【摘要】隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，動力電池裝車量迅速升量，現(xiàn)有動力電池的使用壽命約為5～8年，未來我國將面臨著動力電池大規(guī)模的集中退役，動力電池回收市場潛力巨大。通過數(shù)據(jù)測算，保守預(yù)計(jì)至2030年我國動力電池總退役量將達(dá)380.3 GW·h，回收市場總規(guī)?？蛇_(dá)787.9億元，其中，梯次利用市場的規(guī)模有望在2025年后實(shí)現(xiàn)快速增長，再生利用市場將成為動力電池回收企業(yè)競爭的主場景，為全行業(yè)前期發(fā)展貢獻(xiàn)核心增量。

關(guān)鍵詞：動力電池回收；市場規(guī)模預(yù)測；磷酸鐵鋰電池；三元鋰電池；梯次利用；再次利用

中圖分類號：U469.72" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" DOI： 10.19822/j.cnki.1671-6329.20230280

Market Space Forecast for Power Battery Recycling of New Energy Vehicles in China

Zhu Qing， Zhang Lin

（China Automotive Information Technology （Tianjin） Co.， Ltd.， Tianjin 300300）

【Abstract】 With the vigorous development of new energy vehicles industry in China， the installed capacity of power batteries has rapidly increasing. The service life of existing power batteries is about 5～8 years， large-scale centralized retirement of power batteries will come， and the market potential for power battery recycling is enormous. According to calulated data， it is conservatively estimated that the total retirement of power batteries in China will reach 380.3 GW·h by 2030， and the total scale of the recycling market can reach 78.79 billion RMB， the scale of the cascading utilization market will grow rapidly after 2025， and the recycling market will become the main competition scenario for power battery recycling enterprises， contributing core increment to the early development of the entire industry.

Key words： Power battery recycling， Market size forecast， Lithium Iron Phosphate（LFP）battery，Nickel Cobalt Manganese（NCM）battery，Cascade utilization，Recycling

0 引言

隨著“碳中和”目標(biāo)成為全球發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，2020-2022年，各國相繼出臺新能源汽車推廣政策，政策端的傾斜帶來了產(chǎn)業(yè)端的紅利，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年，我國新能源汽車全年銷售量達(dá)688.7萬輛，同比增長93.4%，呈現(xiàn)持續(xù)高速增長態(tài)勢。動力電池作為新能源汽車最為核心的零部件，亦得到了長足發(fā)展，裝車量快速提升。據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年，我國動力電池全年裝車量為294.6 GW·h，同比增長90.7%。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，動力電池的使用壽命一般為5～8年，隨著動力電池裝車量的持續(xù)走高，我國將面臨動力電池的大規(guī)模集中退役，其回收處置需求將呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。

動力電池雖然不含鉛、汞等有害重金屬，但報(bào)廢的動力電池中常用的組成材料的一些化學(xué)特性仍會對環(huán)境產(chǎn)生潛在的危害。如動力電池正極常用的鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等材料與水、酸或者強(qiáng)氧化劑發(fā)生劇烈反應(yīng)會產(chǎn)生有害的金屬氧化物導(dǎo)致環(huán)境重金屬污染；同時，動力電池中富含鈷、鎳、錳等金屬，可通過食物鏈在人體中逐漸富集，嚴(yán)重威脅人體健康；此外，近年來動力電池的原材料鎳、鈷、鋰等金屬價格持續(xù)走高，我國鈷、鎳資源已探明儲量極少，供需嚴(yán)重失衡，且受限于開采條件和鋰資源品質(zhì)，我國鋰資源的實(shí)際供應(yīng)能力也相對較弱，資源對外依存度很高。因此，對廢舊的動力電池進(jìn)行回收處理，不僅環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，還能循環(huán)利用鋰、鈷等對外依存度高的資源，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、稀缺資源循環(huán)利用的重要舉措，動力電池回收再利用市場的潛力巨大。

本文旨在對新能源汽車動力電池回收利用空間進(jìn)行預(yù)測，與以往研究成果相比，更加注重對動力電池回收利用市場的動態(tài)變化、技術(shù)發(fā)展趨勢及政策環(huán)境的綜合分析。通過深入挖掘動力電池回收利用的技術(shù)路徑、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境影響，力求為行業(yè)提供更加精準(zhǔn)的未來發(fā)展趨勢預(yù)測，明確動力電池回收利用的潛在市場空間，為相關(guān)企業(yè)、政府及投資者提供決策支持，以系統(tǒng)性、前瞻性和實(shí)用性為導(dǎo)向，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)新的思路和方法。

