动力电池回收：从“0”到“1000”，尽享行业发展红利

动力电池回收：汽车电动化浪潮下的长景气赛道 动力电池装机放量，回收再利用市场潜力十足，2021年我国动力电池装机量达到154.5GWh，同比大幅增长142.9%，装机规模受新能源车销量景气拉动而快速放量；动力电池回收作为锂电池后周期行业，需求有望受产业链景气传导而逐年走高，我们预计2030年我国动力电池总退役量有望达到380.3GWh，2021-2030年十年CAGR高达48.9%，未来有望呈现指数式增长。从长视角来看，行业当下正处于长景气周期的起跑点。 动力电池回收前景广阔，潜在市场空间或超千亿 中性预期下，我们预计2030年我国动力电池回收市场规模有望达758.4亿元，2021-2030年CAGR为58.1%，其中梯次利用市场规模313.5亿元，再生利用市场规模444.9亿元；乐观预期下，预计2030年退役动力电池梯次+再生利用市场总规模则有望达到1048.9亿元。 再生利用市场发展迅猛，将为行业前期发展贡献核心增量。再生利用技术工艺完备，在商业模式上已经有了比较成功的案例，现已成为废旧动力电池的主要再利用方式，也是当前动力电池回收企业的主要竞争场景。 梯次利用市场厚积薄发，2025年后规模有望迎来指数式增长。由于当前梯次利用市场标准体系与商业模式尚不清晰，我们预计行业未来2-3年仍将处于政策规范与商业化探索期。而随着行业标准与商业模式逐渐完善，梯次利用市场有望在后续迎来指数式增长。 商业模式多样，渠道、技术是核心竞争力 回收渠道的差异将直接决定商业模式的优劣，根据回收主体的不同，行业当前存在着三种主流商业模式，依次分别为：①以电池生产商为回收主体的模式；②以整车制造商为回收主体的模式；③以第三方为回收主体的模式。其中，整车厂渠道优势最强，处于产业链核心地位；电池生产商的上下游协同场景多，可以形成产业闭环，商业模式最为稳定；而第三方企业与整车厂、电池厂等渠道方合作的深度、广度将决定企业的核心竞争力。 再利用技术方面：1）梯次利用环节的技术壁垒高，标准体系尚不清晰，目前仅有中国铁塔、格林美等少量企业参与试点；2）再生利用环节工艺成熟，行业金属回收率已达到极高水平，提高化学试剂的使用效率、降低再生利用环节的能耗费用将是各动力电池回收企业构筑成本优势的着力点。 行业规范化诉求迫切，竞争格局有望持续改善 当前市场无序竞争激烈，劣币驱赶良币现象严峻；我们预计随着政府初步完成动力电池全生命周期监管覆盖，行业乱象整治已箭在弦上，后续行业规范化政策或将密集推出，大型回收企业有望长期受益。 投资建议：关注具有渠道+技术双优势的大型回收企业 格林美：全球第二大三元前驱体材料生产商，布局动力电池回收打造价值链闭环；天奇股份：锂电池循环业务已成核心业务增长点，未来产能有望进一步释放；南都电源：铅蓄电池再生龙头，已具备完整电池回收网络； 旺能环境：美欣达集团旗下唯一上市平台，集团公司将提供发展助力；浙富控股：危废资源化领导者，拓展动力电池回收业务将有利于资源协同。 风险提示：新能源车销量不及预期风险；电池金属价格大幅回落风险；行业政策推进不及预期风险；行业竞争格局恶化风险。 1.动力电池回收：汽车电动化浪潮下的长景气赛道 1.1.前言：动力电池装机放量，回收再利用市场潜力十足 受新能源车销量走高的推动，我国动力电池装机规模快速放量。2021年我国新能源汽车销量达到352.1万辆，同比大幅增长157.5%；受新能源汽车销量高景气驱动，同期我国动力电池装机量达到154.5GWh，同比大幅增长142.9%，2015-2021年装机量CAGR为45.5%，装机规模持续增长。 动力电池回收作为锂电后周期行业，需求有望受产业链景气传导而逐年走高。在目前的技术条件下，动力电池的使用寿命一般为5-8年，而随着动力电池装机量的持续走高，未来电池回收处置需求有望逐年走高。