2018 年，新能源汽車動力電池将進入規模化退役階段，2020 年，锂電回收市場規模預計将達到 150 億，年均複合增長率超過50%，将成為新能源汽車産業鍊下一個風口。
1. 七部委聯合發布回收政策
2018 年 3 月 2 日，工業和信息化部、科技部、環境保護部、交通運輸部、商務部、質檢總局、能源局聯合發布《關于組織開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》，要求構建回收利用體系，探索多樣化商業模式，鼓勵産業鍊上下遊企業進行有效的信息溝通和密切合作，以滿足市場需求和資源利用價值最大化為目标，建立穩定的商業運營模式，推動形成動力蓄電池梯次利用規模化市場。
曆年公布回收政策如下：
2. 市場規模：2020 年預計 150 億
截至 2017 年底，我國累計推廣新能源汽車 180 多萬輛，裝配動力蓄電池約 86.9 GWh，2018 年後新能源汽車動力蓄電池将進入規模化退役，預計到 2022 年累計将超過 40 萬噸，複合增長率70%。
預計未來三年锂電池回收市場将呈現快速增長态勢，至 2020 年市場規模有望超過 156 億元，年複合增長率 41%。
GGII 統計，2017 年全國梯次利用和拆解報廢的锂電池(含數碼锂電池)共 8.3 萬噸，其中電池拆解占比 95%。
梯次利用占比較小的原因包括：
電池廠商不願意承擔電池安全風險，不希望報廢電池再次流入市場；
過去動力電池報廢量較少，舊電池匹配比較難；
目前動力電池梯次利用技術還不成熟，需要不斷進行技術積累；
儲能市場、再利用市場空間還未大規模釋放。
技術多樣
為提高動力電池回收的經濟性，國家在《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規範條件》中規定，濕法冶煉條件下，鎳、钴、錳的綜合回收率應不低于98%；火法冶煉條件下，鎳、稀土的綜合回收率應不低于 97%。
國内領先的锂電回收企業邦普集團，主要采用濕法技術，在鎳、钴、錳的綜合回收率已接近或達到了《規範條件》的要求。
動力電池回收過程中産生的二次污染是企業面臨的巨大挑戰，回收過程中使用的萃取劑，回收過程中産生的廢氣以及金屬提煉後的殘渣都會對環境造成污染。
以格林美為例，公司會将回收金屬後的殘渣與煤矸石、頁岩等進行混合、焙燒、壓型成環保磚，最大限度地對資源循環利用；同時，格林美在液體污染物處理及水生态修複方面成果明顯，具有一套完整的環境生态修複體系。
目前僅對廢舊锂電池進行回收，尚未有相關的資質要求。但廢舊锂電池中含有鎳、钴、錳等重金屬元素，對含有某些重金屬（如鎳元素）的廢舊電池組分進行進一步處理，則需具備危險廢物經營許可證。
根據锂電池容量來區分，100%~80% 段滿足汽車動力使用，80%~20% 段滿足梯次利用，20% 容量以下進行報廢回收。
相較三元電池，磷酸鐵锂電池循環壽命更長，80% 循環壽命可達2000-6000 次，甯德時代曾分别在25℃、45℃、60℃的溫度下進行實驗，綜合考慮儲能設備的使用條件，退役後的動力電池可繼續作為儲能電池使用至少五年。
若将磷酸鐵锂電池通過報廢拆解僅能夠實現每噸大約 0.93 萬元的經濟收益，難以覆蓋其回收成本。
綜上，磷酸鐵锂電池适宜梯次利用，可充分發揮其剩餘價值，實現循環經濟最大化，降低儲能系統的建設成本。
梯次利用流程
首先是對退役動力電池的篩選。2014 年後投運的動力電池保守預計能夠梯級利用比例可達 60%-70%。
第二是組串式應用。煦達新能源項目案例做法為：将每輛電動車上拆下來的一套動力電池組作為單獨的單元，配以中小功率的儲能逆變器，形成一個基本的儲能單元，再将多個儲能基本單元集成在一起形成中大型儲能功率系統。
