中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
行業(yè)現(xiàn)狀
近年來，隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，動(dòng)力電池的需求量也急劇增加。然而，動(dòng)力電池的使用壽命有限，隨之而來的是大量退役動(dòng)力電池的回收問題。中國政府高度重視動(dòng)力電池回收利用，出臺(tái)了一系列政策措施，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
圖1 2014-2024年有關(guān)新能源汽車動(dòng)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(jìn)動(dòng)力電池回收利用的補(bǔ)貼政策
表1 中國與其他國家在廢動(dòng)力電池管理7個(gè)維度上的政策演進(jìn)階段（截至2024年）
產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)張迅速：2023 年，中國企業(yè)占全球動(dòng)力電池裝機(jī)量的 63.5%，在頭部企業(yè)中名列前茅。其中，寧德時(shí)代和比亞迪共同占據(jù)超過一半的市場(chǎng)份額，達(dá)到 52.6%。中國動(dòng)力電池產(chǎn)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(jī)量的持續(xù)擴(kuò)張為閉環(huán)回收系統(tǒng)創(chuàng)造了強(qiáng)勁的原料來源，促進(jìn)了工業(yè)共生框架的形成。從 2013 年到 2023 年，中國廢舊動(dòng)力電池呈指數(shù)級(jí)增長，并于 2020 年后進(jìn)入加速退役階段。2025 年的廢舊動(dòng)力電池量將在 53 萬噸到 127 萬噸之間。動(dòng)力電池回收市場(chǎng)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?jīng)濟(jì)價(jià)值。
圖3 中國動(dòng)力電池回收市場(chǎng)規(guī)模。（a）表示全球動(dòng)力電池裝機(jī)量Top10的情況（單位：GWh）。其中有方塊和三角形標(biāo)記的是中國企業(yè)。（b）表示2013-2023年中國動(dòng)力產(chǎn)能、電池裝機(jī)量;（c）表示中國2013-2023年退役動(dòng)力電池預(yù)估產(chǎn)生量。(d)表示2018-2027年中國動(dòng)力電池梯次利用和回收利用市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)值
中小企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)：自 2013 年以來，中國注冊(cè)的動(dòng)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(shí)空演變模式。注冊(cè)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(dá)到了 98%。廢舊動(dòng)力電池?cái)?shù)量的激增激勵(lì)了大量的企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)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(dòng)力電池回收企業(yè)數(shù)量、注冊(cè)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(dòng)力電池的價(jià)值。一種途徑是梯次利用將能量消耗達(dá)到特定水平的廢舊動(dòng)力電池進(jìn)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(dòng)汽車市場(chǎng)中的動(dòng)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(chǎng)的 99%。在中國，廢舊動(dòng)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(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
圖5 以電池材料企業(yè)、動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、整車企業(yè)和第三方企業(yè)為主導(dǎo)的4種回收商業(yè)模式。紫色、紅色、藍(lán)色和黃色線條分別表示電池材料企業(yè)、動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、整車企業(yè)和第三方企業(yè)主導(dǎo)的回收模式過程
三大核心挑戰(zhàn)
1
產(chǎn)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(dòng)力電池二次利用和回收處理能力達(dá)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(chǎn)能利用率僅為16.4 %?；厥掌髽I(yè)處理廢舊動(dòng)力電池能力閑置的主要原因有：
廢舊動(dòng)力電池預(yù)測(cè)偏差：我國西部地區(qū)鋰資源豐富，動(dòng)力電池生產(chǎn)能力先進(jìn)，但目前僅有6家經(jīng)官方認(rèn)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(dòng)力電池產(chǎn)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(duì)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(jià)格昂貴的渠道激增，但是沒有針對(duì)消費(fèi)者端的法律規(guī)定，持有人既沒有義務(wù)也沒有責(zé)任處置廢舊動(dòng)力電池，缺乏有效的約束
回收網(wǎng)點(diǎn)布局不合理：盡管在全國范圍內(nèi)建立了超過1.6萬個(gè)回收服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)，但其背后大都是低頻次的回收業(yè)務(wù)量。大部分收集型回收網(wǎng)點(diǎn)沒有在營業(yè)場(chǎng)所設(shè)置提示性信息，也沒有作業(yè)流程規(guī)范示意圖。一項(xiàng)對(duì)澳大利亞消費(fèi)者的研究表明，超過50%的參與者不知道廢舊動(dòng)力電池的收集點(diǎn)。多數(shù)回收企業(yè)采取自建回收網(wǎng)點(diǎn)的方式，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，存在網(wǎng)點(diǎn)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(dòng)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(gè)批次中業(yè)務(wù)類型的數(shù)量；（c）表示中國大陸各地區(qū)經(jīng)認(rèn)證的回收企業(yè)總數(shù)
2
