鋰電回收：經(jīng)濟(jì)性凸顯產(chǎn)業(yè)化提速
受益于動(dòng)力、儲(chǔ)能兩大市場(chǎng)需求高增長(zhǎng)，鋰電池回收行業(yè)市場(chǎng)空間不斷擴(kuò)容，而當(dāng)前資源品價(jià)格高位使得電池回收行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益明顯，我們認(rèn)為鋰電回收行業(yè)產(chǎn)業(yè)化有望加速。
摘要
鋰電回收補(bǔ)齊鋰電池產(chǎn)業(yè)循環(huán)利用最后一環(huán)。根據(jù)USGS等統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鋰、鎳、鈷資源儲(chǔ)量占全球比重分別約為7%、4%、1%，儲(chǔ)量有限，國(guó)內(nèi)新能源金屬資源供給能力弱，較為依賴進(jìn)口。通過鋰電池回收，可實(shí)現(xiàn)鋰、鎳、鈷資源的循環(huán)利用，長(zhǎng)期有望解決國(guó)內(nèi)資源對(duì)外依賴度過高問題。此外，廢舊電池是優(yōu)質(zhì)城市礦山資源，對(duì)其中鎳、鈷、鋰進(jìn)行回收冶煉具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。最后，鋰電池含有重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物、有毒化合物等，對(duì)其回收處理符合環(huán)保要求。
鋰電回收核心競(jìng)爭(zhēng)要素：鋰收率、加工成本、渠道。目前三元電池回收鎳、鈷工藝上已經(jīng)比較成熟，回收率超過98%，而三元/磷酸鐵鋰的鋰收率分布于80-95%不等，較能體現(xiàn)出回收企業(yè)技術(shù)差異性。此外，我們估算三元/鐵鋰電池回收加工成本構(gòu)成中，酸堿輔料、能耗、折舊、人工、其他成本占比達(dá)到45%/49%、29%/25%、6%/7%、13%/12%、7%/7%，企業(yè)加工成本差異主要體現(xiàn)在酸堿輔料的消耗以及能耗控制上。2019年以來三元電池回收價(jià)值約為鐵鋰電池的2.3-7.8倍，三元回收經(jīng)濟(jì)效益大幅高于鐵鋰，但隨著鋰價(jià)連續(xù)高位運(yùn)行，磷酸鐵鋰回收當(dāng)前經(jīng)濟(jì)效益同樣突出，并且我們認(rèn)為隨著回收工藝成熟、加工成本下降，三元、鐵鋰回收對(duì)金屬價(jià)格波動(dòng)承受能力已經(jīng)大幅提升。
市場(chǎng)空間：2022年電池回收有望開啟千億級(jí)市場(chǎng)。綜合退役電池、鋰電池生產(chǎn)廢料、正極生產(chǎn)廢料三大場(chǎng)景預(yù)測(cè)，我們預(yù)計(jì)至2025年鋰電池回收正極量三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他有望分別達(dá)到41.4萬噸、16.3萬噸、6.2萬噸、2.0萬噸，CAGR分別為38%、39%、7%、8%。由于當(dāng)前鎳、鈷、鋰價(jià)格均處于歷史較高分位，我們估算2022年鋰電池回收再造為正極市場(chǎng)空間有望突破千億元(含稅價(jià)測(cè)算)，此后考慮金屬價(jià)格回落，回收市場(chǎng)呈現(xiàn)量增價(jià)減，22-25年有望維持千億元市場(chǎng)規(guī)模量級(jí)。
風(fēng)險(xiǎn)
新能源車銷量不達(dá)預(yù)期，儲(chǔ)能裝機(jī)量不達(dá)預(yù)期，資源品價(jià)格大幅波動(dòng)。
正文
鋰電回收補(bǔ)齊鋰電池產(chǎn)業(yè)循環(huán)利用最后一環(huán)
環(huán)境保護(hù)意義：雖然廢舊鋰離子電池暫未列入危廢品，但其中含有揮發(fā)性溶劑、含氟化合物、鎳/鈷/銅/鋁/錳等金屬，一方面電解液中有機(jī)物等具有易燃性、揮發(fā)性、毒性，直接危害環(huán)境；另一方面重金屬可通過食物鏈富集在人體，危害性強(qiáng)，因此回收其中金屬材料，符合可持續(xù)發(fā)展要求。
圖表1:廢舊鋰離子電池中常用組成材料的主要化學(xué)特性和潛在環(huán)境污染
資料來源：廢舊鋰離子電池中金屬材料回收技術(shù)研究進(jìn)展，中金公司研究部
經(jīng)濟(jì)意義：廢舊鋰電池中包含多種有價(jià)金屬如鎳、鈷、鋰、錳、銅、鋁，尤其鎳、鈷、鋰屬于稀缺金屬，儲(chǔ)量有限且價(jià)值量較高。一方面參照鉛酸電池全生命周期循環(huán)模式，對(duì)廢舊鋰電池中稀缺金屬再生循環(huán)利用是支撐動(dòng)力、儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障；另一方面廢舊鋰電池中鋰、鎳、鈷金屬豐度大幅高于礦產(chǎn)資源，是優(yōu)質(zhì)城市礦山資源。
