作为新能源汽车产业的重要一环，退役电池回收暗藏风险。如何避免新能源汽车“爆发式增长”带来“爆发式污染”，值得警惕。
由于锂电池容量低于80%便不再适用于新能源汽车，因此随着新能源汽车行业的快速发展，会产生很多退役电池，若这部分退役电池不当会带来严重的环境污染，违背了使用新能源汽车“环保”的初衷。据测算，1块20克质量的手机电池可使1平方公里土地污染50年左右，更大更重的电动汽车动力电池，含镍、钴、锰等重金属，电解液中的六氟磷酸锂在空气环境中容易水解产生五氟化磷、氟化氢等有害物质，或对环境带来更大威胁。因此，面对数量剧增的退役动力电池，必须要建立完善的回收处理体系，才能避免其对环境带来严重的危害。
全球新能源汽车行业发展迅速，2020 年全球新能源汽车销量 309.52 万辆，同比增长40.16%，其中纯电动汽车销量 212.61 万辆，同比+29.58%，在新冠肺炎疫情的冲击下逆势增长。预计 2021-25 年全球新能源汽车销量增速有望在 30%以上，到2025 年销量将突破 1300 万辆。
中国新能源汽车产业于 21 世纪初期兴起，自 09 年“十城千辆”工程启动，2013-14 年推广应用新能源汽车并免征购置税，2015 年 4 月财政部发布《关于2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，对新能源汽车购买给予补助实行普惠制，财政补贴成为推动中国新能源产业的主要增长力量。随着新能源汽车购置补贴逐步退坡，2017 年开始推行的“双积分”政策接力继续推动新能源产业发展。预计我国新能源汽车销量未来 5 年增长率稳定在30%-40%，到 2025 年有望超过 600 万辆。
在电动汽车市场快速增长带动下，动力型锂离子电池继续保持快速增长势头。按照正极材料动力电池可分为三元电池、磷酸铁锂电池及其他电池。目前看，海外以三元电池为主，国内三元电池和磷酸铁锂同步发展。全球动力电池年新增装机量保持稳定增长，我们预计 2025 年装机量可达 623GWh；国内装机量可达312GWh。其中三元电池装机量达 174.5GWh，磷酸铁锂装机量达 137.4GWh。
（一）三元电池：
1、在循环充放电过程中电池容量会逐渐衰减，当衰减至 80%以下时，便达到退役状态。通常，动力电池的服役年限在 5 年左右。假设三元电池与磷酸铁锂电池的有效寿命均为 5 年。因此，截至目前，第一批动力电池己经到达退役年限，今后将迎来较为持续且不断扩大的动力电池回收市场。在此假设下，2014年装机的三元（磷酸铁锂）电池将在 2019 年全部拆解回收，2015 年装机的三元（磷酸铁锂）电池将在 2020 年全部拆解回收，以此类推。
2、对退役三元电池的处理主要采取拆解回收的方式。拆解回收主要是对正极材料中的钴、镍、锰、锂等金属材料的回收再利用，而正极材料又分为 NCM333、NCM523、NCM622、NCM811 等，且不同的技术路线能量密度不同。随着三元电池行业的发展，高镍、无钴成为主要发展趋势，对未来年份正极材料各金属占比进行假设，并进行测算。
（二）磷酸铁锂电池：
1、2017 年 9 月 28 日，工信部、财政部、商务部等五部门联合公布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》即“双积分”政策，强调提高新能源车电池能量密度。由于磷酸铁锂电池能量密度的劣势，其市场竞争力一度下滑。补贴政策退坡后，由于钴价的持续走高，无钴电池受到市场青睐，而高镍三元电池的安全性还有待进一步提升，同时 CTP 技术的不断深化及对低成本电池的需求提升，磷酸铁锂电池重新焕发生机。
2、磷酸铁锂退役电池宜采用先梯次利用，后拆解回收的处理顺序。目前，回收及梯次利用体系尚不健全，锂元素回收也存在经济性问题，随着政策的支持，以及随着储能市场兴起以及锂资源约束，预计市场和经济性会逐步好转。在测算中，对梯次利用比例进行假设，比例从 2019 年的 5%逐步提高到2030 年的 80%，而对没进入梯次利用体系的磷酸铁锂电池做了相对极端的假设，即假设其进入了拆解及材料回收体系，否则将污染环境，产生环境成本。
