動力電池退役期來臨與鋰資源約束，鋰電回收勢在必行。碳中和背景下，電動車和儲能市場將快速增長。我們測算 2020-2060 年鋰電潛在需求量累計將達到 25TWh，若按 1GWh 電池對應碳酸鋰需求約 600 噸，則碳酸鋰需求約為 1500 萬噸。綜合考慮環保因素、鋰資源區域約束、鋰價格因素，廢舊鋰電池回收是一項必要工作。

然而當前政策正在完善，標準、價格是核心掣肘。 至 2030 年，三元與磷酸鐵鋰電池回收將成為千億市場。對于三元電池，通過 材料回收方法，可具有一定經濟性，市場將率先起量，2022-2023 年將是行業 重要拐點，我們估算 2019 年可回收三元正極 0.13 萬噸，隨后逐年遞增至 2030 年的 29.25 萬噸；在現價情況下 2020-2030 年三元電池累計回收空間將達 1305 億元。磷酸鐵鋰電池直接拆解材料回收的經濟效益并不大，為彌補經濟性方案： 1）先通過梯次利用提高收益、2）處理成本通過行政手段及補貼內部化。對于 磷酸鐵鋰電池，我們預測 2030 年報廢鐵鋰電池將達到 31.33 萬噸，考慮拆解回 收與梯次利用后拆解材料回收，二者總計可以回收鋰元素 0.65 萬噸；在中殘值、 現價情況下，2020-2030 年磷酸鐵鋰電池梯次利用/回收累計市場空間分別將達 到 680/163 億元。 國內以濕法為主的回收工藝，前驅體企業具有技術同源性。技術工藝方面，國 外的技術路線以火法為主，國內主要動力電池回收企業主要技術路線為濕法。 由于濕法與干法工藝有較大差異，工藝路徑相似的正極前驅體企業具有技術同 源性，在開展鋰電回收布局上更具有技術優勢。

海外動力電池回收模式可作為他山之石。參考歐美發達國家，動力電池生產商 往往承擔電池回收的主要責任，主機廠和電池租賃公司起到配合回收的作用。 依據責任主體的不同可以分為以日本為代表的動力電池生產商回收模式（包括 經過電動汽車經銷商、電池租賃公司）、以歐美國家為代表的行業聯盟回收模 式（動力電池生產商聯合形成回收聯盟）以及第三方回收模式。

1、 著眼于未來：我們為什么要回收鋰電？

1.1、 電動車產業快速發展，動力電池退役量龐大

全球新能源汽車行業發展迅速，2020 年全球新能源汽車銷量 309.52 萬輛，同比 +40.16%，其中純電動汽車銷量 212.61 萬輛，同比+29.58%，在新冠肺炎疫情 的沖擊下逆勢增長。我們預計 2021-25 年全球新能源汽車銷量增速有望在 30% 以上，到 2025 年銷量將突破 1300 萬輛。

中國新能源汽車產業于 21 世紀初期興起，自 09 年“十城千輛”工程啟動， 2013-14 年推廣應用新能源汽車并免征購置稅，2015 年 4 月財政部發布《關于 2016-2020 年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》，對新能源汽車購買給 予補助實行普惠制，財政補貼成為推動中國新能源產業的主要增長力量。隨著新 能源汽車購置補貼逐步退坡，2017 年開始推行的“雙積分”政策接力繼續推動 新能源產業發展。我們預計我國新能源汽車銷量未來 5 年增長率穩定在 30%-40%，到 2025 年有望超過 600 萬輛。

在電動汽車市場快速增長帶動下，動力型鋰離子電池繼續保持快速增長勢頭。按 照正極材料動力電池可分為三元電池、磷酸鐵鋰電池及其他電池。目前看，海外 以三元電池為主，國內三元電池和磷酸鐵鋰同步發展。全球動力電池年新增裝機 量保持穩定增長，我們預計 2025 年裝機量可達 623GWh；國內裝機量可達 312GWh。其中三元電池裝機量達 174.5GWh，磷酸鐵鋰裝機量達 137.4GWh。

1.2、 全球電動化趨勢下，鋰資源約束幾何

在碳中和背景下，電動車和儲能市場將快速增長，根據 BNEF 在 2020 年的預測：

（1）2020-2040 年，全球電動乘用車銷售量將從約 200 余萬輛，增加至約 5500 萬輛（約 3300GWh，以 60kWh/輛計算），是 2020 年的 27.5 倍；

（2）2020-2050 年，全球儲能市場累計裝機量將從約 20GWh，增至約 1700GWh， 是 2020 年的 85 倍。

如果以電動車 8 年一個更換周期計算累計量，并假設儲能裝機大部分采用鋰電， 對鋰電需求量進行測算，2020-2060 年累計將達到 25TWh，若按 1GWh 電池對 應碳酸鋰需求約 600 噸，則碳酸鋰需求約為 1500 萬噸。

