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2024SMM电池回收与循环产业年会

电池回收与循环利用的国际会议应运而生,旨在促进全球范围内的电池回收与再利用的交流与合作,推动相关技术的创新与发展,共同应对电池反复使用带来的环境问题,为推动清洁能源产业的可持续发展做出贡献。

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2024SMM电池回收与循环产业年会

曹国庆:中国新能源汽车及动力电池发展趋势【电池回收年会】

来源:SMM

在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)、山东爱思信息科技有限公司主办的2024SMM电池回收与循环产业年会-主论坛上,苏州大学能源学院、轻工业化学电源研究所 研究员级高工 曹国庆围绕“中国新能源汽车及动力电池发展趋势”的话题展开分析。他表示,我国新能源汽车未来将向着长续航里程(1000km)、大倍率快充、安全性、自动驾驶等方面发展,新能源汽车出口量增加,新能源汽车报废车辆大幅度增加。

新能源汽车现状与发展趋势(动力电池需求)

新能源汽车产销量快速增长

近几年新能源汽车产量情况:

据中汽协会数据,2022年,新能源汽车产销分别达到705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%。截至2022年底,全国新能源汽车保有量达1310万辆,占汽车总量的4.10%。

2023年,新能源汽车产销分别为958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%。

2024年1-9月,新能源汽车产销分别完成831.6万辆和832万辆,同比分别增长31.7%和32.5%;新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的38.6%。

预计2024年汽车产销量可达到3100万台,同比小幅增长3%左右。其中,新能源汽车产销将达到1150万台左右的规模,增长在20%左右。

中国汽车工业协会预测:2022年新能源汽车销售将达到500万辆,同比增长42%,市场占有率有望超过18%。中国乘用车市场信息联席会的预测更可观:2022年新能源汽车销量有望突破600万辆,市场渗透率在22%左右。其中,新能源乘用车销量将超过550万辆,市场渗透率达到25%左右。

发展规划目标:2020年新能源汽车产销达到200万辆,保有量达到500万辆;2025年新能源汽车达到700万辆,占汽车产销20%以上。

有机构测算我国汽车保有量将可能从2020年2.8亿辆增加到2030年4.5亿辆,其中新能源汽车保有量将从2020年492万辆增加到2030年8000万辆。

国际能源署2023年10月24日发布的《2023年世界能源展望》报告指出,到2030年,世界能源系统将发生重大变化,全球电动汽车的数量将是现在的近10倍,可再生能源在全球电力结构中的份额将接近50%。

电动汽车出口量快速增加(以及进口量情况)

2023年电动载人汽车出口量177.32万辆,同比增加67.1%。进口量15.03万辆。2024年1-9月电动载人汽车出口量167.65万辆,同比增加33.8%。预测2024年出口180万辆;进口15万辆。

截至2024年末,推估累计出口量595.2万辆;推估累计进口量102.9万辆。

新能源汽车保有量快速增加

根据公安数据,截至2023年底,新能源汽车保有量达2041万辆,占汽车总量的6.07%。其中,纯电动汽车保有量为1552万辆,占新能源汽车总量的76.04%。

据公安统计,截至2024年6月底,全国新能源汽车保有量达2472万辆,占汽车总量的7.18%;其中,纯电动汽车保有量1813.4万辆,占新能源汽车总量的73.35%。预测我国2030年新能源汽车保有量达8000万辆。

据研究机构预测,中国汽车总销量中,燃油车已经达到顶峰,预测将持续快速下降,而新能源汽车销量会持续快速地增长,2030年之前市场渗透率预计超过50%。新能源汽车的保有量将快速增长,预计2025年接近5000万辆,2030年约1.2亿辆,2035年超过2亿辆,2040年接近3亿辆。

我国机动车辆保有量(万辆)

据公安部数据,截至2022年底,全国机动车保有量达4.17亿辆,其中汽车3.19亿辆;

截至据公安部统计,2023年全国机动车保有量达4.35亿辆,其中汽车3.36亿辆;其中新能源汽车保有量达2041万辆。

据公安部统计,截至2024年6月底,全国机动车保有量达4.4亿辆,其中汽车3.45亿辆,新能源汽车2472万辆;