第三是充放電管理。目前基于鉛炭電池的“削峰填谷”項目，其電池容量與功率的配比一般為 8:1，也即放電倍率為 0.125C，煦達溧陽項目采用的電池充放電倍率約為 0.164C，放電深度為衰減後電池容量的 90%。
梯次利用關鍵技術在于離散整合和全生命周期追溯
離散整合技術主要包括動力電池組拆解和系統集成兩個關鍵技術點，而電池全生命周期追溯技術的實現主要依托其BMS的技術成熟度。
（1）離散整合技術：不同動力電池的 PACK 技術不同，因此，如何更為高效地進行自動化拆解成為有效梯次利用的關鍵技術點，而根據不同電池模組的性能、壽命等數據進行系統集成，也是梯次利用的關鍵技術點。
（2）全生命周期追溯技術：通過 BMS 系統提供的精确 SOC、SOH 以及 SOP 等指标估算，可以及時退役用量達到 80% 容量的動力電池，同時該技術也是離散整合技術實現的基礎。
以電池編碼為信息載體，構建“新能源汽車國家監測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平台”，實現動力蓄電池來源可查、去向可追、節點可控、責任可究，對動力蓄電池回收利用全過程實施信息化管控。
全生命周期管理
針對動力蓄電池設計、生産、銷售、使用、維修、報廢、回收、利用等産業鍊上下遊各環節，明确相關企業履行動力蓄電池回收利用相應責任，保障動力蓄電池的有效利用和環保處置，構建閉環管理體系。
相較于磷酸鐵锂，三元材料電池壽命較短，三元材料電池 80% 循環壽命僅為 800-2000 次，且安全性存在一定風險，不适宜用于儲能電站、通信基站後備電源等應用環境複雜的梯次利用領域。
但三元動力電池由于含有鎳钴錳等稀有金屬，通過拆解提取其中的锂、钴、鎳、錳、銅、鋁、石墨、隔膜等材料，理論上能實現每噸大約 4.29 萬元的經濟收益，具備經濟可行性。
以硫酸鎳的生産為例，通過廢舊動力電池回收處理每噸鎳的成本在4 萬元以下，而直接通過鎳礦生産的成本在 6 萬元以上。通過資源化回收獲得金屬原料的成本低于直接從礦産開發的成本，三元電池的資源化回收具有降低成本的意義。
具備三元材料及前驅體生産能力的專業化處理企業盈利能力更強
動力電池回收生産出來的硫酸鎳、硫酸钴、硫酸錳等金屬鹽，可繼續加工處理生産出三元前驅體，具有明顯的增值空間。
資源化回收過程包括預處理和後續處理兩個階段
預處理是将廢舊锂電池放入食鹽水中放電，除去電池的外包裝，去除金屬鋼殼得到裡面的電芯。電芯由負極、正極、隔膜和電解液組成。負極附着在銅箔表面，正極附着在鋁箔表面，隔膜為有機聚合物；電解液附着在正、負極的表面，為 LiPF6 的有機碳酸酯溶液。
後續處理環節是對拆解後的各類廢料中的高價值組分進行回收，開展電池材料再造或修複，技術方法可分為三大類：幹法回收技術、濕法回收技術和生物回收技術。
幹法回收技術是指不通過溶液等媒介，直接實現各類電池材料或有價金屬的回收技術方法，主要包括機械分選法和高溫分熱解法。
幹法熱修複技術可對幹法回收得到的粗産品進行高溫熱修複，但産出的正、負極材料含有一定雜質，性能無法滿足新能源汽車動力電池的要求，多用于儲能或小動力電池等場景，适合磷酸鐵锂電池。
火法冶金，又稱焚燒法或幹法冶金，是通過高溫焚燒去除電極材料中的有機粘結劑，同時使其中的金屬及其化合物發生氧化還原反應，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、磁選或化學方法等進行回收。火法冶金對原料的組分要求不高，适合大規模處理較複雜的電池，但燃燒必定會産生部分廢氣污染環境，且高溫處理對設備的要求也較高，同時還需要增加淨化回收設備等，處理成本較高。