從世界鋰資源的勘探量來看，我們并不需要擔心鋰資源不夠用，但我們依然需要 關注區域上的資源約束。

（1）資源量較高的是鹽湖中的鋰，如果提純技術能夠進步、生產成本能夠降低， 問題將能夠較好的解決；

（2）中國優質的鋰資源與世界其他地區相比較少，考慮我國是鋰電中游產業鏈 以及下游應用市場核心，因此需要考慮資源掣肘；

（3）從鋰鹽產能、成本分布和鋰價趨勢看，不同資源稟賦、地區政策導致開采 難度和投資、成本不同，未來不同時間、不同區域供需有一定的錯配，鋰價格大 幅波動也再所難免，若鋰價大幅上漲，將不利于實現碳中和愿景。

因此，綜合考慮環保因素、鋰資源區域約束、鋰價格因素，對使用過的鋰電池進行回收也是一項必要的工作。

1.3、 動力電池梯次利用與材料回收市場空間

1.3.1、動力電池報廢量及梯次利用量空間預測

我們對未來三元電池的金屬回收市場空間及磷酸鐵鋰電池的梯次利用與回收市 場空間設計了測算模型，首先作出如下假設：

（1）三元電池：

1）在循環充放電過程中電池容量會逐漸衰減，當衰減至 80%以下時，便達到退 役狀態。通常，動力電池的服役年限在 5 年左右。我們假設三元電池與磷酸鐵鋰 電池的有效壽命均為 5 年。因此，截至目前，第一批動力電池己經到達退役年限，今后將迎來較為持續且不斷擴大的動力電池回收市場。在此假設下，2014 年裝機的三元（磷酸鐵鋰）電池將在 2019 年全部拆解回收，2015 年裝機的三 元（磷酸鐵鋰）電池將在 2020 年全部拆解回收，以此類推。

2）對退役三元電池的處理主要采取拆解回收的方式。拆解回收主要是對正極材 料中的鈷、鎳、錳、鋰等金屬材料的回收再利用，而正極材料又分為 NCM333、 NCM523、NCM622、NCM811 等，且不同的技術路線能量密度不同。隨著三元 電池行業的發展，高鎳、無鈷成為主要發展趨勢，我們對未來年份正極材料各金 屬占比進行假設，并進行測算。

（2）磷酸鐵鋰電池：

1）2017 年 9 月 28 日，工信部、財政部、商務部等五部門聯合公布了《乘用車 企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》即“雙積分”政策，強調 提高新能源車電池能量密度。由于磷酸鐵鋰電池能量密度的劣勢，其市場競爭力 一度下滑。補貼政策退坡后，由于鈷價的持續走高，無鈷電池受到市場青睞，而 高鎳三元電池的安全性還有待進一步提升，同時 CTP 技術的不斷深化及對低成 本電池的需求提升，磷酸鐵鋰電池重新煥發生機。

2）磷酸鐵鋰退役電池宜采用先梯次利用，后拆解回收的處理順序。目前，回收 及梯次利用體系尚不健全，鋰元素回收也存在經濟性問題，但我們相信，隨著政 策的支持，以及隨著儲能市場興起以及鋰資源約束，市場和經濟性會逐步好轉。 在測算中，我們對梯次利用比例進行了假設，比例從 2019 年的 5%逐步提高到 2030 年的 80%，而對沒進入梯次利用體系的磷酸鐵鋰電池做了相對極端的假設， 即假設其進入了拆解及材料回收體系，否則將污染環境，產生環境成本。

3）我們假設提升前的磷酸鐵鋰正極度電質量為 2.4kg/kWh，提升后變為 2.3kg/kWh，并假設 17-20 年市場逐步從低能量密度鐵鋰電池過渡為高能量密度 鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池報廢前后的能量密度不變。

4）儲能是磷酸鐵鋰電池的應用場景之一，但由于其應用周期較長，一般是 15-20 年以上，故暫時不考慮儲能市場磷酸鐵鋰電池的報廢。

5）對于梯次利用后的磷酸鐵鋰電池，3 年后再進行拆解回收鋰元素。 對于三元電池，我們估算：2019 年預計可回收三元正極 0.13 萬噸，隨后逐年遞 增至 2030 年的 29.25 萬噸。

根據各類型三元正極測算金屬回收量，加總得到三元電池總的各金屬回收量：

1）NCM333：隨著 2014 年安裝的 NCM333 三元電池于2019 年開始退役， 2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年達峰值 1.28 萬噸，隨后 由于 NCM333 的退出而逐步減少，至 2026 年回收量歸零；

2）NCM523：2016 年開始進入市場的 NCM523 于 2021 年開始報廢回收，隨 后回收量于 23-28 年穩定在 4-6 萬噸之間，預計 2030 年上漲至 10.78 萬噸；

3）NCM622：2017 年流入市場的 NCM622 于 2022 年開始報廢回收，回收量 小幅上漲，直到 28 年上漲幅度增加，預計 2030 年可回收 6.03 萬噸；

