明明并不是什么新鮮東西，為什么在這兩年，建立動力電池回收系統(tǒng)突然成了一件迫在眉睫的事情？
當(dāng)然是因為新能源車爆發(fā)了。
數(shù)據(jù)顯示，2015年至到2020年，我國全年動力電池裝機量從16GWh增長至63.6GWh，年復(fù)合增長率超過50%。中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)累計退役的動力電池超過20萬噸（約25GWh），市場規(guī)模達到100億元[1]。
然而，我們看到的只不過是潮頭而已。
考慮到動力電池的平均4-6年的有效壽命以及5-8年的使用年限，結(jié)合2014年開始的電動車快速普及，2021年底，我們才將迎來第一批退役高峰。
可彼時的新能源車交付量和近年一比，不值一提。截至2020年底，我國新能源汽車保有量達492萬輛，其中純電動汽車保有量400萬輛，新能源汽車增量連續(xù)3年超過100萬輛，而截止2021年十月份，國內(nèi)當(dāng)期的新能源車零售就已經(jīng)超過213萬輛 [2]。
急速增長的新能源車市場，意味著動力電池批量退役的巨大壓力。據(jù)預(yù)計，2025年我國退役動力電池將接近80萬噸[3]。這已是不可等閑視之的數(shù)字，若不能得到恰當(dāng)處置，如此巨量的退役電池既是對資源的浪費，也對環(huán)境危害甚大。
顯然，如何搭建一個完善的動力電池回收鏈條，已經(jīng)引起了市場的廣泛關(guān)注。放大燈將通過本文，一解行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以及背后的種種困境。
建議將本文與放大燈此前發(fā)布的《看完這篇文，鋰電池入門》搭配閱讀，體驗更佳
促進動力電池回收產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要是兩大因素：對環(huán)境保護的需求，以及貴金屬回收的經(jīng)濟性。
眾所周知，廢舊電池是一種污染性很強的垃圾。尤其是體積巨大的動力電池，其包含大量重金屬、電解質(zhì)、溶劑及各類有機物輔料，集多種毒性很強的污染物于一身，不恰當(dāng)?shù)奶幹脮?yán)重污染土壤與水源，亦會產(chǎn)生有毒氣體排放。
所以，簡單的填埋或是焚燒，都不適合用來處理退役的動力電池——而且這也也是對資源的浪費。
首先，雖說叫“退役”動力電池，但并不是說這些電池性能已經(jīng)接近報廢。一般來說，當(dāng)動力電池的容量衰減至額定容量的約80%~70%以下時，就不再適用于電動汽車，但80%~20%這一區(qū)間，動力電池的性能仍然可以滿足很多設(shè)備的能源需要，僅當(dāng)容量下降至20%后才需強制報廢，這也被稱作電池的能量價值再挖掘。
除了能量價值外，動力電池同樣具有材料再生價值。以目前最主流的兩大電池路線之一的三元電池為例，其使用的鈷金屬，是一種十分稀有的金屬元素，地殼含量低，分布卻十分集中，還主要分布于生產(chǎn)力偏落后的非洲地區(qū)，且鈷礦長期受困于產(chǎn)能不穩(wěn)定，時常受到各種外部因素，如當(dāng)?shù)卣值母蓴_。這就導(dǎo)致鈷價格不漲則已，一漲那就是直接奔著要供應(yīng)鏈命去，故得了個“鈷奶奶”的外號。
正是由于鈷的價格，才導(dǎo)致目前很多車企選擇使用811三元電池（鎳鈷錳比例8:1:1），甚至是無鈷電池（如特斯拉），或是惹不起躲得起，直接轉(zhuǎn)型磷酸鐵鋰電池。
隨著越來越多的車企宣布完全放棄傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車并轉(zhuǎn)型電動汽車，以及眾多國家為實現(xiàn)碳排放目標(biāo)而制定的2050年實現(xiàn)汽車電動化或禁止傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的時間表，同樣可能推動本不算稀有金屬的鎳、鋰等金屬元素價格維持在高位震蕩，建立一個成熟的回收體系對緩解當(dāng)前和未來供應(yīng)鏈問題也有積極意義。