圖表2:動(dòng)力電池電芯重量構(gòu)成
資料來源：廢舊鋰離子電池中金屬材料回收技術(shù)研究進(jìn)展，中金公司研究部
供應(yīng)鏈安全意義：根據(jù)USGS等統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鋰、鎳、鈷資源儲(chǔ)量占全球比重分別約為7%、4%、1%，儲(chǔ)量極為有限，國(guó)內(nèi)新能源金屬資源供給能力弱，較為依賴進(jìn)口。通過鋰電池回收，可實(shí)現(xiàn)鋰、鎳、鈷資源的循環(huán)利用，對(duì)資源供給形成有效補(bǔ)充，長(zhǎng)期參照鉛酸電池，鋰電池有望打造全生命周期資源循環(huán)利用模式，從而解決資源對(duì)外依賴度過高問題。
國(guó)家已出臺(tái)系列政策對(duì)動(dòng)力電池回收行業(yè)引導(dǎo)和規(guī)范。2018年工信部等七部委即聯(lián)合印發(fā)《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，明確汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)動(dòng)力電池回收的主體責(zé)任要求其承擔(dān)動(dòng)力電池回收有效利用和環(huán)保處理責(zé)任。2021年8月工信部等五部門發(fā)布《新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》，鼓勵(lì)動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)參與廢舊動(dòng)力蓄電池回收及梯次利用。
圖表3:鋰電池回收相關(guān)政策
資料來源：政府官網(wǎng)，中金公司研究部
目前國(guó)內(nèi)鋰電回收企業(yè)主流采用濕法為主工序進(jìn)行回收。廢舊鋰電池正極材料的回收通常包括火法、濕法以及火法-濕法聯(lián)合處理工藝。火法工藝具有處理能力大等優(yōu)點(diǎn)，但也存在能耗高以及鈷、鎳與鋰等有價(jià)元素收率低等缺陷；傳統(tǒng)濕法工藝具有有價(jià)元素浸出率高等優(yōu)勢(shì)，但浸出液中各元素的分離與純化過程復(fù)雜。
圖表4:不同類型電池回收工藝
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
鋰電回收核心競(jìng)爭(zhēng)要素：鋰收率、加工成本、渠道
鋰電回收鋰工藝路線差異較大。各家鋰電回收企業(yè)提鋰工藝路線差異較大，比如磷酸鐵鋰電池回收工藝流程中，提鋰環(huán)節(jié)對(duì)于氧化還原劑、酸堿劑的選擇等；比如三元電池回收工藝流程中，鋰浸出環(huán)節(jié)對(duì)火法或者濕法的選擇、提鋰與提鎳鈷順序選擇、提鋰純化工藝的選擇(膜分離、離子交換、沉淀)等。工藝路線的不同也直接導(dǎo)致當(dāng)前各家鋰收率、加工成本差異性較大。
圖表5:部分鋰電回收企業(yè)核心工藝及核心反應(yīng)方程式簡(jiǎn)述
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
鋰回收率差異性較大。電池回收鎳、鈷工藝已經(jīng)比較成熟，回收率水平較高，按照發(fā)改委發(fā)布《電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》要求鎳、鈷回收率要達(dá)到98%以上，企業(yè)實(shí)際鎳、鈷收率基本可達(dá)標(biāo)；而另一方面鋰的回收工藝仍處于持續(xù)迭代過程中，目前企業(yè)鋰回收率差異較大，根據(jù)全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布《車用動(dòng)力電池回收利用材料回收要求(征求意見稿)》，動(dòng)力電池鋰回收率應(yīng)不低于85%，但實(shí)際企業(yè)對(duì)三元和鐵鋰電池的鋰回收率分布在80-95%不等。鋰的回收率是體現(xiàn)回收企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力要素之一，也直接決定了回收企業(yè)的盈利能力。
圖表6:國(guó)內(nèi)主流電池回收企業(yè)鋰回收率對(duì)比
資料來源：公司公告，中金公司研究部
注：以上字母為公司代號(hào)
酸堿等輔料消耗決定鋰電回收成本。我們基于各公司環(huán)評(píng)報(bào)告及調(diào)研訪談對(duì)磷酸鐵鋰電池回收加工進(jìn)行成本拆分，按照截止2022年3月公開市場(chǎng)酸、堿報(bào)價(jià)測(cè)算，鐵鋰電池回收輔料、能耗、折舊、人工、其他在加工成本中占比分別達(dá)到45%、29%、6%、13%、7%；三元電池回收輔料、能耗、折舊、人工、其他在加工成本中占比分別達(dá)到49%、25%、7%、12%、7%�？梢钥闯鏊�、堿、鹽等輔料及能耗構(gòu)成成本主要成分，對(duì)輔料消耗的控制以及能耗成本控制是決定鋰電回收企業(yè)加工成本的重要因素。
