Fokus pada masa depan: mengapa kita mendaur ulang baterai lithium?
1.1. Industri kendaraan listrik berkembang pesat, dan jumlah baterai lithium-ion yang sudah pensiun sangat besar
Industri kendaraan energi baru global berkembang pesat. Pada tahun 2020, penjualan global kendaraan energi baru adalah 3.095.200 unit, setahun-pada-tahun meningkat 40,16 persen , di mana kendaraan listrik murni terjual 2.126.100 unit, setahun-pada -tahun meningkat 29,58 persen . Di bawah dampak epidemi pneumonia mahkota baru, mereka bangkit melawan tren. Kami memperkirakan bahwa tingkat pertumbuhan penjualan kendaraan energi baru global diperkirakan akan melebihi 30 persen pada tahun 2021-25, dan penjualan akan melebihi 13 juta pada tahun 2025.
my country's new energy vehicle industry emerged in the early 21st century. Since the "Ten Cities, Thousand Vehicles" project was launched in 2009, new energy vehicles were promoted and applied in 2013-14 and the purchase tax was exempted. Announcement on the Promotion and Application of Fiscal Support Policies for New Energy Vehicles in 2018, which implements the GSP system for subsidies for the purchase of new energy vehicles, and financial subsidies have become an important rising force in promoting my country's new energy industry. With the gradual decline of subsidies for the purchase of new energy vehicles, the "double points" policy, which was launched in 2017, continues to promote the development of the new energy industry. We predict that the growth rate of my country's new energy vehicle sales will stabilize at 30 percent -40 percent in the next five years, and it is expected to exceed 6 million by 2025.
Didorong oleh pesatnya pertumbuhan pasar kendaraan listrik, baterai lithium-ion daya terus mempertahankan tren kenaikan yang cepat. Menurut bahan katoda, daya baterai lithium-ion dapat dibagi menjadi baterai terner, baterai lithium besi fosfat, dan baterai lainnya. Saat ini, pasar luar negeri didominasi oleh baterai terner, sementara baterai terner dalam negeri dan lithium besi fosfat berkembang secara bersamaan. Kapasitas tahunan baterai lithium-ion daya global yang baru dipasang terus meningkat secara stabil. Kami berharap kapasitas terpasang mencapai 623GWh pada tahun 2025; kapasitas terpasang domestik dapat mencapai 312GWh. Di antaranya, kapasitas terpasang baterai ternary mencapai 174,5GWh, dan kapasitas terpasang lithium iron phosphate mencapai 137,4GWh.
1.2. Di bawah tren elektrifikasi global, geometri kendala sumber daya lithium
In the context of carbon neutrality, the electric vehicle and energy storage market will rise rapidly, according to BNEF's forecast for 2020:
(1) Dari tahun 2020 hingga 2040, penjualan global kendaraan penumpang listrik akan meningkat dari sekitar 2 juta menjadi sekitar 55 juta (sekitar 3300GWh, dihitung pada 60kWh/kendaraan), yaitu 27,5 kali lipat dari tahun 2020;
(2) Dari tahun 2020 hingga 2050, kapasitas terpasang kumulatif pasar penyimpanan energi global akan meningkat dari sekitar 20GWh menjadi sekitar 1700GWh, yaitu 85 kali lipat dari tahun 2020.
Jika jumlah kumulatif dihitung berdasarkan siklus penggantian kendaraan listrik selama 8 tahun, dan dengan asumsi sebagian besar kapasitas penyimpanan energi terpasang menggunakan baterai lithium, maka permintaan baterai lithium akan mencapai 25TWh pada 2020-2060. , permintaan lithium karbonat sekitar 15 juta ton.
Dilihat dari volume eksplorasi sumber daya lithium di dunia, kita tidak perlu khawatir dengan sumber daya lithium yang tidak mencukupi, tetapi kita tetap perlu memperhatikan kendala sumber daya regional.
