动力电池梯次利用报告.docx

1、电动汽车行业状况能源电动汽车作为我国七大战略性兴产业之一，是基于驱动技术的重大转型，是针对能源安全、持续进展和和产业构造升级问题的重要突破口， 因此，大力进展电动汽车对我国具有重要的战略意义。目前，中国已经初步建立了电动汽车的法规、标准与治理体系，为电动汽车的产业化、商业化进展奠定了根底。2023 年 1 月，国务院通过汽车产业调整和振兴规划，明确实施能源汽车战略，推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化，提出“三年内形成 50 万辆纯电动、充电式混合动力和一般型混合动力等能源汽车产能，能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右”的目标。电动汽车作为一轮的经济增长的突破口和实现交通能源转型的根本途径，已经成为世界各主要国家和汽车制造厂商的共同的战略选择，也是各国汽车市场的战略选择。在各国政府的大力推动下，世界汽车产业进入了全面的交通能源转型的时期，电动汽车进入了加速进展的阶段。现在，更多的专家和更多的企业已经自觉地把进展能源汽车、节能环保的汽车、电动汽车作为今后进展的目标。依据中汽协数据，2023 年我国电动汽车销售 33.11 万辆，其中纯电动汽车24.75 万辆，同比增长 4.5 倍，插电混合动力汽车 8.36 万辆，同比增长 1.8 倍。图 1 中国能源汽车销量2023-2023截至 2023 年底，全国汽车保有量到达 1.72 亿辆，其中电动汽车保有量到达58.32 万辆，较 2023 年底的 12 万辆增长 169.48%，但与汽车整体保有量相比差距照旧很明显。据中国产业调研网公布的中国电动汽车行业市场调查争论及进展趋势推想报告2023 年版显示，将来几年是中国能源汽车进展的战略机遇期，节能与能源汽车产业进展规划2023-2023 年明确指出，到 2023 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产力气达 200 万辆、累计产销量超过500 万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步进展。2、动力电池状况（1） 动力电池技术状况动力电池类型主要有铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、钠硫电池、钠/氯化镍电池等。对于电动汽车来说，要想获得与传统汽油车相当的竞争力，持外，更重要的是要找到尽可能接近于抱负条件的动力电池，电动汽车抱负的动力电池要求安全性好、绿色环保、具有高能量密度和高功率密度、循环寿命长、本钱低。铅酸电池能量密度仅约 50Wh/kg，功率密度约 200W/kg，循环寿命约 600 次 ；镍氢电池能量密度约 100Wh/kg，循环寿命约 1000 次 ；钠硫电池、钠 / 氯化镍电池的能量密度和功率密度则更低。这些类型的电池均无法满足电动汽车的飞速进展对动力电池提出的越来越高的要求。铅酸电池仅能作为小型电瓶车的动力电池，无法用于真正意义上的电动汽车。镍氢电池在早期的进展中相对于锂离子电池具有较好的安全性能以及其较 高的功率密度而成为目前电动汽车的主流淌力电池，但仅限于混合动力的形式。目前镍氢电池的主流地位已渐渐被锂离子电池所取代，无论是混合动力还是纯电动，在电动汽车应用环节主要以锂离子电池为主。目前来看，只有锂离子电池技术在向着抱负动力电池的方向不断进展和进步。目前锂离子电池单体的性能已根本能满足电动汽车的应用要求，国内与国外先进水平还有差距，国内的锂离子电池原料、电池单体/组件的生产工艺、电池把握等一些关键技术还有待突破，而且，生产全都性问题也没有完全解决，电池成组后的稳定性和使用寿命等还存在较大问题。由于担忧锂离子电池的稳定性， 从“十五”开头，我国在电动汽车研发过程中，并未将锂离子电池作为重点方向， 而是选择了镍氢电池。