1 動力電池回收政策梳理

近年來，我國政府出臺了系列政策支持新能源汽車動力電池回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政策發(fā)展歷程可分為3個階段，車用動力電池回收利用體系也隨著政策深入推進(jìn)而逐步完善。2012-2016年，動力電池回收利用相關(guān)內(nèi)容僅作為推廣新能源汽車專項(xiàng)文件的部分條款；2016-2018年，發(fā)改委、工信部、科技部等國家部委相繼出臺新能源汽車動力蓄電池回收的專項(xiàng)政策；2018年至今，廢舊動力電池回收政策密集出臺，行業(yè)規(guī)范化進(jìn)程明顯加快，進(jìn)入試點(diǎn)實(shí)施階段，見表1。

2 動力電池回收利用方法

2.1 梯次利用

通常情況下，當(dāng)動力電池容量降至80%以下時，其性能將不再能滿足汽車正常行駛的動力需求，但仍然可以用于其他方面，可對退役動力電池中剩余容量較高的電池進(jìn)行篩選、拆解、重組后應(yīng)用于對電池性能要求不太高的低速電動車、儲能領(lǐng)域，即實(shí)現(xiàn)梯次利用。磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長，在電池容量降至80%以下后仍能保持較好的電化學(xué)功能，電池容量亦不會加速衰減，同時，磷酸鐵鋰電池有耐高溫的特性，安全性高，具有更高的梯次利用價值。

2.2 再生利用

當(dāng)動力電池容量降至20%以下時，其容量和性能均不再能滿足商業(yè)化需求，不再具有梯次利用價值，此時應(yīng)對廢舊動力電池實(shí)施分解、切碎、熔煉等工序，從中分離提取出有價值的鎳、鋰、鈷、銅、錳等金屬離子，再應(yīng)用于電池生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再生利用。目前，動力電池回收行業(yè)已形成以火法冶金、濕法冶金、生物冶金為標(biāo)桿的多項(xiàng)再生回收工藝，其中，濕法工藝擁有回收率高、可定向回收金屬的優(yōu)勢，現(xiàn)已成為動力電池回收的主流技術(shù)路線。從資源視角看，廢舊三元鋰電池富含鋰、鎳、鈷、錳等有價金屬，具備極高的再生利用價值。

3 動力電池回收市場空間預(yù)測

3.1 動力電池退役量

根據(jù)沙利文公司預(yù)測，至2026年，我國動力電池裝車量將達(dá)到762 GW·h，其中三元鋰電池為305.8 GW·h、磷酸鐵鋰電池為456 GW·h[12]，見圖1。2021-2026年，我國動力電池裝車量的復(fù)合年均增長率高達(dá)37.6%，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池裝車量的復(fù)合年均增長率分別為32.67%、41.71%。

同時，根據(jù)《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》[1]的相關(guān)規(guī)定，對于新能源汽車的關(guān)鍵零部件（電池、電控、電機(jī)），乘用車車企應(yīng)提供不少于8年或12×104 km的質(zhì)保，商用車車企應(yīng)提供不少于5年或2×105 km的質(zhì)保?；诖艘?guī)定，本文假設(shè)新能源汽車動力電池的使用壽命為5～8年，分別以10%、40%、30%、20%的比例退役，見表2。

根據(jù)以上假設(shè)，本文新能源汽車動力電池退役量核心測算公式設(shè)定如下：

[RT?=0.1×IT?5?+0.4×IT?6?+0.3×IT?7?+0.2×IT?8?]" " （1）

式中：[RT?]為第T年的退役量，IT為第T年的裝機(jī)量，IT?N為第T-N期的裝機(jī)量。

綜上所述，如表3所示，預(yù)計(jì)至2030年我國動力電池總退役量可達(dá)到380.3 GW·h，其中，磷酸鐵鋰電池為219.6 GW·h、三元鋰電池為160.4 GW·h。2021-2030年，我國動力電池退役量將以每年49%的復(fù)合年均增長率快速升量；2021-2025年，三元鋰電池退役量的年均復(fù)合增長率高達(dá)89%，遠(yuǎn)高于同期磷酸鐵鋰電池退役量的增長率；2026-2030年，磷酸鐵鋰電池退役量有望快速增長，年均復(fù)合增長率可達(dá)67%，同期三元鋰電池退役量增速則放緩至40%。

3.2 動力電池回收市場規(guī)模測算

根據(jù)《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》[2]，廢舊動力蓄電池的利用應(yīng)遵循先梯次利用、后再生利用的原則。三元鋰電池的循環(huán)壽命與耐高溫性均較差，梯次利用存在安全風(fēng)險，適合直接再生利用；磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命長且耐高溫，更適合先梯次利用后再生利用，但目前梯次利用市場存在標(biāo)準(zhǔn)體系與商業(yè)模式尚不清晰的應(yīng)用難題，退役磷酸鐵鋰電池大規(guī)模的梯次利用暫不現(xiàn)實(shí)。

