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技術(shù)創(chuàng)新
動力電池回收亟待解決 百億級市場即將開啟
動力鋰電池的需求量和報廢量不斷增長
2015年中國鋰電池總產(chǎn)量47.13Gwh，其中，動力電池產(chǎn)量16.9Gwh，占比36.07%;消費鋰電池產(chǎn)量23.69Gwh，占比50.26%;儲能鋰電池產(chǎn)量1.73Gwh，占比3.67%。
權(quán)威機構(gòu)測算，到2020年動力鋰電池的需求量將達到125Gwh，報廢量將達32.2Gwh，約50萬噸;到2023年，報廢量將達到101Gwh，約116萬噸。規(guī)模龐大的動力鋰電市場伴生的將是鋰電池回收和下游梯次利用的行業(yè)機遇，發(fā)展鋰電池回收和梯次利用在避免資源浪費和環(huán)境污染的同時也將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟效益和投資機會。
2016年上半年，中國新能源汽車產(chǎn)銷分別達到17.7萬輛和17萬輛，依舊是全球最大的新能源車市場。1-2月受春節(jié)和政策因素影響而產(chǎn)銷較低，隨著政策調(diào)整推進，上半年的3-6月新能源車逐步實現(xiàn)恢復(fù)性增長，6月沖刺到3.5萬臺水平。下半年的7-8月新能源車處于3萬臺左右的位穩(wěn)定狀態(tài)，等待進一步的增長動力。
據(jù)中汽協(xié)會統(tǒng)計，8月新能源汽車生產(chǎn)21303輛，銷售18054輛，同比分別增長2.9倍和3.5倍，其中純電動汽車產(chǎn)銷分別完成13121輛和12085輛，同比增長3.8倍和6.1倍，插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成8182輛和5969輛，同比分別增長2倍和1.6倍。
根據(jù)工信部的相關(guān)政策規(guī)定，純電動乘用車補助標(biāo)準(zhǔn)在綜合考慮規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)進步等因素后逐年退坡;此外，在16年上半年政府加大查騙補力度之后，考慮對于政策進行調(diào)整和修改。
國家將對補貼政策進行多方面的改善，研究建立動態(tài)調(diào)整機制，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升補貼產(chǎn)品的先進性水平。
政府查騙補的力度增大，有助于規(guī)范行業(yè)發(fā)展，提升企業(yè)自主技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)升級的動力;也有助于防止行業(yè)產(chǎn)能過度擴張，完善新能源車行業(yè)發(fā)展的政策和制度環(huán)境。
新能源汽車行業(yè)目前和未來3~5年仍將處于高速發(fā)展的階段，政策轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整都是使得產(chǎn)業(yè)發(fā)展更加健康完善的必經(jīng)之路。隨著電動汽車技術(shù)的不斷升級和產(chǎn)業(yè)集中度的不斷提高，未來行業(yè)仍將經(jīng)歷較快發(fā)展。
通過綜合考慮補貼因素變化、充換電設(shè)施數(shù)量、油電價差和電動產(chǎn)品性能等方面的因素，權(quán)威機構(gòu)建立如圖表的預(yù)測：
動力電池的需求量和報廢量不僅與新能源車新增產(chǎn)量密切相關(guān)，還與不同車型的占比、電池技術(shù)路線的轉(zhuǎn)移趨勢、不同動力電池的使用壽命及不同電動車型的報廢年限等有關(guān)。目前行業(yè)內(nèi)的平均標(biāo)準(zhǔn)如下，可以作為預(yù)測動力電池需求量和報廢量的假設(shè)條件：
不同動力電池的平均質(zhì)量分別為：插電式乘用車275kg、插電式商用車235kg、純電動乘用車550kg、純電動商用車1900kg;
根據(jù)公路部門統(tǒng)計，轎車、輕型車年平均行駛里程為5萬km、中型車為4萬km、重型車為3萬km;在同樣的行駛條件下，純電動乘用車動力電池的使用壽命約為4-6年;而純電動商用車日行駛次數(shù)多、行駛里程長、充電較為頻繁，其動力電池的使用壽命約為2-3年。
目前我國私人乘用車平均報廢年限在12-15年，商用車強制報廢年限為10年，電動汽車在其壽命周期內(nèi)至少更換2次動力電池，而且由于不確定性因素(意外事故、人為原因等)，動力電池的壽命周期會不斷變化。
根據(jù)權(quán)威機構(gòu)的測算，按商用車(按3年電池壽命假設(shè))和乘用車(5年)所使用的動力鋰電池報廢量，將在2020年分別達到27Gwh和4.2Gwh，在2023年分別達到84Gwh和17.5Gwh。
根據(jù)測算，從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰及鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的市場規(guī)模將會在2018年開始爆發(fā)，達到52億元，2020年達到136億元，2023年將超過300億元。