但在锂离子电池领域，中国企业还有时机，由于我国此前大力进展消费电子产品为锂离子电池产业打下了较好根底，有利于向动力电池领域进展，代表企业有比亚迪、万向、力神、比克等。（2） 动力电池市场状况依据国家统计局数据，2023 年国内锂电池制造行业实现收入 2030 亿元，同比增长 20%，增速进一步加快，在收入强劲增长带动下，行业利润消灭大幅增长， 2023 年国内锂电池制造行业实现利润总额 130 亿元，同比增长 60%，大幅高于收 入增速，动力电池盈利力气大大强于消费电子电池是主要缘由。图 2 2023-2023 年中国锂离子电池行业收入及同比增速从产量上来看，2023 年国内锂电池生产量到达 47.13GWh，同比增长 54.78%， 其中动力电池占比快速提升，从 2023 年的 19%提升至 2023 年的 36%，汽车用动力锂电池的产量在 15GWh 左右，占整体锂电池的产量为 32%。2023 年一季度锂电池产量连续保持高速增长，一方面是能源汽车在一季度同比照旧保持了 1 倍左右的增长，另一方面局部 2023 年年底的能源汽车的补装电池需求也在一季度释放。依据高工锂电统计，2023 年第一季度中国锂电池电芯产量为 13.5GWh，同比增长 95.7%，其中车用动力电池产量增长最快，第一季度应用于电动汽车的中国锂电池产量为 7.5GWh，同比增长 454%，能源汽车用动力电池产量占比从 2023年一季度的 19.6%提升到 2023 年一季度的 55.3%。图 3 2023-2023 年国内锂电池产量及增速3、退役电池及梯次利用状况1退役电池状况我国已经成为全球最大能源汽车市场， TrendForce 集邦科技旗下争论品牌拓墣产业争论所最争论显示，今年 1 至 9 月，我国能源汽车销量接近 35 万辆，已经超过 2023 年全年总量，估量 2023 年中国能源汽车销量将挑战 55 万辆。繁华的能源车市下，动力电池市场需求不断攀升。同时，受限于动力电池的使用寿命，将来报废的动力电池数量也极为浩大。争论机构估量，到 2023 年我国动力电池市场需求将达 125Gwh，报废量将达 32.2Gwh，约 50 万吨；到 2030 年，动力电池报废量将达 101Gwh，约 116 万吨。目前动力电池回收主要有两条路径，一是针对没有报废只是容量下降无法被电动汽车连续使用的电池，进展梯次利用，让其在其他领域比方电力储存发挥余热；二是对已经报废的动力电池拆解、回收。梯次利用：主要针对电池容量降低使得电池无法使电动车正常运行，但是电池本身没有报废，仍可以在别的途径连续使用，例如用于电力储能。拆解回收：主要针对电池容量损耗严峻，使得电池无法连续使用，只有将电池进展资源化处理，回收有利用价值的再生资源。目前，动力电池的回收渠道主要以回收小作坊为主，专业回收公司和政府回收中心较少，体系有待重整。废旧动力电池大多流入了缺乏资质的翻小作坊， 这些公司工艺设备落后。但假设交由依法注册纳税的正规企业，取得资质并依据国家标准排放，势必会造成价格上竞争力的缺失。因此，完善政策保障电池回收产业的可持续进展格外必要。专业回收公司是经国家批准特地回收处理废旧动力电池的专业企业，综合实力雄厚、技术设备先进、工艺标准，既能最大化回收可用资源，又能够降低对环境的污染。目前，开展动力电池回收的企业主要有深圳格林美、邦浦循环科技、超威集团和芳源环保等。虽然进展锂电池回收方面布局的企业越来越多，但缺乏政府系统的支持和政策鼓舞。整体上看，国内针对动力电池的回收工艺路线还处于探究阶段，回收处理普遍停留在废物处理阶段，资源回收再利用以及动力电池的循环再制造技术的争论仍未开展，对电池回收所涉及到的安全生产和环境保护等问题没有具体的工艺措施和装备保证。2电池梯次利用状况地方各级政府设置回收中心，将有利于科学标准地治理电池回收市场、完善回收网络、合理布局回收网络和回收市场，提高正规渠道的回收量。