總的來說，用兩個更常見的詞描述動力電池的再利用方向，就是“拆解回收”與“梯次利用”。雖說兩者相差甚遠，但對動力電池回收產(chǎn)業(yè)而言，它們是典型的互補關(guān)系而非互斥。
2017年2月，國家出臺的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》提到，鼓勵電池生產(chǎn)企業(yè)與綜合利用企業(yè)合作，在保證安全可控前提下，按照先梯次利用后再生利用原則,對廢舊動力蓄電池開展多層次、多用途的合理利用。
所以最為理想的動力電池回收業(yè)，是將退役的動力電池尋找其他應(yīng)用場景繼續(xù)服役，徹底用不了后再拆解回收其中有價值的金屬元素。
圖丨萬聯(lián)證券[4]
然而受多方面影響，現(xiàn)階段的拆解回收路線要遠比梯次利用路線更為成熟，現(xiàn)實往往是退役電池直接報廢而不進行任何再利用，個中緣由我們將在后文詳述。
現(xiàn)階段，拆解回收有兩種主流處理工藝：火法回收和濕法回收。
火法回收，又稱焚燒法或干法冶金，是通過高溫焚燒去除電極材料中的有機粘結(jié)劑，同時使其中的金屬及其化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以冷凝的形式回收低沸點的金屬及其化合物，對爐渣中的金屬采用篩分、熱解、磁選或化學(xué)方法等進行回收。
圖丨光大證券[5]
這一工藝的優(yōu)點在于可處理原料范圍廣、處理量大、流程簡便、電池?zé)o需預(yù)處理等。然而火法回收終究是一種比較初級的回收工藝，存在諸如能耗高、金屬回收率低、設(shè)備要求高、回收金屬需進一步精煉、會產(chǎn)生有毒有害氣體等問題。特別是由于火法回收過程中，鋰與鋁殘留于冶煉渣中，進一步提取回收并不經(jīng)濟，這導(dǎo)致火法路線往往不能回收鋰，造成了資源浪費，此種缺陷在如今鋰價格處于高位的當(dāng)下變得格外突出。
濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介，將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中，再通過離子交換、沉淀、吸附等手段，將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。該路線是目前國內(nèi)主流的回收工藝。
圖丨光大證券[5]
相較于火法路線，濕法回收的工藝更加復(fù)雜，但具有諸如高效率和有害廢氣排放較少，能耗低，得到的金屬或金屬鹽純度高，反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點而在工業(yè)中被廣泛用于回收和再循環(huán)利用有價金屬。其最終產(chǎn)物的純度能夠達到生產(chǎn)動力電池材料的品質(zhì)要求，尤其適合金屬原料比較昂貴的三元電池。濕法工藝的缺點在于電池單體必須被破碎預(yù)處理、試劑消耗量大、會產(chǎn)生大量需后續(xù)處理的廢水。
為了從合金或冶煉渣中進一步提取、提取金屬元素，還誕生了將火法回收與濕法回收聯(lián)用的工藝?；鸱?濕法聯(lián)合回收技術(shù)是指廢鋰電池系統(tǒng)經(jīng)過簡單的預(yù)處理拆解和放電后進行高溫熔煉、浸出及氧化、高溫?zé)Y(jié)等過程重新制得電池正極材料。只不過與單一回收路線相比，聯(lián)合回收的工藝比較復(fù)雜，有著較高的技術(shù)門檻，有能力布局的企業(yè)比較少，最具代表性的是Umicore公司所采用的 Val"Eas 工藝。
圖丨光大證券[5]
近年，除了傳統(tǒng)的回收工藝外，近年還出現(xiàn)了電極修復(fù)再生工藝。這一路線是將廢舊鋰離子電池中的電極材料拆解分離，使用電化學(xué)或物理化學(xué)等方法處理，恢復(fù)其受損的結(jié)構(gòu)、電化學(xué)性能，使得材料可以再次用于使用場合或作為制備新的電極材料的前驅(qū)體。
