Fokus pada masa depan: mengapa kita mengitar semula bateri litium?
1.1. Industri kenderaan elektrik berkembang pesat, dan bilangan bateri lithium-ion kuasa bersara sangat besar
Industri kenderaan tenaga baru global berkembang pesat. Pada tahun 2020, jualan global kenderaan tenaga baru adalah 3,095,200 unit, peningkatan tahun ke tahun sebanyak 40.16%, di mana kenderaan elektrik tulen menjual 2,126,100 unit, peningkatan tahun ke tahun sebanyak 29.58%. Di bawah kesan wabak radang paru-paru mahkota baru, mereka meningkat terhadap trend. Kami meramalkan bahawa kadar pertumbuhan jualan kenderaan tenaga baru global dijangka melebihi 30% pada 2021-25, dan jualan akan melebihi 13 juta menjelang 2025.
industri kenderaan tenaga baru negara saya muncul pada awal abad ke-21. Sejak projek "Sepuluh Bandar, Seribu Kenderaan" dilancarkan pada tahun 2009, kenderaan tenaga baru dinaikkan pangkat dan digunakan pada tahun 2013-14 dan cukai pembelian dikecualikan. Pengumuman mengenai Promosi dan Penggunaan Dasar Sokongan Fiskal untuk Kenderaan Tenaga Baru pada tahun 2018, yang melaksanakan sistem GSP untuk subsidi untuk pembelian kenderaan tenaga baru, dan subsidi kewangan telah menjadi kekuatan penting dalam mempromosikan industri tenaga baru negara saya. Dengan penurunan subsidi secara beransur-ansur untuk pembelian kenderaan tenaga baru, dasar "double points", yang dilancarkan pada tahun 2017, terus mempromosikan pembangunan industri tenaga baru. Kami meramalkan bahawa kadar pertumbuhan jualan kenderaan tenaga baru negara saya akan stabil pada 30% -40% dalam tempoh lima tahun akan datang, dan ia dijangka melebihi 6 juta menjelang 2025.
Didorong oleh peningkatan pesat pasaran kenderaan elektrik, bateri lithium-ion kuasa terus mengekalkan trend menaik yang pesat. Menurut bahan katod, bateri lithium-ion kuasa boleh dibahagikan kepada bateri ternari, bateri fosfat besi litium dan bateri lain. Pada masa ini, pasaran luar negara dikuasai oleh bateri ternari, manakala bateri ternari domestik dan fosfat besi litium berkembang serentak. Kapasiti tahunan bateri lithium-ion kuasa global yang baru dipasang telah mengekalkan peningkatan yang stabil. Kami menjangkakan kapasiti yang dipasang akan mencapai 623GWh pada tahun 2025; kapasiti dipasang domestik boleh mencapai 312GWh. Antaranya, kapasiti bateri ternari yang dipasang mencapai 174.5GWh, dan kapasiti dipasang fosfat besi litium mencapai 137.4GWh.
1.2. Di bawah trend elektrifikasi global, geometri kekangan sumber litium
Dalam konteks berkecuali karbon, pasaran penyimpanan kenderaan elektrik dan tenaga akan meningkat dengan pesat, menurut ramalan BNEF untuk tahun 2020:
(1) Dari 2020 hingga 2040, jualan global kenderaan penumpang elektrik akan meningkat daripada kira-kira 2 juta kepada kira-kira 55 juta (kira-kira 3300GWh, dikira pada 60kWj/kenderaan), iaitu 27.5 kali ganda daripada 2020;
(2) Dari 2020 hingga 2050, kapasiti pemasangan kumulatif pasaran penyimpanan tenaga global akan meningkat daripada kira-kira 20GWj kepada kira-kira 1700GWh, iaitu 85 kali ganda daripada 2020.
Sekiranya jumlah kumulatif dikira berdasarkan kitaran penggantian kenderaan elektrik selama 8 tahun, dan dengan mengandaikan bahawa kebanyakan kapasiti penyimpanan tenaga yang dipasang menggunakan bateri litium, permintaan untuk bateri litium akan mencapai 25TWh pada tahun 2020-2060. , permintaan untuk litium karbonat adalah kira-kira 15 juta tan.
Berdasarkan jumlah penerokaan sumber litium di dunia, kita tidak perlu bimbang tentang sumber litium yang tidak mencukupi, tetapi kita masih perlu memberi perhatian kepada kekangan sumber serantau.