這些因為發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)而產(chǎn)生的電池報廢量如果不得到妥善的處置，將會對環(huán)境造成較大的污染;此外，廢棄的鋰離子電池具有顯著的資源性，下文權(quán)威機構(gòu)將分析鋰離子電池回收的技術(shù)可行性和成本經(jīng)濟性。
廢棄動力鋰電池具有顯著的資源性，其中鈷和鋰潛在價值最高
組成鋰離子電池的正極、負極、隔膜、電解質(zhì)等材料中含有大量的有價金屬。不同動力鋰電池正極材料中所含的有價金屬成分不同，其中潛在價值最高的金屬包括鈷、鋰、鎳等。例如，三元電池中鋰的平均含量為1.9%、鎳12.1%、鈷2.3%;此外，銅部分、鋁部分等占比也達到了13.3%和12.7%，如果能得到合理回收利用，將成為創(chuàng)造收入和降低成本的一個主要來源。
鈷是一種銀灰色有光澤的金屬，有延展性和鐵磁性。因具有很好的耐高溫、耐腐蝕、磁性性能，鈷被廣泛用于航空航天、機械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域，是制造高溫合金、硬質(zhì)合金、陶瓷顏料、催化劑、電池的重要原料之一。
鈷資源多伴生于銅鈷礦、鎳鈷礦、砷鈷礦和黃鐵礦礦床中，獨立鈷礦物極少，陸地資源儲量較少，海底錳結(jié)核是鈷重要的遠景資源。再生鈷的回收也是鈷資源的重要來源之一。據(jù)USGS數(shù)據(jù)，2015年全球產(chǎn)出鈷礦12.38萬金屬噸，剛果(金)產(chǎn)出鈷礦6.3萬噸，占比超過50%，中國僅產(chǎn)出鈷金屬7700噸，占比6.2%。
鈷礦擴產(chǎn)項目包括：2016年剛果(金)的EtoileLeachSX-EWplant、澳大利亞的NovaNickel、美國的ldahoCobalt和NorthMet,phase1等，合計新增產(chǎn)能7235噸;2017年新增項目較少，僅加拿大NICO和贊比亞Cobaltconverterslag等，合計新增產(chǎn)能2215噸;2018年澳大利亞GladstoneNickel和剛果(金)ProjectMinier的新礦山投產(chǎn)，合計新增產(chǎn)能9600噸。
鈷礦減產(chǎn)項目包括：嘉能可的Katanga和Mopani項目、巴西的VotorantimMetais礦山，預(yù)計減產(chǎn)金屬量5200噸。未來隨著銅鎳價的繼續(xù)低迷，不排除其它大型礦企也會加入減產(chǎn)的陣營。
由于2016年上半年動力鋰電池市場的快速發(fā)展所帶動的對于鈷的需求提振以及各大礦山減產(chǎn)的預(yù)期，鈷價在2016年年中出現(xiàn)了拐點，預(yù)計未來兩年內(nèi)仍將維持供給緊平衡的態(tài)勢。從全球市場來看，鈷的需求42%集中在鋰電池領(lǐng)域，其次是高溫合金(16%)和硬質(zhì)合金(10%);從中國市場來看，電池材料占比高達69%。隨著新能源車下游需求逐步明確，國內(nèi)動力電池廠商2016年-2017年紛紛擴大產(chǎn)能，對于鈷的需求將進一步提升。因此從廢舊電池中回收再利用鈷也越來越具有經(jīng)濟性。
鋰元素作為廣泛用于動力鋰電池中的元素，其用途非常廣泛，且目前市場上碳酸鋰的價格不斷走高，需求端尤其是新能源汽車驅(qū)動的需求擴大以及供給端產(chǎn)能釋放的難度共同作用于碳酸鋰的價格，促使越來越多的企業(yè)開始關(guān)注鋰電池回收的經(jīng)濟效益。
鋰資源在自然界中廣泛分布，然而鋰資源的提取工藝行業(yè)壁壘較高，因此供需格局較為穩(wěn)定，近年來的供應(yīng)端變動主要有：銀河資源復(fù)產(chǎn)(MtCattlin礦山);SQM成立合營公司開發(fā)4萬噸的阿根廷鹽湖Cauchari-Olaroz項目;ALB與智利本土企業(yè)加強合作，2020年有望在智利形成3座鋰鹽廠、合計7萬噸LCE生產(chǎn)規(guī)模。
2015年，鋰電池占全部鋰需求的50%以上;根據(jù)SQM的預(yù)測，2016年到2025年鋰需求的復(fù)合增速將達到8%-12%，其中動力鋰電的鋰需求復(fù)合增速將達到18%-24%，根據(jù)該預(yù)測，2025年全球鋰需求將達到49萬噸(折LCE)。
TeslaModel3的揭幕同時帶來了對于高端氫氧化鋰需求的增加。Tesla設(shè)置的目標(biāo)是在2020年達成整車制造50萬輛/年、超級電池廠35Gwh/年的既定產(chǎn)能建設(shè)目標(biāo)，假設(shè)能夠達成目標(biāo)的80%、碳酸鋰單耗為0.6噸/kwh，則對應(yīng)鋰需求1.68萬噸(折LCE)。該現(xiàn)象級事件同時也會對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動作用。
從三元材料銷量來看，全球市場三元材料銷量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，由2009年的1.2萬噸快速增長至2015年的超過9萬噸，年均復(fù)合增速達到40%。根據(jù)對未來三元材料企業(yè)發(fā)展趨勢的分析，未來國內(nèi)三元材料龍頭企業(yè)產(chǎn)能占比仍維持在較高水平，預(yù)計未來前十大企業(yè)的產(chǎn)能占比將維持在80%以上。