4）NCM811：2018 年流入市場的 NCM811 于 2023 年開始報廢回收，預計 2030 年可增長至 12.44 萬噸。

預計 2030 年可回收鋰 2.09 萬噸，鎳 11.47 萬噸，鈷 2.80 萬噸，錳 3.23 萬噸。

對于磷酸鐵鋰電池，我們預測：

1）2030 年，報廢鐵鋰電池將達到 31.33 萬噸；

2）隨著梯次利用逐年上升，預計 2030 年可梯次利用的鐵鋰電池達 109.93GWh， 共 25.06 萬噸；其余 6.27 萬噸進行拆解回收，可回收鋰元素 0.28 萬噸；

3）2027 年梯次利用的磷酸鐵鋰電池將在 2030 年達到報廢標準，此時拆解回收 8.604 萬噸，可回收鋰元素 0.379 萬噸。二者總計可以回收鋰元素 0.65 萬噸。

1.3.2、動力電池報廢及梯次利用市場空間敏感性預測

由于金屬價格變動對動力電池回收和梯次利用經濟性、市場釋放和產值空間有著 巨大影響，我們對未來三元電池的金屬回收市場空間及鐵鋰電池的回收與梯次利 用市場空間設計了價格敏感性分析，并作出如下假設：

1）為測算市場空間，我們選取了三個不同時期的金屬價格進行敏感性測算，分 為高價、現價（2021/1/22）、低價。其中高價與低價分別采用 2014Q1-2018Q4 的歷史高價與歷史低價進行評估測算。

2）進行敏感性分析時，我們在改變金屬市場價格的同時，三元電池正極材料占 比與磷酸鐵鋰電池梯次回收比例不變。

3）我們假設磷酸鐵鋰電池的每瓦時價格從 2014 年的 2.17 元/Wh 降低至 2025 年的 0.55 元/Wh，其中 21-25 年降低速度逐漸減慢。梯次利用的殘值價格分為 高（40%）、中（30%）、低（20%）三檔分別進行殘值折算。

在金屬處于高價時，到 2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/錳回收市場空間預計 195.82/176.63/186.13/6.40 億元。在金屬處于現價時，2030 年三元電池鋰/鎳/ 鈷/錳回收市場空間預計 103.67/154.24/85.80/5.29 億元。在金屬處于低價時， 2030 年三元電池鋰/鎳/鈷/錳回收市場空間預計 81.68/73.65/54.41/3.00 億元。2020-2030 年三元電池累計回收空間在現價情況下將達到 1305 億元。

在高殘值下，2030 年鐵鋰電池梯次利用市場空間預計 241.24 億元，中殘值時預 計 180.93 億元，低殘值時預計 120.62 億元。中殘值情況下，2020-2030 年鐵 鋰電池梯次利用累計市場空間將達到 680 億元。

在鋰金屬處于高價時，2030 年磷酸鐵鋰電池鋰元素回收市場空間預計 61.17 億 元，現價時預計 32.38 億元，低價時預計 25.52 億元。2020-2030 年磷酸鐵鋰電 池鋰累計回收市場空間在現價情況下將達到 163 億元。

2、 聚焦產業鏈：應當如何回收動力電池？

2.1、 政策正在完善，標準、價格是核心掣肘

2016 年 12 月，工信部發布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》 （征求意見稿），明確了汽車生產企業承擔動力蓄電池回收利用主體責任。生產 者責任延伸制度（EPR）是指將生產者的責任延伸到產品的整個生命周期，特別 是產品消費后的回收處理與再生利用階段，要求生產者在產品全生命周期擔責， 把生產和回收串聯起來，提升回收利用率。

2018 年 7 月，工信部、科技部等七部門聯合印發《關于做好新能源汽車動力蓄 電池回收利用試點工作的通知》，決定在京津冀地區、山西、上海、江蘇、浙江、 安徽、廣東等 17 個地區及中國鐵塔開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工 作，并確定各試點地區相應的目標任務，這有助于建立相對集中、跨區聯動的回 收體系。隨著相關政策的陸續出臺，動力電池回收體系也將加速完善。動力電池回收試點工作的開展，標志著我國動力電池回收進入大規模實施階段。

2020 年 7 月，工信部發布《2020 年工作節能與綜合利用工作要點》，要求推動 新能源汽車動力蓄電池回收利用體系建設；深入開展試點工作，加快探索推廣技 術經濟性強、環境友好的回收利用市場化模式，培育一批動力蓄電池回收利用骨 干企業；研究制定《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》，建立梯次利用 產品評價機制；依托“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 平臺”，健全法規，督促企業加快履行溯源和回收責任。動力電池回收體系的評 價機制及法律法規的完善，標志著我國動力電池回收體系框架正在日趨成熟。

雖然頂層設計逐步在完善，但目前動力電池回收受到以下三個問題的掣肘，使政 策開展較為困難：

1.電池殘值量的測量標準難以估計：動力電池在循環充放電過程中電池容量會逐 漸衰減，當衰減至 80%以下時，便達到退役狀態。而目前對于動力電池的健康 度 SOH（State-of-health）有很多種定義，包括根據容量衰減定義、根據剩余 放電量定義剩余循環次數定義以及根據內阻定義。因此政策制定者對于動力電池 殘值剩余量的標準測定標準存在一定困難。