(1) Litium di tasik garam mempunyai sumber yang lebih tinggi. Sekiranya teknologi pembersihan dapat diperbaiki dan kos pengeluaran dapat dikurangkan, masalahnya akan diselesaikan dengan lebih baik;
(2) Berbanding dengan kawasan lain di dunia, China mempunyai sumber litium yang kurang berkualiti tinggi. Memandangkan negara saya adalah teras rantaian industri pertengahan bateri litium dan pasaran aplikasi hiliran, kekangan sumber mesti dipertimbangkan;
(3) Dari perspektif pengeluaran garam litium, pengedaran kos dan trend harga litium, endowmen sumber yang berbeza dan dasar serantau membawa kepada kesulitan perlombongan, pelaburan, dan kos yang berbeza. Akan ada ketidakcocokan tertentu antara penawaran dan permintaan pada masa dan wilayah yang berlainan pada masa akan datang, dan harga litium akan turun naik dengan ketara. Tidak dapat dielakkan, jika harga litium meningkat dengan mendadak, ia akan memudaratkan kesedaran penglihatan neutral karbon.
Oleh itu, dengan mengambil kira faktor perlindungan alam sekitar, kekangan serantau terhadap sumber litium, dan faktor harga litium, ia juga perlu untuk mengitar semula bateri lithium-ion yang digunakan.
1.3. Ruang pasaran untuk penggunaan sekunder dan kitar semula bahan bateri lithium-ion kuasa
1.3.1. Ramalan spatial sekerap bateri lithium-ion kuasa dan penggunaan echelon
Kami telah merancang model pengiraan untuk ruang pasaran kitar semula logam bateri ternary dan penggunaan lata dan ruang pasaran kitar semula bateri fosfat besi litium pada masa akan datang. Pertama, kami membuat andaian berikut:
(1) Bateri Ternary:
1) Semasa proses caj dan pelepasan kitaran, kapasiti bateri akan beransur-ansur mereput, dan apabila kerosakan jatuh di bawah 80%, ia akan mencapai keadaan persaraan. Biasanya, hayat perkhidmatan bateri lithium-ion kuasa adalah kira-kira 5 tahun. Kami menganggap bahawa hayat berkesan bateri ternary dan bateri fosfat besi litium adalah 5 tahun. Oleh itu, setakat ini, kumpulan pertama bateri lithium-ion kuasa telah mencapai usia persaraan, dan akan membawa pasaran kitar semula bateri lithium-ion yang lebih mampan dan berkembang pada masa akan datang. Di bawah andaian ini, bateri ternary (lithium iron fosfat) yang dipasang pada tahun 2014 akan dibongkar dan dikitar semula pada tahun 2019, bateri ternary (lithium iron fosfat) yang dipasang pada tahun 2015 akan dibongkar dan dikitar semula pada tahun 2020, dan sebagainya. .
2) Kaedah pembongkaran dan kitar semula terutamanya digunakan untuk pelupusan bateri ternari yang dinyahaktifkan. Pembongkaran dan kitar semula adalah penting untuk mengitar semula dan menggunakan semula bahan logam seperti kobalt, nikel, mangan, dan litium dalam bahan elektrod positif, dan bahan elektrod positif dibahagikan kepada NCM333, NCM523, NCM622, NCM811, dan lain-lain, dan laluan teknikal yang berbeza mempunyai ketumpatan tenaga yang berbeza. Dengan perkembangan industri bateri ternari, nikel tinggi dan tiada kobalt telah menjadi trend pembangunan penting. Kami membuat andaian tentang perkadaran setiap logam dalam bahan katod pada tahun-tahun akan datang dan membuat pengiraan.
(2) Bateri fosfat besi litium:
1) Pada 28 September 2017, lima jabatan termasuk Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat, Kementerian Kewangan, dan Kementerian Perdagangan bersama-sama mengumumkan "Langkah-langkah untuk Pengurusan Selari Penggunaan Bahan Api Purata Syarikat Kenderaan Penumpang dan Mata Kenderaan Tenaga Baru", iaitu dasar "double points", menekankan bahawa Meningkatkan ketumpatan tenaga bateri kenderaan tenaga baru. Oleh kerana kelemahan ketumpatan tenaga bateri fosfat besi litium, daya saing pasarannya pernah menurun. Selepas dasar subsidi telah menurun, disebabkan oleh kenaikan harga kobalt yang berterusan, bateri bebas kobalt disukai oleh pasaran, manakala keselamatan bateri ternari nikel tinggi perlu dipertingkatkan lagi. Pada masa yang sama, pendalaman berterusan teknologi CTP dan peningkatan permintaan untuk bateri kos rendah, bateri litium-besi asid fosforik kembali hidup.
