锂电回收行业深度报告：降本与突破锂约束，构成锂电循环闭环

动力电池退役期来临与锂资源约束，锂电回收势在必行。碳中和背景下，电动车和储能市场将快速增长。综合考虑环保因素、锂资源区域约束、锂价格因素，废旧锂电池回收是一项必要工作。然而当前政策正在完善，标准、价格是核心掣肘。 2030年三元与磷酸铁锂电池回收将成为千亿市场。对于三元电池，根据我们测算，在金属处于均价时，2030年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计273/157/138/10亿元。2030年三元电池金属合计回收空间在均价情况下将达近600亿元。 磷酸铁锂电池通过梯次利用再回收，锂价高位带动回收环节利润。磷酸铁锂电池直接拆解回收的经济效益并不大，弥补经济性方案：1）先通过梯次利用提高收益，2）处理成本通过行政手段及补贴内部化。对于磷酸铁锂电池，我们预测在中残值下，2030年铁锂电池梯次利用市场空间预计339亿元，在锂金属处于均价时，2030年磷酸铁锂电池锂元素回收市场空间预计144亿元。 锂电回收可作为“城市矿山”，弥补碳酸锂供给紧张。动力和消费锂电回收途径增加的碳酸锂供给逐年增加可作为“城市矿山”，有助于弥补碳酸锂供给紧张。 海外动力电池回收模式可作为他山之石。参考欧美发达国家，动力电池生产商往往承担电池回收的主要责任，主机厂和电池租赁公司起到配合回收的作用。 依据责任主体的不同可以分为以日本为代表的动力电池生产商回收模式（包括经过电动汽车经销商、电池租赁公司）、以欧美国家为代表的行业联盟回收模式（动力电池生产商联合形成回收联盟）以及第三方回收模式。 互利共赢，“降本”与“闭环”为商业模式的源动力。根据国内现有的商业模式主导企业性质的不同，我国动力电池回收市场催生出动力电池企业回收商业模式、锂电材料企业回收商业模式与梯次利用商业模式。（1）动力电池企业回收模式，提高原料的上游议价能力，降低电池成本，国内代表性的企业有宁德时代、比亚迪、国轩高科等。（2）锂电材料企业回收模式，回收关键金属资源，形成产业闭环与降本空间。许多三元前驱体企业均在动力电池回收领域有所布局，如格林美、邦普循环（宁德时代子公司）、华友钴业、厦门钨业控股的赣州豪鹏、中伟股份、赣锋锂业等。（3）梯次利用商业模式，如中国铁塔等。 投资建议：锂电回收有助于弥补上游资源、特别是锂资源供给缺口，锂电回收市场空间及发展前景广阔。关注：（1）具备完善金属资源回收能力的锂电回收企业：天奇股份、光华科技；（2）转型切入锂电回收领域的企业：旺能环境、浙富控股；（3）形成产业链一体化闭环的三元前驱体及正极企业：邦普循环（宁德时代）、芳源股份、中伟股份、格林美等。 风险分析：政策补贴不及预期；动力电池回收率、工艺降本不及预期，环保风险较大；锂电材料技术进步、相关金属价格下跌。 投资聚焦 2021年政府工作报告中强调了“加快建设动力电池回收利用体系”，动力电池回收行业发展即将加速。发展新能源汽车是推进节能减排的重点，规模庞大的动力锂电池市场伴生的将是锂电池回收和下游梯次利用行业机遇，锂电回收产业链正在加速建立与完善。锂电回收具有经济性和环保双重意义，还有助于突破锂资源约束，构成动力电池产业链的闭环。 我们的创新之处 1、从锂资源区域约束、锂价格因素角度分析了动力电池回收对于实现碳中和的意义。 2、测算了不同金属价格假设下锂电回收的市场空间。 3、我们构建了经济性评估模型，针对动力电池回收过程中投入成本和回收材料用于后续动力电池生产成本降低，定量分析了回收成本与循环利用效益。 股价上涨的催化因素 1、动力电池上游资源品价格持续上涨； 2、政策、补贴大力扶持，相关报废回收标准和技术标准的建立。 投资建议 锂电回收有助于弥补上游资源、特别是锂资源供给缺口，锂电回收市场空间及发展前景广阔。关注：（1）具备完善金属资源回收能力的锂电回收企业：天奇股份、光华科技；（2）转型切入锂电回收领域的企业：旺能环境、浙富控股；（3）形成产业链一体化闭环的三元前驱体及正极企业：邦普循环（宁德时代）、芳源股份、中伟股份、格林美等。 