2023年全国停用新能源汽车数量38.9万辆

根据CABRCA的数据,2023年全国停用新能源汽车数量达到38.9万辆(说明:推估2023年报废量56.21万辆),同比增长161.2%。其中,非营运载客汽车占54%,租赁载客汽车占16%,公交客运汽车占9%,出租客运汽车占6%,其他专业作业车辆占15%。截至2023年12月底,全国累计停用新能源汽车达87.8万辆(推估累计178.64万辆),其中非营运载客汽车占40%,租赁载客汽车占23%,公交客运汽车占13%,出租客运汽车占4%,其他专业作业车辆占20%。2023年全国共产生退役动力电池16.8万吨,同比增长78.3%。其中,停用新能源汽车产生退役动力电池14.5万吨,车辆维修产生退役动力电池2.3万吨。从材料类型来看,磷酸铁锂电池占50.1%,三元电池占46.9%、

新能源汽车发展趋势

(1)长续航里程(1000km);(改进电池结构与材料、增加电池容量,提高电池能量密度)

(2)大倍率快充要求;(改进正极材料、负极材料、电解质,添加石墨烯等材料,提高高倍率充电性能)

(3)安全性要求;(半固态电池、全固态电解质电池)

(4)新能源汽车出口量增加、碳足迹核算要求与声明;

(5)自动驾驶(智能网联);(辅助电源)

(6)新能源汽车报废车辆大幅度增加。

动力电池现状与发展趋势

动力电池产量、销售量、装机量快速增加与产能规模

(1)动力电池产量:

据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2024年1-9月,我国动力和其他电池累计产量为734.4GWh,累计同比增长37.3%。

(2)动力电池销量:2024年1-9月,我国动力和其他电池累计销量为685.7GWh,累计同比增长42.5%。其中,动力电池累计销量为525.3GWh,累计同比增长26.1%,占总销量76.6%;其他电池累计销量为160.3GWh,累计同比增长148.7%,占总累计销量23.4%。

(3)动力电池装机量快速递增。

(4)动力电池产能规模

2015年动力电池企业数量约250多家,2024年约50家。目前需要谨慎投资建厂。

动力电池装机量增长情况

据中国汽车动力电池产业创新联盟数据, 2024年1-9月,我国动力电池累计装车量346.6GWh, 累计同比增长35.6%。其中三元电池累计装车量98.9GWh,占总装车量28.5%,累计同比增长21.2%;磷酸铁锂电池累计装车量247.5GWh,占总装车量71.4%,累计同比增长42.4%。

动力电池出口量快速增加

据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2024年1-9月,我国动力和其他电池累计出口达126.1GWh,累计同比增长37.8%。合计累计出口占前9月累计销量18.4%。其中,动力电池累计出口量为92.5GWh,累计同比增长3.9%,占合计累计出口量的73.3%;其他电池累计出口量为33.6GWh,累计同比增长186.0%,占合计累计出口量的26.7%。

主要出口到欧洲、美国、东南亚等地。欧美地区为摆脱动力电池对外依赖性,旨在通过实行一系列补贴和税收优惠产业政策吸引全球电池公司投资建厂,扶持本土产业链发展。据不完全统计,截至目前,我国主流动力电池企业在欧洲、亚洲和美国在建产能共计288GWh,已投产产能29GWh,海外工厂在建产能较去年明显提升。

锂离子电池材料产量与需求量讨论

2023年全国锂离子电池总产量超过940GWh。消费型、动力型、储能型锂电池产量分别为80GWh、675GWh、185GWh,锂电池装机量(含新能源汽车、新型储能)超过435GWh。

据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2024年1-9月,我国动力和其他电池用三元材料35.5万吨,磷酸铁锂材料125.8万吨:负极材料85.0万吨;隔膜109.9亿平方米:三元电池用电解液16.3万吨,磷酸铁锂电池用电解液69.0万吨。

锂离子电池主要材料产量与出口量快速增加

根据工信部数据,一阶材料环节,2024年1-6月全国正极材料、负极材料、隔膜、电解液产量分别达126万吨、82万吨、83亿平方米、51万吨,同比增幅均在16%以上。

根据工信部数据,二阶材料环节,2024年1-6月全国碳酸锂、氢氧化锂产量分别为29.8万吨、17.5万吨,电池级碳酸锂和氢氧化锂(微粉级)均价分别为10.3万元/吨和9.3万元/吨。

动力电池发展趋势

磷酸铁锂电池比例进一步提升

根据中国汽车动力电池产业创新联盟统计,2024年上半年,我国动力电池累计装机量203.3GWh。三元电池累计装车量62.3GWh,占总装车量30.6%,累计同比增长29.7%;磷酸铁锂电池累计装车量141.0GWh,占总装车量69.3%,接近七成,累计同比增长35.7%,相

