动力电池回收行业研究汽车产业链企业渠道优

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(报告出品方/作者:广发证券,郭鹏、陈子坤、姜涛)

一、动力电池回收步入高成长,行业向大型化、规范化发展

(一)新能源汽车行业景气度提升,动力电池回收市场崛起

新能源汽车行业持续景气上行,销量高增速趋势明显。新能源汽车自年起大规模推广应用,并于年进入加速成长阶段,行业渗透率持续提升,年是新能源销售大年,12月国内月度新能源汽车渗透率达18.3%。随着新能源汽销量高速增长,对应动力电池的报废量和更换量也将快速放量,按照动力电池4至6年使用寿命测算,目前国内动力电池已经进入报废高峰期,市场规模快速释放中。

动力电池销量受益于新能源汽车行业景气度,装机量规模持续攀升。新能源汽车以动力电池为驱动,在新能源汽车行业景气度提升的趋势下,动力电池的装机量也将呈现高增速。从结构上来看,三元材料电池和磷酸铁锂电池为装机主流,近年来装机量持续高升,对比年已扩增超12倍。

(二)动力电池回收政策经历三大发展阶段,大型化、规范化为发展方向

动力电池回收政策高频发布,行业标准持续出台、规范化程度持续提升,为行业市场空间释放提供保障。我们将动力电池回收政策的出台分解为三个阶段:

1.年-年:电池回收开始被政策提及,但只作为新能源汽车政策文件的部分条款出现,缺乏体系化政策,电池也尚未形成主流技术路线,梯次利用为重点思路之一;

2.年-年:进入专题政策阶段,国家针对动力电池回收陆续出台多项政策、方法,对回收利用管理、回收技术标准作出详细规定;

3.年以来政策出台速度明显加速,开始密集发布各项管理办法,增加试点项目,追加电池溯源管理,提高行业规范度,助力清理整治行业生态乱象。溯源管理下,国家溯源平台共收录新能源汽车配套各类电池总量超过万包,电池流向逐步有迹可循。此外,在规范化和专业化的基础上,动力电池回收也趋向于大型化。年底《关于完善资源综合利用增值税政策的公告》要求从事再生资源回收的增值税一般纳税人缴纳3%增值税,压低了小作坊的利润空间,增加了其生存难度,正规回收企业的市场份额有望增大。

过去两年国家开始扩大认证的回收企业数量,引导动力电池行业规范化发展。年公布了首批5家符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业名单,至年又新增两批,符合要求的正规企业名单由5家快速扩增至47家。根据政策要求,满足条件的企业要具备先进的生产设施设备及元素提取工艺,回收规模符合条件规定。

但诚然,伴随行业扩张,新增企业数量仍进入快速增长期,或导致短期市场竞争加剧。过去几年动力电池回收企业数量维持家以下,年至年仅增加余家。但进入年,随着回收政策持续出台,以及电池需求和退役数量不断增大,动力电池回收参与者显著增多。年动力电池回收企业数量激增,大量企业瞄准回收领域,年新增企业数量占总体企业比例高达80%。行业进入一轮跑马圈地的阶段,或导致竞争环境恶化。

从技术维度来看,回收要求不断细化,回收标准化程度持续提升。近年来我国关于回收率的要求逐渐严格,至今已形成较为完善的回收率规定,其中镍、钴、锰元素的金属回收率要求达98%,锂的回收率也从年的不要求,提高到年的要求不低于85%,稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于97%。年要求还对其他材料和废水循环利用率提出要求。从落实情况来看,当前部分企业回收率已超过规定要求,华友钴业、格林美等企业锂回收率已达95%以上,持续提高的回收标准进一步助力行业走向规范化,也有助于行业的良性竞争。