2.金屬價格波動影響材料回收經濟性：金屬價格的波動會最終決定動力電池回收 市場的盈虧，而金屬價格又是受資源供給、技術進步、下游市場綜合因素所影響， 存在技術周期、產能周期，故金屬價格是動力電池回收的市場驅動的決定性要素， 既影響動力電池的商業模式，也影響政策制定和執行的有效性。

3.梯次利用技術標準：對于磷酸鐵鋰電池一個重要的回收方式就是梯次利用，梯 次利用方式、安全性等因素困擾著標準制定，標準過高會造成梯次利用市場的萎 縮，標準過低又不利于梯次利用市場長期發展。

因此，這些問題都需要在實踐中不斷總結、不斷反饋，進一步完善政策標準、以 及商業模式。

2.2、 動力電池回收渠道與再生利用方法論

動力電池的回收過程中有不同的參與主體和回收路徑，這主要是由于不同動力電 池間存在銷售方式、使用形式、所有權歸屬的不同。目前在我國，動力電池的回 收渠道主要有小型回收公司、專業回收公司、政府回收中心。近年來，為規范動 力電池回收市場，我國相繼出臺了動力電池拆解回收相關技術標準：

參考歐美發達國家的電池回收路徑，動力電池生產商往往承擔電池回收的主要責任，而參與主體中的電動汽車生產商和電池租賃公司起到配合動力電池生產商回收的作用。根據動力電池從消費者回收至動力電池生產商的路徑經過的參與主體差異，理論上可分為三種回收路線。

第一種回收路徑為廢舊動力電池通過電動汽車經銷商回收；第二種回收路徑為通過電池租賃公司回收，廢舊動力電池經過上述兩種回收路徑最終流向動力電池生 產商（部分生產商也可以聯合形成生產商聯盟）進行回收處理；第三種回收路徑 最終流向為第三方回收公司回收處理，但是第三方回收公司需要依靠自主建立的 動力電池的回收網點。

具體的，根據上述三種回收路線，參考逆向物流理論，可以建立不同的動力電池 回收路徑模式。分別是以日本為代表的動力電池生產商回收模式（包括經過電動 汽車經銷商、電池租賃公司）、以歐美國家為代表的行業聯盟回收模式（動力電 池生產商聯合形成回收聯盟）以及第三方回收模式。對于不同的公司類型，由于 公司現狀的區別，需要根據實際情況，選擇不同的回收路徑模式使得利益最大化。

2.2.1、磷酸鐵鋰電池的梯次利用和金屬回收

磷酸鐵鋰電池回收后兩大利用途徑：梯次利用與拆解回收，這兩個途徑并不是排 斥關系，而是互補關系。廢舊電池梯次利用是指動力電池在達到設計使用壽命時，通過修復、改裝或再制 造等方法使其能夠在合適的工作位置繼續使用的過程，而這個過程一般是同級或 降級的應用形式。

廢舊電池的拆解回收則主要指通過化學、物理或生物手段拆解廢舊電池并回收其 中的可利用資源。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，鼓勵電池生產企業與綜合利用企業合作，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。

廢舊磷酸鐵鋰動力電池回收后先梯次利用，后拆解回收，將最大化電池的退役后價值。動力電池的性能會隨使用次數的增加而衰減，但當動力電池不能達到電動 汽車的使用標準而退役時，其性能（電池容量）往往只下降到原性能的 80％。 在電池性能仍維持在 80%-20%時，退役的動力電池可以經過相關的檢測評價依次用于低功率電動車、電網儲能、家庭儲能領域。而當電池性能下降至 20%時， 可以對其進行報廢處理。

現行條件下，退役動力電池梯次利用在技術、市場上仍然存在較大的難度。

（1）技術角度看，動力電池與儲能電池遵循的技術標準不同、儲能領域對電池 的溫度性能要求高，而部分退役的動力電池可能達不到儲能電池的使用要求、基 于容量衰減機理分析建立電池壽命預測模型還不完善，造成梯度利用退役動力電 池在評價檢測環節出現困難。

（2）市場角度看，建立梯次利用逆向物流系統較為復雜，中間涉及的環節較多， 比直接的物理、化學、生物拆解回收復雜、消費者心理上對梯次利用電芯的市場 接受度較低。

相較于梯次利用，退役動力電池拆解回收在技術上則相對成熟。廢舊的動力電池 處理技術可以分為物理法、生物法及化學法；物理方法包括破碎浮選法和機械研 磨法，但其分離效率極低，有價金屬回收一般還需要后續的處理流程；生物法利 用微生物分解代謝，實現金屬離子的選擇性浸出與回收，但是生物法基本還停留 在實驗室研究側層面，離大規模應用有一定距離。

拆解回收的主流方法基本上屬于化學法，包括三種處理工藝，火法處理、濕法處 理、電極修復再生。火法處理是一種比較初級的廢物處理方法，主要原理是將電 池拆解或破碎后高溫焚燒使電池內的有機物氧化分解，電極材料和包裝材料中的 金屬元素轉變為穩定的金屬氧化物，然后再進行分離回收。濕法處理工藝的相關 研究開展較多，主要原理是利用酸液和堿液將電極材料溶解，然后在液相中實現 各元素的分離和提純。電極修復再生工藝是近些年興起的處理工藝，將廢舊鋰離 子電池中的電極材料拆解分離，使用電化學或物理化學等方法處理，恢復其受損 的結構、電化學性能，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 的前驅體。