1、着眼于未来：我们为什么要回收锂电？ 1.1、电动车产业快速发展，动力电池退役量庞大 全球新能源汽车行业发展迅速，2021年全球新能源汽车销量644万辆，同比+98%，在新冠肺炎疫情的冲击下逆势增长。我们预计2021-25年全球新能源汽车销量复合增速有望在30%以上，到2025年销量将突破2300万辆。 中国新能源汽车产业于21世纪初期兴起，自09年“十城千辆”工程启动， 2013-14年推广应用新能源汽车并免征购置税，2015年4月财政部发布《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，对新能源汽车购买给予补助实行普惠制，财政补贴成为推动中国新能源产业的主要增长力量。随着新能源汽车购置补贴逐步退坡，2017年开始推行的“双积分”政策接力继续推动新能源产业发展。我们预计我国新能源汽车销量2021-25年年均复合增速在30%左右，到2025年有望超过1000万辆。 图1：全球新能源汽车销量 图2：国内新能源汽车销量 在电动汽车市场快速增长带动下，动力型锂离子电池继续保持快速增长势头。按照正极材料动力电池可分为三元电池、磷酸铁锂电池及其他电池。目前看，海外以三元电池为主，国内三元电池和磷酸铁锂同步发展。全球动力电池年新增装机量保持稳定增长，我们预计2025年装机量超1100GWh；国内装机量可达 453GWh。其中三元电池装机量达196GWh，磷酸铁锂及其他装机量达257GWh。 图3：全球动力电池装机量 图4：我国动力电池年新增装机量 1.2、全球电动化趋势下，锂资源约束几何 从世界锂资源的勘探量来看，我们并不需要担心锂资源不够用，但我们依然需要关注区域上的资源约束。 （1）资源量较高的是盐湖中的锂，如果提纯技术能够进步、生产成本能够降低，问题将能够较好的解决； 图5：世界锂矿储量和资源量 图6：中国目前锂矿资源对外依赖度 （2）中国优质的锂资源与世界其他地区相比较少，考虑我国是锂电中游产业链以及下游应用市场核心，因此需要考虑资源掣肘； （3）从锂盐产能、成本分布和锂价趋势看，不同资源禀赋、地区政策导致开采难度和投资、成本不同，未来不同时间、不同区域供需有一定的错配，锂价格大幅波动也在所难免，若锂价大幅上涨，将不利于实现碳中和愿景。 图7：我国电池级碳酸锂价格走势 图8：锂盐产能与成本分布 因此，综合考虑环保因素、锂资源区域约束、锂价格因素，对使用过的锂电池进行回收也是一项必要的工作。 1.3、动力电池梯次利用与材料回收市场空间 1.3.1、动力电池报废量及梯次利用量空间预测 我们对未来三元电池的金属回收市场空间及磷酸铁锂电池的梯次利用与回收市场空间设计了测算模型，首先作出如下假设： （1）三元电池： 1）在循环充放电过程中电池容量会逐渐衰减，当衰减至80%以下时，便达到退役状态。通常，动力电池的服役年限在5年左右。我们假设三元电池与磷酸铁锂电池的有效寿命均为5年。因此，截至目前，第一批动力电池己经到达退役年限，今后将迎来较为持续且不断扩大的动力电池回收市场。在此假设下，2014年装机的三元（磷酸铁锂）电池将在2019年全部拆解回收，2015年装机的三元（磷酸铁锂）电池将在2020年全部拆解回收，以此类推。 2）对退役三元电池的处理主要采取拆解回收的方式。拆解回收主要是对正极材料中的钴、镍、锰、锂等金属材料的回收再利用，而正极材料又分为NCM333、NCM523、NCM622、NCM811等，且不同的技术路线能量密度不同。随着三元电池行业的发展，高镍、无钴成为主要发展趋势，依据鑫椤锂电三元电池类型占比，我们对未来年份正极材料各金属占比进行假设，并进行测算。 表1：三元正极各类型材料占比假设 表2：不同三元电池技术路线度电质量 （2）磷酸铁锂电池： 1）2017年9月28日，工信部、财政部、商务部等五部门联合公布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》即“双积分”政策，强调提高新能源车电池能量密度。