Комплексный анализ утилизации литиевых батарей и утилизации ресурсов

Утилизация и переработка лестничных батарей в основном основаны на защите окружающей среды, экономии ресурсов и трех выгодных аспектах:

Защита окружающей среды: материал положительного электрода литиевой батареи содержит элементы тяжелых металлов, таких как никель, кобальт, марганец и литий. Эти элементы тяжелых металлов вызывают загрязнение окружающей среды и воды. Углеродные материалы внутри материала отрицательного электрода и графита могут вызвать загрязнение пылью. Кроме того, литий. Электролит аккумулятора содержит токсичные химические компоненты, а также может вызвать загрязнение фтором.

Экономия ресурсов: в Китае литиевая батарея содержит много металлических элементов, никеля, графита и т. Д., Но таких металлических элементов, как кобальт, в Китае мало. В Китае много элементов лития, но их трудно добывать и распространять. В Тибете, Цинхае, Сычуани и других относительно сложных рудниках; Литий из соленого озера имеет относительно высокое содержание ионов магния, и его трудно извлечь.

Выгодно: использование литиевых батарей для утилизации лестниц и переработки ресурсов все еще может быть коммерциализировано, потому что в последние годы автомобильная промышленность была сильно преобразована в электрификацию, а спрос на литиевые батареи увеличился, что привело к очень высокой цене драгоценных металлов. металлические материалы на входе, металлический кобальт. Цена более 600000 / тонна, никель 100000 / тонна, карбонат лития 170000 / тонна, металлический литий 900000 / тонна.

Выход на рынок

1. Политическая поддержка

Не ранее 2012 г. в « Плане по энергосбережению и развитию автомобильной промышленности на новых источниках энергии », изданном Государственным советом, упоминалась « разработка методов утилизации аккумуляторных батарей » ;

В 2014 году Главное управление Государственного совета выпустило « Руководящие заключения по ускорению продвижения и применения транспортных средств на новой энергии », чтобы изучить и сформулировать политику утилизации аккумуляторных батарей;

В 2015 году Министерство финансов, Министерство науки и технологий, Министерство промышленности и информационных технологий и Национальная комиссия по развитию и реформам, упомянутые в «Уведомлении о политике финансовой поддержки для продвижения и применения новых энергетических транспортных средств в 2016-2020 гг. «Что« компании, производящие электромобили и аккумуляторы, должны нести ответственность за переработку использованных аккумуляторов »;

В 2016 году Национальная комиссия по развитию и реформе, Министерство промышленности и информационных технологий, Бюро по охране окружающей среды, Министерство торговли и Главное управление по надзору за качеством, инспекциям и карантину издали ряд правил. На сегодняшний день существует более 20 правил утилизации литиевых батарей.

В марте 2018 года семь министерств и комиссий совместно выпустили последнее «Уведомление о пилотных работах по утилизации аккумуляторных батарей для транспортных средств на новой энергии».

Чтобы разобраться в этих политиках, мы можем резюмировать следующие четыре момента:

Министерства и комиссии штата выступают за то, чтобы аккумуляторную батарею использовать для каскадного использования, а затем перерабатывать.

Осуществить расширение ответственности производителя, то есть « кто производит и кто несет ответственность » ;

Создание системы утилизации аккумуляторных батарей, выполнение пилотных проектов, создание сетей утилизации и информационный надзор;

Отраслевые нормы постоянно совершенствуются, и государственные квалификационные требования к предприятиям постепенно проясняются.

2. Размер рынка

Литиевые батареи можно разделить на три категории:

Бытовые аккумуляторы: аккумуляторы, используемые в бытовой электронике, такой как мобильные телефоны, IPAD, ноутбуки и т. Д., В основном на основе литий-кобальтооксидных аккумуляторов;

Аккумуляторная батарея: используется в транспортных средствах на новой энергии, легковые автомобили - в основном трехкомпонентные батареи, грузовые автомобили - в основном литий-железо-фосфатные батареи;

Аккумуляторная батарея: используется в зарядных станциях, тепловых электростанциях, коммерческих хранилищах энергии и т. Д., В основном с использованием литий-железо-фосфатных батарей.