2.2.2、三元電池正極材料回收與再生

目前，三元正極材料回收與再生的技術路線主要分以下兩種形式：

物理修復再生，對只是失去活性鋰元素的三元正極材料，直接添加鋰元素并通過 高溫燒結進行修復再生；對于嚴重容量衰減、表面晶體結構發生改變的正極材料， 進行水熱處理和短暫的高溫燒結再生；

冶金法回收，主要有火法、濕法、生物浸出法三種方式。其中火法耗能高，會產 生有價成分損失，且產生有毒有害氣體；生物浸出法處理效果差，周期較長，且 菌群培養困難；相比之下，濕法具有效率高、運行可靠、能耗低、不產生有毒有 害氣體等優點，因此應用更普遍。

2.3、 他山之石，海外動力電池回收模式

2.3.1、美國：健全的電池回收法律與回收知識普及

美國廢舊電池的回收法律健全，其相關法律的體系涉及聯邦、州和地方各級。三 個層次的法律互相補充、互相規范，從而使得美國的電池回收法律體系完善、全 面、具體。

在聯邦政府層級，政府通過頒發許可證用于監管電池制造商和廢電池回收公司。

在州層級，大多數州已經采納了由美國國際電池理事會(BCI)提出的電池回收法 規，通過參與廢舊電池回收的價格機制來指導零售商和消費者。例如，《紐約州 可充電電池法》和《加州可充電電池回收法案》要求可充電電池零售商回收消費 者的一次性可充電電池而不收取任何費用。

在地方層級，美國大多數城市已經制定了電力電池回收法規，以減輕廢舊電池的 環境危害。美國國際電池理事會頒布了《電池產品管理法》，該法案創建了一個 電池回收押金制度來鼓勵消費者收集和交還用過的電池。

美國廢舊電池的回收知識普及機構眾多，國民回收意識普遍較強。以美國國家國 際電池理事會為例（BCI）為例，作為一個權威的電池回收第三方組織，該組織 不僅統籌各州的電池回收，并且具體細化到了電池回收的分類流程、規范等知識 的普及。BCI 在其官網有大量的文件與圖片用于指導個人、企業的電池回收，并 且，由于鉛酸電池和鋰電池的回收處理方式不同，BCI 的流程指導甚至包括了指 導回收電池中個人、企業對于鉛酸電池和鋰電池的區分。

2.3.2、歐盟：生產者責任制度+聯盟體系

歐盟是最早關注電池回收并采取措施的地區。1991 年推出《含有某些危險物質 的電池與蓄電池指令》，規定了這些電池需要單獨回收。歐盟在 3C 電池，鉛酸 電池的回收方面起步較早，積累了很多相關經驗。2006 年出臺廢舊電池處理和 回收政策（2006/66/EC），形成由動力電池生產企業來承擔回收主體的配套體 系（生產者責任延伸制）。其中德國，生產者責任意識與回收分工明確是源動力，對于動力電池回收的重視，使得德國在電池回收的法律制度、責任分工、技術路 線等方面都取得了顯著的成就。

責任、義務、法律三者之間的互相融合貫穿，是德國完整的動力電池回收系統的基礎。德國政府根據《廢物框架指令》(Directive 2008/98/ EC)、《電池回收指 令》(Directive 2006/66/EC)、《報廢汽車指令》(Directive 2000/53/EC)等指令， 頒布了《回收法》、《電池回收法》、《報廢汽車回收法》等一系列相關回收法 律。

在相關法律框架的約束下，德國的廢舊電池回收系統具有明確的分工。產業鏈中 的生產者、消費者和回收者都有相應的責任和義務。電池生產商生產或進口電池 需要在政府進行登記，下游經銷商需要負責構建電池回收網絡，用戶同樣有義務 將廢舊電池交還相應的回收機構。

此外，德國在動力回收非常強調“生產者責任延伸制度”。例如，大眾、寶馬等 新能源汽車制造商積極回收廢舊電池。其中，寶馬致力于通過建立產業閉環實現 動力電池價值鏈，在這一價值鏈中，從電池生產的原材料、電池研發、電池生產、 電池裝機，至電池回收利用得到有價值的電池生產原材料，形成了閉環，實現動 力電池的價值最大化。同時，BMW 也與優美科、Vattenfall、Bosch、NextEra 等進行合作，致力于探討退役動力電池在儲能系統中的梯次利用。寶馬已經成功 地利用寶馬 i3 和 MINI E 原型車的廢舊動力電池實現了儲能電網穩定。其位于寶 馬集團萊比錫工廠的能量儲存場共儲存了 700 節寶馬 i3 電池，展示了在汽車電 池使用壽命結束時，可以通過給電池第二次使用壽命(作為可持續能源模式的一 部分)來實現利潤。