綜上本文設(shè)定如下假設(shè)：（1）每年退役的三元鋰電池將全部進(jìn)行再生利用；（2）每年退役的磷酸鐵鋰電池將部分進(jìn)入梯次利用環(huán)節(jié)，梯次利用3年后再進(jìn)行再生利用，而同期未進(jìn)入梯次利用環(huán)節(jié)的退役電池則直接再生利用。動力電池后續(xù)梯次利用、再生利用核心假設(shè)及測算公式見表4。

3.2.1 梯次利用市場規(guī)模

基于以上假設(shè)，如表5所示，我國2030年退役磷酸鐵鋰電池的梯次利用量有望達(dá)到131.8 GW·h。目前，梯次利用電池的價格約為全新電池價格的60%～70%，隨著動力電池領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)，動力電池制造成本總體會呈現(xiàn)出下降趨勢，故本文假設(shè)全新電池價格將從2019年的156美元/kW·h線性降至2030年的61美元/kW·h，并按照6.5的匯率進(jìn)行換算，保守估計(jì)梯次利用電池的價格為全新電池價格的60%，預(yù)計(jì)至2030年，我國退役動力電池梯次利用市場規(guī)模將達(dá)到313.5億元。

3.2.2 再生利用市場規(guī)模

基于以上假設(shè)，如表6所示，2030年退役動力電池的再生利用量有望達(dá)到265.6 GW·h，其中退役磷酸鐵鋰電池再生利用量為105.2 GW·h、三元鋰電池為160.4 GW·h，忽略極少量其他類型退役電池的影響。

根據(jù)正極材料中鎳、鈷、錳金屬的占比不同，三元鋰電池又可以分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811四種型號，不同型號的三元鋰電池在技術(shù)路線和能量密度上都存在差異。隨著鈷金屬材料價格的上漲，三元鋰電池行業(yè)高鎳低鈷化趨勢明顯，未來高鎳電池有望成為行業(yè)主流，故本文參照相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)定了各型號三元鋰電池的裝機(jī)量占比如表7所示。不同類型正極材料所含金屬質(zhì)量如表8所示。

根據(jù)《廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法（2019年本）》[3]，對鈷、鎳、錳的綜合回收率應(yīng)不低于98%，對鋰的回收率不低于85%，故本文假定退役動力電池中鎳、鈷、錳金屬的回收率為98%，鋰回收率以1%的年增速自2020年的85%線性提升，至2030年可達(dá)95%。

同時，隨著全球汽車電動化的逐步深入，近年來電池金屬價格大幅上漲，而近期相關(guān)電池金屬價格也出現(xiàn)了較大波動，故本文選取2012-2022年各電池金屬價格的80%歷史分位點(diǎn)作為各電池金屬的預(yù)測價格，其中，鋰為80萬元/t，鈷為39萬元/t，鎳為12.9萬元/t，錳為1.6萬元/t。

綜合以上假設(shè)，如表9、表10、表11所示，本文預(yù)測至2030年我國退役動力電池再生利用市場規(guī)?？蛇_(dá)474.4億元。

4 結(jié)束語

我國動力電池回收行業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ?，市場空間廣闊，保守預(yù)計(jì)2030年動力電池回收的市場總規(guī)模將達(dá)到787.9億元，其中梯次利用市場規(guī)模313.5億元、再生利用市場規(guī)模474.4億元，2021-2030行業(yè)年均復(fù)合增長率可達(dá)54.6%。

梯次利用市場厚積薄發(fā)，2025年后規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)快速升量。當(dāng)前梯次利用市場標(biāo)準(zhǔn)體系與商業(yè)模式尚不清晰，預(yù)計(jì)行業(yè)未來2～3年仍將處于政策規(guī)范與商業(yè)化探索期，保守估計(jì)至2025年梯次利用市場規(guī)模將達(dá)到15.2億元，隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與商業(yè)模式逐漸完善，梯次利用市場將在后續(xù)迎來指數(shù)式增長期，2030年市場規(guī)模有望達(dá)到313.5億元。

再生利用市場發(fā)展迅猛，技術(shù)日趨完備，在商業(yè)模式上已經(jīng)有了比較成熟的案例，是當(dāng)前廢舊動力電池的主要利用方式，再生利用市場將成為動力電池回收企業(yè)角力的主場景，同時也將為行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)核心增量，在再生利用市場中優(yōu)勢明顯的企業(yè)將有望成為未來行業(yè)的領(lǐng)軍者。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 明慧）