從三元材料的產(chǎn)能來看，預(yù)計2016年動力三元材料產(chǎn)能將超過7.1萬噸/年，2016~2018年的年復(fù)合增長率將達到56%。
碳酸鋰作為鹽湖和鋰礦提取的直接產(chǎn)品，是其他鋰產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，氫氧化鋰目前則主要用于NCA三元材料和高鎳NCM三元材料的生產(chǎn)，需求都隨著三元材料需求的增長而增長。
由于氫氧化鋰穩(wěn)定性高，反應(yīng)過程中不產(chǎn)生一氧化碳干擾物，有助于增大材料的振實密度，相比于碳酸鋰更適合作為三元正極材料合成的基礎(chǔ)鋰鹽。
氫氧化鋰為富鋰錳基正極材料的合成必須基礎(chǔ)原料。富鋰錳基正極材料xLi2MnO3？(1-x)LiMO2具有高比容量(200~300mAh/g)，能很好地滿足鋰電池在小型電子產(chǎn)品和電動汽車等領(lǐng)域的使用要求，是最具潛力的下一代動力鋰離子電池正極材料。
我國碳酸鋰主要從鋰輝石中提取，采用硫酸法、石灰石焙燒法等，成本較高約為2.2-3.2萬元每噸。少數(shù)碳酸鋰來自鹽湖鹵水提取，針對我國鹽湖鎂鋰比較高，鹵水品位差的現(xiàn)狀，采用煅燒法和溶劑萃取法，成本較從礦石中提取低，但依然高于國外鹽湖提鋰成本，且受制于惡劣生產(chǎn)條件產(chǎn)量十分有限。
國外比如Albermarle公司和SQM在美國銀峰鹽湖和智利阿塔卡瑪鹽湖，主要采用蒸發(fā)沉淀法提取碳酸鋰。這種方法成本最低，在1.2-1.9萬元每噸，是目前碳酸鋰生產(chǎn)的主流方法。
金屬進行回收再利用的節(jié)能率在70%~90%之間，如果使用電池回收原材料生產(chǎn)電池，在節(jié)能減排方面具有絕對優(yōu)勢。考慮鋰離子電池回收的經(jīng)濟性問題，需要站在電池的全生命周期考慮。電池原材料以有色金屬為主，我國有色金屬工業(yè)的能源消耗水平與國際先進水平存在明顯的差距，能源消耗主要集中在礦山、冶煉和加工三大領(lǐng)域。但有色金屬回收過程的能源消耗遠小于原生金屬。
廢棄動力電池威脅環(huán)境和人類健康，影響社會可持續(xù)發(fā)展
廢舊動力電池對環(huán)境和人類健康的潛在威脅?，F(xiàn)有的廢舊電池處理方式主要有固化深埋、存放于廢礦井和資源化回收，但目前我國電池資源化回收的能力有限，大部分廢舊電池沒有得到有效的處置，將會給自然環(huán)境和人類健康帶來潛在的威脅。
雖然動力電池中不包含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，但也會帶來環(huán)境污染。例如其電極材料一旦進入到環(huán)境中，電池正極的金屬離子、負極的碳粉塵、電解質(zhì)中的強堿和重金屬離子，可能造成重環(huán)境污染等，包括提升土壤的PH值，處理不當(dāng)則可能產(chǎn)生有毒氣體。
此外，動力電池中含有的金屬和電解液會危害人體健康，例如鈷元素可能會引起人們腸道紊亂、耳聾、心肌缺血等癥狀。
動力電池回收問題影響到了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。電動汽車有應(yīng)對環(huán)境污染和能源短缺的優(yōu)勢，如果動力電池在其報廢之后不能得到有效回收，會造成環(huán)境污染和資源浪費，有違發(fā)展電動汽車的初衷。對企業(yè)來說，動力電池的回收蘊藏著巨大的商機，經(jīng)過回收處理，可以為電池生產(chǎn)商節(jié)約原材料成本。此外，動力電池回收還關(guān)系到政府建設(shè)低碳經(jīng)濟和環(huán)境友好型社會。
動力鋰電池回收渠道及商業(yè)模式分析
動力電池的生命周期包括生產(chǎn)、使用、報廢、分解以及再利用。動力電池在其報廢后除了化學(xué)活性下降之外，電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有發(fā)生改變，只是其充放電性能不能滿足車輛的動力需求，但是可以運用到比汽車電能要求更低的地方。動力電池的梯次利用因此也成為目前業(yè)內(nèi)探討較多的回收利用方式之一，即將用于汽車的電池在淘汰后利用在儲能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動車身上，最后再進入回收體系，但這種商業(yè)模式還面臨著是否能夠盈利的考量，涉及到渠道和技術(shù)的問題。
如上所述，動力鋰電池的回收利用可以分為兩個循環(huán)過程：(1)梯次利用：主要針對電池容量降低使得電池?zé)o法使電動車正常運行，但是電池本身沒有報廢，仍可以在別的途徑繼續(xù)使用，例如用于電力儲能;(2)拆解回收：主要針對電池容量損耗嚴(yán)重，使得電池?zé)o法繼續(xù)使用，只有將電池進行資源化處理，回收有利用價值的再生資源。
動力鋰電池的回收渠道目前主要以回收小作坊為主，專業(yè)回收公司和政府回收中心較少，體系有待重整。目前我國動力電池回收市場的廢舊動力電池大多流入了缺乏資質(zhì)的翻新小作坊，這些公司工藝設(shè)備落后，但如果交由依法注冊納稅的正規(guī)企業(yè)，取得資質(zhì)并按照國家標(biāo)準(zhǔn)排放，勢必會造成價格上競爭力的缺失，因此如何更進一步地完善政策來保障電池回收產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是非常必要的。