去年同期,磷酸铁锂电池装车量占比提升了1%,主要是因为磷酸铁锂电池的高安全性、长循环寿命和低成本优势逐渐凸显。

同时海外主机厂如宝马、奔驰等,对磷酸铁锂的重视程度也不断提升,海外电池企业如LG新能源、SKOn、三星SDI、ACC等开始布局磷酸铁锂电池技术,以满足主机厂的需求。

电池材料改进,提升能量密度,以满足电动车快充放与长续航性能要求

推动磷酸锰铁锂、富锂锰基、硅基负极等新材料的应用与发展。

改进电解液、隔膜改进、铜箔改进、铝箔改进。

半固态电解质锂离子电池

常见液态锂离子电池中,电解液含量约为20%。第一代固态电池可选择氧化物+聚合物的技术路径,第二代固态电池可选择氧化物+卤化物+聚合物的路径,将电池电解液含量先降低至10%,再进一步降低至5%。金属锂负极半固态电池技术途径,可将比能量提升至450 Wh/kg。

半固态电池技术介于传统液态电池和固态电池之间,具有固态电池的安全性提升、耐低温性能增强等部分优势。同时,半固态电池生产工艺简单,成本较低,预计2024年有望实现半固态/固态电池的量产装车。

全固态电解质锂离子电池

我国宁德时代、比亚迪、一汽、上汽、卫蓝新能源和吉利等企业实施研发全固态电解质锂离子电池,有望在电解质和硅碳负极相关关键功能材料领域取得进展。全固态电池可采用聚合物-无机物复合电解质技术路线,将电解液含量降至零,预计比能量将超过400 Wh/kg。同时,该电池还具备更高安全性,即使在针刺以及200 ℃热箱场景,能够确保电芯不起火、不爆炸。预计2028年可实现全固态电池量产装车。

钠离子电池发展情况

(1)钠离子电池产量

2023年,我国钠离子电池产量0.7 GW·h,预计2024年我国钠离子电池出货量将突破1 GW·h。

(2)钠离子电池性能特点

与铅蓄电池和锂离子电池比较,钠离子电池综合性能特点为:

1. 安全性高。钠离子电池经历短路、针刺、挤压等测试后,起火爆炸风险小。

2. 可快充。钠离子电池可在15min内充电至80%,另有报道可在12min内充电至90%,充电速度均明显优于正常状态下锂离子电池30min充电80%的充电速度。

3. 低温性能好。钠离子电池正常工作温度范围在-40℃-80℃。

4. 循环寿命长。目前,钠离子电池循环寿命2000次左右,比磷酸铁锂电池表现略差,但由于铅蓄电池。

5. 成本低。综合成本比锂离子电池约低30%。

存在问题与讨论

(1)锂材料价格波动

(2)动力电池出口遭遇贸易壁垒

(3)新能源汽车与动力电池安全问题

(4)废旧动力电池综合利用(建立与规范废电池回收体系)

(5)动力电池碳足迹管理(碳足迹量化核算方法、数据库建设、认证与互认问题、电池护照等)

废锂离子电池产生量与回收处理量

动力电池累计退役量测算:根据中国汽车技术研究中心数据,截至2021年,国内退役动力电池累计超过32万t,预计截至2025年,退役量累计将达到78万t。

退役动力电池2024年回收量:根据工信部网站数据,2023年新能源汽车废旧动力电池综合利用量为22.5万t。预计2024年废旧动力电池综合利用量将达到26万t以上。据新能源电池回收利用专业委员会预测,截至2027年末,我国新能源车动力电池累计退役量将达到114万t。

废动力电池综合利用企业数量与累计规划产能

截至2023年11月20日,根据工信部公布的数据,第1-5批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》审核的企业共156家企业。其中,梯次利用企业96家、再生利用企业60家,具有双资质的企业12家。第一批到第五批次,分别有5家、22家、20家、41家、68家。

据北京资源强制回收创新战略联盟不完全统计,截至2024年9月30日,246家企业废锂离子电池回收处理项目,其环境评价累计公示处理产能1140万t,实际建设处理产能按30%测算,其处理产能约102万t。

建立和规范废旧锂离子电池回收体系

(1)综合利用白名单企业

截至2023年11月20日,根据工信部公布的数据,第1-5批符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》审核的企业共156家企业。其中,梯次利用企业96家、再生利用企业60家,具有双资质的企业12家。第一批到第五批次,分别有5家、22家、20家、41家、68家。

(2)工信部废电池回收网点

工信部认定的新能源汽车动力蓄电池回收服务网点共有15446个,电池回收利用体系初步建立。从区域分布来看,回收服务网点主要集中在东部地区。广东、江苏、山东、浙江回收服务网点超1000个,分别为1547个、1141个、1138个、1078个,占比分别为10.0%、7.4%、7.4%、7.0%。河南、河北、四川、湖南、福建、湖北进入前十,依次排名第4-10名。

