前特斯拉CTO再創業 看上了鋰電池回收這門生意

所以當 JB Straubel 2019 年宣布離開特斯拉,投身的下一份事業是電池材料回收相關的工作時,熟悉他的人沒有覺得特別驚訝。2017 年成立,一直「被雪藏」的 Redwood Materials 最近出現在了公眾面前。

前特斯拉CTO再創業 看上了鋰電池回收這門生意 

前特斯拉聯合創始人兼 CTO JB Straubel 2019 年離開後,目前在一家電池回收初創公司 Redwood Materials 就職 | 官方供圖

這家由 Straubel 成立的初創公司和特斯拉位於內華達州的超級電池工廠離得並不遠,主要進行電池材料的回收再利用業務,目前已經與松下建立了合作關系,將特斯拉超級電池工廠的廢料進行回收利用,用於新電池的生產製造。

Straubel 認為,未來十年內,Redwood Materials 有望將電池原材料的成本拉低至現有的一半價格。

由於電池將近一半的成本都來自鎳、鈷、錳等貴重金屬原材料,電池回收這門生意其中蘊含的巨大行業機會,也開始展現在人們面前。

鋰電池好用,回收不易

2019 年 10 月 9 日,瑞典皇家科學院將 2019 年諾貝爾化學獎授予約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科學家,以表彰三人在鋰離子電池領域作出的貢獻。如今筆記本電腦、手機,以及電動汽車等電子產品的盛行,都與這三位科學家有着千絲萬縷的聯系。

1985 年,日本化學工業公司研究員吉野彰(Akira Yoshino)使用碳質材料組裝了一個原型電池,可以將鋰離子作為其中一個電極使用,開發出了首個接近商用的鋰離子電池。第二年,索尼開始着手研發可充電式鋰電池,最終兩家公司聯手,在 1991 年發布首款商用鋰電池。

經過近三十年的發展,鋰電池至今仍是全球最主流的電池形態,也是目前性價比最高的電池。

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手機中的電池或許是鋰電池最成功的的商業產品之一 | Unsplash

市場調查公司 Markets and Markets 預計,今年全球鋰離子電池市場需求總價值將達到 442 億美元,到 2025 年還將進一步增至 944 億美元,期間年復合增長率達 16.4%。而另一家咨詢機構伍德麥肯茲從電池製造角度分析,預計到 2030 年,全球鋰電池製造能力將在 2019 年的基礎上翻兩番,達到 1.3 太瓦時(1 太瓦時等於 1 萬億瓦時)。

面對鋰電池市場激增的趨勢,另一個問題也逐漸浮現出水面:科技產業固然能帶動鋰電池行業高速增長,但廢棄的鋰電池數量也處於迅猛增長的階段。如果不經過合適的處理,這些電池將對環境產生極其惡劣的影響。

毫無疑問,電動汽車使用的鋰電池是電池行業的又一突破性產品。但是不同於 5 號、7 號干電池,體型龐大的鋰離子電池組在回收階段要格外注意。

最早的電動汽車和電動自行車使用的電池沒有什麼兩樣,內部搭載的是鉛酸電池。鉛酸電池對環境最大的影響來自於其中的重金屬鉛,對人類健康有潛在的危害。但它的優勢在於,可回收率高達 99%,幾乎可以被完全回收重新利用。

但鉛酸電池的能量密度遠低於鋰電池,所以在鋰電應用成熟之後,鉛酸電池正逐漸退出歷史舞台。

這就回到了我們上面提到的問題,廢棄鋰電池的回收產業並不完善。許多年前流行的說法是,鋰電池的回收率甚至不足 5%。

為什麼會出現這種狀況?

福布斯雜志在今年發表的一篇文章中提到一點,除了消費電子產品中使用的小型電池(比如手機電池)以外,大規模使用的鋰電池還沒有達到使用壽命期限。新能源汽車就是其中最大的產業之一。

也就是說,相比鉛酸電池,商業化三十年的鋰電池才算是「剛剛起步」,而裝載在電動汽車上的動力電池,可能是目前最大規模使用鋰電池的產業。

已經逐漸成熟的新能源行業,大街上隨處可見的電動汽車,背後的鋰電池回收產業也開始受到關注。

一塊電池的回收之路

關於鋰電池的回收率,這幾年已經有比較權威的數據證明其遠不止 5%。

瑞典能源局此前發布的《循環儲能報告》發現,實際上中國和韓國已經成為全球大多數廢舊電池的回收中心。該研究指出,2018 年鋰電池全球回收量高達 9.7 萬噸,其中中國 6.7 萬噸,韓國 1.8 萬噸。