回收小作坊：回收成本低廉，可以抬高回收價格，高價回收是他們最大的競爭優(yōu)勢。但是這些小作坊在經(jīng)過回收后，僅對廢舊動力電池進行簡單修復(fù)并重新包裝后就流回市場，擾亂了動力電池市場的正常秩序。此外，由于這些小作坊不具備相關(guān)資質(zhì)，容易產(chǎn)生安全隱患及環(huán)保問題。
專業(yè)回收公司：專業(yè)回收公司是國家批準(zhǔn)專門回收處理廢舊動力電池的專業(yè)企業(yè)，綜合實力雄厚、技術(shù)設(shè)備先進、工藝規(guī)范，既能最大化回收可用資源，又能夠降低對環(huán)境的影響。目前，我國專門動力電池的回收公司包括深圳格林美、邦浦循環(huán)科技、超威集團和芳源環(huán)保等。目前來看雖然進行鋰電池回收方面布局的企業(yè)越來越多，但缺乏政府系統(tǒng)的支持和政策激勵。
政府回收中心：地方各政府依照國家相關(guān)法律，設(shè)置的國家回收中心，有利于科學(xué)規(guī)范地管理電池回收市場、完善回收網(wǎng)絡(luò)、合理布局回收網(wǎng)絡(luò)和回收市場，提高正規(guī)渠道的回收量。目前我國還沒有動力電池的政府回收中心，但未來可以根據(jù)我國現(xiàn)實情況，有選擇進行發(fā)展。
發(fā)達國家電池回收產(chǎn)業(yè)以市場調(diào)節(jié)為主、政府約束為輔
德國：政府立法回收，生產(chǎn)者承擔(dān)主要責(zé)任，設(shè)立基金完善回收體系市場化建設(shè)。
歐盟廢棄物框架指令(2008/98/EC)和電池回收指令(2006/66/EC)是德國電池回收法規(guī)的立法依據(jù)?；厥辗ㄒ?guī)要求電池產(chǎn)業(yè)鏈上的生產(chǎn)商、銷售商、回收商和消費者均負有對應(yīng)的回收責(zé)任和義務(wù)，比如電池生產(chǎn)商必須在政府登記，承擔(dān)主要回收責(zé)任，銷售商要配合電池生產(chǎn)商的電池回收工作，而終端消費者需要將廢舊電池交回指定的回收網(wǎng)絡(luò)。
此外，德國利用基金和押金機制建立了廢舊電池回收體系，實現(xiàn)了良好的效果，該回收體系由電池制造商和電子電器制造商協(xié)會聯(lián)合成立的GRS基金負責(zé)運轉(zhuǎn)，是歐洲最大的鋰離子電池回收組織，該組織從2010年開始回收工業(yè)用電池，未來也會將電動汽車動力電池納入該體系回收，積極的開展動力電池的回收利用工作
2015年，博世集團、寶馬和瓦滕福公司就動力電池再利用展開合作項目，該項目利用寶馬ActiveE和i3純電動汽車退役的電池建造2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統(tǒng)。該儲能系統(tǒng)由瓦滕福公司負責(zé)運行和維護，項目將建在德國柏林，預(yù)期將于2015年年末投入使用。
日本：生產(chǎn)方式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤把h(huán)再利用”模式，企業(yè)作為先鋒參與到電池回收中。
1994年，日本的電池生產(chǎn)商開始實施回收電池計劃，在每位參與者都自愿努力的基礎(chǔ)上，利用零售商、汽車經(jīng)銷商或者加油站的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)向消費者回收廢舊電池，回收路線與銷售路線相反。
2000年起，政府規(guī)定生產(chǎn)商應(yīng)對鎳氫和鋰電池的回收負責(zé)，并基于資源回收面向產(chǎn)品的設(shè)計;電池回收后運回電池生產(chǎn)企業(yè)處理，政府給予生產(chǎn)企業(yè)相應(yīng)的補助，提高企業(yè)回收的積極性。
此外，日本很多企業(yè)也參與到電池回收活動中。日產(chǎn)公司與住友商事合作成立了4REnergy公司，致力于電動汽車鋰電池的回收利用;本田公司正在研究提取電池內(nèi)可回收貴金屬的技術(shù)，同時與其他金屬廠商合作以推進資源的循環(huán)利用;三洋公司研究制定了回收電池的路線，積極開展了可充電電池的回收再利用工作。
日本主要的通信公司還聯(lián)合成立了鋰電池自主回收促進會，聲明其有責(zé)任推動鋰電池的回收利用工作，爭取大幅提高鋰電池的回收率。
美國：市場調(diào)節(jié)為主，政府通過制定環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)對其進行約束管理，輔助執(zhí)行廢舊動力電池的回收。
美國市場上相繼成立了美國可充電電池回收公司(RBRC)和美國便攜式可充電電池協(xié)會(PRBA)，不斷向公眾進行宣傳教育，提高公眾的環(huán)保意識，引導(dǎo)公眾配合廢舊電池的回收，從而保護自然環(huán)境。
RBRC是一個非盈利性的公共服務(wù)組織，主要是促進鎳鉻電池、鎳氫電池、鋰離子電池以及小型密封鉛電池等可充電電池的循環(huán)利用，PRBA是由相關(guān)電池企業(yè)組成的非盈利電池協(xié)會，其主要目標(biāo)是制定回收計劃和措施，促進工業(yè)用電池的循環(huán)利用。
RBRC提供三個方案來收集、運送及重新利用廢舊可充電池。包括(1)零售回收方案;(2)社區(qū)回收方案;(3)公司企業(yè)和公共部門回收方案。