濕法回收技術是以各種酸堿性溶液為轉移媒介，将金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中，再通過離子交換、沉澱、吸附等手段，将金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來，主要包括濕法冶金、化學萃取以及離子交換等三種方法。
濕法回收技術工藝相對比較複雜，但該技術對锂、钴、鎳等有價金屬的回收率較高；得到的金屬鹽、氧化物等産品，高純度能夠達到生産動力電池材料的品質要求，适合三元電池，也是國内外技術領先回收企業所采用的主要回收方法。
生物回收技術主要是利用微生物浸出，将體系的有用組分轉化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，實現目标組分與雜質組分分離，最終回收锂、钴、鎳等有價金屬。目前生物回收技術尚未成熟，如高效菌種的培養、培養周期過長、浸出條件的控制等關鍵問題仍有待解決。
當前回收效率更高也相對成熟的濕法回收工藝正日漸成為專業化處理階段的主流技術路線；格林美、邦普集團等國内領先企業，以及AEA、IME等國際龍頭企業，大多采用了濕法技術路線作為锂、钴、鎳等有價金屬資源回收的主要技術。
濕法技術進行有價金屬回收後再造得到的正極材料，其比容量這一關鍵性能指标均優于幹法技術修複後得到的正極材料。
運營模式
美國：生産者責任延伸 消費者押金制度
針對廢舊電池立法涉及聯邦，州及地方 3 個層面，分别頒布《資源保護和再生法》、《含汞電池和充電電池管理法》等，針對廢舊電池的生産、收集、運輸和貯存等過程提出技術規範。
借鑒經驗：借鑒美國對于電池回收的成功，良好的回收與運作一定離不開法律的規範，對于我國來講，制定電池回收相關方案和嚴厲的監管，才是促進動力電池回收的當務之急。
德國：電池生産者承擔主要責任
1998 年德國成立共同回收系統基金會，電池企業按其電池的市場份額，重量與類型支付管理費用，可以共享基金會的回收網絡。
借鑒經驗：對于我國來說，依靠基金會輔助不太實際，生産者承擔主要責任似乎更加符合我國國情。畢竟電池生産者對于電池的拆解、再利用更加專業。
日本：國家立法，并對電池生産企業進行補助
借鑒經驗：從日企的成功經驗可以看出，新能源汽車的電池回收體系應該在車輛生産時就及時制定，若考慮不到動力電池的解決途徑，新能源汽車不僅無法做到節能環保，反而會成為車企和影響人們生活的能源負擔。
1） 進入維修體系：對電池進行充放電試驗和相關信息的讀取，如電池整體狀況良好，隻是個别單體到達使用壽命，則對這些單體更換後重新組裝電池包，可以作為置換電池重新應用于普銳斯汽車上。
2）梯次利用：通過檢測，如果回收電池還剩餘規定容量，則可以進行梯次利用，應用于分布式儲能電池系統，用來平抑、穩定風能、太陽能等間歇式可再生能量發電的輸出功率；或者應用于微電網，實施削峰填谷，減輕用電負荷供需矛盾。
2015 年，豐田将凱美瑞混合動力車的廢舊電池用于黃石國家公園設施儲能供電，重新設計了儲能電池管理系統，208 個凱美瑞電池可存儲 85KWh 電能，将電池的使用壽命延長了兩倍。
3）拆解：對于完全喪失再利用價值的電池，則對電池進行拆解和化學處理，完全回收鎳、钴等金屬，用于生産新的電池，實現循環利用。
2011 年，豐田在日本與住友金屬合作，實現鎳的多次利用，能夠回收電池組中 50% 的鎳。豐田化學工程和住友金屬礦山為此配置了每年可回收相當于 1 萬輛混合動力車電池用量的專用生産線。
2012 年，本田與日本重化學工業公司合作配置了類似的生産線，這條生産線可以回收超過 80% 的稀土金屬，用于制造新鎳氫電池。
汽車動力電池的回收主體分為汽車生産企業、電池生産企業和第三方回收利用資源再生企業，汽車生産企業作為動力蓄電池回收的主體，三種動力電池回收主體将長期并存。