Какая польза от лестницы? Например, если аккумулятор используется в транспортном средстве, работающем на новой энергии, аккумулятор полностью заряжен на 100%. Когда аккумулятор используется в течение определенного периода времени, мощность снижается. Когда аккумулятор разряжен до 80%, его нельзя использовать в автомобиле, это первый этап использования; от автомобильного ослабленного аккумулятора мощность от 80% до 20% интервала может использоваться для лестниц, таких как низкоскоростные автомобили, электрические трехколесные велосипеды, электрические мотоциклы, автомобили, зарядные станции, накопители энергии, накопители пиковой мощности, фотоэлектрические устройства и т. д. .; батареи с менее чем 20% электроэнергии можно считать завершившим свой жизненный цикл, после чего их можно утилизировать. Таким образом, использование всей батареи разделено на три части в зависимости от емкости: автомобиль, использование лестницы и переработка.

Наиболее полный анализ утилизации литиевых батарей и утилизации ресурсов

В 2017 году объем производства и продаж автомобилей на новой энергии в Китае составляет около 80 миллионов автомобилей. Общее количество автомобилей на новой энергии в мире составляет более 1,3 миллиона. По оценкам, к 2020 году количество автомобилей на новой энергии в Китае достигнет 300 000 автомобилей, а в мире - 500 000 автомобилей. Согласно продажам транспортных средств на новой энергии, спрос на литиевые батареи к 2020 году достигнет 250 ГВт, и необходимо постепенно утилизировать разрядку этих аккумуляторов.

В соответствии со спросом на автомобильные аккумуляторные батареи на новой энергии в последние годы, когда емкость аккумуляторной батареи легкового автомобиля составляет от 100% до 80%, ожидаемый срок службы составляет около 5 лет, а коммерческий автомобиль - около 3 лет. Масштабное использование транспортных средств на новых источниках энергии в Китае в 2014 г. На основе этого расчета к 2018 г. аккумуляторная батарея выйдет на этап широкомасштабного вывода из эксплуатации. Другими словами, реальное начало утилизации литиевых аккумуляторов в 2018 г. ознаменует начало новый энтузиазм, следующая точка роста. Согласно расчетам высокотехнологичных литиевых батарей, крупных брокеров и т. Д., В 2018 году ожидается вывод из эксплуатации аккумуляторов 11 ГВт / ч, соответствующее рыночное пространство составляет около 60 миллиардов; в 2020 году рыночная площадь составит 150 миллиардов, в 2023 году - от 100 миллионов до 400. С 2018 по 2023 год совокупный годовой темп роста достигнет 50%. Можно сказать, что переработка литиевых батарей станет следующим рынком сбыта.

Наиболее полный анализ утилизации литиевых батарей и утилизации ресурсов

Согласно статистике высокотехнологичных литиевых аккумуляторов, восстановление литиевых аккумуляторов в 2017 году составляет 8000 тонн, а объем рынка - от 3 до 4 миллиардов. Из 8 тонн разборка батареи составила 95%, лестница не использовалась. Основные причины недостатков рыночного использования лестницы следующие:

Безопасность аккумуляторных технологий в предыдущие годы более заметна;

Количество утилизируемых отходов относительно невелико, степень стандартизации невысока, и использование лестниц затруднительно;

Рынок накопителей энергии еще не получил широкого распространения.

Технический маршрут

1. Технические стандарты

Требования Китая к «стандартным условиям комплексной утилизации отработанной аккумуляторной батареи для новых транспортных средств»: в условиях мокрой плавки полная степень извлечения никель-кобальт-марганца составляет не менее 98%, степень восстановления при плавке при пожаре не менее 97% . В настоящее время ведущие отечественные предприятия, такие как Bangpu, в основном достигли стандарта.

2. фосфат лития-железа

Батарея питания в основном делится на литий-фосфат железа, используемый в коммерческих автомобилях, и тройные батареи, которые используются в легковых автомобилях. Для сравнения: фосфат лития-железа больше подходит для использования в лестнице. Производительность этих двух батарей не одинакова, фосфат лития-железа имеет более длительный срок службы, а мощность снижена со 100% до 80%, а срок службы может достигать 2000-6000 раз.

Эпоха Ниндэ провела вышеупомянутые расчеты, и литий-железо-фосфатная батарея после вывода из эксплуатации может использоваться как аккумуляторная батарея в течение как минимум 5 лет. Если фосфат лития-железа напрямую утилизируется, разбирается и перерабатывается, доход ограничен, его состав не стоит железа, а содержание лития очень мало. Экономическая выгода от переработки 1 тонны фосфата лития-железа составляет около 10 000, а если он используется в качестве лестницы, доход от использования составляет 30 000 - 40000 Влево и вправо, поэтому с этих двух аспектов фосфат лития-железа более подходит для использования лестница.