上述提到的回收工藝也被稱為化學(xué)法，相應(yīng)的還有著物理法和生物法，只是由于各方面原因，這些工藝十分罕見。物理方法包括破碎浮選法和機械研磨法，但對有價值金屬的分離效率極低，經(jīng)濟效益糟糕，缺乏商業(yè)化的基本前提。生物法則是利用微生物微生物分解代謝，將金屬離子有選擇的溶解進而實現(xiàn)與雜質(zhì)的分離，最終回收有價金屬。但生物技術(shù)當(dāng)前不成熟，僅停留在實驗室階段，距離大規(guī)模商用有不小的距離。
說完了拆解回收，我們再來講解梯次利用。
廢舊電池梯次利用是指動力電池在達到設(shè)計使用壽命時，通過修復(fù)、改裝或再制造等方法使其能夠在合適的工作位置繼續(xù)使用的過程。退役的動力電池經(jīng)過相關(guān)的檢測，確定其性能后，可依次用于低功率電動車、電網(wǎng)儲能、家庭儲能領(lǐng)域，等電池性能進一步劣化后，低于最低利用標(biāo)準(zhǔn)再行回收。
有趣的是，目前國內(nèi)梯次利用的標(biāo)志性企業(yè)并沒有出現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)，而是跨界而來的中國鐵塔。中國鐵塔的回收模式在于通過與車企、動力電池制造商合作，將退役動力電池用于基站的緊急供電。早在2015年，中國鐵塔便對12個省市的3000多個基站開展了梯次利用，將較為老舊的鉛酸電池替換為了工藝上更先進的鋰電池；而到了2018年，中國鐵塔已經(jīng)停止采購鉛酸電池，并在全國范圍內(nèi)開展梯次利用[6]。
但是，也就僅此而已了。時至今日，中國鐵塔的模式仍然是最有代表性的梯次利用，路線的整體發(fā)展遲緩，至于為什么我們之后再說。
若我們將視線移至動力鋰電池當(dāng)前最主流的兩種技術(shù)路線，還能發(fā)現(xiàn)它們各自適合的回收路線也有區(qū)別。
簡而言之，三元電池適合拆解回收，磷酸鐵鋰更適配梯次利用。
這主要是因為從經(jīng)濟性角度看，三元材料中的金屬（鎳鋰鈷）回收價值高，而磷酸鐵鋰由于鋰元素回收存在一些問題，經(jīng)濟性比較差。這使得三元電池的再生產(chǎn)品售價有顯著優(yōu)勢，能夠給企業(yè)帶來足夠的利潤空間，往期數(shù)據(jù)顯示，回收單噸三元廢舊電池合計利潤約為6355元/噸，同樣條件下回收單噸磷酸鐵鋰廢舊電池虧損約312元/噸[7]。
磷酸鐵鋰電池之所以適合梯次利用，除了它現(xiàn)階段回收材料的經(jīng)濟效益差外，也是因為其循環(huán)壽命確實也有優(yōu)勢。就以梯次利用最常見的儲能來說，電池性能的重要性其實并不高，反倒是性價比更為重要。退役三元電池的收購價格雖說比磷酸鐵鋰電池高，但這主要也是因為金屬回收價值，兩者循環(huán)壽命、能量密度的差異并不足以覆蓋額外的支出，而且三元電池的安全性也不如磷酸鐵鋰電池，梯次利用恰恰對此有著額外要求。多重因素之下，決定了磷酸鐵鋰更適合梯次利用而非直接拆解。
受銷售方式、使用形式、技術(shù)路線等因素影響，動力電池回收行業(yè)的參與者比較復(fù)雜。
參考現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)鏈模式，可大致將動力電池從消費者回收至電池生產(chǎn)商的路徑分為三大類：
1、通過電動汽車經(jīng)銷商回收；
2、通過電池租賃公司回收，該路線與上一個路線的電池最終流向與負(fù)責(zé)回收處理的參與者均為動力電池生產(chǎn)商；
3、廢舊電池流向第三方回收公司，回收網(wǎng)點需自主建立，最終的回收加工也由第三方公司自行完成。
圖丨光大證券[5]
在三種基本回收路線的驅(qū)動下，動力電池回收行業(yè)形成了四種基本模式，也代表了四種主要的參與者組織形式：
1、新能源汽車制造商為主體：該模式能夠利用車企的現(xiàn)有銷售網(wǎng)絡(luò)調(diào)動回收積極性，網(wǎng)點覆蓋面比較大，但缺陷在于銷售網(wǎng)點專業(yè)性不強，缺乏對動力電池的處置能力，存在一定安全隱患；