通過積極與國内動力電池廠商和整車廠商建立深度合作關系，專業第三方回收企業正逐步建立起較為完善的回收網絡，如豪鵬科技與北汽新能源共建回收網絡，超威集團成立子公司長興億威專注于回收網絡的構建。
锂電池回收領域的“回收網絡 專業化處理”的框架性商業模式已初具雛形，并在動力電池生産者及專業第三方回收企業等多方的推動下不斷優化。
目前動力電池的梯次利用所面臨的最大問題就在于成本。根據中國電池聯盟的數據，以一個 3MW*3h 的儲能系統為例，在考慮投資成本、運營費用、充電成本、财務費用等因素之後，如采用梯次利用的動力锂電池作為儲能系統電池，則系統的全生命周期成本在1.29 元/kWh。而采用新生産的锂電池作為儲能系統的電池，則系統的全生命周期成本在 0.71 元/kWh，鉛炭電池、抽水蓄能的綜合度電成本已接近 0.4 元/kWh。
根據《中國能源報》2017 年 9 月 18 日的披露，煦達動力電池梯級利用溧陽項目儲能系統容量 1.1 MWh，單位系統成本約為 1 元/Wh；根據項目報道采樣的兩個日期樣本 9 月 5 日和 9 月 6 日數據顯示，當日售電收入分别為 629.103 元和 622.588 元。基于以上項目信息我們作出如下假設：
1）項目回收期第1年的每日收益取采樣點 9 月 5 日和 9 月 6 日收益的平均值，也即 625.8455 元/日；
2）根據應用場景，我們合理假設儲能系統每年可有效運行 320 天，回收期第 1 年存售電收益約 20.027 萬元；
3）根據磷酸鐵锂循環經驗曲線，假設項目運營周期 10 年，其間退役動力電池總容量衰減 20%，年均衰減 2%；
4）放電深度保持為 90%，谷時充電不足的部分由平時充電補足，溧陽市的峰平電價差為 0.44 元/kWh；
5）本次項目采用集裝箱部署，因此暫不考慮場地成本，系統維護費用取年均 0.15 萬元；
6）儲能項目考慮享受稅收優惠，本次測算取所得稅率為 10%；靜态測算暫不考慮融資成本（貸款利率）。
退役動力電池梯次利用項目投資回報測算具體如表23所示。
可以看到，測算中項目稅後累計現金流在第 6 年成為正值，即靜态 6 年回收投資成本，如果能運營滿 10 年，項目全周期的稅後内部收益率為 9.86%。
投資并購
2018 年 1 月 4 日，中國鐵塔公司在北京與重慶長安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源等 17 家企業，舉行了新能源汽車動力蓄電池回收利用戰略合作夥伴協議簽約儀式。
鐵塔公司是由中國電信、中國移動、中國聯通共同出資設立的大型通信基礎設施綜合服務企業，主要從事通信鐵塔等基站配套設施和室内分布系統的建設、維護以及運營工作，是目前全球最大的通信基礎設施服務公司。
中國鐵塔公司目前已在 12 個省市建設了 3000 多個試驗基站，取得了較好效果。
2018 年 3 月，上汽集團與甯德時代簽署戰略合作諒解備忘錄，探讨共同推進新能源汽車動力電池回收再利用。
甯德時代在拆解回收領域，已經形成了以湖南邦普為主體的業務闆塊，無論是技術、商業模式都初具成熟，成為甯德時代三大核心業務之一。
2017 年，甯德時代該闆塊業務進營收達 24.7 億元，業務占比達12.9%。
除了邦普循環、贛州豪鵬兩大回收領軍企業相繼被甯德時代、廈門鎢業控股後。近期，鵬輝能源、兆新股份、天奇股份都拟通過資本市場将湖南鴻躍、鹽城星創、恒創睿能、金泰閣、乾泰技術等第三方電池回收企業收入囊中。
作者：電動汽車資源網EV江湖 史晨星
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