但目前我国还没有动力电池的政府回收中心，但将来可以依据我国现实状况，有选择进展进展。目前，动力电池梯次利用的将来主要应用领域例如将动力电池作为分布式发电的储能系统，例如将动力电池作为分布式发电的储能系统，可以有效解决分布式发电随机性的问题，提高供电的稳定性和降低发电本钱。假设能做好动力电池的梯次利用，不仅可以降低动力电 池的本钱并延长使用寿命，还可以有效降低储能本钱，并对可再生能源的进展起到帮助作用。1） 国外梯次利用状况目前全球范围内都在乐观开展有关动力电池梯次利用的争论，像德国、美国、曰本等国家由于起步较早，如今已经有了很多成功的示范工程和商业工程，大局部是以储能二次利用为主。例如日本的 4R Energy，将日产 leaf 气车的二手电池用于家庭和商业储能，德国博世集团则利用宝马的纯电动汽车退役的动力电池建筑 2MW/2MWH 的大型光伏站储能系统，美国公司 FreeWire 面对办公区域开发了一款可移动的电动汽车充电宝，基于退役的废旧动力电池供能。表 1 总结了目前国外电池梯次利用的典型成功案例。表 1 国外电池梯次利用的典型案例国家应用领域家庭、商业储能美国/日本家庭储能美国家庭、商业储能案例概述由日产汽车和住友集团合资建立的 4R Energy， 销售或租赁日产leaf 汽车的二手动力电池用于家庭和商业储能。夏普公司开发智能功率调整器，让车载动力电池可以应用于家庭储能。美国 EnerDel 公司和日本伊藤忠商事在局部建公寓中推广梯次利用电池。美国 Tesla Energy 开发了powerwall 和powellpack，分别面对家庭储能系统和商业储能系统。德国BOSCH 集团利用宝马ActiveE 和i3 纯电动汽车上退役的动力电池建筑2MW/2MWH 的大型光伏站储能系统。该系统建筑在德国柏林，由瓦腾福公司负责日常运行和维护。美国通用公司与瑞典 ABB 集团联合开展了关于车用锂电池梯次利用的争论，主要面对智能电网，用来储存太阳能、风能等分布式发电系统产生的电力。参与主体日本4R Energy 公司夏普公司日本家庭储能美国 EnerDel 公司、日本伊藤忠商事Tesla Energy德国电网储能BOSCH、BMW、瓦腾福公司美国/瑞典电网储能通用公司、ABB 集团2） 国内梯次利用状况动力电池的梯次利用目前在国内的进展相较于世界范围内仍有确定的差距， 由于是近几年才开展相关的争论和应用，目前还停留在示范工程阶段，并没有成熟的商业化运作。例如，由中国电科院、国网北京市电力公司与北京交通大学协作完成的 100kWh 梯次利用电池储能系统的工程示范，北京市科技打算“电动汽车锂离子电池系统全生命周期利用技术争论与示范”课题由国网北京市电力公 司、北京工业大学与北京普莱德能源电池科技共同完成，利用退役的动力电池在低速电动车和电力直变站电路系统上进展了改装，实现了动力电池梯次利用效率最大化等工程工程。表 2 列举了目前国内典型的动力电池梯次利用示范工程。应用领域表 2 国内动力电池梯次利用示范工程案例概述参与主体电网储能由中国电科院、国网北京市电力公司与北京交通大学耗时两年共同完成的 100kWh 梯次利用储能系统的工程师范。利用退役的动力电池，在电动场地车、电动中国电科院、国网北京市电力公司、北京交通大学国网北京市电力公司、北京工业大低速电动车/电网储能叉车和电力变电站直流系统上进展改装示范，用作低速电动车动力源和电网储能。利用 2023 北京奥运会退役的电动汽车锂电学、北京普莱德能源电池科技北京海博思创科技、国网电网储能低速电动车电网储能池，完成了 360kWh 梯次利用智能电网储能系统。国网浙江电力公司对电动汽车退役的动力电池进展改组，用于 48V 电动自行车动力电源。国网河南电力公司在郑州市建立了根本退役的动力电池的混合微电网系统，联调成功， 在一年时间内累计发电超过 45MWh。