根据弗若斯特沙利文的预测，2026年我国动力电池装机量将有望达到762GWh，2021-2026年CAGR有望达到37.6%，产业链在持续高景气的同时，也为后续的电池回收市场奠定了成长根基。 图1：2015-2021年我国新能源汽车销量情况 图2：2015-2021年我国动力电池装机量情况 1.2.行业发展有三大核心动力 从发展驱动力来看，动力电池回收行业受到环保诉求、战略价值、经济性三大要素合力： 1.2.1.环保诉求 废旧动力电池环境危害大，不经回收处理将造成严重污染。动力锂离子电池虽不含铅、镉、汞等重金属污染物，但报废的动力锂离子电池对环境仍有明显危害性；例如，动力电池的各部分材料都能与环境中某些物质发生化学反应而产生污染物，一旦进入土壤、水体和大气就会造成严重污染；另外，动力电池中富含的钴、镍、铜、铝、锰等金属还具有富集效应，会通过食物链累积在人体，危害人体健康。因此，对废旧锂离子电池进行集中无害化处理、回收其中的金属材料，是确保人类健康和环境可持续发展的重要举措。 表1：废旧锂离子电池中常用组成材料的主要化学特性和潜在环境污染 对动力电池进行回收利用能有效节能减排，符合“双碳”目标。动力电池制造是高能耗产业，制造过程将会产生大量的温室气体；经高工锂电测算，现阶段1KWh三元电池和磷酸铁锂电池生产所需能耗分别为82.91KWh和85.78KWh，折算碳排放量分别为5.06万吨/GWh和5.23万吨/GWh，碳排放主要集中在正极材料、负极材料和电池生产环节，三者合计占比接近90%。而根据国际清洁交通委员会(ICCT)的研究显示：从全生命周期来看，新能源车每公里的二氧化碳排放量约为130g/km，但若能对废旧的动力电池进行梯次运用、再生应用，其所对应的新能源车每公里碳排放量将分别下降22g、4g，进而显著降低新能源汽车全生命周期的碳排放量。 表2：改进动力电池的制造、使用方式将能减少碳排放 图3：动力电池回收再利用的碳减排效应明显(g/km) 1.2.2.战略价值 我国钴、镍资源供需严重失衡，已探明储备量极少。从供需角度看，2020年我国钴、镍资源需求分别占据世界总需求的32%、59%，而供给量却仅占世界总额的1.5%和4.8%，供需情况严重失衡，对外依存度极高。从资源储备的角度看，世界已探明钴资源达710万吨，集中分布在刚果(50.7%)、澳大利亚(19.7%)等地区；已探明镍资源达9400万吨，集中分布在印度尼西亚(22.3%)、澳大利亚(21.3%)、巴西(17.0%)。相较之下，我国已探明钴、镍资源储备量分别仅为8、280万吨，占世界总储量的比重极低。 图4：我国钴、镍资源供需严重失衡(2020) 图5：我国已探明钴、镍资源储备量较少(2020) 锂资源国内供应能力弱，对外依存度高。2020年全球已探明锂资源量2100万吨，其中我国已探明锂资源量达150万吨，占全球总储备量的7.1%，潜在供给相对充足；但受限于锂资源的品质(镁锂比较高)以及开采条件(地理气候条件差)等因素，我国锂资源实际供应能力较弱，对外依存度高。 图6：2020年世界已探明锂资源量分布情况 图7：我国锂资源开采成本较高，开采量较小(2017) 动力电池回收再利用能够有效缓解我国电池金属的供给约束。根据《废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法(2019年本)》的政策要求，我国动力电池再生利用企业对钴镍锰的综合回收率应不低于98%，锂的回收率不低于85%，金属回收率已经达到了较高水平。因此，通过对电池金属的循环利用，将能有效缓解我国锂镍钴资源的供给约束，保障产业链安全稳定，具有极高战略意义。 1.2.3.经济性 废旧动力电池的资源性强，再生利用的价值高。退役后的锂离子动力电池的正极、负极、隔膜、电解质等电池材料中仍含有大量的有价金属(锂、镍、钴、锰、铝、铜等)和其他可再生利用成分(石墨等)，蕴藏的资源品类丰富，仍具备极高的再生利用价值。 正极材料的资源价值最高，为再生利用的主要对象。