中國儲能網訊：
行業(yè)現(xiàn)狀
近年來，隨著中國新能源汽車產業(yè)的蓬勃發(fā)展，動力電池的需求量也急劇增加。然而，動力電池的使用壽命有限，隨之而來的是大量退役動力電池的回收問題。中國政府高度重視動力電池回收利用，出臺了一系列政策措施，推動產業(yè)健康發(fā)展。
圖1 2014-2024年有關新能源汽車動力電池管理的國家政策
圖2 2020年5月至2024年，地方政府推進動力電池回收利用的補貼政策
表1 中國與其他國家在廢動力電池管理7個維度上的政策演進階段（截至2024年）
產業(yè)規(guī)模擴張迅速：2023 年，中國企業(yè)占全球動力電池裝機量的 63.5%，在頭部企業(yè)中名列前茅。其中，寧德時代和比亞迪共同占據超過一半的市場份額，達到 52.6%。中國動力電池產量從 2016 年的 30.8 GWh 猛增到 2023 年的 675 GWh，增長了 21.9 倍。電池裝機量的持續(xù)擴張為閉環(huán)回收系統(tǒng)創(chuàng)造了強勁的原料來源，促進了工業(yè)共生框架的形成。從 2013 年到 2023 年，中國廢舊動力電池呈指數(shù)級增長，并于 2020 年后進入加速退役階段。2025 年的廢舊動力電池量將在 53 萬噸到 127 萬噸之間。動力電池回收市場規(guī)模由2018年的58.3億元上漲至2023年的269.5億元，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿徒洕鷥r值。
圖3 中國動力電池回收市場規(guī)模。（a）表示全球動力電池裝機量Top10的情況（單位：GWh）。其中有方塊和三角形標記的是中國企業(yè)。（b）表示2013-2023年中國動力產能、電池裝機量;（c）表示中國2013-2023年退役動力電池預估產生量。(d)表示2018-2027年中國動力電池梯次利用和回收利用市場規(guī)模預測值
中小企業(yè)占據主導：自 2013 年以來，中國注冊的動力電池回收企業(yè)數(shù)量每年都在增加，從最初約 811 家增長到 2023 年的超過 5萬多家，呈現(xiàn)出“低資本集聚”的時空演變模式。注冊資本低于5百萬元的企業(yè)比例從 41% 上升到 66%，低于5千萬元的企業(yè)比例達到了 98%。廢舊動力電池數(shù)量的激增激勵了大量的企業(yè)進入該領域。從空間上看，該行業(yè)仍然主要集中在東部沿海省份，與“胡煥庸線”的劃分非常相似。
圖4 2013 - 2023年中國大陸動力電池回收企業(yè)數(shù)量、注冊資本占比、及2023年各省回收企業(yè)分布情況
梯次利用與資源再生并存：主要有兩種途徑可以充分利用動力電池的價值。一種途徑是梯次利用將能量消耗達到特定水平的廢舊動力電池進行再利用（電池容量為 60%–80%）；另一種途徑是回收無法再利用的電池（電池容量低于 60%）。中國電動汽車市場中的動力電池正極材料中磷酸鐵鋰 (LFP)和鋰鎳鈷錳氧化物(NCM，包括 NCM111、NCM523、NCM622、NCM811) 是主要材料，約占市場的 99%。在中國，廢舊動力電池的資源化利用工藝主要包括濕法冶金、火法冶金和物理拆解，這些過程都已實現(xiàn)商業(yè)化應用。
圖5 以電池材料企業(yè)、動力電池生產企業(yè)、整車企業(yè)和第三方企業(yè)為主導的4種回收商業(yè)模式。紫色、紅色、藍色和黃色線條分別表示電池材料企業(yè)、動力電池生產企業(yè)、整車企業(yè)和第三方企業(yè)主導的回收模式過程
三大核心挑戰(zhàn)
1
產能過剩，供需失衡
截至2023年12月，全國156家白名單企業(yè)的動力電池二次利用和回收處理能力達379萬噸/年，其中梯次利用157萬噸/年，回收拆解222萬噸/年。官方白名單企業(yè)的產能利用率僅為16.4 %。回收企業(yè)處理廢舊動力電池能力閑置的主要原因有：
廢舊動力電池預測偏差：我國西部地區(qū)鋰資源豐富，動力電池生產能力先進，但目前僅有6家經官方認證的回收企業(yè)。這種回收處理能力分布不均，弱化了西部地區(qū)動力電池產業(yè)鏈中的回收環(huán)節(jié)。
回收渠道不規(guī)范：廢舊電池持有者與后端回收企業(yè)之間存在信息不對稱，中小型回收商囤積電池，白名單企業(yè)電池回收量少。眾多回收價格昂貴的渠道激增，但是沒有針對消費者端的法律規(guī)定，持有人既沒有義務也沒有責任處置廢舊動力電池，缺乏有效的約束
回收網點布局不合理：盡管在全國范圍內建立了超過1.6萬個回收服務網點，但其背后大都是低頻次的回收業(yè)務量。大部分收集型回收網點沒有在營業(yè)場所設置提示性信息，也沒有作業(yè)流程規(guī)范示意圖。一項對澳大利亞消費者的研究表明，超過50%的參與者不知道廢舊動力電池的收集點。多數(shù)回收企業(yè)采取自建回收網點的方式，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，存在網點分布不合理、利用率低、管理不規(guī)范等問題。