北京市电力公司国网浙江电力公司国网河南电力公司4、梯次利用市场及企业（1） 梯次利用市场由 2023 年全球主要锂离子电池厂商出货量可以看出，全球锂电池市场进展势头良好，有竞争力的公司不胜枚举，其中也包括中国外乡的厂商，这也与我国近来突破美国对磷酸铁锂技术的专利垄断有很大关系。图 4 2023 年全球主要锂离子电池厂商出货量我国自 2023 年以来，锂电池的市场规模也越来越大，越来越多锂电池正极材料的生产，也意味着越来越多的锂电池废弃物的产生。有数据统计，2023-2023 年，我国累计生产能源车 49.7 万辆，依据动力电池 5 年寿命推算，2023 年下半年，第一批次能源汽车动力电池将间续退役，电池回收任务困难。据推想，2023 年我们国家动力电池的报废量累计约为 2 万-4 万吨，到 2023 年前后，我国仅纯电动乘用车和混合动力乘用车的电池累计报废量，将突破 15 万吨，到达 17 万吨左右的规模，可见废旧锂电池的回收再利用拥有宽阔的市场。业界认为，到 2023 年我国动力锂电池回收市场将 50 亿元，到 2023 与 2023 年， 动力锂电池市场规模将可进一步增长到 136 亿元与 311 亿元。（2） 梯次利用企业目前，国内数家企业在电池梯次利用上都有所争论，中航锂电在电池的梯次利用和再次利用上也已经有了系统性解决方案，其再生利用的回收率可以做到金属回收率 99%以上，正负极 94%以上，估量 2023 年将批量担当电池回收业务。合肥国轩高科动力能源在动力电池梯次利用应用上已经形成电动三轮车、电动自行车、路灯电池组、1.28MW 储能电站、5KW 家用储能电箱，10MW 集装箱式电站等解决方案，在资源回收方面已建立日处理 2023Ah 电池的资源化回收小试线。万向 A123 系统的湿法回收工艺已经实现了电池安全无污染的拆解，依据推想，从整个投入来看，回收处理 1 吨废旧电池的收益为 5900 元。他们的结论是，三元电池回收可实现预期经济效益，LFP 电池回收必需通过回收处理效率以期实现经济效益平衡。表 3动力电池梯次利用企业序号企业名称梯次利用状况十大电池企业排名1比亚迪有业务12CATL有业务23合肥国轩高科动力能源产品研发34万向 A123 系统有业务45中航锂电涉及业务76北京普莱德产品研发87深圳市比克电池布局108上海中兴派能布局，有示范9中天储能布局10杭州万好万家能源BMS 梯次利用5、法律政策目前，兴盛国家主要以法律作为防治电池污染和实现循环利用的重要保障。通过建立健全完善的法律机制，充分实施“延长生产者责任”制度，利用法律强制力对各个环节进展规定，约束整个电池生命周期的各个相关主体，使其必需依据法律规定担当责任和履行义务，并对违反法律规定的主体进展严峻的惩罚。1美国美国历来相当重视环境治理方面的工作，针对废旧电池的生产、收集、运输和贮存等过程提出技术标准，并实行生产者责任延长和押金制度。立法方面。针对废旧电池立法涉及联邦、州及地方3 个层面，其中资源保护和再生法、清洁空气法、清洁水法从联邦法规角度，承受许可证治理方法，加强对电池生产企业和废旧电池资源回收利用企业的监管。含汞电池和充电电池治理法主要针对废旧二次电池的生产、收集、运输、贮存等过程提出相应技术标准，同时明确了有利于后期回收利用的标识规定。纽约和加州的产品治理法案中掩盖到锂离子电池产品，要求制造商制定在不牺牲消费者和零售商利益的前提下制定电池收集和回收的打算。回收方面。美国国际电池协会制定了押金制度，促使消费者主动上交废旧电池产品。同时美国政府推动建立电池回收利用网络，实行附加环境费的方式，通过消费者购置电池时收取确定数额的手续费和电池生产企业出资一局部回收费。作为产品报废回收的资金支持，同时废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业，此种模式既能让电池生产企业很好的履行相关责任义务，在确定程度上又保证了废旧电池回收企业的利润，落实了生产者责任延长制度。（2） 欧盟欧盟承受生产者担当回收费用的强制回收制度，并对电池使用者提出了法定义务。