2.3.3、日本：“未雨綢繆”發展下的動力電池回收模式

受原材料短缺的影響，日本在廢舊電池回收方面處于全球領先地位。日本的電池 回收體系構建時間較早，在 1994 年時，日本已經開始推行電池回收計劃，并建 立了“電池生產-銷售-回收”的回收體系。發展至今，日本已經建立了主要由電 池企業主導構建，以“逆向物流”為思路的回收渠道。該回收渠道由電池生產商 利用零售商家、汽車銷售商和加油站等的服務網絡,免費從消費者那里回收廢舊 電池,再交給專業的電池回收利用公司進行處理。

為了規范廢舊電池回收行業的發展，日本從基本法、綜合法、特別法三個層面出 臺了相應的法律法規，并且鼓勵汽車制造商關注與汽車電池回收技術相關的資源 回收研究。豐田、日產和三菱等汽車制造商都積極投資于電池回收的研究和開發 以響應日本政府的“新能源汽車制造商有義務對廢舊電池進行回收處理”理念。

同時，日本頻繁的自然災害促使了應急電源的使用，促進了退役動力電池在該領 域上的梯次利用。除了傳統的汽車生產企業投身于梯次利用，日本涌現了一批以 “4R Energy”為代表的致力于退役電池梯次利用（特別是在應急電源、儲能等 方面）的公司，該類型公司遵從著較好的回收理念，比如 4R 公司提出的“再利 用、再轉售、再制造、再循環”的回收理念，有很好的現實意義。

在梯次利用方面，日本 4R 公司在住宅用途上將高容量退役動力電池與太陽能電 池板組合進行能源儲藏的技術發展快速，從而給退役電池在住宅停電時作為備用 能源、房屋節能等功能上樹立了梯次利用的范本。另外，4R 株式會社對于不同 電池容量的退役動力電池梯次利用領域進行劃分，其中 10-24KWh、100KWh 是 當前 4R 公司發展的重點。

2.3.4、韓國：新能源車快速起量，回收模式發展正當時

韓國新能源汽車快速起量，配套的充電樁等產業快速發展，其相應的電池回收也 將在近年迎來加速增長，但是，韓國的動力電池回收產業仍不健全，亟待發展。

根據韓國的《清潔空氣保護條例》，所有購買電動汽車并獲得補貼的消費者必須 向地方政府歸還電動汽車的電池，但是，對于電動汽車報廢電池的回收在韓國仍 然沒有具體的規定。因此，在韓國，有必要制定計劃，使得電動汽車報廢電池回 收的儲存區域的規范、運輸和回收標準有法律可以依據。

有鑒于此，有韓國學者也提出基于 EPR 制度的適用于韓國可行的動力電池回收 體系，在該回收體系中，電池生產者成立生產者責任組織以統籌安排回收動力電 池的相關費用，并且政府通過補助金形式促進消費者將電池轉交給政府指定回收 中心，材料企業通過拆解回收獲得金屬并流轉回生產商或進口商，從而形成電池 回收的良好循環。值得注意的是，在韓國的動力電池回收體系建立中，也有中國 公司的身影，例如，格林美在 2019 年 10 月與韓國浦項市政府、ECOPRO，就 新能源汽車電池梯次利用及循環再生項目推進，簽署諒解備忘錄。

2.3.5、海外公司電池回收技術路線

相較于國內，國外的技術路線以火法為主。以優美科為例，優美科利用高溫冶金 法將動力電池直接高溫還原，電池外殼、負極材料、塑料隔膜等部分分別提供還 原劑和能量，最終金屬以合金的方式回收，并且在回收過程中對氣體進行凈化。 高溫還原的金屬合金將經過酸浸后經萃取得到金屬鹽，并通過高溫還原回收金屬 單質。

3、 國內動力電池回收利用產業鏈全梳理

3.1、 國內動力電池回收“素描”：“分羹者”眾多

由于動力電池回收市場的潛在價值和其回收的社會必要性與需求，眾多類型企業 在動力電池回收的產業布局中都有所行動。這其中，梯次利用對于退役動力電池 可以更好的發揮其余熱，一直是相關的企業布局較頻繁的領域。

經過相關企業前期的嘗試以及代表企業（如中國鐵塔等）“篳路藍縷”，國內動 力電池回收商業化正逐漸走向規模化發展。作為退役電池梯次利用領域最大的用 戶單位，中國鐵塔規劃繼續擴大梯次利用電池的使用規模，并且停止采購鉛酸電 池，以梯次利用鋰電池作為替代。

同時，參與動力電池回收的企業類型逐漸多元化，這也漸漸成為未來趨勢。布局 動力電池回收市場的企業包括了電池生產鏈上的大部分企業類型，如電池用戶單 位、電池生產企業、材料企業、儲能企業、設備制造商、車企等。

國內主要的動力電池回收企業共有 12 家，主要技術路線為濕法。其中北京賽德 美以磷酸鐵鋰修復再生為技術路線，衢州華友、哈爾濱巴特瑞、山東威能生產電 池原材料，其余均為三元材料的生產。以荊門格林美為例，回收得到的動力電池 經放電、拆解、破碎及分選等預處理步驟后，經過硫酸進行浸出，其濾渣進行無 害化處理。濾液經過中和除去 Fe、Al 等雜質離子，再經萃取得到 Mn、Cu、Zn 硫酸鹽，再經電沉積得到 Cu 和 Zn。利用化學沉淀分離 Ni 鹽 Co 鹽，并經過酸 浸，最后氫還原得到金屬單質。

