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2、国外梯次利用成功案例

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四、总结

1、海外有非常成熟的废物回收和铅蓄电池的回收经验。其中立法、强监管和押金制度是成功的关键因素。

2、海外在锂电池回收上发展缓慢与新能源车的发展息息相关。我国在新能源车市场以及动力锂电池回收方面处于全球领先地位。

3、海外的技术领先,美国的明星企业在动力电池再生利用率上能实现95%,另外日本的实验室甚至有99%的锂回收技术。

第四部分:行政手段、市场调节、技术革新将打造中国高质量的城市矿山

一、控制回收源头

从整体行业上看,目前的电池回收一个渠道为主,技术为辅的生意。同时监管力度覆盖较弱,有劣币驱逐良币的态势。行业需要良性发展在各个环节上都会需要较大的改变,不论是通过监管的强制手段,还是通过市场化的手段,都不应该让不合法的态势一直持续。

(一)市场化手段-电池回收联盟控制源头

通过联盟的形式进行新能源车动力电池回收是最接近闭环的产业模型。在整个模型中,最大的竞争者是小作坊对正规渠道的挤压。市场是目前最大的问题在于锂电池流入正规渠道的数量过少,很大部分都被小作坊以高价的形式买走。

从大闭环的角度看联盟的形式是,电池厂、整车销售者、废车场、以及电池回收利用者四个主体形成联盟,通过相互提供资源信息或锁定订单关系来维持锂电池内循环。

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信息来源:洛克资本

目前,大部分产业链参与者都接入了国家新能源动力电池的溯源系统,对电池的生产、销售和回收都有精确的溯源。但其中最大的变量在于,消费者的意志无法溯源。

将主要消费者分为两类,私家车主和团体客户。私家车主不论是非营运还是营运通常都自行处理,团体客户通常会统一进行处置。在市场充分竞争的状态下,大部分人会选择价格优势的回收者。所以本地的报废车回收公司不仅面临小作坊的竞争,还面临其他地区合规废车场的争夺,让低价高昂的本地报废车回收公司腹背受敌。以深圳为例,深圳某两家报废车回收厂的生产效率仅为十分之一,有大量的小作坊和其他地区“合法”的 “空中报废”进行业务争夺,让本地的合规企业经营承压。

1、政府补贴

以电池容量剩余40度电的新能源车为例,正规回收渠道保守估计250元/度的价格进行回收,收购价格在1万元。小作坊的回收价格假设为400元/度的价格,收购价在16000元,差价在6000元。

以上海地区当地私家车报废后补贴新能源消费为例。只有符合以下条件才能申领补贴。一是车主应当是个人用户,各类企事业单位用户此次不在补贴支持范围内。二是车主需要报废或转让旧车,并买新能源车,才能申领补贴。三、满足旧车“在本市注册登记”的条件才可以。在2023年6月30日前,报废或转出名下在上海市注册登记且符合相关标准的小客车并购买纯电动汽车,才可获得10000元的财政补贴。通过超额的补贴,大部分在上海的报废车资源会选择合规合法报废,同时又能促进新能源车的发展,使得小作坊在上海生存空间受到严重的挤压。

2、以车企品牌为核心的区域性回收联盟

在这个回收联盟中,责任主体不仅仅是车企,产业链中每一位重要角色都能在区域回收联盟收获资源。以深圳为例,深圳拥有比亚迪和格林美两大巨头。比亚迪会比较特殊,既是电池的生产者,也是电池的使用者。格林美是世界一流的废物回收巨头,在深圳有废车场,在其他地方有白名单的双牌照。所以形成了最简单的关系“比亚迪+格林美”。

在这个关系中比亚迪的义务是落实国家规定的生产者责任衍生制度,必须做好动力电池的回收。同时比亚迪作为电池生产商,能以更有优势的价格回收到格林美城市矿山提供的电池正极原材料,但也需要牺牲一定的资金进行补贴。

