リチウム電池のはしごの利用と資源のリサイクルの包括的な分析

ラダーバッテリーの利用とリサイクルは、主に環境保護、資源保護、および収益性の高い3つの側面に基づいています。

環境保護：リチウム電池の正極材料には、ニッケル、コバルト、マンガン、リチウムなどの重金属元素が含まれています。これらの重金属元素は、環境と水に汚染を引き起こします。負極材料内の炭素材料とグラファイトは、粉塵汚染を引き起こす可能性があります。さらに、リチウムバッテリーの電解液には有毒な化学成分が含まれており、フッ素汚染を引き起こす可能性もあります。

省資源：リチウム電池は、中国ではニッケル、グラファイトなどの金属元素が多く含まれていますが、コバルトなどの金属元素は中国ではほとんどありません。中国にはリチウム元素がたくさんありますが、採掘が難しく、一般的に流通しています。チベット、青海、四川、その他の比較的困難な鉱山。ソルトレイクリチウムはマグネシウムイオンの含有量が比較的多く、リチウムの抽出が困難です。

収益性：近年、自動車産業が大幅に電化に転換され、リチウム電池の需要が高まったため、貴重品の価格が非常に高くなっているため、はしごの利用や資源のリサイクルにリチウム電池を使用することはまだ商業化できます上流の金属材料、金属コバルト。価格は60万/トン以上、ニッケル100,000 /トンの炭酸リチウム170,000 /トン、金属リチウム900,000 /トン。

マーケットアウトレット

1.ポリシーサポート

2012年早ければ、国務院によって発行された「省エネと新エネルギー自動車産業発展計画」とは、「経営手法をリサイクルパワーバッテリーの開発」を述べました。

2014年、国務院弁公庁は、 「新エネルギー車の普及と応用の促進に関する指導的意見」を発表し、パワーバッテリーのリサイクル方針を検討および策定しました。

2015年、財務省、科学技術省、工業情報化部、国家発展改革委員会は、「新エネルギー車の普及と応用のための財政支援政策に関する通知2016-2020」「電気自動車とパワーバッテリー会社は使用済みバッテリーのリサイクルに責任を負うべきである」;

2016年、国家発展改革委員会、産業情報技術省、環境保護局、商務省、品質監督検査検疫総局は一連の方針を発表しました。これまでのところ、リチウム電池のリサイクルに特化した20以上のポリシーがあります。

2018年3月、7省庁が共同で、最新の「新エネルギー車用パワーバッテリーのリサイクルに関するパイロット作業に関するお知らせ」を発行しました。

これらのポリシーを整理するために、次の4つのポイントを要約できます。

州の省庁は、パワーバッテリーをカスケード利用に使用してからリサイクルすることを提唱しています。

生産者責任の拡大、つまり「誰が生産し、誰が責任を負うか」を実施する。

パワーバッテリーのリサイクルシステムを確立し、パイロットプロジェクトを実施し、リサイクルネットワークと情報監督を確立します。

業界の規範は絶えず改善されており、企業に対する州の資格要件は徐々に明確になっています。

2.市場規模

リチウム電池は、次の3つのカテゴリに分類できます。

消費者向けバッテリー：主にコバルト酸リチウムバッテリーをベースにした、携帯電話、IPAD、ノートブックコンピューターなどの家庭用電化製品で使用されるバッテリー。

パワーバッテリー：新エネルギー車に使用され、乗用車は主に三元バッテリー、商用車は主にリン酸鉄リチウムバッテリーです。

エネルギー貯蔵電池：充電ステーション、火力発電所、商用エネルギー貯蔵などで使用され、主にリン酸鉄リチウム電池を使用します。

はしごの用途は何ですか？たとえば、バッテリーを新エネルギー車で使用する場合、バッテリーは完全に充電されると100％エネルギーになります。バッテリーを一定時間使用すると、電力が減衰します。バッテリーが80％まで劣化すると、車内では使用できなくなります。これが使用の最初の段階です。車の減衰バッテリーから、間隔の80％〜20％の電力を、低速車、電気三輪車、電気自動車、自動車、充電ステーション、エネルギー貯蔵、ピーク電力貯蔵、太陽光発電などのはしごに使用できます。 。;電気の20％未満のバッテリーは、ライフサイクルが完了したと見なすことができ、その後、リサイクルすることができます。このように、バッテリー全体の使用は、容量に応じて、車、はしごの使用、リサイクルの3つの部分に分けられます。

リチウム電池のはしごの使用率と資源のリサイクルに関する最も包括的な分析

2017年の中国の新エネルギー車の生産・販売台数は約8000万台。世界の新エネルギー車の総数は130万台を超えています。 2020年までに中国の新エネルギー車は30万台に達し、世界は50万台に達すると推定されています。新エネルギー車の販売によると、リチウム電池の需要は2020年に250 Gwhに達し、これらの電池の減衰は徐々にリサイクルする必要があります。

