摘 要：近年來，我國新能源汽車產業(yè)取得長足發(fā)展，新能源汽車保有量越來越大，動力電池大規(guī)模退役也提上日程，動力電池回收產業(yè)發(fā)展迎來預期。但當前動力電池回收產業(yè)發(fā)展面臨諸多問題，本質問題是產業(yè)經濟指標難以達到。文章闡述了新能源汽車動力電池回收產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，并創(chuàng)新性構建動態(tài)循環(huán)經濟收益評估數學模型，為動力電池回收產業(yè)經濟性評估提供基本模型框架。

關鍵詞：動力電池回收 經濟性指標 數學模型

1 緒論

近年來，全球范圍內新能源汽車產業(yè)取得巨大發(fā)展，涌現(xiàn)出一大批產業(yè)鏈參與者，我國企業(yè)在新能源汽車全產業(yè)鏈上都占據了重要地位，如寧德時代、比亞迪、理想、蔚來、小米等。新能源汽車產業(yè)高速發(fā)展帶來的動力電池退役潮。2015年國家工信部做出規(guī)定，從2016年起新能源汽車用動力電池質保期必須達到8年或12萬公里的質保期限，也即2024年首批新能源車動力電池將超出保護期，變成“脫?！睜顟B(tài)。數據顯示，2024年“脫保”車輛預計達32萬輛，到2032年將升至720萬輛，未來8年累計脫保車輛或接近2000萬輛，年均增幅達到45%。顯然，我國已成為動力電池回收產業(yè)主導力量。

動力電池回收領域參與者主要包含汽車廠商、電池廠商、電池材料供應商。動力電池回收產業(yè)鏈的各主體責任及競爭優(yōu)劣勢導致復雜競爭結構。汽車廠商是汽車產業(yè)最強力的組織者，同時是動力電池回收責任的核心承擔者。根據工信部《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的規(guī)定，已經明確車企應當自建/共建回收網點，并記錄電池編碼，確保動力電池可溯源性。例如，寶馬汽車與華友鈷業(yè)循環(huán)合作實現(xiàn)“原材料閉環(huán)回收”，經銷商店覆蓋回收網點；東風鴻泰依托整車廠信息優(yōu)勢優(yōu)化拆解流程等。但汽車廠商參與動力電池面臨技術短板，必須依賴商業(yè)模式創(chuàng)新（如換電模式與電池資產管理）整合市場。電池廠商是全生命周期設計的技術支撐，直接驅動動力電池產品標準化設計（易拆解結構、開放控制系統(tǒng)接口）、編碼溯源、與車企協(xié)同提供拆解技術信息，具有技術源頭優(yōu)勢，如寧德時代推動電池模塊化設計；瑞科美開發(fā)干法回收工藝降低污染。材料廠商則是資源再生的關鍵角色，可通過濕法/干法工藝提取鎳、鈷、鋰等核心材料，形成閉環(huán)供應鏈（如華友鈷業(yè)循環(huán)為寶馬提供再生材料）。

2 動力電池回收行業(yè)現(xiàn)實挑戰(zhàn)

動力電池回收產業(yè)，一方面是巨大的可持續(xù)的市場機會，而另一方面動力電池回收產業(yè)卻面臨諸多困難，主要體現(xiàn)在回收技術、產業(yè)結構、經濟指標三個方面。

2.1 回收技術出現(xiàn)瓶頸，工藝效率與環(huán)保矛盾突出

拆解技術自動化水平不足。當前動力電池拆解人工介入度高（特別是白名單之外的小企業(yè)、小作坊）存在效率低、安全隱患大等問題。例如，三元鋁殼鋰電池的拆解需人工處理高壓線路和復雜結構，易引發(fā)短路、漏液甚至爆炸風險。手工拆解會導致銅、鋁等雜質混入，降低金屬回收率（如鋰回收率僅91%），且難以滿足規(guī)?；枨骩1]；再生利用工藝效率與環(huán)保價值矛盾。目前，濕法冶金技術如硫酸浸出法，雖能實現(xiàn)鎳、鈷回收率超99%，但需大量酸堿試劑，廢水處理成本占再生環(huán)節(jié)總成本的30%以上。張冠華等[2]對廢舊鋰電池進行生命周期評估（LCA）表明，傳統(tǒng)濕法工藝的溫室氣體排放（GWP）達20.38 kg CO2當量/噸電池，且海洋生態(tài)毒性（METP）指標顯著高于物理分選法?；瘜W法回收鋰的能耗是開采原生鋰礦的2-3倍，削弱其經濟可行性；梯次利用技術標準缺失。電池一致性檢測技術尚未成熟，剩余容量評估誤差達±10%，導致梯次產品（如儲能電池）壽命縮短30%。研究指出，磷酸鐵鋰電池梯次利用后循環(huán)次數不足500次即需二次回收，全周期碳減排效益僅15%-20%[3]。