便攜式可充電電池協(xié)會(PBRC)主要涉及了三個方面內(nèi)容：(1)美國DOT關(guān)于鋰離子電池、鋰金屬電池的相關(guān)規(guī)定以及運輸途中的相關(guān)規(guī)定;(2)CPSC對于筆記本電池、手機電池的召回;(3)電池主要法律法規(guī)。
在學(xué)術(shù)界，加州大學(xué)戴維斯分校的混合電動汽車研究中心在2010年也開展了動力鋰電池的二次利用和價值分析等方面的研究，研究內(nèi)容包括4～5個電池二次利用領(lǐng)域?qū)﹄姵匦阅艿木唧w要求、用于家庭儲能系統(tǒng)(HESA)的產(chǎn)品研發(fā)，以及評價電池整體價值(電動汽車和二次利用領(lǐng)域的價值之和)的方法體系。
我國明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，隨政策不斷完善，產(chǎn)業(yè)正逐步走向規(guī)范化。
目前我國現(xiàn)狀：動力電池回收處理技術(shù)發(fā)展較為成熟，但管理相對落后，阻礙了動力電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：
(1)回收網(wǎng)絡(luò)不健全。回收網(wǎng)絡(luò)主要由中小回收公司組成，難以得到有效回收;
(2)回收企業(yè)規(guī)模較小，工藝水平不健全，較難保證資源回收效率;
(3)存在沒有經(jīng)營許可的企業(yè)非法從事廢舊動力電池回收，帶來安全和環(huán)保隱患。
隨著新能源汽車產(chǎn)銷量持續(xù)增長，電動車動力電池的回收利用問題也會越來越突出，國家和地方政府相繼出臺政策，加快建設(shè)良性產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的進程。
2012年7月，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出要“制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，引導(dǎo)動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)”。
2014年7月，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見》提出要研究制定動力電池回收利用政策，探索利用基金、押金、強制回收等方式促進廢舊動力電池回收，建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。
2015年3月，《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》規(guī)定，系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)會同汽車整車企業(yè)研究制定可操作的廢舊動力蓄電池回收處理、再利用的方案。
2016年1月工信部、發(fā)改委、環(huán)保部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局5部委聯(lián)合下發(fā)《電動汽車動力蓄電池回收利用技術(shù)政策(2015年版)》明確建立動力電池編碼制度，建立可追溯體系。明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，電動汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，動力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)電動汽車生產(chǎn)企業(yè)售后服務(wù)體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責(zé)任，梯級利用電池生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)梯級利用電池回收利用的主要責(zé)任，報廢汽車回收拆解企業(yè)應(yīng)負責(zé)回收報廢汽車上的動力蓄電池。在激勵措施上，國家將在現(xiàn)有資金渠道內(nèi)對梯級利用企業(yè)和再生利用企業(yè)的技術(shù)研發(fā)、設(shè)備進口等方面給予支持。在技術(shù)研發(fā)方面，國家支持動力蓄電池相關(guān)回收利用技術(shù)和裝備的研發(fā)。
2016年2月，工信部出臺《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》和《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法》，明確廢舊電池回收責(zé)任主體，加強行業(yè)管理與回收監(jiān)管。
2016年2月，《廢電池污染防治技術(shù)政策》征求意見稿對外發(fā)布。新政策中與鋰電池有關(guān)的亮點主要有：1)廢電池涵蓋的范圍納入了新興的鋰電池、太陽能電池和燃料電池，并且對電池的資源再生工廠的態(tài)度從審慎保守變?yōu)槌珜?dǎo)和促進;2)明確了鋰離子電池再生處理企業(yè)必需具備危險廢物經(jīng)營許可證后方可運行，相關(guān)環(huán)保企業(yè)將在資質(zhì)上更加具有優(yōu)勢;3)鼓勵研發(fā)鋰原電池、動力電池、儲能電池等逆向拆解成套設(shè)備，鋰離子電池的隔膜、金屬產(chǎn)品和電極材料再生處理裝備等新技術(shù)。