3、假设提升前的磷酸铁锂正极度电质量为 2.4kg/kWh，提升后变为2.3kg/kWh，并假设 17-20 年市场逐步从低能量密度铁锂电池过渡为高能量密度铁锂电池，磷酸铁锂电池报废前后的能量密度不变。
4、储能是磷酸铁锂电池的应用场景之一，但由于其应用周期较长，一般是 15-20年以上，故暂时不考虑储能市场磷酸铁锂电池的报废。
5、对于梯次利用后的磷酸铁锂电池，3 年后再进行拆解回收锂元素。对于三元电池估算如下：2019 年预计可回收三元正极 0.13 万吨，随后逐年递增至 2030 年的 29.25 万吨。
根据各类型三元正极测算金属回收量，加总得到三元电池总的各金属回收量：
1、NCM333：随着 2014 年安装的 NCM333 三元电池于 2019 年开始退役，2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年达峰值 1.28 万吨，随后由于 NCM333 的退出而逐步减少，至 2026 年回收量归零；
2、NCM523：2016 年开始进入市场的 NCM523 于 2021 年开始报废回收，随后回收量于 23-28 年稳定在 4-6 万吨之间，预计 2030 年上涨至 10.78 万吨；3、NCM622：2017 年流入市场的 NCM622 于 2022 年开始报废回收，回收量小幅上涨，直到 28 年上涨幅度增加，预计 2030 年可回收 6.03 万吨；
4、NCM811：2018 年流入市场的 NCM811 于 2023 年开始报废回收，预计2030 年可增长至 12.44 万吨。
预计 2030 年可回收锂 2.09 万吨，镍 11.47 万吨，钴 2.80 万吨，锰 3.23 万吨。
对于磷酸铁锂电池，我们预测：
1）2030 年，报废铁锂电池将达到 31.33 万吨；
2）随着梯次利用逐年上升，预计 2030 年可梯次利用的铁锂电池达 109.93GWh，共 25.06 万吨；其余 6.27 万吨进行拆解回收，可回收锂元素 0.28 万吨；
3）2027 年梯次利用的磷酸铁锂电池将在 2030 年达到报废标准，此时拆解回收8.604 万吨，可回收锂元素 0.379 万吨。二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨。
为测算市场空间，选取了三个不同时期的金属价格进行敏感性测算，分为高价、现价（2021/1/22）、低价。其中高价与低价分别采用 2014Q1-2018Q4的历史高价与历史低价进行评估测算。
假设磷酸铁锂电池的每瓦时价格从 2014 年的 2.17 元/Wh 降低至 2025年的 0.55 元/Wh，其中 21-25 年降低速度逐渐减慢。梯次利用的残值价格分为高（40%）、中（30%）、低（20%）三档分别进行残值折算。
在金属处于高价时，到 2030 年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计分别为：195.82/176.63/186.13/6.40 亿元。在金属处于现价时，2030 年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计分别为：103.67/154.24/85.80/5.29 亿元。在金属处于低价时，2030 年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计分别为：81.68/73.65/54.41/3.00 亿元。2020-2030 年三元电池累计回收空间在现价情况下将达到 1305 亿元。
在高残值下，2030 年铁锂电池梯次利用市场空间预计 241.24 亿元，中残值时预计 180.93 亿元，低残值时预计 120.62 亿元。中残值情况下，2020-2030 年铁锂电池梯次利用累计市场空间将达到 680 亿元。
在锂金属处于高价时，2030 年磷酸铁锂电池锂元素回收市场空间预计 61.17 亿元，现价时预计 32.38 亿元，低价时预计 25.52 亿元。2020-2030 年磷酸铁锂电池锂累计回收市场空间在现价情况下将达到 163 亿元。
综上，到2030年，我国锂电池回收市场空间总额累计约为2150亿元。