3.2、 互利共贏：電池產業鏈間回收業務合作逐漸加強

電池產業鏈上下游的合作是未來必然趨勢，這是動力電池回收過程的復雜性所決定的。

（1）責任角度：無論是生產者責任延伸制度的建立還是環保成本內部化的必然 要求，位于消費終端的車企對所銷售的電動車有義務開展相關工作，也是最直接 與消費者對接的環節，其優勢在渠道，但其劣勢在于再利用和材料制造能力。因 此，車企與電池企業的合作是重要趨勢。

（2）方法角度：低速車、家用儲能等是梯次利用重要去向，而三元前軀體、正 極制備則是其材料回收后的重要去向，因此，回收企業與下游應用企業的合作也 是重要趨勢。

（3）經濟性角度：經濟性是推動回收利用市場興起的核心要素，此前電池企業 因資源約束和上游價格問題，通常采用向上游縱向拓展手段，而鋰電回收市場發 展起來后，可以起到降本作用，因此材料制造企業、電池企業均有動力進行相關 業務的拓展。

目前，我國電池產業鏈間的合作已在許多龍頭企業中有所展現。從開始的動力電 池企業、材料企業、相關再生利用企業合作，越來越多的車企也將隨著梯次利用 市場的打開而參與“合作聯盟”的模式。

3.3、 “降本”與“閉環”為商業模式的源動力

根據國內現有的商業模式主導企業性質的不同，我國動力電池回收市場催生出 了：動力電池企業回收商業模式、鋰電材料企業回收商業模式、梯次利用商業模 式。

（1）動力電池企業回收商業模式以動力電池生產企業為主導，卡位“回收處 理”，提高原料的上游議價能力，降低電池生產成本，成為該類商業模式的源動力。國內代表性的企業有寧德時代、比亞迪、國軒高科等。另一方面，從生產責 任延伸制度的要求看，動力電池生產商往往肩負著動力電池回收的責任。目前， 隨著動力電池市場潛力的進一步擴大，各大動力電池企業紛紛以建立戰略聯盟、 參股等形式與材料企業、第三方回收機構合作，布局電池回收業務。

例如，寧德時代巧妙繞過布局原材料開采行業，通過布局回收業務，一定程度上 提升了自身電池的降本空間。

寧德時代在 2013 和 2015 年分別增持邦普循環，持有邦普 69.02%的股份，之 后于 2019 年 9 月，又與邦普循環合資 36 億元設立了寧波邦普時代新能源有限 公司，標志著寧德時代在上游正極材料方面的布局進一步擴大。

寧德時代控股子公司邦普循環早在 2008 年就創造性地提出“上下游”回收結合 的概念，在政府引導下首創了中國廢舊電池回收體系。目前，邦普已在全國范圍 內設置 15 個回收網點，這些網點直接對接車企銷售售后服務網絡，從而可以部 分解決車企回收網點的短板。在資源回收技術上，邦普對廢鋰電池進行破碎、熱 解、粉碎及反復篩分磁選等全自動化預處理后得到含鎳、鈷的精料，然后經過一 系列化學除雜等工藝生成特定形狀的三元材料前驅體（鎳氫錳氫氧化物）。三元 前驅體和碳酸鋰作為反應物，在氧氣氛圍中按照設定的溫度程序進行燒結，即得 到鎳鈷錳酸鋰正極材料。

（2）鋰電材料企業回收商業模式以鋰電材料企業為主導，通過回收廢棄電池中 的關鍵金屬資源，從而形成產業閉環與降本空間，成為該類商業模式發展的源動力。其中，三元前驅體企業紛紛布局鋰電回收領域，光華科技、格林美、湖南邦 普、華友鈷業、贛州豪鵬（廈門鎢業控股）入選第一批《新能源汽車廢舊動力蓄 電池綜合利用行業規范條件》。另外，中偉股份、贛鋒鋰業、廣東佳納、金馳能 源等也具備了鋰電回收的能力。

1）華友鈷業在加碼上游資源布局、購買礦產資源的同時，布局其下游的回收產 業，可以潛在地拓寬其在鈷資源領域原料供應的渠道，保證資源供應穩定與成本 穩定。

“華友鈷業”擁有全資子公司——“浙江華友循環科技有限公司”。華友循環在 2018 年被浙江省經信委舉薦為省新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作牽頭 單位，主要任務為回收拆解網點建設、環保拆解線研發等。華友循環 2018 年投 產的再生利用專用生產線，已實現年處理退役動力蓄電池 64680 噸，每年可綜合回收鈷 5783 噸（金屬量）、鎳 9432 噸（金屬量）、鋰 2050 噸（金屬量） 以及錳、銅箔、鋁箔等有價元素。