除國家政策層面鼓勵支持外，我國不少地方政府也在積極探索動力鋰電池的回收再利用的具體實施方式：
上海：2014年上海市發(fā)布《上海市鼓勵購買和使用新能源汽車暫行辦法》，要求車企回收動力電池，政府給予1000元/套的獎勵。車企回收動力電池政府將補助1000元/套
廣州：2014年11月《廣州市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)廣州市新能源汽車推廣應(yīng)用管理暫行辦法的通知》，提出在本市建立車用動力電池回收渠道，按照相關(guān)要求對動力電池進行回收處理。
北京：2016年1月27日，以“合作創(chuàng)新、共謀發(fā)展”為主題的《汽車有形市場未來發(fā)展趨勢論壇》在北京召開。北京市科委雙新處處長許心超在論壇上表示：對于中央提出的關(guān)于新能源汽車不限行、不限購、不繳稅的“3不政策”，北京市均已落實;與此同時，北京動力電池回收問題可通過“3個環(huán)節(jié)”有效解決。(1)車企是動力電池回收的第一責(zé)任主體。(2)退役的動力電池還可以梯次利用。(3)技術(shù)的革新使得廢舊電池回收處理后利用率能達到99%，且對環(huán)境無害。
深圳：2015年深圳發(fā)布《深圳市人民政府關(guān)于印發(fā)深圳市新能源汽車推廣應(yīng)用若干政策措施的通知》，內(nèi)容顯示要求制定動力電池回收利用政策，由整車制造企業(yè)負責(zé)新能源汽車動力電池強制回收，并由整車制造企業(yè)按照每千瓦時20元專項計提動力電池回收處理資金，地方財政按照經(jīng)審計的計提資金額給予不超過50%比例的補貼，建立健全廢舊動力電池循環(huán)利用體系。
2016年9月，深圳市發(fā)改委聯(lián)合市財委發(fā)布《深圳市2016年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策》的通知。在動力電池回收方面，“新規(guī)”要求新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)負責(zé)回收利用，對按要求計提了動力電池回收處理資金的，按經(jīng)審計確定的金額50%對企業(yè)給予補貼，補貼資金應(yīng)專項用于動力電池回收。
商業(yè)模式比較：構(gòu)建經(jīng)濟激勵下的生產(chǎn)者回收體系
從歐美發(fā)達國家的電池回收經(jīng)驗可以看出，在建立廢舊電池的回收體系時，動力電池生產(chǎn)商承擔(dān)電池回收的主要責(zé)任。當(dāng)動力電池配套電動車一起銷售給運營商、集團客戶或者個人客戶等消費者，消費者擁有動力電池的所有權(quán)，也有義務(wù)交回報廢的動力電池。該模式下的回收網(wǎng)絡(luò)由動力電池生產(chǎn)商利用電動汽車生產(chǎn)商的銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)改建，而且電動汽車生產(chǎn)商有責(zé)任配合對其產(chǎn)品中所使用的動力電池進行回收。
生產(chǎn)商在產(chǎn)品全生命周期中最具控制力，占有多種資源，負責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計架構(gòu)?？梢哉f生產(chǎn)商掌握著產(chǎn)品的全部信息，決定了產(chǎn)品對環(huán)境的影響程度。
回收流程為動力電池生產(chǎn)商利用電動汽車生產(chǎn)商的銷售網(wǎng)絡(luò)，以逆向物流的方式回收廢舊電池。消費者將報廢的電池交回附近的電動汽車銷售服務(wù)網(wǎng)點，依據(jù)電池生產(chǎn)商和電動汽車生產(chǎn)商的合作協(xié)議，電動汽車生產(chǎn)商以協(xié)議價格轉(zhuǎn)運給電池生產(chǎn)企業(yè)，由其進行專業(yè)化的回收處理，電池生產(chǎn)商可以繼續(xù)利用回收的金屬材料。
另外，報廢汽車拆解企業(yè)在回收廢棄電動汽車時，也需要將拆解的廢舊動力電池直接銷售給動力電池生產(chǎn)商。
在回收形式上，實施“以舊換新”的制度促使更多的消費者交回廢舊電池，保證動力電池的回收量。在消費者更換新電池時，舊電池可以抵扣新電池的部分價格。報廢汽車拆解企業(yè)在回收帶有動力電池的電動汽車時，應(yīng)給予消費者一定的現(xiàn)金補償，之后將廢舊動力電池銷售給動力電池生產(chǎn)商。
行業(yè)聯(lián)盟回收動力電池模式是指由行業(yè)內(nèi)的動力電池生產(chǎn)商、電動汽車生產(chǎn)商或電池租賃公司組成，并共同出資設(shè)立專門的回收組織，負責(zé)動力電池的回收。這種方式可以避免由于電池生產(chǎn)商單個企業(yè)實力有限導(dǎo)致的回收電池數(shù)量不夠、資金有限和回收渠道少的問題。
該模式的主要特點是在行業(yè)內(nèi)成立統(tǒng)一回收組織，影響力強、覆蓋廣泛，獨立運營;且回收網(wǎng)絡(luò)龐大，易于消費者交回電池?；厥绽盟玫氖找嬗糜诨厥站W(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運營。