(1) Lithium di danau garam memiliki sumber daya yang lebih tinggi. Jika teknologi pemurnian dapat ditingkatkan dan biaya produksi dapat dikurangi, masalahnya akan lebih baik diselesaikan;
(2) Dibandingkan dengan kawasan lain di dunia, Cina memiliki sumber daya litium-kualitas yang lebih rendah. Mempertimbangkan bahwa negara saya adalah inti dari rantai industri menengah baterai lithium dan pasar aplikasi hilir, kendala sumber daya harus dipertimbangkan;
(3) Dari perspektif produksi garam litium, distribusi biaya dan tren harga litium, perbedaan sumber daya dan kebijakan regional menyebabkan kesulitan penambangan, investasi, dan biaya yang berbeda. Akan ada ketidaksesuaian tertentu antara penawaran dan permintaan pada waktu dan wilayah yang berbeda di masa depan, dan harga lithium akan berfluktuasi tajam. Tak pelak, jika harga lithium naik tajam, akan merugikan terwujudnya visi carbon neutral.
Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan faktor perlindungan lingkungan, kendala regional pada sumber daya litium, dan faktor harga litium, perlu juga mendaur ulang baterai ion litium-bekas.
1.3. Ruang pasar untuk pemanfaatan sekunder dan daur ulang material baterai lithium-ion
1.3.1. Prediksi spasial penggunaan baterai lithium-ion daya dan pemanfaatan eselon
Kami telah merancang model perhitungan untuk ruang pasar daur ulang logam baterai ternary dan pemanfaatan kaskade dan ruang pasar daur ulang baterai lithium besi fosfat di masa depan. Pertama, kami membuat asumsi berikut:
(1) Baterai terner:
1) Selama proses siklus pengisian dan pengosongan, kapasitas baterai secara bertahap akan meluruh, dan ketika pembusukan turun di bawah 80 persen , baterai akan mencapai kondisi pensiun. Biasanya, masa pakai baterai lithium-ion daya adalah sekitar 5 tahun. Kami berasumsi bahwa umur efektif baterai terner dan baterai lithium besi fosfat adalah 5 tahun. Oleh karena itu, hingga saat ini, baterai lithium-ion daya batch pertama telah mencapai usia pensiun, dan akan mengantarkan pasar daur ulang baterai lithium-ion daya yang lebih berkelanjutan dan berkembang di masa depan. Berdasarkan asumsi ini, baterai terner (lithium iron phosphate) yang dipasang pada tahun 2014 akan dibongkar dan didaur ulang pada tahun 2019, baterai terner (lithium iron phosphate) yang dipasang pada tahun 2015 akan dibongkar dan didaur ulang pada tahun 2020, dan seterusnya. .
2) Metode pembongkaran dan daur ulang terutama diadopsi untuk pembuangan baterai ternary yang dinonaktifkan. Pembongkaran dan daur ulang penting untuk mendaur ulang dan menggunakan kembali bahan logam seperti kobalt, nikel, mangan, dan lithium dalam bahan elektroda positif, dan bahan elektroda positif dibagi menjadi NCM333, NCM523, NCM622, NCM811, dll, dan rute teknis yang berbeda memiliki densitas energi yang berbeda. Dengan perkembangan industri baterai terner, nikel tinggi dan tanpa kobalt telah menjadi tren perkembangan yang penting. Kami membuat asumsi tentang proporsi setiap logam dalam bahan katoda di tahun-tahun mendatang dan membuat perhitungan.
(2) Baterai lithium besi fosfat:
1) On September 28, 2017, five departments including the Ministry of Industry and Information Technology, the Ministry of Finance, and the Ministry of Commerce jointly announced the "Measures for the Parallel Management of Passenger Vehicle Companies' Average Fuel Consumption and New Energy Vehicle Points", namely the "double points" policy, emphasizing that Improve the energy density of new energy vehicle batteries. Due to the disadvantage of lithium iron phosphate battery energy density, its market competitiveness once declined. After the subsidy policy has declined, due to the continuous rise of cobalt prices, cobalt-free batteries are favored by the market, while the safety of high-nickel ternary batteries needs to be further improved. At the same time, the continuous deepening of CTP technology and the increasing demand for low-cost batteries, phosphoric acid Lithium-iron batteries are back to life.