(3)上述网点可分为三类

汽车企业的官方回收渠道、汽车企业下属或者专业的拆车公司、具备《再生资源经营许可证》《危险品道路运输许可证》等各种资质的新能源企业。

新能源汽车废旧动力电池综合利用行业亟待进一步管理与规范

欧盟《欧盟电池和废电池法规(EU) 2023/1542》

欧盟理事会7月10日通过了一项旨在加强电池及废旧电池管理和可持续发展的新法规。

北京时间2023年6月14日18:40,欧洲全体议会以587票赞成,9票反对,20票弃权投票通过了欧盟《新电池法》(New EU regulatory framework for batteries)。该法规将在欧洲公告上发布,并在20日后生效。

要求涵盖电池整个生命周期的各个阶段,从电池原材料的生产加工,到电池产品的使用过程,再到退役及报废电池的回收利用。同时,欧盟新版《循环经济行动计划》已把电池和新能源汽车列入重点发展循环经济的七条价值链之一,因此新法规也将提升电池价值链的循环性作为一项核心议题。法规提出了一系列要求以推动退役电池二次利用的市场化及规模化运作,并提出了关于报废电池的材料回收利用率的要求。

欧盟新电池法规强调了碳足迹、最低再生料含量、报废电池回收率、材料回收水平等方面的一系列要求,旨在推动电池行业的可持续发展。

根据新电池法,自2025年2月18日起,出口到欧洲的大部分电池(含电动汽车电池、轻型交通工具电池和可充电工业电池)需按规定时间随附碳足迹声明。电池出口厂商需披露从上游矿产、材料到电池生产、回收及再利用各环节的碳排放数据。后续欧盟还将会对碳排放进行分级,并设定相关阈值,并要求2028年2月18日起不同电池按规定时间达到相关碳足迹的限值要求。
《新电池法》规定了废电池中关键金属材料最低回收率要求,锂到2027年达到50%,到2031年达到80%;钴、铜、铅和镍到2027年达到90%,到2031年达到95%。

此外,《新电池法》针对电动汽车用电池及工业用电池中所使用的钴、铅、锂、镍四种金属中再生原材料的最低占比提出了相应的要求,2031年钴为16%,铅为85%,锂为6%,镍为6%;2036年后钴为26%,铅为85%,锂为12%,镍为15%。

这些要求将逐步按计划实施,为相关企业提供了宝贵的缓冲时间。

中欧将在电池回收利用方面加强合作

为落实中欧领导人重要共识,根据双方签订的中欧循环经济合作谅解备忘录有关安排,2023年9月26日,首次中欧循环经济高级别政策对话成功举行。国家发展改革委副主任赵辰昕和欧盟委员会环境、海洋与渔业委员维尔吉尼尤思·辛克维丘斯共同主持对话。

双方同意中欧循环经济合作谅解备忘录续签5年,并重点在电池回收利用、塑料污染治理、再制造发展等领域加强合作。双方将启动下一阶段中欧循环经济合作路线图起草制定工作,推动取得更多务实合作成果,为全球气候环境治理贡献更多力量。

国家发展改革委环资司、国际司,欧盟委员会环境总司以及欧盟驻华代表团有关人员参加上述活动。

废电池回收率目标要求

回收率目标管理:

1. 2025年12月 31日之前,回收利用应至少达到以下回收利用效率目标:

(a)按平均重量计算,回收75%的铅蓄电池;

(b)按平均重量计算,锂电池的回收率达到65%;(c)按平均重量计算,镍镉电池的回收率达到80%;(d)按其他废电池的平均重量计算,回收率达到50%。

2. 2030年12月31日之前,回收利用应至少达到以下回收利用效率目标:

(a)按平均重量计算,回收80%的铅蓄电池;

(b)按平均重量计算,锂电池的回收率达到70%。

亟待开展电池产品碳足迹管理工作(要点小结)

明确实施目标和时间表:新电池法设定了不同阶段的目标和截止日期,以确保电池产业逐步朝向更加可持续和环保的方向发展。新电池法对碳足迹的要求适用于电动汽车电池、轻型交通工具(LMT)和可充电工业电池,并根据电池类别有不同的时间表:2024年2月18日起,电池法规强制执行;2025年2月18日起,电动汽车电池碳足迹将强制执行;2026年2月18日起,可充电工业电池碳足迹强制执行;2027年2月18日起,大于2kWh的可充电工业电池和电动汽车电池的电池护照强制执行。

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陈雪
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