3. использование лестниц

Процесс использования лестницы можно разделить на три этапа: во-первых, восстановленная батарея экранируется, затем батарея подключается последовательно и параллельно, третий шаг - управление зарядкой и разрядкой, а BMS добавляется для расчета емкости. и согласование мощности. Как правило, соотношение емкости аккумулятора к мощности составляет 8: 1, а скорость разряда составляет 0,125 градуса Цельсия.

Ключевых технологий использования лестниц две:

Технология дискретной интеграции: разные технологии корпусов батарей различны, после разборки необходимо интегрировать разные отдельные элементы в соответствии с производительностью и сроком службы модуля батареи;

Технология отслеживания полного жизненного цикла: оценивается SOC, SOH, технические индикаторы SOP, предоставленные Bristol-Myers Squibb.

Государство требует создания комплексной платформы управления для национального мониторинга, утилизации аккумуляторных батарей и отслеживания транспортных средств на новой энергии. Платформа использует код производства батарей в качестве носителя информации, а срок службы батареи прослеживается до полного жизненного цикла и записей данных.

4. Вторичное использование ресурсов

Срок службы фосфата лития-железа относительно велик, а срок службы тройной батареи составляет около 800-2000 раз, что относительно мало; Безопасность тройной батареи не так хороша, как у железно-литиевой батареи, а точка воспламенения относительно низкая, что не подходит для электростанции с накоплением энергии. Базовые станции связи и другие области со сложной средой.

Кроме того, цена на никель, кобальт и марганец, содержащиеся в тройной батарее, относительно высока, и даже если она будет непосредственно разобрана, прибыль будет значительной. Таким образом, тройная батарея больше подходит для разборки и переработки. Стоимость демонтажа и утилизации тройной батареи составляет 40 000-50 000 юаней за тонну. Если демонтированный никель-кобальт-марганец используется в качестве прекурсора тройного материала, цена выше. Возьмем, к примеру, эпоху Ниндэ, цена за единицу составляет 80 000 юаней за тонну.

Утилизация ресурсов делится на два этапа: восстановленная батарея предварительно обрабатывается, разряжается, внешняя упаковка удаляется, батарея вручную разбирается и отделяется, а затем восстанавливается.

Технологии переработки можно разделить на три категории:

Сухой метод (физический метод):

Наиболее полный анализ утилизации литиевых батарей и утилизации ресурсов

Механический метод сортировки: механическое дробление и просеивание, прямая сортировка.

Метод высокотемпературного пиролиза: высокотемпературное сжигание, образование конденсации испарения пара

Ремонт сухим теплом: после сухого процесса регенерированный сырой продукт перерабатывается в материал.

Мокрый метод (химический метод):

Наиболее полный анализ утилизации литиевых батарей и утилизации ресурсов

Гидрометаллургия: растворение и разделение химическим реагентом.

Химическая экстракция: разделение реагентами

Ионный обмен: обмен с ионами

Технология биорециклирования:

В основном с использованием микробного выщелачивания, это все еще сложно, и необходимо устранить технические проблемы.

В настоящее время в промышленности тройная батарея обычно используется в мокром методе, а фосфат лития-железа используется в сухом методе, который также является рекомендуемым методом. Для сравнения, стоимость мокрого процесса относительно высока, но чистота рекуперированных материалов относительно высока, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Режим работы

1, США: расширение ответственности производителя + система потребительских депозитов

Возьмем, к примеру, Tesla. В 2015 году Tesla выпустила POWERWALL для рынка аккумуляторов энергии и использовала лестницы для литиевых батарей.

2, Германия: производители несут основную ответственность

Возьмем, к примеру, компанию Bosch: в 2015 году началась переработка аккумуляторов, и к 2018 году ожидается, что коэффициент восстановления превысит 50%.