2) Baterai lithium besi fosfat yang dinonaktifkan harus digunakan secara bertahap terlebih dahulu, kemudian dibongkar dan didaur ulang. Saat ini, daur ulang dan sistem pemanfaatan kaskade tidak sempurna, dan ada juga masalah ekonomi dalam daur ulang lithium, tetapi kami percaya bahwa dengan dukungan kebijakan, serta kebangkitan pasar penyimpanan energi dan kendala sumber daya lithium, pasar dan ekonomi secara bertahap akan membaik. Dalam perhitungannya, kami membuat asumsi tentang proporsi pemanfaatan cascade, dan proporsinya meningkat secara bertahap dari 5 persen pada tahun 2019 menjadi 80 persen pada tahun 2030, dan membuat asumsi yang relatif ekstrim untuk baterai lithium iron phosphate yang tidak masuk ke sistem pemanfaatan kaskade, yaitu Dengan asumsi bahwa itu memasuki sistem pembongkaran dan daur ulang material, jika tidak maka akan mencemari lingkungan dan menyebabkan biaya lingkungan.
3) Kami berasumsi bahwa kWh lithium besi fosfat positif sebelum peningkatan adalah 2,4kg/kWh, dan menjadi 2,3kg/kWh setelah peningkatan, dan berasumsi bahwa pasar akan secara bertahap beralih dari baterai lithium ion besi kepadatan energi rendah ke kepadatan energi tinggi dalam 17-20 tahun Kepadatan energi baterai lithium iron ion dan baterai lithium iron phosphate tetap sama sebelum dan sesudah dibuang.
4) Penyimpanan energi adalah salah satu skenario aplikasi baterai lithium besi fosfat, tetapi karena siklus aplikasinya yang panjang, umumnya lebih dari 15-20 tahun, penghapusan baterai lithium besi fosfat di pasar penyimpanan energi tidak dipertimbangkan untuk saat ini. makhluk.
5) Mengenai baterai lithium besi fosfat setelah pemanfaatan kaskade, itu akan dibongkar untuk memulihkan elemen lithium setelah 3 tahun. Mengenai baterai terner, kami memperkirakan pada tahun 2019, diperkirakan 1.300 ton elektroda positif terner dapat didaur ulang, dan kemudian akan meningkat dari tahun ke tahun menjadi 292.500 ton pada tahun 2030.
Hitung jumlah pemulihan logam menurut setiap jenis elektroda positif terner, dan jumlahkan jumlah pemulihan logam total baterai terner:
1) NCM333: Karena baterai terner NCM333 yang dipasang pada tahun 2014 mulai pensiun pada tahun 2019, volume daur ulang NCM333 secara bertahap meningkat dari tahun 2019 hingga 2022, mencapai puncaknya sebesar 12.800 ton pada tahun 2022, dan kemudian secara bertahap menurun karena penarikan NCM333 hingga 2026 Volume daur ulang tahunan adalah nol;
2) NCM523: NCM523, yang mulai memasuki pasar pada tahun 2016, akan dibuang dan didaur ulang pada tahun 2021, dan kemudian volume daur ulang akan stabil antara 40,000 ton dan 60,000 ton pada tahun 23 -28 tahun, dan diperkirakan akan meningkat menjadi 107.800 ton pada tahun 2030;
3) NCM622: NCM622 yang memasuki pasar pada tahun 2017 akan dibuang dan didaur ulang pada tahun 2022, dan volume daur ulang akan sedikit meningkat hingga meningkat dalam 28 tahun. Diperkirakan 60.300 ton dapat didaur ulang pada tahun 2030;
4) NCM811: NCM811 yang memasuki pasar pada tahun 2018 akan dibuang dan didaur ulang pada tahun 2023, dan diperkirakan akan meningkat menjadi 124.400 ton pada tahun 2030.
Diperkirakan pada tahun 2030, 20.900 ton litium, 114.700 ton nikel, 28,000 ton kobalt, dan 32.300 ton mangan dapat diperoleh kembali.