2021年锂电子动力电池的平均造价为101美元/KWh，其中正极材料由锂、镍、钴、锰等高价值金属化合物构成，其成本占比高达51%，价值含量最高，这使得正极材料成为了动力电池回收再利用的主要对象。 图8：废旧动力电池的资源含量丰富，留存价值高 图9：2021年锂离子动力电池平均成本分布情况 电池材料供不应求，市价持续攀升。受下游需求旺盛与电池金属产能受限的双向促进，电池材料价格在过去两年中连续上涨；截至2022年7月25日，电池级碳酸锂、氢氧化锂、硫酸钴、硫酸镍价格分别相较2020年同期上涨了1075%、835%、33%、54%，锂价仍处于近年高位。 资源价格上涨推高动力电池回收利用的经济性，企业资本积极布局。根据企查查显示，2021年我国动力电池回收行业共新增10243家新企业，同比增长229.5%。据不完全统计，截至2022年7月25日，已有超过24家沪深上市公司布局动力电池回收赛道，总产能52.9万吨，总在建产能90.3万吨，行业投资活动日益活跃。 图10：2020-2022年碳酸锂、氢氧化锂价格(万元/吨) 图11：2020-2022年硫酸钴、硫酸镍价格(万元/吨) 表3：据不完全统计，沪深两市已有超过24家上市公司布局动力电池回收赛道(截至2022年7月25日，万吨) 1.3.政策梳理：动力电池回收利用体系逐步完善 我国动力电池回收利用的政策发展历程可分为三个阶段，回收利用体系随政策深入推进而逐步完善： 2012-2016年，动力蓄电池回收利用只是作为推广应用新能源汽车政策文件的部分条款出现； 2016-2018年，国家发展改革委、工信部和环保部等国家相关部门开始陆续出台专门针对动力电池的相关政策； 2018年至今，动力电池回收政策密集出台，进入试点实施阶段，行业规范化进程明显加快。 表4：动力电池回收利用的政策梳理 1.4.发展阶段：行业正处于长景气周期的起跑点 首批动力电池已达到退役年限，回收再利用需求有望逐年走高。我国新能源汽车规模化量产始于2014年，而动力电池的寿命一般为5-8年；随着最早一批成规模的动力电池自2019年起陆续达到退役年限，市场将形成规模化退役的新常态，未来回收再利用需求有望逐年走高。根据测算，我们预计2030年我国动力电池总退役量将有望达到380.3GWh，2021-2030年十年CAGR为48.9%。从发展阶段来看，行业当下正处于十年长景气周期的起跑点，未来发展前景可观。 图12：2021-2030年动力电池总退役量预测(GWh) 2.动力电池回收前景广阔，潜在市场空间或达千亿 2.1.动力电池回收利用的方法 废旧动力电池二次利用的方法有两种，分别为梯次利用与再生利用： 2.1.1.梯次利用 梯次利用目标市场包括低速电动车、储能等领域。当动力电池容量低于80%时，其性能已经不能满足汽车正常行驶的要求，此时可以通过将废旧动力电池进行拆解、筛选、重组的方法应用于电池容量要求不高的低速电动车、储能等领域，实现梯次利用。 图13：梯次利用目标市场包括低速电动车、储能领域 磷酸铁锂电池循环寿命长、安全性高，具备较高梯次利用价值。与三元锂电池相比，磷酸铁锂电池在电池容量下降至80%以下后仍然能够保持较好的电化学性能，电池容量也不会呈现加速衰减的趋势；同时，磷酸铁锂电池的安全性能好、可耐高温，更符合梯次利用要求，具备较高的梯次利用价值。相反，三元锂电池由于循环寿命较短，耐高温性较差，则一般不作为梯次利用的对象。 图14：磷酸铁锂相较三元锂电池具备更高的循环寿命 2.1.2.再生利用 再生利用可高效提取锂、镍、钴、锰等电池金属，实现资源循环。当动力电池容量低于20%时，其性能与容量都已无法满足商业应用的要求，此时应通过再生利用工艺对废旧动力电池中的锂、镍、钴、锰等电池金属进行提取回收，实现资源循环。目前行业的再生利用工艺已比较成熟，当前已形成以火法冶金、湿法冶金、生物冶金为标杆的多项回收工艺，其中湿法工艺由于的回收率高、可定向回收金属，现已成为行业的主流技术路线。 图1