格林美在这个过程中,需要牺牲的是价格,收获的是长期且稳定的比亚迪报废车以及电池资源。具体做法如下,格林美和比亚迪形成的品牌战略关系可以通过仅针对比亚迪的新能源车进行高价回收。在回收的过程中,高价回收必定刺激比亚迪车主通过正规途径进行合法回收,进一步压缩不法分子的生存空间同时提高比亚迪品牌汽车的残值。

溢价的资金由格林美、比亚迪、政府新能源补贴、以及产业链中的利益相关者。联盟通过重新整合产业链的优势,压缩各个角色的成本,同时不影响收益,还能挤出小作坊。在联盟不产生额外盈利的情况下,比亚迪仍能提高品牌形象、车辆残值和承担回收责任;格林美能扩大营收,提高产线的利用率实现规模经济;政府能实现双碳目标,打造绿色经济,同时整治市场环境。联盟的模式可以让产业链多方保持在不亏本的情况下,把原有合法的蛋糕做大,携手出清小作坊。

(二)政策端-强监管

目前市场上工信部和商务部已经出台了明确规定报废车回收拆解,白名单的技术要求以及动力电池溯源系统,但仍然有大量的车辆流入了非法的渠道。其中未对消费者违规操作和小作坊实施更严厉的手段,使得违法的成本过低,有大量的人愿意选择铤而走险。

监管职责并未明确。违法的人员可以分为消费者和小作坊。在车辆报废时,车主仅需提供电池丢失承诺或证明便可完成正常的报废流程,但其实大部分是通过其他渠道变卖给了小作坊。因此目前负责车辆报废的交管部门也没有办法对车主进行更严格的管理,流程上的漏洞更让小作坊钻了空子。在打击黑作坊的阶段,通常是联合执法包括工信、商务、公安、市监、环保等各个部门的联合调查组,但整个过程中并未明确主体责任,参与人数多协调性低,降低了整个打击的力度,使得违法者有更低的犯罪成本。甚至在主流的娱乐平台抖音上,便可直接寻找到大量的小黑作坊的信息,同时媒体平台并没有也没有起到监管的责任。

总的来说,监管职责划分有待明确,电池回收细则有待更新,打击力度有待加强。

(三)可能的措施-押金制

从海外成功的铅蓄电池回收经验来看,押金制度是除法律外另一项重要的手段。2019年5月国务院办公厅印发了《国家生态文明试验区(海南)实施方案》,明确提出推行生产者责任延伸制度,探索在全岛范围内采取押金制等方式回收一次性塑料标准包装物、铅酸蓄电池、锂电池、农药包装物等。

海南省率探索塑料包装物的押金回收制度,强信号也表明押金回收制度是推进生态文明建设的重要落脚点之一。具体要求如下,对未纳入禁止名录的一次性不可降解塑料饮料包装物和塑料洗护用品包装物等实行押金回收制度

海南押金制度流程图

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信息来源:洛克资本

押金统一有由政府进行管理,利用资金收益同时补贴处理企业和回收企业,在最后再返还给消费者。另外,通过政府设立的批量回收点,可以让消费者更方便地实现规范回收和收回押金。

综上按理看,铅蓄电池和废旧包装物都通过消费者押金的方式能实现高效回收会有很多共同点。首先,该类型的产品价值偏低,但污染极大,不妥善回收会对环境造成不可逆的影响。其次是适当的押金会让消费者在回收上更加积极,这些附加值低的产品消费周期短,不高的押金能起到事半功倍的效果。回收网点成熟且覆盖广泛,这些产品的回收渠道遍及各个地区,消费者能很轻易地完成回收及收回押金。