2) Bateri fosfat besi litium yang dinyahaktifkan harus digunakan secara berperingkat terlebih dahulu, dan kemudian dibongkar dan dikitar semula. Pada masa ini, sistem kitar semula dan penggunaan lata tidak sempurna, dan terdapat juga masalah ekonomi dalam kitar semula litium, tetapi kami percaya bahawa dengan sokongan dasar, serta peningkatan pasaran penyimpanan tenaga dan kekangan sumber litium, pasaran dan ekonomi akan beransur-ansur bertambah baik. Dalam pengiraan, kami membuat andaian mengenai bahagian penggunaan lata, dan perkadaran secara beransur-ansur meningkat dari 5% pada tahun 2019 menjadi 80% pada tahun 2030, dan membuat andaian yang agak melampau untuk bateri fosfat besi litium yang tidak memasuki sistem penggunaan lata, iaitu Dengan mengandaikan bahawa ia memasuki sistem pembongkaran dan kitar semula bahan, jika tidak, ia akan mencemarkan alam sekitar dan menyebabkan kos alam sekitar.
3) Kami menganggap bahawa kWj fosfat besi litium positif sebelum naik taraf adalah 2.4kg / kWj, dan ia menjadi 2.3kg / kWj selepas peningkatan, dan menganggap bahawa pasaran secara beransur-ansur akan beralih dari bateri ion litium besi ketumpatan tenaga rendah kepada ketumpatan tenaga tinggi dalam 17-20 tahun Ketumpatan tenaga bateri ion besi litium dan bateri fosfat besi litium tetap sama sebelum dan selepas ia dibatalkan.
4) Penyimpanan tenaga adalah salah satu senario aplikasi bateri fosfat besi litium, tetapi disebabkan oleh kitaran aplikasinya yang panjang, secara amnya lebih daripada 15-20 tahun, penghapusan bateri fosfat besi litium di pasaran penyimpanan tenaga tidak dipertimbangkan buat masa ini.
5) Mengenai bateri fosfat besi litium selepas penggunaan lata, ia akan dibongkar untuk memulihkan elemen litium selepas 3 tahun. Mengenai bateri ternari, kami menganggarkan bahawa pada tahun 2019, dianggarkan bahawa 1,300 tan elektrod positif ternari boleh dikitar semula, dan kemudian ia akan meningkat tahun demi tahun kepada 292,500 tan pada tahun 2030.
Kira jumlah pemulihan logam mengikut setiap jenis elektrod positif ternari, dan tambah jumlah pemulihan logam bateri ternary:
1) NCM333: Oleh kerana bateri ternari NCM333 yang dipasang pada tahun 2014 mula bersara pada tahun 2019, jumlah kitar semula NCM333 secara beransur-ansur meningkat dari 2019 hingga 2022, mencapai puncak 12,800 tan pada tahun 2022, dan kemudian menurun secara beransur-ansur kerana penarikan NCM333 hingga 2026 Jumlah kitar semula tahunan adalah sifar;
2) NCM523: NCM523, yang mula memasuki pasaran pada tahun 2016, akan dibatalkan dan dikitar semula pada tahun 2021, dan kemudian jumlah kitar semula akan stabil antara 40,000 tan dan 60,000 tan dalam 23-28 tahun, dan ia dijangka meningkat kepada 107,800 tan pada tahun 2030;
3) NCM622: NCM622 yang memasuki pasaran pada tahun 2017 akan dibatalkan dan dikitar semula pada tahun 2022, dan jumlah kitar semula akan meningkat sedikit sehingga peningkatan dalam 28 tahun. Dianggarkan bahawa 60,300 tan boleh dikitar semula pada tahun 2030;
4) NCM811: NCM811 yang memasuki pasaran pada tahun 2018 akan dibatalkan dan dikitar semula pada tahun 2023, dan ia dijangka meningkat kepada 124,400 tan pada tahun 2030.