专利数量保持较高增长,技术水平亦稳步提升。年起,中国动力电池回收专利数量进入起步期,相关技术开始缓慢增长;年后,专利数量迎来上升期,专利数量已突破个,技术水平提升速度加快;随着技术研发的不断开展,近年来专利维持较快增长趋势;至21年专利数量已达个,较过去几年有显著增长。锂电池回收专利技术热点主要分布在有价金属、材料回收技术,回收工艺(包括针对工艺步骤的改进技术),应对二次污染以及危险性的处置技术等核心板块,助力回收效益加快提升。

回收钴、锂资源可对我国金属稀缺进行补充,进一步提升动力电池回收的经济性。钴在我国是稀缺资源,近十多年钴含量的全球占比不超过10%,近几年占比更是呈现逐渐下降趋势。根据我们测算,动力电池回收带来的再生钴或超过我国钴矿产量(约公吨/年),带来显著经济性。我国锂资源丰富但供给依赖进口,绝大多数锂分布在青海与西藏盐湖,自然环境恶劣叠加基础设施落后,阻碍锂资源的大规模生产,动力电池回收带来的再生锂亦有助于平缓国内供给需求失衡。

动力电池存在一定污染性,回收电池势在必行。动力电池正极包含重金属,不恰当的回收将导致重金属渗入土壤;电解液组成成分本身或其转化产物,如LiAsF6、DME,甲醇、甲酸等都是有毒有害物质,一些物质腐蚀性极强。且传统方式拆解电解液会引起电解液的挥发,其中锂盐LiPF6水解后形成的HF由于其化学侵蚀性和毒性,会对工业回收进程及环境保护造成极大破坏。负极、外壳材料、隔膜在一定程度上也会造成粉尘、白色污染。动力电池回收是当前环保大趋势下的必要进程,回收势在必行。

(三)三元电池回收更具经济性,磷酸铁锂电池再生利用比例或持续提升

三元材料电池与磷酸铁锂电池为行业主流,且三元电池因其金属含量更高,回收经济性更强。二次电池方面,相较于铅酸电池、镍铬电池环境污染较大且循环寿命短,镍氢电池体积重量大且有自放电现象,锂电池具有体积重量小,循环寿命长,环境污染小等优势,其中三元锂电池和磷酸铁锂为主流品种。从电池回收的角度来看,三元电池中镍钴含量更高,回收经济性也更强,而磷酸铁锂电池目前仍主要通过梯次利用的形式进行回收利用,并出现直接进入再生利用阶段的趋势。

磷酸铁锂电池通过梯次利用与再生利用途径进行。随着动力电池的使用,电解液和活性物质逐渐被消耗,且易生成锂树枝晶,容量逐步降低。对于动力锂电池组,当其中一部分电芯的容量衰减较快以致该部分电芯容量过低,电池电量将不能稳定输出,易导致安全问题。一般来说,根据电芯衰减情况,动力电池容量衰减至80%以下时需要退出使用,进入回收利用期。磷酸铁锂电池容量降为20%至80%时为轻度报废,可以进入梯次利用阶段,用于储能、通信基站以及用户侧;20%以下时为重度报废,将进入再生利用阶段。未来在直接进入再生利用阶段的趋势下,磷酸铁锂电池容量下降至80%以下时,直接进入再生利用的比例或将持续提升。

三元材料电池梯次利用价值微弱,主要以再生利用为回收途径,报废拆解收益显著。目前三元材料电池的实际循环次数为次左右,而磷酸铁锂电池循环次数已达到次;当进入80%容量以下的衰减期后,三元材料电池将以更快的速度衰减,因此其梯次利用回收价值微弱。相对于三元材料电池,磷酸铁锂电池的高循环次数叠加低衰减速度带来其梯次利用的高收益。三元材料电池包含锂、钴、镍等多种金属,且锂含量超过7%,较磷酸铁锂电池锂含量显著。通过电池回收,金属可再次利用,且近年来金属价格攀升,三元材料电池的拆解回收价值将成为其回收利润主要来源。