由于磷酸铁锂电池能量密度的劣势，其市场竞争力一度下滑。补贴政策退坡后，由于钴价的持续走高，无钴电池受到市场青睐，而高镍三元电池的安全性还有待进一步提升，同时CTP技术的不断深化及对低成本电池的需求提升，磷酸铁锂电池重新焕发生机。 2）磷酸铁锂退役电池宜采用先梯次利用，后拆解回收的处理顺序。目前，回收及梯次利用体系尚不健全，锂元素回收也存在经济性问题，但我们相信，随着政策的支持，以及随着储能市场兴起以及锂资源约束，市场和经济性会逐步好转。 在测算中，我们对梯次利用比例进行了假设，比例从2019年的5%逐步提高到2030年的80%，而对没进入梯次利用体系的磷酸铁锂电池做了相对极端的假设，即假设其进入了拆解及材料回收体系，否则将污染环境，产生环境成本。 表3：磷酸铁锂电池梯次利用比例假设 3）我们假设提升前的磷酸铁锂正极度电质量为2.4kg/kWh，提升后变为 2.3kg/kWh，并假设17-20年市场逐步从低能量密度铁锂电池过渡为高能量密度铁锂电池，磷酸铁锂电池报废前后的能量密度不变。 4）储能是磷酸铁锂电池的应用场景之一，但由于其应用周期较长，一般是15-20年以上，故暂时不考虑储能市场磷酸铁锂电池的报废。 5）对于梯次利用后的磷酸铁锂电池，3年后再进行拆解回收锂元素。 对于三元电池，我们估算：2021年国内预计可回收三元正极1.2万吨，随后逐年递增至2030年的33万吨。 表4：国内退役三元电池正极回收量 根据各类型三元正极测算金属回收量，加总得到三元电池总的各金属回收量： 1）NCM333：随着2014年安装的NCM333三元电池于2019年开始退役，2019到2022年NCM333回收量逐步增加，2022年达峰值1.3万吨，随后由于NCM333的退出而逐步减少，至2026年回收量归零； 2）NCM523：2016年开始进入市场的NCM523于2021年开始报废回收，随后回收量于23-27年稳定在4-8万吨之间，预计2030年上涨至12万吨； 3）NCM622：2017年流入市场的NCM622于2022年开始报废回收，回收量小幅上涨，直到27年上涨幅度增加，预计2030年可回收7万吨； 4）NCM811：2018年流入市场的NCM811于2023年开始报废回收，预计2030年可增长至14万吨。 预计2030年可回收锂2.4万吨，镍13万吨，钴3万吨，锰3.6万吨。 表5：国内退役三元电池总的各金属回收量 对于磷酸铁锂电池，我们预测： 1）2030年，报废铁锂电池将达到59万吨； 2）随着梯次利用逐年上升，预计2030年可梯次利用的铁锂电池达206GWh,共47万吨；其余12万吨进行拆解回收，可回收锂元素0.5万吨； 3）2027年梯次利用的磷酸铁锂电池将在2030年达到报废标准，此时拆解回收16.5万吨，可回收锂元素0.7万吨。二者总计可以回收锂元素1.2万吨。 表6：国内磷酸铁锂电池梯次利用与拆解回收量 1.3.2、动力电池报废及梯次利用市场空间敏感性分析 由于金属价格变动对动力电池回收和梯次利用经济性、市场释放和产值空间有着巨大影响，我们对未来三元电池的金属回收市场空间及铁锂电池的回收与梯次利用市场空间进行了价格敏感性分析，并作出如下假设： 1）为测算市场空间，我们选取了三个不同时期的金属价格进行敏感性测算，分为高价、低价、均价。其中高价（2022.2.17）与低价采用了2014Q1以来的历史价格进行评估测算。 表7：金属价格假设 2）进行敏感性分析时，我们在改变金属市场价格的同时，三元电池正极材料占比与磷酸铁锂电池梯次回收比例不变。 3）我们假设磷酸铁锂电池的每瓦时价格从2014年的2.71元/Wh降低至2025年的0.55元/Wh，其中21-25年降低速度逐渐减慢。梯次利用的残值价格分为高（40%）、中（30%）、低（20%）三档分别进行残值折算。 表8：磷酸铁锂电池每