Mengenai baterai lithium iron phosphate, kami memprediksi:
1) Pada tahun 2030, baterai ion-litium-besi bekas akan mencapai 313.300 ton;
2) Seiring dengan peningkatan pemanfaatan kaskade dari tahun ke tahun, diharapkan baterai ion-lithium-ion besi yang dapat digunakan dalam kaskade akan mencapai 109,93GWh pada tahun 2030, dengan total 250.600 ton; 62.700 ton sisanya akan dibongkar dan didaur ulang, dan 2.800 ton litium dapat diperoleh kembali;
3) Baterai lithium iron phosphate yang digunakan dalam kaskade pada tahun 2027 akan mencapai standar scrapping pada tahun 2030. Saat ini, 86.040 ton akan dibongkar dan didaur ulang, dan 3.790 ton lithium dapat dipulihkan. Sebanyak 6.500 ton lithium dapat diperoleh dari keduanya.
1.3.2. Prediksi sensitivitas ruang pasar dari skrap baterai lithium daya-ion dan pemanfaatan kaskade
Karena perubahan harga logam memiliki dampak besar pada ekonomi, pelepasan pasar, dan nilai keluaran daur ulang baterai lithium-ion daya dan pemanfaatan kaskade, kami telah merancang ruang pasar daur ulang logam untuk baterai ternary dan pasar daur ulang dan pemanfaatan kaskade ruang besi-baterai ion-ion di masa depan. Analisis sensitivitas harga dan buat asumsi berikut:
2) Saat melakukan analisis sensitivitas, saat mengubah harga pasar logam, proporsi bahan katoda baterai terner dan proporsi pemulihan eselon baterai lithium besi fosfat tetap tidak berubah.
3) Kami berasumsi bahwa harga per watt-jam baterai lithium iron phosphate akan turun dari 2,17 yuan/Wh dalam 2014 menjadi 0,55 yuan/Wh pada tahun 2025, dan laju pengurangan akan secara bertahap melambat dalam 21-25 tahun. Harga nilai residu pemanfaatan kaskade dibagi menjadi tiga kelas: tinggi (40 persen ), sedang (30 persen), dan rendah (20 persen) untuk konversi nilai residu.
Ketika logam berada pada harga tinggi, ruang pasar untuk daur ulang baterai lithium/nikel/kobalt/mangan terner diharapkan menjadi 195.82/176.63/186.13/640 juta yuan pada tahun 2030. Ketika logam berada pada harga saat ini, terner ruang pasar daur ulang baterai lithium/nikel/kobalt/mangan diharapkan menjadi 103,67/154,24/85,80/529 juta yuan pada tahun 2030. Ketika logam berada pada harga rendah, ruang pasar untuk daur ulang baterai lithium/nikel/kobalt/mangan terner diharapkan menjadi 81,68/73,65/54,41/300 juta yuan pada tahun 2030. Dari 2020 hingga 2030, ruang daur ulang kumulatif baterai ternary akan mencapai 130,5 miliar yuan dengan harga saat ini.
Di bawah nilai residu yang tinggi, ruang pasar untuk penggunaan baterai ion-litium-ion besi pada tahun 2030 diperkirakan sebesar 24,124 miliar yuan, nilai residu sedang diperkirakan sebesar 18,093 miliar yuan, dan nilai sisa yang rendah diperkirakan 12,062 miliar yuan. Dalam hal nilai residu sedang, ruang pasar kumulatif pemanfaatan eselon baterai ion besi-ion-ion pada tahun 2020-2030 akan mencapai 68 miliar yuan.
Ketika logam lithium berada pada harga tinggi, ruang pasar untuk daur ulang baterai lithium iron phosphate lithium-ion diharapkan menjadi 6,117 miliar yuan pada tahun 2030, 3,238 miliar yuan pada harga saat ini, dan 2,552 miliar yuan dengan harga rendah. Dari 2020 hingga 2030, ruang pasar daur ulang lithium kumulatif untuk baterai lithium iron phosphate akan mencapai 16,3 miliar yuan dengan harga saat ini.