2.2 產業(yè)結構失衡，市場分散與責任主體缺位

動力電池回收市場集中度低，合規(guī)企業(yè)市占率不高，產能空轉情況嚴重。截止2024年，我國注冊動力電池回收企業(yè)超12萬家，但白名單企業(yè)僅占市場份額30%，頭部企業(yè)（如邦普循環(huán)）產能利用率不足50%。區(qū)域性小作坊、小企業(yè)通過非法拆解，獲取成本優(yōu)勢，占據50%以上貨源，而合規(guī)企業(yè)產能閑置；產業(yè)鏈協(xié)同機制缺失。生產者責任延伸（EPR）制度執(zhí)行不力[4]，車企、電池廠與回收企業(yè)間數據割裂。研究顯示，僅25%退役電池由車企渠道回收，其余大部分流向非正規(guī)市場。閉環(huán)供應鏈模型（CLSC）分析表明[5]，責任主體模糊使回收成本增加18%-22%；區(qū)域布局不合理?；厥站W點集中于東部沿海（占比68%），中西部地級市覆蓋率不足40%，運輸成本占回收總成本的35%-40%[6]。

2.3 經濟指標倒掛，成本壓力與政策激勵不足

回收成本-收益失衡。合規(guī)企業(yè)處理成本約1.9萬元/噸，而小作坊僅1.2萬元/噸。以三元電池為例，正規(guī)企業(yè)金屬回收凈收益約0.8萬元/噸，但環(huán)保投入（占成本25%）擠壓利潤率至5%-8%；財稅政策支持缺位。增值稅即征即退政策未覆蓋梯次利用環(huán)節(jié)，導致再生材料成本比原生礦高12%-15%。對比歐盟《電池法規(guī)》，我國對再生材料采購補貼尚有缺失，企業(yè)碳交易收益不足總營收的3%；價格機制扭曲拍賣模式下廢舊電池價格波動劇烈，2024年三元電池收購價峰值達2.2萬元/噸，較合規(guī)企業(yè)報價高15%，引發(fā)“價高者得”惡性競爭[7-10]。

3 新能源汽車產業(yè)動力電池回收經濟性模型構建

數據顯示，目前動力電池回收業(yè)務大部分處于虧損狀態(tài)，缺乏合理經濟性指標來衡量產業(yè)經濟可持續(xù)性。為此，本文提出動態(tài)循環(huán)經濟收益評估模型，為動力電池回收領域提供基本經濟模型框架。

一般而言，動力電池生命周期可以歸納為如下幾個階段：生產設計→車載使用（5-8年）→退役判定→梯次利用（儲能/備電等）→再生利用（材料提?。Y源重返電池生產。

各生命周期階段中會產生多項收益，同時單位成本與回收處理規(guī)模呈現(xiàn)緊密聯(lián)系，回收處理規(guī)模（Q）對經濟性的影響呈現(xiàn)非線性特征，具體表現(xiàn)為固定成本分攤、技術升級閾值、政策激勵效應等多維度作用機制，需要重點進行分析。根據固定成本分攤原則，單位成本隨處理量增加而遞減，結合目前行業(yè)運行數據，可以分為如下階段。

（1）初始階段（Qlt;5萬噸/年），特征是固定成本占比高?；厥站W絡建設（網點布局、物流體系）及自動化拆解設備投入（如柔性產線、環(huán)保處理設施）占總成本50%以上，單位成本（C/Q）較高。例如，合規(guī)企業(yè)拆解成本約2.3萬元/噸，而小作坊因跳過檢測環(huán)節(jié)可低至1.5萬元/噸。某柔性拆解產線年產能5萬噸，若實際處理量僅1萬噸，單位拆解成本為10萬元/噸（假設固定成本5億元），遠高于行業(yè)平均水平。