钴成本维持高位限制高钴电池增长,高镍低钴成为三元电池材料未来趋势,也将对电池回收金属的结构产比产生影响。目前三元材料电池主要以NCM、NCM、NAM、NAM、LiNiCoAlO2为主。钴价波动较大,带来高钴低镍的电池成本居高不下;为了替代钴,电池厂商增加镍的使用量以提升电池的能量密度。改变钴、镍的占比在降低成本的同时依然保持电池优异的热稳定性,三元锂电池正极材料高镍低钴化成为锂电池的必然发展趋势。根据各类三元电池的金属含量占比,我们预测以NAM为代表的高镍低钴电池占比将逐步提高。(报告来源:未来智库)

二、电池回收市场空间超千亿,三元与磷酸铁锂各占约40%

测算年锂电池回收规模中观预测下达亿元,其中动力电池回收占比达84%。锂电池回收主要由动力电池回收、3C电池回收、储能电池回收构成,其中动力电池回收为主要看点,占据绝大部分市场空间。预计到年动力电池回收规模中观预测下将达亿元,占比高达84%。3C电池回收与储能电池回收规模将分别为亿元、18亿元,占比14%、2%。

(一)三元电池回收价值可观,预计年市场规模为-亿元

我们对未来十年三元材料电池回收市场空间进行测算:市场空间=动力电池装机量*报废比例*金属含量*金属价格。未来磷酸铁锂电池继续放量,占比逐年上升,并通过预测乘用车与商用车占比可以得到三元电池装机量情况。

行业规范条件明确规定最低回收率,加强对有效回收的保障。《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》规定镍、钴、锰的综合回收率应不低于98%,锂的回收率不低于85%,稀土等其他主要有价金属综合回收率不低于97%。结合政策的指引及技术条件的约束,对金属回收率作出预测。

(二)预计年磷酸铁锂电池报废拆解市场空间为-亿元

测算中观假设下磷酸铁锂电池年中观预测下报废拆解规模有望达亿元。磷酸铁锂电池进入梯次利用寿命为4-6年,进入报废阶段大约为6-8年,假设磷酸铁锂电池容量下降到80%以下后,50%电池进入梯次利用阶段,剩余50%电池直接进入再生利用阶段。基于政策指引,对磷酸铁锂电池能量密度做出假设,测算逻辑如下:第n年磷酸铁锂电池报废量(GWH)=(第(n-8)年装机量/3+第(n-7)年装机量/3+第(n-6)年装机量/3)*50%+(第(n-6)年装机量/3+第(n-5)年装机量/3+第(n4)年装机量/3)*50%。

第n年磷酸铁锂电池报废正极重量(万吨)=(第(n-8)年装机量/能量密度/3+第(n7)年装机量/能量密度/3+第(n-6)年装机量/能量密度/3)*50%+(第(n-6)年装机量/能量密度/3+第(n-5)年装机量/能量密度/3+第(n-4)年装机量/能量密度/3)*50%磷酸铁锂电池报废拆解市场规模=第n年磷酸铁锂电池报废正极重量(万吨)*锂回收率*电池中锂的含量*锂价

(三)3C与储能电池亦有回收价值,市场空间合计规模亿元

3C电池与储能电池回收缓慢放量,预计中观预测下,到年回收规模分别达亿元和18亿元。3C电池主要以钴酸锂电池为主,回收价值主要落在金属锂与钴,通过对3C电池报废量与回收利用率做出假设,得到市场规模测算,测算逻辑如下:3C电池回收市场规模=第n年报废电池金属回收量(万吨)*金属价格第n年报废电池金属回收量(万吨)=第n年报废3C电池重量(万吨)*金属占比*金属回收率。

3C电池寿命大约为2年,根据高工锂电统计的近年来3C电池出货量,20年出货量增速6.8%,预计22年报废电池增速大约为6.8%;3C电池行业已步入成熟期,出货量复合增速为2.6%,预计未来电池产量增速放缓,将逐步回归平均增速水平。由于年、年报废电池重量分别为8.13万吨、9.6万吨,通过对报废电池重量增速进行预测,得到3C电池报废重量,从而预测得出金属回收量。

三、渠道端

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