3, Япония: законодательство + субсидии для производителей аккумуляторов

Япония приняла закон на национальном уровне, чтобы субсидировать переработку аккумуляторных батарей. Возьмем, к примеру, компанию Toyota. Toyota - глава мирового дракона гибридных автомобилей. В 1998 году он начал перерабатывать использованные батареи. Существует три основных этапа утилизации: сначала создайте сеть утилизации, затем проведите детальную оценку восстановленных батарей, выберите, ремонтировать или утилизировать по лестнице, демонтаж и химическую обработку батарей, которые полностью теряют ценность повторного использования. В 2015 году Toyota использовала использованные батареи Camry Hybrid для хранения энергии на объектах Йеллоустонского национального парка и модернизировала систему управления аккумуляторными батареями. 208 Батарея Camry может хранить до 85 кВтч электроэнергии, продлевая срок службы батареи на в два раза.

4, переработка свинцово-кислотных аккумуляторов

В 2016 году объем производства свинцово-кислотных аккумуляторов в Китае достиг 400 миллионов тонн, а стоимость свинца - 400 миллионов. С технической точки зрения, степень восстановления свинцово-кислотных аккумуляторов в Китае может достигать 98%, но фактическая степень восстановления составляет всего 30%. Проблема в том, что никогда не было крупномасштабной сети.

Организация по переработке отходов должна внедрить систему расширения ответственности производителя, то есть предприятия по производству автомобилей, предприятия по производству аккумуляторов и сторонние предприятия по переработке ресурсов в качестве основного органа по переработке, среди которых предприятия по производству автомобилей находятся в центре внимания.

В бизнес-модели начали формироваться создание сети рециркуляции и специализация их комбинации. Логика будущей отраслевой конкуренции также сосредоточена на этих двух моментах:

Создание общенациональной сети рециркуляции для получения экономии за счет масштаба и снижения затрат;

Преодолеть технический порог.

В настоящее время в китайских лестницах в 2017 году используется очень мало аккумуляторов, и основная проблема - это экономика. По данным Battery Alliance, накопление энергии в Китае в основном основано на гидроаккумуляторе, а основная электростанция - на свинцово-угольных батареях. Основная причина задержки использования литий-железо-фосфатных аккумуляторов - это их стоимость. Стоимость свинцово-угольных батарей и гидроаккумулирующих устройств составляет около 0,4 юаня / кВтч, а литиевых батарей - 0,7 юаней / кВтч. На примере проекта Xida Power Battery Liyang результаты расчетов показывают, что статический период окупаемости инвестиций в проекты по хранению энергии около 6 лет. Если он должен приносить доход, он должен проработать 10 лет, поэтому ставка возврата после уплаты налогов составляет 10%, хотя на текущем этапе экономика использования не очевидна, но по мере снижения стоимости аккумуляторов рынок для будущее использование лестницы будет постепенно развиваться.

Инвестиционные слияния и поглощения

1, Китайская башня

Компания представляет собой крупное предприятие по предоставлению комплексных услуг в области коммуникационной инфраструктуры, созданное совместно China Telecom, China Mobile и China Unicom. В основном она занимается строительством, обслуживанием и эксплуатацией вспомогательных средств базовых станций и внутренних распределительных систем, таких как башни связи. В начале января этого года компания с 17 компаниями, включая Chongqing Changan, BYD, Yinlong New Energy, Waterma, Guoxuan Hi-Tech и Thornton New Energy, совместно извлекла фосфат лития-железа. В настоящее время установлено более 3000 базовых станций в 12 провинциях и городах по всей стране.

2, SAIC Ningde

SAIC - лидер автомобильной промышленности. Эпоха Ниндэ - глава индустрии аккумуляторных батарей. Два ведущих крана объединились с рекавери силовой батареи. В марте 2018 года подписан меморандум о взаимопонимании по стратегическому сотрудничеству.

Эпоха Ниндэ завершила приобретение Bangpu в 2013 году. В настоящее время бизнес-сегмент по переработке литиевых батарей стал одним из трех основных направлений бизнеса. В 2017 году выручка бизнес-сегмента по вторичной переработке достигла 2,5 миллиарда, а цена за единицу - 80 000 юаней за тонну. 27%, на долю бизнеса приходилось 13%.

3, инвестиционные слияния и поглощения

С точки зрения индустрии, уже в 2013 году компания Ningde era приобрела Bangpu; в 2017 году Xiamen Tungsten приобрела Ganzhou Haopeng, а в 2018 году количество слияний и поглощений увеличилось.

Страница содержит содержимое машинного перевода.