2、電池制造商為主體：該模式的優(yōu)點在于電池制造商的專業(yè)性很高，可以對回收來的電池進行恰當(dāng)?shù)奶幹茫鄳?yīng)的需要建立回收網(wǎng)絡(luò)，存在額外的運營成本，且電池生產(chǎn)商的管理經(jīng)驗缺乏；
3、第三方企業(yè)為主體：這種模式優(yōu)勢在于，參與者具備較多的回收運營經(jīng)驗，回收效率較高，但相應(yīng)的成本也偏高，行業(yè)內(nèi)企業(yè)的財務(wù)狀況普遍談不上樂觀；
4、行業(yè)聯(lián)盟為主體：這種新能源領(lǐng)域內(nèi)的車企、第三方、電池制造商共同組成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的模式優(yōu)點在于可以形成有效互補，各方充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，但關(guān)鍵在于其前期展開難度極高，管理難度也非常復(fù)雜，需要多方協(xié)商，會面臨復(fù)雜的扯皮與利益分配。
圖丨東吳證券[7]
上文已經(jīng)談了動力電池為何回收，怎么回收，以及誰來回收。但本文要在最后，給動力電池行業(yè)潑一盆冷水，甚至說冰水更合適一些——
不管動力電池有多么積極的意義，它都存在一個極其致命的缺陷，那就是經(jīng)濟效益不高，商業(yè)化潛力糟糕，導(dǎo)致整個行業(yè)時至今日都嚴(yán)重發(fā)育不良。
首先，動力電池回收是極其非標(biāo)準(zhǔn)化的，因為動力電池本身就是非標(biāo)產(chǎn)品，型號眾多，僅封裝就有方形、圓形、軟包以及近年新的“刀片電池”與“CTP電池”等眾多路線。不同技術(shù)路線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在很大差異，對應(yīng)的處理方式就會有所不同；即使同一封裝路線的電池，不同企業(yè)生產(chǎn)的不同產(chǎn)品在用料與設(shè)計上也不一樣，甚至是同一企業(yè)的不同車型搭載的動力電池也有區(qū)別，需要根據(jù)實際情況制定有針對性的回收流程。
更進一步，哪怕是同一型號的電池，由于車主使用習(xí)慣的不同，電池的殘留性能也不一致，在后續(xù)利用也還是需要進一步的檢測與分類。
狀況復(fù)雜的廢舊電池，導(dǎo)致了高度非標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程與多樣化的技術(shù)需求，催生了電池回收極為復(fù)雜的工序，嚴(yán)重制約著產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?。
其次，雖說動力電池回收的路線非常清晰，但知道路在哪兒和路好走可是兩個完全不同的概念。
在上文，我們曾反復(fù)提到，梯次利用是一個非常不成熟的路線，這主要是因為無論是在技術(shù)還是市場層面，該路線仍然面臨諸多困難。
首先從技術(shù)角度看，梯次利用需要對退役動力電池進行充分的評價檢測，確定其性能。經(jīng)過檢測篩選后，才可根據(jù)不同的用途，對退役電池進行重組，穩(wěn)定重組后的電池包電壓、電流，最后重新打包投入使用。但當(dāng)前基于容量衰減機理分析建立的電池壽命預(yù)測模型首先就不夠完善，整個鏈條的第一個環(huán)節(jié)都不過關(guān)，期望行業(yè)能有長足發(fā)展顯然不現(xiàn)實。
其次從市場角度，梯次利用經(jīng)濟效益確實不佳。其涉及的逆向物流系統(tǒng)頗為復(fù)雜，中間環(huán)節(jié)眾多，遠比直接拆解回收要麻煩，不如直接回收來得省事。而且復(fù)雜的流程嚴(yán)重堆高了梯次利用電池的成本，甚至出現(xiàn)重組電池和新電池價格倒掛的怪異現(xiàn)象——舊的比新的還貴，如何能說服下游采購方選擇梯次利用產(chǎn)品？