2）格林美公司通過整合資源、加強產業間合作，積累了動力電池再生產業上的 技術優勢、規模優勢。

格林美按照“電池回收—原料再造—材料再造—電池包再造—新能源汽車服務” 的新能源全生命周期價值鏈開展業務布局。公司聯合北汽、比亞迪、三星等國內 外知名企業，開啟汽車廠牽頭、電池廠參與、回收企業承辦的社會責任大循環體 系，實現全生命周期價值鏈模式的落地實施。同時，公司先后與 160 多家車企、 電池企業簽訂了車用電池回收處理協議。

（3）梯次利用商業模式的代表企業為中國鐵塔。作為第三方企業，其主業并非 電池以及電池回收業務，但是其主營業務類型與動力電池回收的梯次利用有比較 好的契合點，例如，中國鐵塔既是退役電池的消費者，也是退役電池的回收者， 根據中國鐵塔經驗，總結出了三種梯次利用鋰電池的方式，分別為重新組裝、直 接組合電池模組與整包使用。

中國鐵塔的商業回收模式關鍵在于與車企、動力電池企業合作，從而共建共享回 收網絡。目前，中國鐵塔與一汽、東風、江淮、比亞迪、蔚來等眾多新能源車企 簽署了戰略合作協議，這些合作協議主要服務于新能源汽車退役電池的回收利 用。同時，中國鐵塔也積極與動力電池企業進行戰略合作，2018 年 1 月，中國 鐵塔與國軒高科簽訂動力電池梯級再生利用戰略合作協議，國軒高科與中國鐵塔 成為戰略合作伙伴，協力推動梯級動力電池在通訊基站領域的應用。

中國鐵塔以退役動力電池作為基站用儲能電池的梯次利用潛力巨大，市場廣闊。中國鐵塔公司早在 2015 年便陸續在 12 個省市 3 000 多個基站開展梯次利用電 池替換鉛酸電池試驗，充分驗證了梯次利用安全性和技術經濟性可行。2018 年， 中國鐵塔公司已停止采購鉛酸電池，而是從深圳比亞迪等 20 個企業采購退役動 力電池。截至 2018 年，中國鐵塔在全國約 12 萬個基站中使用梯次回收電池共 計約 1.5GWh，替代鉛酸電池約 4.5 萬噸，成為全國梯次利用行業的領先企業。

隨著 5G 時代來臨，中國鐵塔的 5G 基站建設將在未來幾年內迎來快速增長，若 梯次利用電池應用于 5G 基站，則鐵塔對于梯次利用電池的需求將進一步攀升。我們以每個基站使用 12.5kWh 梯次利用電池為基礎，綜合 5G 頻譜及相應覆蓋 增強方案，預計未來十年國內 5G 宏基站約為現有 4G 基站數量的 1-1.2 倍（截 至 2019 年，國內現有 4G 基站 445 萬個），合計約 500-600 萬，對應梯次利用 電池的總需求將達到 62.5GWh-75GWh，基本可以被未來的退役梯次利用電池有效消化。

3.4、 構建降本模型：從另一個角度看待降本邏輯

3.4.1、拆解回收降本測算：鋰電材料企業的降本邏輯

廢舊動力電池資源的拆解回收能夠緩解資源緊張，從而減少相關資源的開采以及 對市場材料的依賴。同時，材料企業還能通過回收利用的金屬直接銷售帶來一定 的經濟效益。為此，我們構建經濟性評估模型，針對動力電池回收過程中投入成 本和回收材料用于后續動力電池生產產生的成本降低，以相應的數學模型的形式 表達出來，便于定量化分析。

按成本分析法建立廢舊動力電池的收益模型，收益（E）可以用下式表示： 其中 Esell表示拆解回收的有價金屬全部直接出售（這里只考慮鎳、鈷、錳、鋰）， CRecycle表示拆解回收得到有價金屬過程中所需要考慮的相關成本。

根據上表測算：回收 1 噸廢棄的三元電池，其成本為 21900 元，而回收 1 噸廢 棄的磷酸鐵鋰電池的成本為 21400 元。我們后續將測算三元電池拆解回收得到 的 Ni、Co、Mn、Li 的循環利用效益。由于磷酸鐵鋰電池拆解回收每噸回收的產 物為磷酸鐵、碳酸鋰、鋁料，直接拆解回收的經濟效益并不大，優先梯次利用， 或處理成本通過行政手段、補貼內部化后，經濟性才會出現。

確定了拆解回收成本 CRecycle后，我們需要確定 Esell，即拆解回收的有價金屬直接 銷售的收益。

3.4.2、梯次利用之“峰谷套利”降本測算

鑒于未來大量的磷酸鐵鋰電池退役，而單純的磷酸鐵鋰電池的拆解回收沒有太大 的經濟效益。因此，梯次利用將成為退役磷酸鐵鋰電池最佳的選擇。退役的磷酸 鐵鋰電池的電池容量往往仍在 70%-80%，在某些場合，仍然具有很好的儲能效 益。 因此，我們設計了一個使用退役的磷酸鐵鋰電池為基礎的儲能電站模型，利用“峰 谷套利”獲得收益。