自 1990 年开头，欧洲的车厂已开头强调在汽车中使用可回收的材质及零组件的再利用。2023 年欧盟通过 2023/53/ec关于废弃汽车的技术指令(即elv 指令)，目标在于建立收集、处理、再利用的机制，鼓舞将废弃汽车的部件重复利用，削减汽车产品对环境的破坏，并致力于环境保护、资源保护、以及能源节约。欧盟 2023/66/ec 电池指令与电池回收直接相关，该指令涉及全部种类的电池，并要求汽车电池生产商应建立汽车废旧电池回收体系。欧盟从 2023 年开头强制回收废旧电池，回收费用则由生产厂家来负担。以回收领域较为成熟的德国为例。德国已建立较完善的回收利用法律制度， 依据欧盟和德国关于电池回收法规的规定：在德国，电池生产和进口商必需在政府登记；经销商要组织收回机制，协作生产企业向消费者介绍在哪儿能免费回收电池；最终用户有义务将废旧电池交给指定的回收机构。（3） 日本日本在回收处理废电池方面始终走在世界前列，建立了“蓄电池生产-销售- 回收-再生处理”的回收利用体系。相关法律法规可以分为三个层面：第一层指根本法，即促进建立循环型社会根本法；其次层指综合性法律，包括固体废弃物治理和公共清洁法、资源有效利用促进法、节能法、再生资源法等。第三层指特地法层面，包括依据各种产品的性质制度的特地法规。从 1994 年 10 月起，日本电池生产厂商开头承受电池收回打算，建立起“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的电池回收利用体系。这种回收再利用系统是建立在每一位厂家自愿努力的根底上，零售商家、汽车销售商和加油站免费从消费者那里回收废旧电池。电池遵循与其分布路线相反的方向，由回收公司进展分解。（4） 中国中国动力电池回收体系不断完善，并明确了动力电池回收责任主体，各城市对电池回收利用政策也进展了乐观探究，但在落实方面差距甚远。2023 年，国务院在节能与能源汽车产业进展规划2023-2023中明确规定，要加强动力电池梯级利用和回收治理。制定动力电池回收利用治理方法， 建立动力电池梯级利用和回收治理体系，明确各相关方的责任、权利和义务。2023 年 7 月，国务院办公厅关于加快能源汽车推广应用的指导意见提出要争论制定动力电池回收利用政策，探究利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力电池回收，建立健全废旧动力电池循环利用体系。2023 年以来，工信部相继出台了电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策2023 年版、能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业标准条件和能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业标准公告治理暂行方法3 项文件，明确废旧电池回收责任主体，加强行业治理与回收监管。为鼓舞生产企业回收动力电池，不少地方政府也在乐观探究。2023 年上海市公布上海市鼓舞购置和使用能源汽车暂行方法，要求车企回收动力电池， 政府赐予 1000 元/套的嘉奖。2023 年深圳公布深圳市人民政府关于印发深圳市能源汽车推广应用假设干政策措施的通知，内容显示要求制定动力电池回收利用政策，由整车制造企业负责能源汽车动力电池强制回收，并由整车制造企业依据每千瓦时 20 元专项计提动力电池回收处理资金，地方财政依据经审计的计提资金额赐予不超过50%比例的补贴，建立健全废旧动力电池循环利用体系。但实际上，由于我国能源汽车的高速进展仅从 2023 年开头，目前多数动力电池还在质保期内，尽管消费者存在疑虑，四部委，关于 2023-2023 年能源汽车推广应用财政支持政策的通知，乘用车 8 年或 12 万公里；商用车 5 年或 20 万公里但车企包括电池企业尚未将其落实。