最后，梯次利用的安全性也不敢恭維。當(dāng)前動力電池的安全性能一直是個顯著問題，且很多隱患就是在使用過程中堆積形成的，例如溶液中離子結(jié)晶導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)形變等，聲稱舊電池比新電池安全顯然不負(fù)責(zé)任。這就使得在消費端，很難說服消費者接受梯次利用產(chǎn)品。
甚至于從國家層面，對梯次利用的安全性也持懷疑態(tài)度。在今年六月份，國家能源局發(fā)布《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）（征求意見稿）》，征求意見稿就明確只出，在電池一致性管理技術(shù)取得關(guān)鍵突破、動力電池性能監(jiān)測與評價體系健全前，原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目[8]。
需知，儲能已經(jīng)是梯次利用最有希望的應(yīng)用場景，可這來自國家的當(dāng)頭一棒，還是提醒了行業(yè)不能高興的太早。
至于拆解回收，我們不能忽視，上游原材料在這兩年處于上漲周期，可不代表會永遠處于上漲周期。
就以鈷為例，盡管在過去的一段時間里經(jīng)歷了一段極為瘋狂的上漲，但其實距離在2018年初的高位相差甚遠。而且近期的原材料價格暴漲，與疫情造成的全球性供應(yīng)鏈-物流雙重危機密不可分，盡管如今我們無法預(yù)測危機什么時候會緩解，但終究是不能忽視的風(fēng)險。
當(dāng)原材料價格逐漸回落時，電池回收行業(yè)本來就不怎么樣的利潤空間必然會被進一步擠壓。
即使這些金屬原材料的價格因供應(yīng)鏈問題不可逆的維持在了一個較高價位，對于車企而言，其實也不是沒有選擇，無非就是從三元電池轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰。盡管這會在性能上上做出一定犧牲，但對于汽車這種在成本上極端精打細算，利潤空間微薄的傳統(tǒng)制造業(yè)，也沒什么不能接受的，更何況電池技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計上的突破也不能忽視。
如此一來，電池回收本來就不強的商業(yè)化前景無疑更灰暗了。
更糟糕的是，本來就不掙錢的行業(yè)，還持續(xù)遭到“黑心企業(yè)”的荼毒。是的，電池回收還是一個受不正規(guī)、無資質(zhì)“小作坊”影響頗深的倒霉行業(yè)。
首先，動力電池合規(guī)復(fù)雜，評審條件眾多，導(dǎo)致行業(yè)準(zhǔn)入門檻非常之高。
有多高？2018年和2021年，工信部兩次發(fā)布符合新能源汽車廢舊動力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件的企業(yè)名單，分為梯次利用與再生利用兩類，也就是俗稱的白名單企業(yè)，數(shù)量足足有——27家（第一批5家，第二批22家），相較于數(shù)以十萬噸計且仍不斷攀高的退役電池量，遠遠滿足不了需求。這空缺出來的市場，自然就成了不合規(guī)企業(yè)滋生的土壤。
圖丨光大證券[5]
其次必須承認(rèn)，動力電池回收是一件頗為麻煩的事情，無論是消除環(huán)境污染，還是對待處理電池的分門別類，都意味著成本，而小作坊在這方面顯然沒什么負(fù)擔(dān)。
與正規(guī)企業(yè)繁瑣的回收流程相比，無資質(zhì)小作坊通常采用人工方式對電池包進行暴力拆解，分揀過程極為原始，這不但對員工的身體健康有巨大傷害，且伴隨著極大的安全隱患——要知道未完全放電的動力電池，真的會爆炸。在后續(xù)處理環(huán)節(jié)，小作坊顯然也不會受到環(huán)評制約，往往直接將沒有無害化的廢棄物，如廢液、熔渣等進行非法排放或填埋，會對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染。