圖表7:磷酸鐵鋰電池回收加工成本拆分
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
圖表8:三元鋰電池回收加工成本拆分
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
三元電池回收盈利能力高于磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池可同時(shí)回收鎳、鈷、 鋰三種金屬，而磷酸鐵鋰僅可回收鋰金屬，所以按單位黑粉測(cè)算三元鋰電回收價(jià)值遠(yuǎn)大于鐵鋰；根據(jù)我們測(cè)算三元、鐵鋰回收加工成本較為接近，因此在金屬折扣系數(shù)處于合理區(qū)間前提下，三元回收盈利能力大幅高于鐵鋰回收。2019年以來按單噸黑粉產(chǎn)值比測(cè)算，三元回收價(jià)值是鐵鋰回收價(jià)值的2.3~7.8倍，當(dāng)前時(shí)點(diǎn)由于鋰價(jià)的高位，導(dǎo)致兩者產(chǎn)值差縮小。我們認(rèn)為正是三元鋰電的回收價(jià)值更高，使得其回收產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程早于鐵鋰，目前三元回收已經(jīng)基本內(nèi)化為三元前驅(qū)體、冶煉企業(yè)的內(nèi)部工序，主流企業(yè)如邦普循環(huán)、中偉股份、格林美、華友鈷業(yè)、芳源股份均布局三元鋰電回收作為前驅(qū)體、正極原料來源之一。
圖表9:NCM523電池黑粉回收產(chǎn)成品價(jià)值走勢(shì)
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
圖表10:磷酸鐵鋰電池黑粉回收產(chǎn)成品價(jià)值走勢(shì)
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
圖表11:三元黑粉回收與鐵鋰黑粉回收單噸產(chǎn)值比走勢(shì)
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
注：僅考慮鈷、鎳、鋰鹽作為成品對(duì)外銷售
磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟(jì)性開始顯現(xiàn)。由于鋰電池回收料定價(jià)會(huì)基于公開市場(chǎng)報(bào)價(jià)動(dòng)態(tài)調(diào)整折扣系數(shù)，原則上碳酸鋰價(jià)格越高折扣系數(shù)越高，基于我們的加工成本模型，我們認(rèn)為當(dāng)前磷酸鐵鋰電池回收已經(jīng)具備經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)業(yè)化價(jià)值，碳酸鋰價(jià)格在不含稅5萬元/噸以上時(shí)回收加工企業(yè)均可保證較好盈利水平。
圖表12:磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟(jì)性敏感性分析
資料來源：公司環(huán)評(píng)報(bào)告，中金公司研究部
注：僅考慮碳酸鋰作為成品對(duì)外銷售
退役電池歸屬權(quán)并不明確，保障回收渠道是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前電池回收的參與方包括回收企業(yè)、電池PACK廠、電池材料企業(yè)以及整車廠。政策雖明確車企承擔(dān)電池回收主體責(zé)任，但同樣鼓勵(lì)鋰電池企業(yè)參與電池回收，比如蔚來等造車新勢(shì)力即選擇與寧德時(shí)代共建電池資產(chǎn)公司，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池全生命周期管理。目前看電池歸屬權(quán)并不明確，常見電池回收料來源包括鋰電池生產(chǎn)廢料、正極生產(chǎn)廢料、汽車拆解廠、第三方回收網(wǎng)點(diǎn)、主機(jī)廠和電池廠的換電電池等。未來能夠獲取穩(wěn)定電池回收料來源將成為電池回收企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
市場(chǎng)空間：2022年電池回收有望開啟千億級(jí)市場(chǎng)