可持續(xù)發(fā)展失衡
2022年，動(dòng)力電池的重要原材料碳酸鋰的價(jià)格大幅飆升，而自2023年以來，原材料價(jià)格暴跌。這種顯著的價(jià)格波動(dòng)直接影響了動(dòng)力電池回收行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，縮小了利潤空間。一些主要的動(dòng)力電池回收公司報(bào)告了2023年?duì)I業(yè)利潤的負(fù)增長。隨著新電池的生產(chǎn)成本不斷降低，梯次電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)并不顯著。回收經(jīng)濟(jì)效率低有三個(gè)原因：
經(jīng)濟(jì)效益不高：白名單回收企業(yè)需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施。例如，格林美公司2019年汽車電池綠色拆解回收項(xiàng)目的設(shè)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(jiǎn)陋的工具進(jìn)行拆解，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和重大的安全隱患例如爆炸和火災(zāi)。截至2023年，中國電動(dòng)汽車電池的認(rèn)證回收率保持在30 %以下。
利潤分配機(jī)制不明確：電池回收行業(yè)涉及的供應(yīng)鏈和眾多處理階段，利潤分配機(jī)制不明確，使利潤率的確定變得復(fù)雜，利益相關(guān)者的參與度降低。零售商的目標(biāo)是吸引消費(fèi)者并提高銷售額，而制造商的目標(biāo)是提高逆向物流效率并降低成本。這種不同的優(yōu)先事項(xiàng)造成了運(yùn)營沖突。
綠色技術(shù)應(yīng)用不足：盡管一些公司和研究機(jī)構(gòu)在廢舊動(dòng)力電池回收技術(shù)方面取得了進(jìn)展，但先進(jìn)的綠色處理技術(shù)的總體利用率確很低。各種電池處理技術(shù)之間的兼容性問題依然存在，高效提取有價(jià)金屬的關(guān)鍵共性技術(shù)和設(shè)備一直缺乏突破。為了促進(jìn)回收實(shí)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(lǐng)域的研究必須是全面的。
3
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足
動(dòng)力電池的回收涉及多個(gè)利益相關(guān)者，缺乏有效的溝通平臺(tái)，導(dǎo)致信息不對(duì)稱。梯次利用是廢舊動(dòng)力電池高效利用的首選途徑。然而，關(guān)于電池模型的標(biāo)準(zhǔn)多樣、一致性差和對(duì)數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)使廢動(dòng)力電池的測(cè)試和分類復(fù)雜化。電池剩余壽命的不一致性和評(píng)估技術(shù)的不成熟阻礙了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定，影響了梯次使用的安全性和市場(chǎng)接受度。
電池狀態(tài)評(píng)估困難：按照國標(biāo)委2018年頒布的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》來看，動(dòng)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(cè)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(yīng)鏈信息追溯難：盡管政府鼓勵(lì)建立全面的電池追溯系統(tǒng)，但現(xiàn)有的數(shù)據(jù)收集設(shè)備和技術(shù)的不足，無法全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地記錄和傳輸電池的整個(gè)生命周期數(shù)據(jù)。不同企業(yè)之間在電池設(shè)計(jì)、制造工藝和材料選擇方面存在顯著差異，導(dǎo)致上傳的數(shù)據(jù)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(dòng)力電池質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)缺乏碳足跡核算、區(qū)域排放因子測(cè)算、回收材料使用指導(dǎo)等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。歐盟的新電池法規(guī)強(qiáng)制執(zhí)行嚴(yán)格的生命周期碳和效率標(biāo)準(zhǔn)，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(jù)的可比性。
九個(gè)研究方向
動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型：利用機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)退役動(dòng)力電池?cái)?shù)量，優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃。
行為經(jīng)濟(jì)學(xué)干預(yù)：通過行為經(jīng)濟(jì)學(xué)和人工智能技術(shù)，引導(dǎo)消費(fèi)者選擇正規(guī)回收渠道。
逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：結(jié)合運(yùn)籌學(xué)和地理信息系統(tǒng)，優(yōu)化回收網(wǎng)點(diǎn)布局，提高回收效率。
多智能體動(dòng)態(tài)建模：模擬不同政策方案對(duì)回收產(chǎn)業(yè)的影響，制定差異化政策，提高經(jīng)濟(jì)效益。
博弈論協(xié)調(diào)機(jī)制：構(gòu)建博弈論模型，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)之間的利潤分配機(jī)制。
工業(yè)生態(tài)工程框架：評(píng)估和推廣綠色回收技術(shù)，淘汰落后工藝，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
隱私保護(hù)狀態(tài)評(píng)估算法：利用信息科學(xué)和電化學(xué)技術(shù)，開發(fā)隱私保護(hù)狀態(tài)評(píng)估算法，提高電池評(píng)估準(zhǔn)確性。
區(qū)塊鏈電池護(hù)照系統(tǒng)：利用區(qū)塊鏈技術(shù)，建立電池護(hù)照系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池全生命周期溯源和跟蹤。
多代生命周期評(píng)估框架：建立多代生命周期評(píng)估框架，準(zhǔn)確核算電池碳排放，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。
圖7 廢舊動(dòng)力電池管理存在的挑戰(zhàn)，以及相應(yīng)的研究方向
（摘自：<循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究社>）