从动力锂电池押金的上来看,由于锂电池的造价高昂,收取大量押金会对消费者造成较大的负担,小额压力间接提高小作坊成本就能奏效。同时目前国家要求生产企业布局的回收网点,名存实亡,大部分不仅不符合回收标准也收不到报废电池。所以通过押金主要的目的是为了一定程度上挤压小作坊的回收价格,增加小作坊的违法成本。另外,收取押金也会提高车主的环保意识,主动通过合规的方式进行回收。

二、梯次利用的异构兼容BMS技术突破

目前电池梯次利用的方式分为三种。

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(一)大环境因素

从电池发展的角度,目前电池的设计发展化、能量密度更高、体积越来越大、逐渐去模组化。在这个过程中,对电池管理系统的要求提出了更高的要求。同时相比于传统的筛选、拆解、重组和再利用的流程,通过对电池包进行整包利用能够大幅提高应用效率。

在去模组化的情况下,BMS能否胜任统一管理所有电池是一个重要突破点。从梯次利用的发展角度,通过对动力电池退役后的梯次利用,提高资源利用效率,实现资源可持续的利用。这储能场景下,储能设备的BMS需要和新能源车电池的BMS有共同之处或能实现的兼容。目前由于协议不同、BMS产品不同、无法兼容等因素,不仅推高了成本,同时是电池管理难上加难。

目前电池厂商的BMS系统大都自研自产,同时并未考虑后期的兼容利用问题。电池厂商的BMS系统产品单一,并未根据用户的需求做出调整,主流的仍然是仅基于车用的系统。低价无序的竞争让很多BMS的厂商并没有进行沉淀和创新,所以第三方有的创新优势的BMS厂商在洗牌的过程中将会凸显。

从国际竞争格局来看,国产化技术是已经非常领先,未来神经网络算法在 BMS上的应用将成为BMS企业的核心竞争力

(二)技术层面,BMS控制系统升级

从技术端关注BMS系统,BMS的数据兼容共享、主被动均衡策略和热控制策略都能提高整体电池的能量一致性都是在突破的方向。

初筛阶段,由于电池回收厂商收到的电池各异,检测以及筛选需要耗费大量的时间。同时,收集的整包电池BMS系统数据无法正常读取的收集,造成在筛选阶段很难明确具体的电池情况,导致初筛的阶段耗费大量时间。所以BMS的数据兼容共享十分重要,通过掌握在新能源车上的电池情况能快速实现检测和筛选。通过兼容的BMS系统能让储能和新能源车上实现无缝衔接,大幅提高利用效率。

BMS主动均衡是一种过渡电池均衡技术,主要是用来解决电阻耗能式均衡的均衡电流小、发热严重的问题。

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在充放电的过程中,由于木桶原理,电压不均衡会导致电池组整体充电不足,放点过快,大幅度削减电池的容量。但是主动均衡系统能改善电池不一致的影响,通过柔性接入的重组结构提高电池组的一致性。

动力电池热失控可由单体内部因素及外部因素引起。内部因素一般为过充、低温充电、负极缺陷等导致负极形成的化合物穿透隔膜引发短路,或电池内部杂质刺穿隔膜引发短路等;外部因素包括正负极短路,大电流放电,高温,挤压、针刺等。热失控阻断技术主要在热传播和扩散的路径进行处理,以达到阻断电池单体发生连锁热失控反应的目的

(三)发展层面

从目前退役电池的种类来看,大部分都是营运车或者大型公交车等进行批量退役,因此电池的种类统一,使用情况大致清晰,在拆解技术上并没有做出很高的BMS技术要求。

但从长期的角度,私家新能源车电池首次退役潮还需2 -3年。届时,大批量不同品牌、型号、结构的电池将对电池拆解和梯次利用提出更高的要求。另外电池的发展更像是电子产品,每年都有新产品在不断的迭代和发展。从小单体到大单体,从硬壳,软包到CTP等都在不断地变化。由于每一块电池都是非标的产品,需要通过BMS的兼容系统,了解具体的拆解要求或进行整包利用,才能提高拆解的效率。

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