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磷酸铁锂电池逆袭,但回收利用才是终极问题

BusinessCars 2021-03-05 10:58 发文

动力电池回收之路依然走得艰辛背后,但它对于环保以及整个新能源造车生态都是一个必须解决的事。

在特斯拉CEO埃隆•马斯克在推特上表示由于缺乏镍元素导致三元锂电池供应困难,所有标准续航版特斯拉都将改用磷酸铁锂电池之后,近日,又一家车企“加入”磷酸铁锂电池的阵营。

3月3日,小鹏汽车推出小鹏P7后驱标准续航车型,这款车型均采用磷酸铁锂电池,动力电池供应商为宁德时代。

事实上,此前在鼓励长续驶里程、追求高能量密度的政策引导下,安全性较高但能量密度较低的磷酸铁锂电池一度被边缘化,而能量密度较高的三元锂电池备受市场青睐。

但随着新能源汽车补贴大幅退坡,热门车型接连降价,同时,新能源汽车自燃事故频频发生,成本和安全性成为摆在新能源汽车企业面前的难题,为磷酸铁锂电池的逆袭提供了条件。

“力推”磷酸铁锂电池背后的逻辑

据华安证券测算,磷酸铁锂的使用成本约为0.08元/Wh,相比三元正极材料可以节省0.15元至0.21元/Wh,对应降低成本65%至72%。在现行补贴政策下,带电量55kWh、续航405公里的三元电池替换为磷酸铁锂电池,成本可下降0.46万元至0.56万元。

所以在面对国内新能源汽车市场竞争愈发激烈的情况下,也促使车企更多采用磷酸铁锂电池来降低生产成本,抢占市场份额。

据中国汽车动力电池产业创新联盟最新数据显示,1月,我国磷酸铁锂电池产量为5.2GWh,占总产量的43.1%,同比增长493.6%;磷酸铁锂电池装车量为3.3GWh,同比增长349.8%。产量和装车量的增速远超三元电池。

根据中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会的统计分析,2020年中国动力锂离子电池企业磷酸铁锂电池装机量排名中,宁德时代2020年累计装机量13680MWh,市场占比58.9%,排名第一;比亚迪2020年累计装机量4036MWh,市场占比17.38%,排名第二;国轩高科2020年累计装机量2934MWh,市场占比12.63%,排名第三。

同时,热销车型宏光MINIEV、特斯拉Model3、比亚迪·汉三款车型占据了磷酸铁锂电池乘用车2020年上险车型销量前三甲,这三款车也让磷酸铁锂电池得以重新回到人们的视线。

另外,随着磷酸铁锂电池需求的增长,磷酸铁锂材料供货商近期也通过追加投资等方式不断扩大产能。

2月2日,宁德时代公告称,公司拟在四川省宜宾市临港经济技术开发区内投资建设动力电池宜宾制造基地五、六期项目,项目总投资不超过人民币120亿元。同日,宁德时代还宣布,拟投资建设宁德时代动力及储能电池肇庆项目(一期),总投资不超过人民币120亿元。

实际上,在业内看来,除了新能源汽车市场,这两年比较热们的两轮车市场以及储能市场,也都给磷酸铁锂的需求提供了不小的增量。

有相关磷酸铁锂从业人员表示,需求短时间的大量爆发,让公司有些措手不及,“这样供需紧张的局面可能还会持续一段时间。”目前很多磷酸铁锂厂进行了扩产项目,但新增的产能没有这么快释放出来。

根据鑫椤锂电统计的数据显示,今年1月份的磷酸铁锂产量同比去年,已经大幅增长342.7%,达到20630吨,创下了历史最高值,但仍旧不能满足下游需求。德方纳米、贝特瑞等一些头部企业的实际出货量都大于生产量,库存出现了明显下降。

华安证券研报预测,2021年迎来磷酸铁锂需求增长大年,预计同比增长80%。

但所以如何更好地处理退役磷酸铁锂电池也成为行业亟需解决的问题。据统计,2020年我国退役动力电池累计已达20万吨。预计到2025年,我国动力电池退役量将超过73万吨。在新能源汽车保有量较大的京津冀、长三角以及珠三角地区,2021年前动力电池累计退役量已超过35GWh,未来5年这一数值或将达280GWh。而大量装车的磷酸铁锂电池也将在4~6年后面临大批量退役。