第三方回收模式：需要獨自構(gòu)建回收網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)物流體系，負責(zé)回收委托企業(yè)售后市場生產(chǎn)的廢舊動力電池，之后運回回收處理中心，進行專業(yè)化的回收處理。在電動汽車最終報廢進入汽車拆解企業(yè)后，汽車拆解企業(yè)可以將廢舊動力電池銷售給第三方企業(yè)。
回收模式的建立，需要投入大量的資金進行回收設(shè)備、回收網(wǎng)絡(luò)及人力資源的建設(shè);成本也是其中的重要影響因素之一。在生產(chǎn)者責(zé)任延伸制的體系下，不同動力電池回收模式適用于不同類型的企業(yè)。
對于大型動力電池生產(chǎn)商，其產(chǎn)品種類繁多、產(chǎn)銷量較大，有較強的技術(shù)、經(jīng)濟實力自己回收電池;對于中小型企業(yè)，產(chǎn)品種類、產(chǎn)銷量都較少，自己回收需要大量的投資，會影響企業(yè)核心業(yè)務(wù)的發(fā)展，所以可以選擇和其他組織合作回收。
比較而言，行業(yè)聯(lián)盟回收成本經(jīng)濟性最佳，但因為需要行業(yè)中各企業(yè)協(xié)同合作，目前在法律法規(guī)還沒有很完善的情況下，可操作性較小。綜合成本方面，動力電池生產(chǎn)商直接回收的模式成本較低，而第三方回收模式成本較高。
廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)：濕法回收技術(shù)為主
廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)，是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分，依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì)，將其分離。一般而言，整個回收工藝分為4個部分：(1)預(yù)處理部分;(2)電極材料修復(fù);(3)有價金屬的浸出;(4)化學(xué)純化。
在回收過程中，按照不同的提取工藝分類，可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類：(1)干法回收技術(shù);(2)濕法回收技術(shù);(3)生物回收技術(shù)。
干法回收主要包括機械分選法和高溫?zé)峤夥?或稱高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短，回收的針對性不強，是實現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介，直接實現(xiàn)材料或有價金屬的回收方法，主要是通過物理分選法和高溫?zé)峤夥ǎ瑢﹄姵仄扑檫M行粗篩分類，或高溫分解除去有機物以便于進一步的元素回收。
濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜，但各有價金屬的回收率較高，是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。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。
生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點，是未來鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，得到含有效金屬的溶液，實現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離，最終回收鋰等有價金屬。目前，關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步，之后將逐步解決高效菌種的培養(yǎng)、周期長的問題以及對于浸出條件的控制問題。
從回收工藝的次序來看，第一步：預(yù)處理過程，其目的是初步分離回收舊鋰離子電池中的有價部分，高效選擇性地富集電極材料等高附加值部分，以便于后續(xù)回收過程順利進行。預(yù)處理過程一般結(jié)合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。主要的幾種預(yù)處理方法包括：(1)預(yù)放電;(2)機械分離;(3)熱處理;(4)堿液溶解;(5)溶劑溶解;(6)手工拆解等。
第二步：材料分離。預(yù)處理階段富集得到了正極和負極的混合電極材料，為了從中分離回收Co、Li等有價金屬，需要對混合電極材料進行選擇性提取。材料分離的過程也可以按照干法回收、濕法回收和生物回收的分類技術(shù)分為：(1)無機酸浸出;(2)生物浸出;(3)機械化學(xué)浸出。
第三步：化學(xué)純化。其目的在于對浸出過程得到的溶液中的各種高附加值金屬進行分離和提純并回收。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多種元素，其中Ni、Co、Mn、Li為主要回收的金屬元素。通過調(diào)節(jié)pH將Al和Fe選擇性沉淀出后，再對浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進行下一步的處理回收。常用的回收方法有化學(xué)沉淀法、鹽析法、離子交換法、萃取法和電沉積法。