Dianggarkan bahawa pada tahun 2030, 20,900 tan litium, 114,700 tan nikel, 28,000 tan kobalt, dan 32,300 tan mangan boleh dipulihkan.
Mengenai bateri fosfat besi litium, kami meramalkan:
1) Pada tahun 2030, bateri besi-lithium-ion yang dibatalkan akan mencapai 313,300 tan;
2) Apabila penggunaan lata meningkat dari tahun ke tahun, dijangkakan bahawa bateri besi-lithium-ion yang boleh digunakan dalam lata akan mencapai 109.93GWh pada tahun 2030, sejumlah 250,600 tan; baki 62,700 tan akan dibongkar dan dikitar semula, dan 2,800 tan litium boleh dipulihkan;
3) Bateri fosfat besi litium yang digunakan dalam lata pada tahun 2027 akan mencapai standard pengikis pada tahun 2030. Pada masa ini, 86,040 tan akan dibongkar dan dikitar semula, dan 3,790 tan litium boleh dipulihkan. Sebanyak 6,500 tan litium boleh dipulihkan daripada kedua-duanya.
1.3.2. Ramalan sensitiviti ruang pasaran sekerap bateri lithium-ion kuasa dan penggunaan lata
Oleh kerana perubahan harga logam mempunyai kesan yang besar terhadap ekonomi, pelepasan pasaran dan nilai output kitar semula bateri lithium-ion kuasa dan penggunaan lata, kami telah merancang ruang pasaran kitar semula logam untuk bateri ternary dan ruang pasaran kitar semula dan penggunaan lata bateri besi-lithium-ion pada masa akan datang. Analisis sensitiviti harga dan membuat andaian berikut:
2) Apabila menjalankan analisis sensitiviti, semasa menukar harga pasaran logam, bahagian bahan katod bateri ternari dan bahagian pemulihan bateri fosfat besi litium kekal tidak berubah.
3) Kami menganggap bahawa harga per watt-jam bateri fosfat besi litium akan menurun dari 2.17 yuan / Wh pada tahun 2014 menjadi 0.55 yuan / Wh pada tahun 2025, dan kadar pengurangan secara beransur-ansur akan perlahan dalam 21-25 tahun. Harga nilai sisa penggunaan lata dibahagikan kepada tiga gred: tinggi (40%), sederhana (30%), dan rendah (20%) untuk penukaran nilai sisa.
Apabila logam berada pada harga yang tinggi, ruang pasaran untuk bateri ternari lithium/nikel/kobalt/kitar semula mangan dijangka 195.82/176.63/186.13/640 juta yuan menjelang 2030. Apabila logam berada pada harga semasa, bateri ternari lithium/nikel/kobalt/manganese kitar semula ruang pasaran dijangka 103.67/154.24/85.80/529 juta yuan pada tahun 2030. Apabila logam berada pada harga yang rendah, ruang pasaran untuk bateri ternari lithium/nikel/kobalt/kitar semula mangan dijangka 81.68/73.65/54.41/300 juta yuan pada tahun 2030. Dari 2020 hingga 2030, ruang kitar semula kumulatif bateri ternari akan mencapai 130.5 bilion yuan pada harga semasa.
Di bawah nilai sisa yang tinggi, ruang pasaran untuk penggunaan bateri besi-lithium-ion pada tahun 2030 dianggarkan 24.124 bilion yuan, nilai sisa sederhana dianggarkan 18.093 bilion yuan, dan nilai sisa yang rendah dianggarkan 12.062 bilion yuan. Dalam kes nilai sisa sederhana, ruang pasaran kumulatif penggunaan echelon bateri besi-lithium-ion pada tahun 2020-2030 akan mencapai 68 bilion yuan.
Apabila logam litium berada pada harga yang tinggi, ruang pasaran untuk kitar semula bateri lithium phosphate lithium-ion besi litium dijangka 6.117 bilion yuan pada tahun 2030, 3.238 bilion yuan pada harga semasa, dan 2.552 bilion yuan pada harga rendah. Dari 2020 hingga 2030, ruang pasaran kitar semula litium kumulatif untuk bateri fosfat besi litium akan mencapai 16.3 bilion yuan pada harga semasa.