圖6 官方發(fā)布的動力電池白名單回收企業(yè)在中國大陸的分布地圖。（a）為中國工信部發(fā)布的各批次白名單回收企業(yè)的地理位置；（b）表示每個批次中業(yè)務類型的數(shù)量；（c）表示中國大陸各地區(qū)經認證的回收企業(yè)總數(shù)
2
可持續(xù)發(fā)展失衡
2022年，動力電池的重要原材料碳酸鋰的價格大幅飆升，而自2023年以來，原材料價格暴跌。這種顯著的價格波動直接影響了動力電池回收行業(yè)的經濟效益，縮小了利潤空間。一些主要的動力電池回收公司報告了2023年營業(yè)利潤的負增長。隨著新電池的生產成本不斷降低，梯次電池的價格優(yōu)勢并不顯著?；厥战洕实陀腥齻€原因：
經濟效益不高：白名單回收企業(yè)需要大量的基礎設施。例如，格林美公司2019年汽車電池綠色拆解回收項目的設備投資占比63.6 %。相比之下，非正規(guī)回收企業(yè)往往使用簡陋的工具進行拆解，從而導致嚴重的環(huán)境污染和重大的安全隱患例如爆炸和火災。截至2023年，中國電動汽車電池的認證回收率保持在30 %以下。
利潤分配機制不明確：電池回收行業(yè)涉及的供應鏈和眾多處理階段，利潤分配機制不明確，使利潤率的確定變得復雜，利益相關者的參與度降低。零售商的目標是吸引消費者并提高銷售額，而制造商的目標是提高逆向物流效率并降低成本。這種不同的優(yōu)先事項造成了運營沖突。
綠色技術應用不足：盡管一些公司和研究機構在廢舊動力電池回收技術方面取得了進展，但先進的綠色處理技術的總體利用率確很低。各種電池處理技術之間的兼容性問題依然存在，高效提取有價金屬的關鍵共性技術和設備一直缺乏突破。為了促進回收實踐的采用，并開發(fā)具有成本效益的精確分離和處理方法，未來在回收領域的研究必須是全面的。
3
產業(yè)鏈協(xié)同不足
動力電池的回收涉及多個利益相關者，缺乏有效的溝通平臺，導致信息不對稱。梯次利用是廢舊動力電池高效利用的首選途徑。然而，關于電池模型的標準多樣、一致性差和對數(shù)據隱私的保護使廢動力電池的測試和分類復雜化。電池剩余壽命的不一致性和評估技術的不成熟阻礙了統(tǒng)一標準的制定，影響了梯次使用的安全性和市場接受度。
電池狀態(tài)評估困難：按照國標委2018年頒布的《電動汽車用動力蓄電池產品規(guī)格尺寸》來看，動力電池一共有145種規(guī)格，包括圓型電池6種，方型電池125種，軟包14種。退役電池的狀態(tài)多樣性增加了檢測和分類的難度，提高了回收處理成本，不利于大規(guī)模開展梯次利用與回收再生。
供應鏈信息追溯難：盡管政府鼓勵建立全面的電池追溯系統(tǒng)，但現(xiàn)有的數(shù)據收集設備和技術的不足，無法全面、準確、及時地記錄和傳輸電池的整個生命周期數(shù)據。不同企業(yè)之間在電池設計、制造工藝和材料選擇方面存在顯著差異，導致上傳的數(shù)據也各不相同，這阻礙了追溯的完整性。
碳排放核算體系不完善：現(xiàn)行廢舊動力電池質量管理標準缺乏碳足跡核算、區(qū)域排放因子測算、回收材料使用指導等關鍵標準。歐盟的新電池法規(guī)強制執(zhí)行嚴格的生命周期碳和效率標準，但大多數(shù)地區(qū)缺乏統(tǒng)一的碳核算框架，這阻礙了數(shù)據的可比性。
九個研究方向
動態(tài)預測模型：利用機器學習等人工智能技術，精準預測退役動力電池數(shù)量，優(yōu)化企業(yè)產能規(guī)劃。
行為經濟學干預：通過行為經濟學和人工智能技術，引導消費者選擇正規(guī)回收渠道。
逆向物流網絡優(yōu)化：結合運籌學和地理信息系統(tǒng)，優(yōu)化回收網點布局，提高回收效率。
多智能體動態(tài)建模：模擬不同政策方案對回收產業(yè)的影響，制定差異化政策，提高經濟效益。
博弈論協(xié)調機制：構建博弈論模型，優(yōu)化產業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的利潤分配機制。
工業(yè)生態(tài)工程框架：評估和推廣綠色回收技術，淘汰落后工藝，促進產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
隱私保護狀態(tài)評估算法：利用信息科學和電化學技術，開發(fā)隱私保護狀態(tài)評估算法，提高電池評估準確性。
區(qū)塊鏈電池護照系統(tǒng)：利用區(qū)塊鏈技術，建立電池護照系統(tǒng)，實現(xiàn)電池全生命周期溯源和跟蹤。
多代生命周期評估框架：建立多代生命周期評估框架，準確核算電池碳排放，推動產業(yè)綠色轉型。
圖7 廢舊動力電池管理存在的挑戰(zhàn)，以及相應的研究方向
（摘自：<循環(huán)經濟研究社>）