國內(nèi)外企業(yè)動力電池回收的技術(shù)路線和趨勢：濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹髁?/p>
比較國外主流電池回收公司的廢舊動力電池回收工藝可以發(fā)現(xiàn)，目前主流鋰電池回收工藝以濕法工藝和高溫?zé)峤鉃橹鳎液艽笠徊糠忠呀?jīng)投入了工業(yè)生產(chǎn)階段。
鋰電回收經(jīng)濟性強，電池廠商自行拆解或第三方拆解模式是目前主流
從2015年以來，隨著新能源汽車行業(yè)的爆發(fā)，以及電池材料的趨勢性變化(向著高鎳三元材料的方向發(fā)展)，鈷、鎳及碳酸鋰/氫氧化鋰的價格將受到一定幅度的提振。這使得回收廢舊鋰離子電池的經(jīng)濟性得到進一步重視。
我國私家車年平均行駛里程約為1.6萬公里，保守估計私家車的使用條件下，純電動/插電式汽車的動力電池組使用壽命為4~6年左右;而對于公交車、出租車等車型，由于其日均行駛里程長，充電較為頻繁，其動力電池組的壽命為2~3年。
不同類型動力電池金屬含量各不相同，根據(jù)權(quán)威機構(gòu)對各類電動汽車占比以及單車鋰電容量的預(yù)測，對于我國未來動力鋰離子電池的報廢量進行了預(yù)測。預(yù)計到2018年，我國新增報廢的動力電池將達到11.8Gwh，對應(yīng)可回收利用的金屬為：鎳1.8萬噸、鈷0.3萬噸、錳1.12萬噸、鋰0.34萬噸;預(yù)計到2023年，新增報廢的動力電池將達到101Gwh，對應(yīng)可回收利用的金屬為：鎳11.9萬噸、鈷2.3萬噸、錳7.1萬噸、鋰2萬噸。
權(quán)威機構(gòu)預(yù)計，除金屬鈷外，其他幾種金屬價格在未來幾年都將有不同程度的下降，據(jù)此推算，到2018年，可回收的有價金屬的市場規(guī)模將達到鎳14億元、鈷8.7億元、鋰26億元;到2023年，可回收的有價金屬的市場價值可以達到鎳84億元、鈷73億元、錳8.5億元、鋰146億元。
通過建立經(jīng)濟性評估模型針對動力電池回收過程中投入成本和回收材料產(chǎn)出的收益，可以以以下數(shù)學(xué)模型進行表示：
Bpro=Ctotal-Cdepreciation-Cuse-Ctax
Bpro表示廢舊動力電池回收的利潤;Ctotal表示廢舊動力電池回收的總收益;Cdepreciation表示廢舊動力電池設(shè)備的折舊成本;Cuse表示廢舊動力電池回收過程的使用成本;Ctax表示廢舊動力電池回收企業(yè)的稅收。
廢舊動力電池回收和再資源化過程的使用成本主要包括以下幾項(1)原材料成本;(2)輔助材料成本;(3)燃料動力成本;(4)設(shè)備維護成本;(5)環(huán)境處理成本;(6)人工成本。
從毛利率、可行性和可持續(xù)性三方面看，權(quán)威機構(gòu)認(rèn)為：電池廠商直接回收利用形成閉環(huán)的模式以及第三方專業(yè)拆解機構(gòu)向電池廠商購買廢舊電池的模式是目前主流的動力鋰電回收模式，且在鋰電綜合回收的情況下具有較好的經(jīng)濟性。
假設(shè)：(1)目前的金屬價格(鈷21.5萬元/噸、鎳7.77萬元/噸、錳1.1萬元/噸、鋰70萬元/噸、鋁1.26萬元/噸、鐵0.2萬元/噸)且不考慮其他回收產(chǎn)生的收益;(2)考慮各類動力電池的使用占比(磷酸鐵鋰70%、錳酸鋰7%、三元23%)綜合回收鋰離子電池;(3)除原材料之外其他成本相同
結(jié)論及分析：第三方專業(yè)機構(gòu)從小作坊收購廢舊鋰電池并進行拆解加工的毛利率最高，達到60%;其次是行業(yè)聯(lián)盟回收加工的形式，毛利率達到45%。但這兩種方式中，前者(第三方：購于小作坊)存在安全和環(huán)保性問題，且目前小作坊尚未認(rèn)識到鋰電回收產(chǎn)業(yè)的巨大價值，收購價格較低，因此這種方式不具有可持續(xù)性;后者(行業(yè)聯(lián)盟)目前由于相關(guān)管理條例和法律環(huán)境不完善，可行性仍然較低，但未來將是趨勢之一。;其他三種方式可行性和可持續(xù)性都較好，但其中電池生產(chǎn)商直接回收利用和第三方專業(yè)拆解機構(gòu)向生產(chǎn)商購買廢舊電池的模式毛利率較高，因此權(quán)威機構(gòu)認(rèn)為這兩種方式將構(gòu)成目前主流的回收模式。
三元電池材料的回收價值較其他動力電池更高，如單獨考慮回收三元動力電池的情況，則電池廠商回收利用模式和向電池廠商購買廢舊電池的第三方拆解模式皆具備優(yōu)質(zhì)的投資價值(2016年測算到毛利率分別達到55%和48%
權(quán)威機構(gòu)認(rèn)為，動力鋰電回收產(chǎn)業(yè)將在未來5年內(nèi)逐步實現(xiàn)規(guī)范化、規(guī)?；袠I(yè)聯(lián)盟的回收模式有望在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中后期形成，由于其規(guī)模效應(yīng)，將擁有較高的毛利率。此外，原有的生產(chǎn)者回收利用模式和向生產(chǎn)者購買廢舊電池的第三方拆解模式仍具備較強經(jīng)濟性。