無視環(huán)評與安評，極大的降低了這些小作坊的作業(yè)成本，為其帶來了在回收報價上的巨大優(yōu)勢。據(jù)經(jīng)濟觀察報報道，某些無資質(zhì)的電池回收公司，三元鋰電池的報價高達15000元/噸，即使價值較低的磷酸鐵鋰電池報價也高達12000元/噸。作為對比，正規(guī)企業(yè)的回收價格僅有約10000元/噸，甚至更低，雙方的競爭力根本不在同一個量級[9]。
在如此不對稱對抗之下，就出現(xiàn)了正規(guī)企業(yè)收不到電池難以為繼，大多數(shù)退役電池卻去向不明的現(xiàn)狀。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，約80%的動力電池都直接流入了不合規(guī)企業(yè)的回收鏈條之中，消失在了小作坊之中[10]。貨源的缺失，甚至導(dǎo)致正規(guī)企業(yè)為了獲得電池維持產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)和業(yè)務(wù)增長，被迫從黑市采購舊動力電池。正規(guī)企業(yè)被逼成了黑市繁榮的推手之一，不得不說也是咄咄怪事了。
伴隨著回收價值更高的三元電池的大批量退役，可以預(yù)見此種“劣幣驅(qū)逐良幣”大概率會愈演愈烈。整個行業(yè)需要的，還是來自政策層面的大力支持，無論是更為成熟的監(jiān)管鏈條，對非法回收企業(yè)的有力打擊，還是對正規(guī)企業(yè)的補貼，對整個行業(yè)都有著十分積極的意義。
當(dāng)然，這就是另一個話題了。
[1]王琳琳：廢舊動力電池回收價每噸萬元，近八成流入黑市.新京報.2021.07.16 https://mp.weixin.qq.com/s/ZEO9-OcMuXYkpyPjZ1CgxA
[2]乘聯(lián)會：【月度分析】2021年10月份全國乘用車市場分析.2021.11.08 http://www.cpcaauto.com/newslist.php?types=csjd&id=2602
[3]姚雪青：更好破解動力電池回收難題|人民時評.人民日報評論.2021.06.08 https://mp.weixin.qq.com/s/RXvpSHENk5kxee4PDW5wrw
[4]萬聯(lián)證券：電氣設(shè)備行業(yè)深度報告：動力儲能雙驅(qū)動，磷酸鐵鋰量價齊升.2021.09.15
[5]光大證券：電力設(shè)備新能源、環(huán)保行業(yè)碳中和深度報告（四）：動力電池回收，降本與突破鋰約束，構(gòu)成鋰電循環(huán)閉環(huán).2021.03.24
[6] 魏文柱：【微宏動力?高工聚焦】中國鐵塔退役動力電池梯級利用“攻略”.高工鋰電.2019.06.07 https://mp.weixin.qq.com/s/XjkQyqlwsRbXsQyM6-2pug
[7]東吳證券：動力電池再生迎長周期高景氣，汽車后市場龍頭積極布局大步入場.2021.09.20
[8]國家能源局：新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）（征求意見稿）.2021.06.22 http://www.nea.gov.cn/1310021541_16243514280981n.pdf
[9]周菊：電池回收的“黑江湖”.經(jīng)濟觀察報.2019.09.12 https://mp.weixin.qq.com/s/YzuJeXf45MNVNTbBFwk4ZA
[10]趙語涵：新能源汽車保有量高速增長 退役電池何去何從？
.北京日報.2021.08.24 https://www.chinanews.com.cn/cj/2021/08-24/9549999.shtml
本文來自微信公眾號“放大燈”（ID:guokr233），作者：陳悶雷，編輯：普通醬，策劃：放大燈團隊，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
