari-Olaroz項(xiàng)目；ALB與智利本土企業(yè)加強(qiáng)合作，2020年有望在智利形成3座鋰鹽廠、合計(jì)7萬(wàn)噸LCE生產(chǎn)規(guī)模。

 

2015年，鋰電池占全部鋰需求的50%以上；根據(jù)SQM的預(yù)測(cè)，2016年到2025年鋰需求的復(fù)合增速將達(dá)到8%-12%，其中動(dòng)力鋰電的鋰需求復(fù)合增速將達(dá)到18%-24%，根據(jù)該預(yù)測(cè)，2025年全球鋰需求將達(dá)到49萬(wàn)噸（折LCE）。

 

TeslaModel3的揭幕同時(shí)帶來(lái)了對(duì)于高端氫氧化鋰需求的增加。Tesla設(shè)置的目標(biāo)是在2020年達(dá)成整車制造50萬(wàn)輛/年、超級(jí)電池廠35Gwh/年的既定產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，假設(shè)能夠達(dá)成目標(biāo)的80%、碳酸鋰單耗為0.6噸/kwh，則對(duì)應(yīng)鋰需求1.68萬(wàn)噸（折LCE）。該現(xiàn)象級(jí)事件同時(shí)也會(huì)對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)作用。

 

 

從三元材料銷量來(lái)看，全球市場(chǎng)三元材料銷量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，由2009年的1.2萬(wàn)噸快速增長(zhǎng)至2015年的超過(guò)9萬(wàn)噸，年均復(fù)合增速達(dá)到40%。根據(jù)對(duì)未來(lái)三元材料企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的分析，未來(lái)國(guó)內(nèi)三元材料龍頭企業(yè)產(chǎn)能占比仍維持在較高水平，預(yù)計(jì)未來(lái)前十大企業(yè)的產(chǎn)能占比將維持在80%以上。

 

 

從三元材料的產(chǎn)能來(lái)看，預(yù)計(jì)2016年動(dòng)力三元材料產(chǎn)能將超過(guò)7.1萬(wàn)噸/年，2016~2018年的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到56%。

 

碳酸鋰作為鹽湖和鋰礦提取的直接產(chǎn)品，是其他鋰產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，氫氧化鋰目前則主要用于NCA三元材料和高鎳NCM三元材料的生產(chǎn)，需求都隨著三元材料需求的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。

 

由于氫氧化鋰穩(wěn)定性高，反應(yīng)過(guò)程中不產(chǎn)生一氧化碳干擾物，有助于增大材料的振實(shí)密度，相比于碳酸鋰更適合作為三元正極材料合成的基礎(chǔ)鋰鹽。

 

氫氧化鋰為富鋰錳基正極材料的合成必須基礎(chǔ)原料。富鋰錳基正極材料x(chóng)Li2MnO3?(1-x)LiMO2具有高比容量(200~300mAh/g)，能很好地滿足鋰電池在小型電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的使用要求，是最具潛力的下一代動(dòng)力鋰離子電池正極材料。

 

我國(guó)碳酸鋰主要從鋰輝石中提取，采用硫酸法、石灰石焙燒法等，成本較高約為2.2-3.2萬(wàn)元每噸。少數(shù)碳酸鋰來(lái)自鹽湖鹵水提取，針對(duì)我國(guó)鹽湖鎂鋰比較高，鹵水品位差的現(xiàn)狀，采用煅燒法和溶劑萃取法，成本較從礦石中提取低，但依然高于國(guó)外鹽湖提鋰成本，且受制于惡劣生產(chǎn)條件產(chǎn)量十分有限。