近年の新エネルギー車用パワーバッテリーの需要によると、乗用車のバッテリー容量が100％から80％の場合、平均寿命は約5年、商用車は約3年です。 2014年の中国における新エネルギー車の大規模利用、この計算に基づくと、パワーバッテリーは2018年までに大規模な廃炉段階に入ります。つまり、2018年のリチウム電池リサイクルの本格的な開始は、新しい熱意、次の成長ポイント。ハイテクリチウム電池、主要なブローカーなどの計算によると、2018年には11 Gwhの電池が廃止されると予想され、対応する市場スペースは約600億です。 2020年の市場スペースは1,500億、2023年から1億から400年です。2018年から2023年まで、複合年間成長率は50％に達します。リチウム電池のリサイクルは、次の市場のアウトレットになると言えます。

リチウム電池のはしごの使用率と資源のリサイクルに関する最も包括的な分析

ハイテクリチウム電池の統計によると、2017年のリチウム電池の回収量は8000トンであり、市場規模は約30〜40億です。 8トンのうち、バッテリーの解体が95％を占め、はしごは使用されていませんでした。はしごの市場での使用の不利な点の主な理由は次のとおりです。

過去数年間のバッテリー技術の安全性はより顕著です。

スクラップの量は比較的少なく、標準化の程度は高くなく、はしごの使用に合わせるのは困難です。

エネルギー貯蔵市場はまだ大規模にリリースされていません。

テクニカルルート

1.技術基準

中国の「新エネルギー車廃電力バッテリー総合利用業界標準条件」要件：湿式製錬条件下で、ニッケル-コバルトマンガンの総合回収率は98％以上、火製錬の回収率は97％以上。現在、バンプーのような国内有数の企業は基本的に基準に達しています。

2.リン酸鉄リチウム

パワーバッテリーは、主に商用車に使用されるリン酸鉄リチウムと乗用車に使用される三元バッテリーに分けられます。比較すると、リン酸鉄リチウムははしごの使用に適しています。これら2つのバッテリーの性能は同じではなく、リン酸鉄リチウムのサイクル寿命は長く、電力は100％から80％に減少し、寿命は2000〜6000倍に達する可能性があります。

寧徳時代は上記の計算を行っており、廃炉後のリン酸鉄リチウム電池は、少なくとも5年間はエネルギー貯蔵電池として使用できます。リン酸鉄リチウムを直接廃棄、解体、リサイクルすると、収入が制限され、その組成は鉄の価値がなく、リチウム含有量は非常に少なくなります。 1トンのリン酸鉄リチウムをリサイクルすることの経済的利益は約10,000であり、はしごとして使用した場合の利用収入は左右で30,000〜40000であるため、これら2つの観点から、リン酸鉄リチウムははしご。

3.はしごの使用

ラダー利用のプロセスは3つのステップに分けることができます：最初に、回収されたバッテリーをスクリーニングし、次にバッテリーを直列および並列に接続し、3番目のステップは充電および放電管理であり、BMSを追加して容量を設計しますとパワーマッチング。一般的に、バッテリー容量と電力のマッチング比は8：1で、放電率は摂氏0.125度です。

はしごを使用するための主要な技術は2つです。

個別の統合技術：異なるバッテリーパッケージ技術は異なります。分解後、バッテリーモジュールの性能と寿命に応じて異なる単一セルを統合する必要があります。

完全なライフサイクルトレーサビリティテクノロジー：Bristol-Myers Squibbが提供するSOC、SOH、SOPテクニカルインジケーターによって推定されます。

州は、全国的な監視とパワーバッテリーのリサイクルおよび新エネルギー車のトレーサビリティのための包括的な管理プラットフォームの構築を要求しています。プラットフォームは情報キャリアとしてバッテリー製造のコードを使用し、バッテリーの寿命はライフサイクル全体とデータレコードにまでさかのぼります。

4.資源のリサイクル

リン酸鉄リチウムの寿命は比較的長く、三元電池のサイクル寿命は約800〜2000倍と比較的短いです。三元電池の安全性は鉄リチウム電池ほど良くなく、引火点が比較的低いため、エネルギー貯蔵発電所には適していません。複雑な環境の通信基地局やその他のエリア。

また、三元電池に含まれるニッケル、コバルト、マンガンは比較的価格が高く、直接分解してもかなりの利益が得られます。そのため、比較すると、三元電池は解体とリサイクルに適しています。三元電池の解体・リサイクル価格は4万〜5万元/トン。解体されたニッケル-コバルト-マンガンを三元材料の前駆体として使用すると、価格が高くなります。寧徳時代を例にとると、単価は80,000元/トンです。