目前電池回收料來源有三種：鋰電池產(chǎn)線生產(chǎn)廢料(歸屬于鋰電池企業(yè))、正極產(chǎn)線生產(chǎn)廢料(歸屬于正極企業(yè))、退役電池回收(最終歸屬權(quán)尚不明確)。對(duì)于前兩者，由于部分企業(yè)內(nèi)部有電池回收加工企業(yè)(鋰電池如寧德時(shí)代與邦普循環(huán)、正極如華友鈷業(yè)與華友循環(huán))， 這部分生產(chǎn)廢料并未流通向外部市場(chǎng)，而部分無廢料回收加工能力的企業(yè)一般采用委外加工模式，這部分報(bào)廢料可流向自由市場(chǎng)。對(duì)于退役電池，按照動(dòng)力電池6年使用壽命估算，當(dāng)前動(dòng)力電池尚未進(jìn)入大規(guī)模報(bào)廢期，主要退役電池來自于消費(fèi)鋰電、電動(dòng)工具等場(chǎng)景。以下對(duì)三種場(chǎng)景回收市場(chǎng)空間分別測(cè)算：
一、21-25年退役電池回收正極量有望達(dá)到10.5-35.4萬噸，CAGR為35%。我們預(yù)計(jì)至2025年全球動(dòng)力、儲(chǔ)能、消費(fèi)、通信四大場(chǎng)景對(duì)鋰電池裝機(jī)需求量有望分別達(dá)到1615.7 GWh、326.0 GWh、105.8 GWh、8.7GWh，按照正極材料分類三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他裝機(jī)量有望分別達(dá)到1307.6 GWh、696.1 GWh、36.6 GWh、15.8GWh.假設(shè)鋰電池平均使用壽命為6年，據(jù)此估算，至2025年退役電池回收正極量三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他有望分別達(dá)到21.9萬噸、6.1萬噸、5.6萬噸、1.8萬噸，CAGR分別為55%、45%、8%、9%。
圖表13:全球鋰電池退役回收正極材料市場(chǎng)空間測(cè)算
資料來源：GGII，CIAPS，中金公司研究部
二、21-25年鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢料回收正極量有望達(dá)到5.3-14.8萬噸，CAGR為29%。我們假設(shè)穩(wěn)態(tài)鋰電池生產(chǎn)良品率維持在95%-97%區(qū)間，21-25年動(dòng)力電池生產(chǎn)良率穩(wěn)步提升，并且高鎳三元鋰電池良率低于行業(yè)平均，鐵鋰、鈷酸鋰、其他鋰電池整體優(yōu)于行業(yè)平均，據(jù)此估算，至2025年鋰電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢料回收正極量三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他有望分別達(dá)到10.2萬噸、4.1萬噸、0.3萬噸、0.2萬噸，CAGR分別為29%、35%、2%、10%。
圖表14:全球鋰電池生產(chǎn)線報(bào)廢電池回收正極材料市場(chǎng)空間測(cè)算
資料來源：GGII，CIAPS，中金公司研究部
三、21-25年正極生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢料回收正極量有望達(dá)到6.0-15.6萬噸，CAGR為27%。我們假設(shè)穩(wěn)態(tài)正極生產(chǎn)良品率維持在95%-97%區(qū)間，21-25年正極生產(chǎn)良率穩(wěn)步提升，高鎳三元正極良率低于行業(yè)平均，鐵鋰、鈷酸鋰、其他正極整體優(yōu)于行業(yè)平均，據(jù)此估算，至2025年正極生產(chǎn)環(huán)節(jié)廢料回收正極量三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他有望分別達(dá)到9.2萬噸、6.1萬噸、0.2萬噸、0.1萬噸，CAGR分別為24%、37%、-4%、4%。
圖表15:全球正極材料報(bào)廢回收市場(chǎng)空間測(cè)算
資料來源：GGII，CIAPS，中金公司研究部
21-25年鋰電池回收正極量有望達(dá)到22.1-65.9萬噸，CAGR為31%，有望維持千億元市場(chǎng)規(guī)模。綜合退役電池、鋰電池生產(chǎn)廢料、正極生產(chǎn)廢料三大場(chǎng)景預(yù)測(cè)，我們預(yù)計(jì)至2025年鋰電池回收正極量三元、鐵鋰、鈷酸鋰、其他有望分別達(dá)到41.3萬噸、16.3萬噸、6.2萬噸、2.0萬噸，CAGR分別為38%、39%、7%、8%。由于當(dāng)前鎳、鈷、鋰價(jià)格均處于歷史較高分位，我們估算2022年鋰電池回收再造為正極市場(chǎng)空間有望突破千億元，此后考慮金屬價(jià)格回落，回收市場(chǎng)呈現(xiàn)量增價(jià)減，22-25年有望維持千億元市場(chǎng)規(guī)模量級(jí)。
圖表16:全球鋰電池回收正極材料市場(chǎng)空間測(cè)算
資料來源：GGII，CIAPS，萬得資訊，中金公司研究部
(責(zé)任編輯：子蕊)
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