若大量退役动力磷酸铁锂电池无法得到妥善回收和利用,不仅浪费资源,还将带来环境污染等问题。

为未来的电池回收铺路

目前,大众汽车集团零部件公司位于萨尔茨吉特的首个汽车动力电池回收试点工厂正式启用。该工厂的目标是打造动力电池原材料回收闭环管理体系,对锂、镍、锰、钴、铝、铜和塑料等有价值的电池原材料进行工业化回收,从长远来看,目标是回收90%以上的原材料。

这一消息,也让我国新能源汽车的动力电池回收问题再次引发关注。

理论上,新能源汽车的动力电池寿命一般为8年或者对应里程为12万公里。但实际使用中,通常只有4~6年寿命,电池容量衰减到80%之后,将不再适用于驱动汽车。照此时间往前追溯,从2014年前后中国新能源汽车逐渐普及,到2020年左右,这些新能源汽车的动力电池已经到了退役期。

这也意味着,最早被消费者购买的电动车在中国市场正带来第一波电池退役潮。

目前,对退役动力电池回收处理主要有两种方式,分别是梯次利用和再生利用。梯次利用是让退役的动力电池重新上岗。当电池实际容量降低到原来的70%~80%后,虽然不再适用于汽车,但却依然可用于动力和续航需求较弱的低速电动车、通信基站和储能设备等。

据了解,三元锂电池随循环次数的增多,其容量呈现快速衰减趋势,且安全性相对较差,所以一般回收会对其进行破碎、拆解和冶炼等处理,以实现镍、钴、锰、锂等资源的再生利用;而退役的磷酸铁锂电池则仍具有较好的循环性和安全性,因此会先对其进行梯次利用,再进行再生利用。

但我国动力电池回收行业还处于起步阶段,尤其是磷酸铁锂电池在回收利用环节面临诸多窘境。

“现在磷酸铁锂电池梯次利用效果并不理想,几年前生产的电池稳定性较差,梯次利用后也卖不出好价格,大概只有0.1-0.2元/Wh。”一位锂电池回收业内人士告诉记者。

另外,虽然目前磷酸铁锂电池梯次利用在技术上相对成熟,但成本较高。据了解,回收企业对于退役磷酸铁锂电池并不感兴趣。相关资料显示,如果加上税收和废弃物处理成本,正规动力电池回收企业回收一吨磷酸铁锂电池的成本为8500元,而一吨磷酸铁锂废电池中提取出来的材料价值也仅8000元左右。

不过,随着2020年4月国家新能源补贴政策发布,行业由强政策驱动像市场驱动转变,新能源车企降本增效压力增大,新磷酸铁锂电池的价格持续上涨,企业回收利用磷酸铁锂电池的动力预计将会反弹。

只是回收处理动力电池的思路明确,落地执行却存在不少难点。

在诱人的市场前景面前,批量企业纷纷涌入。据天眼查数据显示,截至目前全国共有242家企业经营范围含“动力电池回收”,2020年新增85家,占比超三分之一。但这其中的“正规军“少之又少,“小作坊”使用原始、低成本的手工方式拆解电池,提取钴、锂等贵金属出售。不管是拆解过程还是后续处理,都有很大的安全和环境污染隐患。

全国政协委员、网易公司首席执行官丁磊就在今年两会提案中建议,出台动力电池的国家强制标准,“统一规格、互通互换”。

全国政协委员、金澳集团董事长舒心也给出建议,可以成立国家统筹基金,依据电动车销量区域分布重点布置大量回收点,电池企业可通过按产量向基金会缴纳服务费的方式共享回收网络。最终形成以国家基金为主,车企深度参与,电池企业、回收企业补充布局回收点,物流企业协同联动的全面动力电池回收体系。

截至2020年底,中国新能源汽车保有量达492万辆,其中,纯电动车保有量400万辆,占新能源汽车总量的81.32%。虽然在庞大的市场诱惑以及必须承担的回收主体责任双重作用下,近年来车企和电池厂纷纷着手布局电池回收业务。但从目前情况看,冗长的链条和混杂的主体,注定了大部分回收企业盈利甚微、甚至亏本。

动力电池回收之路依然走得艰辛背后,但它对于环保以及整个新能源造车生态都是一个必须解决的事。

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