這個數字,約占當年報廢電池的 50%。

所以,在動力電池回收的產業鏈中,作為全世界動力電池產能前三的中日韓,已經開始有所行動。

話又說回來,回收電池到底有多少技術含量?這就不得不提到電池回收的體系。

而需要明確的是,回收電池並不是完全地把電池原封不動地用在其他地方,而是分為幾個板塊,形成一條不斷有分岔口的大路。

首先,廢舊動力電池有兩種主要回收形式:梯次利用和拆解回收。

前特斯拉CTO再創業 看上了鋰電池回收這門生意

動力電池回收產業鏈 | 廣發證券研究報告

梯次利用指的是使用一段時間後電池容量降低,電動汽車無法繼續正常運行,但是電池本身沒有報廢,就可以用在電力儲能、通信基站後備電源等場景。

整個過程步驟也比較繁瑣:企業需要將報廢電池中一致性較高、性能相對較好的電池通過檢測等方式篩選出來,完成電池組的配組,進而出售給下游的梯次利用企業。

中國鐵塔是下游企業的典型代表,這家公司可以根據電價水平和電網負荷情況快速響應:在電價高峰時段和用電高峰等發電廠高負荷運轉時段,由梯次鋰電池為基站供電。

受益於存量基站更新換代、5G 基站大規模普及帶來的通信儲能廣闊市場空間以及電力儲能在發電側、電網側、用戶側的快速商業化,鋰電池儲能市場發展迅速。

如果梯次利用使用得當,不僅可以降低動力電池的成本並延長使用壽命,還可以有效降低儲能成本,一舉兩得。

另一種形式就是拆解回收。這種形式更容易被人們理解,就是提煉報廢電池中的貴金屬。這也是 Redwood Materials 切入的領域和方向。

以目前電動汽車上最常見的三元鋰電池為例,其拆解產物鎳鈷鋰銅鋁等金屬仍具有較高的經濟價值,經過提煉後的金屬還可以用於動力電池的再製造。

回收方式也比較講究,通過對金屬選擇性溶解,分離浸出溶解液中的金屬,將金屬離子提取出來。這種回收方式被稱作「濕法冶金」,工藝相對復雜,但回收率較高。

相應地,在成本方面,濕法冶金的門檻也會更高。此前在鉛酸電池的回收中大多以高溫降解的方式,即通過高溫焚燒去除粘合劑,將各類金屬熱解。如今這種方式已不再適用。

特斯拉技術聯創成立的 Redwood Materials 主要進行的就是電池材料的回收再利用業務,目前已經與松下建立了合作關系,將特斯拉超級電池工廠的廢料進行回收利用,用於新電池的生產製造。

電池回收的商業拐點

日前,商務部、工信部等部門聯合發布《報廢機動車回收管理辦法實施細則》,將於今日起施行。細則對動力電池回收利用做了進一步規定,要求回收拆解企業對報廢新能源汽車的廢舊動力蓄電池或其他類型儲能裝置進行拆卸、收集、貯存、運輸及回收利用,加強全過程安全管理。

關於動力電池回收的政策並不是剛剛出現,早在 2018 年 3 月,工信部等七部委發布《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》,算是政策上第一次號召建立動力電池的回收體系。該實施方案中提到,探索形成動力蓄電池回收利用創新商業模式,支持中國鐵塔公司等企業結合各地區試點工作開展動力蓄電池梯次利用示範工程建設。

中國鐵塔也在 2019 年初宣布,公司已全面停止采購鉛酸電池,統一采購鋰電池。這則消息也從某種程度上說明了動力電池更新換代的節點。

2019-2020 年是一個相對明顯的分界線。這之前,動力電池回收還是一個偏小眾的生意,無人願意涉足。但隨着新能源汽車市場的增長,動力電池回收也隨之開始進入業內人士的視野。

我們先來看下中國新能源汽車的銷量。

2009 年是中國開始大力推廣新能源汽車的時間點,2010 年中國新能源汽車銷量僅 8159 輛。2015 年,新能源汽車銷量陡然增高達到 33.1 萬輛,比 2014 年增長近 5 倍,並且滲透率首次超過 1%,是新能源汽車在中國實現高速增長的標志性事件。

按照動力電池的平均壽命為 5-6 年來計算,第一批大規模「退休」的新能源汽車即將到來。

據中國汽車技術研究中心數據顯示,2020 年,我國動力電池累計退役量將達 20 萬噸 (約 25GWh);2025 年,累計退役量約為 78 萬噸 (約 116GWh)。這也與新能源汽車銷量增長步調基本一致。

同樣,高速增長的需求已然刺激到了動力電池回收背後的產業鏈。有些人蠢蠢欲動,有些人也早已看到了其中蘊藏的機會。

「第三方回收公司里,格林美應該是最大企業之一。」一位業內人士告訴極客公園(ID:geekpark)。2001 年成立的深圳格林美以廢舊電池回收起家,現已擴展打造「電池回收—原料再造—材料再造—電池包再造—新能源汽車服務」的新能源全生命周期價值鏈。

近日,格林美發布的財報顯示,2020 上半年公司回收動力電池包及模組超過去年全年總量,且動力電池回收業務實現盈利。

目前,格林美已與全球 201 家知名整車廠及電池廠簽署了動力電池回收協議並展開合作,包括比亞迪汽車、北汽、蔚來汽車、捷豹路虎等企業,足以說明動力電池回收大規模增長的需求。

另一方面,電池生產廠商也是最早發現並布局動力電池回收行業的公司。

中航鋰電、深圳比克、國軒高科等電池廠商分別在 2014-2016 年自建電池拆解回收產線。全球最大的電池廠商寧德時代則在 2015 年全資收購了當時市場份額最高的電池回收企業邦普科技,作為其內部「電池生產-銷售-回收」的循環產業鏈補充。

在寧德時代的財報中,電池回收沒有單獨呈現,而是被歸到「儲能系統」業務中。寧德時代方面表示,公司持續加大儲能業務的產品開發和市場推廣力度,儲能系統銷售收入為 5.67 億元,同比增長 136.41%。不管是梯次利用或拆解回收,這個數字都不容忽視。

可以預見,從當前的節點出發,電池回收會越來越受人關注。國際能源署也預計,2030 年左右全球鋰離子電池回收市場將增長到 200 億歐元(約合人民幣 1648 億元)。

不僅市場規模,對電池的嚴格管控、技術加持的門檻和對環保的要求,都讓動力電池回收獲得了許多關注。

不管在動力電池還是更大范圍的鋰電池行業中,當下也許都會是一個重要的歷史拐點。

來源:cnBeta