資源のリサイクルは、回収したバッテリーを前処理して放電し、外箱を取り出し、手動で分解・分離して回収するという2つの段階に分かれています。

リサイクル技術は、次の3つのカテゴリに分類できます。

乾式法（物理的方法）：

リチウム電池のはしごの使用率と資源のリサイクルに関する最も包括的な分析

機械的選別方法：機械的手段は破砕とスクリーニング、直接選別

高温熱分解法：高温焼却、蒸気揮発凝縮の形成

乾熱修理：乾式処理後、回収された原油は材料に再処理されます。

湿式法（化学的方法）：

リチウム電池のはしごの使用率と資源のリサイクルに関する最も包括的な分析

湿式製錬：化学試薬による溶解と分離

化学抽出：試薬による分離

イオン交換：イオンとの交換

バイオリサイクル技術：

主に微生物浸出を使用していますが、現時点ではまだ困難であり、技術的な問題を解決する必要があります。

現在、業界では三元電池が一般的に湿式法で使用されており、リン酸鉄リチウムが乾式法で使用されており、これも推奨される方法です。それに比べて、湿式プロセスのコストは比較的高いが、回収された材料の純度は比較的高く、それぞれに長所と短所がある。

動作モード

1、米国：生産者責任の拡大+消費者預金システム

テスラを例にとってみましょう。 2015年、テスラはエネルギー貯蔵市場向けにPOWERWALLをリリースし、リチウム電池のはしごを使用しました。

2、ドイツ：生産者が主な責任を負います

ボッシュを例にとると、2015年にバッテリーのリサイクルが開始され、2018年までに回収率は50％以上になると見込まれています。

3、日本：電池メーカーのための法律+補助金

日本は、電池メーカーのリサイクルを助成するために、国レベルで法律を制定しました。例としてトヨタを取り上げます。トヨタは世界的なハイブリッドカードラゴンの頭です。 1998年には使用済み電池のリサイクルを開始しました。リサイクルには主に3つのステップがあります。まずリサイクルネットワークを確立し、次に回収されたバッテリーの詳細な評価を行い、修理するかラダーを使用するかを選択し、再利用の価値を完全に失ったバッテリーの解体と化学処理を行います。 2015年、トヨタはカムリハイブリッドの使用済みバッテリーをイエローストーン国立公園施設のエネルギー貯蔵に使用し、エネルギー貯蔵バッテリー管理システムを再設計しました。208カムリバッテリーは最大85 kWhの電力を貯蔵でき、バッテリーの寿命を延ばします。 2倍。

4、鉛蓄電池のリサイクル

2016年、中国の鉛蓄電池の生産量は4億トンに達し、鉛の価値は4億トンに達しました。技術的な観点から、中国の鉛蓄電池の回収率は98％に達する可能性がありますが、実際の回収率はわずか30％です。問題は、大規模なネットワークがこれまでになかったことです。

リサイクル事業体は、自動車生産企業を中心としたリサイクル主体として、自動車生産企業、電池生産企業、第三者資源リサイクル企業など、生産者責任の拡大システムを導入する必要があります。

ビジネスモデルでは、リサイクルネットワークの確立と両者の組み合わせの専門化が具体化し始めています。将来の業界競争ロジックも、次の2つの点に焦点を当てています。

規模の経済を生み出し、コストを削減するために、全国的なリサイクルネットワークを確立します。

技術的なしきい値を突破します。

現在、2017年に中国のはしごで使用されているバッテリーは非常に少なく、主な問題は経済性です。バッテリーアライアンスのデータによると、中国のエネルギー貯蔵は主に揚水発電に基づいており、主な発電所は鉛炭素バッテリーです。リン酸鉄リチウム電池の使用が遅れる主な理由はコストです。鉛炭素電池と揚水発電のコストは約0.4元/ kWh、リチウム電池は0.7元/ kWhです。XidaPowerBatteryLiyang Projectを例にとると、計算結果は、エネルギー貯蔵プロジェクトの静的投資回収期間を示しています。約6年です。収入を得るには10年間稼働する必要があるため、現在の段階ではあるが税引き後の申告率は10％である。利用の経済性は明らかではないが、バッテリーのコストが下がるにつれて、はしごの将来の利用は徐々に噴火します。

投資の合併と買収

1、チャイナタワー

同社は、チャイナテレコム、チャイナモバイル、チャイナユニコムが共同で設立した大規模な通信インフラストラクチャ総合サービス企業です。主に基地局支援施設や通信塔などの屋内配電システムの建設、保守、運用を行っています。今年1月初旬、同社は重慶長安、BYD、Yinlong New Energy、Waterma、Guoxuan Hi-Tech、Thornton New Energyを含む17社と共同で、リン酸鉄リチウムを回収しました。現在、全国12の省・市に3,000以上の基地局が設置されています。

2、SAIC寧徳

SAICは自動車業界のリーダーです。寧徳時代は、パワーバッテリー業界のトップです。 2つの主要な蛇口は、パワーバッテリーの回復と協力しました。 2018年3月、彼らは戦略的協力に関する覚書に署名した。

寧徳時代は2013年にバンプーの買収を完了しました。現在、リチウム電池リサイクル事業セグメントは3つのコア事業の1つになっています。 2017年のリサイクル事業の売上高は25億元に達し、単価は8万元/トンでした。 27％、ビジネスは13％を占めました。

3、投資の合併と買収

業界の観点から、2013年には早くも寧徳時代はバンプーを買収しました。 2017年に厦門タングステンは贛州Haopengを買収し、2018年の合併と買収のケースはそれ以上です。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。