（2）規(guī)模擴張階段（5萬噸/年Qlt;20萬噸/年5萬噸/年lt;Qlt;20萬噸/年），特征是邊際成本顯著下降。這一階段，固定成本逐步攤薄，單位成本快速下降。如寧德時代邦普循環(huán)基地通過規(guī)?；幚恚晏幚砹砍?0萬噸），鎳鈷錳金屬回收率提升至99%，單位再生材料成本降低30%。根據2023年數據，合規(guī)企業(yè)產能利用率僅16.4%，若提升至50%（處理量增加3倍），單位成本可下降40%。

（3）成熟階段（Qgt;20萬噸/年Qgt;20萬噸/年，特征是規(guī)模效應邊際遞減。處理量進一步增加時，邊際成本下降趨緩，但通過技術升級（如全干法物理分選工藝）可突破瓶頸。例如，北辰循環(huán)通過規(guī)模化應用干法技術，處理量達30萬噸/年時，回收率提升至95%，單位成本降至行業(yè)均值的70%。

結合上述特征和行業(yè)數據，動力電池回收的規(guī)模效益呈現(xiàn)S型曲線特征，因此提出如下規(guī)模效益函數：

式中為年處理量，單位Wt（萬噸）。參數估計方法可以基于行業(yè)平均情況擬合得到。

結合規(guī)模效益函數，考慮各項成本收益邏輯關系，得到具備可解釋性的動態(tài)循環(huán)經濟收益評估模型：

式中：Rm：再生材料收益（鋰、鈷、鎳等金屬回收價值，與市場價格和回收率相關）；Rt：梯次利用收益（儲能、低速車等場景的二次使用收益）；Sg：政府補貼收益（合規(guī)企業(yè)專項資金、稅收優(yōu)惠等）；Ec：環(huán)境外部性收益（碳減排收益、資源開采節(jié)省成本）；Cp：回收網絡建設成本（網點布局、物流運輸）；Cd：拆解與檢測成本（分選、重組、BMS技術投入）；Cr：再生利用成本（濕法/火法工藝能耗、環(huán)保處理）；Ce：環(huán)境治理成本（污染物處理費用）。

上述模型中的參數，需要結合多家大型同類型動力電池回收企業(yè)多年的財報和經營性報告的信息綜合計算確定。本文基于多家頭部動力電池回收企業(yè)（格林美、邦普循環(huán)、天奇股份、豪鵬科技等）的公開數據，對動態(tài)循環(huán)經濟收益評估模型（DLCER-Battery）的參數合理性進行驗證與優(yōu)化。根據格林美股份有限公司2023年經營分析文件可知，2023年該公司動力電池回收處理量達到2.74萬噸，符合小規(guī)模的特征，可以計算出α≈0.18。同理可得其他參數，列于表1中。

4 模型討論

4.1 模型敏感性分析

金屬價格波動會影響回收收益，Rm將會減少。政策補貼（Sg）提升將會改善回收企業(yè)經濟性。規(guī)模效應對回收單位成本的影響較大，Q從5萬噸增至20萬噸，單位成本下降40%。

4.2 梯次利用與回收利用

根據模型特點，當時，優(yōu)先進行梯次利用（如儲能峰谷電價差≥0.7元/kWh時盈利顯著），如中國鐵塔公司對于新能源汽車動力電池回收并規(guī)模化梯次利用于通信基站效益良好。

4.3 動態(tài)參數校準

文章估算的模型參數使用靜態(tài)數據，不能完全符合行業(yè)動態(tài)發(fā)展趨勢，利用機器學習可以實時更新規(guī)模效益函數的相關參數，例如實時監(jiān)測金屬價格波動，動態(tài)調整模型參數，可以獲得時域決策支持。

4.4 不確定性量化

可以引入蒙特卡洛模擬，評估政策變化（如碳價波動）與技術風險（如回收率不及預期）對本模型的敏感度。

5 總結

文章系統(tǒng)性研究了新能源汽車動力電池回收領域的機遇與挑戰(zhàn)，分析市場規(guī)模變化規(guī)律，合規(guī)企業(yè)生產經營現(xiàn)狀，以及動力電池回收行業(yè)經營的現(xiàn)實困難。為了動態(tài)反映新能源汽車企業(yè)經營狀態(tài)，本文創(chuàng)新性提出了動態(tài)循環(huán)經濟收益評估模型，并進行了參數整定，以期為相關領域經營者決策提供科學分析框架。

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