La chaîne de l'industrie du recyclage des batteries au lithium - d'énergie domestique est entièrement peignée
3.1. "Sketch" of domestic power lithium-ion battery recycling: many "sharers"
En raison de la valeur potentielle du marché du recyclage des batteries lithium-électriques et de la nécessité sociale et de la demande pour son recyclage, de nombreux types d'entreprises ont pris des mesures dans la configuration industrielle du recyclage des batteries lithium-électriques. . Parmi eux, l'utilisation en cascade des batteries lithium-ion - à la retraite peut mieux évacuer la chaleur restante, ce qui a toujours été un domaine que les entreprises apparentées ont fréquemment déployé.
After the previous attempts of related companies and the "blue thread" on behalf of companies (such as my country's iron towers, etc.), the commercialization of domestic power lithium-ion battery recycling is gradually moving towards large-scale development. As the largest user unit in the field of cascade utilization of retired batteries, my country's iron tower plans to continue to expand the scale of use of cascaded batteries, and stop purchasing lead-acid batteries, replacing them with cascaded lithium-ion batteries.
Dans le même temps, les types d'entreprises impliquées dans le recyclage des batteries lithium-de puissance se sont progressivement diversifiés, ce qui est progressivement devenu une tendance d'avenir. Les entreprises du marché du recyclage des batteries au lithium -électrique comprennent la plupart des types d'entreprises de la chaîne de production de batteries, telles que les unités d'utilisateurs de batteries, les sociétés de production de batteries, les sociétés de matériaux, les sociétés de stockage d'énergie, les fabricants d'équipements et les constructeurs automobiles.
Il existe 12 entreprises importantes de recyclage de batteries au lithium - d'énergie en Chine, et la voie technique importante est la méthode par voie humide. Parmi eux, Beijing Saidemei prend la réparation et la régénération du phosphate de fer au lithium comme voie technique, Quzhou Huayou, Harbin Battery et Shandong Weineng produisent des matières premières pour batteries, et le reste est la production de matériaux ternaires. En prenant Jingmen GEM comme exemple, la batterie lithium-récupérée subit des étapes de prétraitement telles que la décharge, le démantèlement, le broyage et le tri, puis subit une lixiviation à l'acide sulfurique, et le résidu de filtre est soumis à un traitement inoffensif. Le filtrat est neutralisé pour éliminer Fe, Al et d'autres ions d'impuretés, puis extrait pour obtenir du sulfate de Mn, Cu, Zn, puis électrodéposé pour obtenir Cu et Zn. Le sel de Ni et le sel de Co sont séparés par précipitation chimique, et après lixiviation acide, l'élément métallique est finalement obtenu par réduction à l'hydrogène.
3.2. Bénéfice mutuel et situation-gagnant : la coopération commerciale en matière de recyclage entre les chaînes de l'industrie des batteries se renforce progressivement
La coopération entre l'amont et l'aval de la chaîne de l'industrie des batteries est une tendance inévitable à l'avenir, qui est déterminée par la complexité du processus de recyclage des batteries lithium-de puissance.
(1) Perspective de responsabilité : Qu'il s'agisse de la mise en place du système d'extension de la responsabilité des producteurs ou de l'inévitable exigence d'internalisation des coûts de protection de l'environnement, les constructeurs automobiles implantés dans les terminaux de consommation sont tenus d'effectuer des travaux pertinents sur les véhicules électriques qu'ils vendent, et ils sont aussi le contact le plus direct avec les consommateurs. Liens, ses avantages résident dans les filières, mais ses inconvénients résident dans la réutilisation et les capacités de fabrication des matériaux. Par conséquent, la coopération entre les constructeurs automobiles et les fabricants de batteries est une tendance importante.
(2) Perspective de la méthode : les véhicules à basse vitesse, le stockage d'énergie domestique, etc. sont des destinations importantes pour l'utilisation en cascade, tandis que les précurseurs ternaires et la préparation des cathodes sont des destinations importantes pour leurs matériaux après recyclage. Par conséquent, la coopération entre les entreprises de recyclage et les entreprises d'application en aval est également une tendance importante. .
(3) Perspective économique : L'économie est l'élément central pour promouvoir l'essor du marché du recyclage. Auparavant, les entreprises de batteries adoptaient généralement les moyens d'expansion verticale en amont en raison de contraintes de ressources et de problèmes de prix en amont. À cette fin, les entreprises de fabrication de matériaux et les entreprises de batteries sont motivées pour développer des activités connexes.
At present, the cooperation between my country's battery industry chain has been demonstrated in many leading companies. From the beginning of the cooperation between power lithium-ion battery companies, materials companies, and related recycling companies, more and more car companies will also participate in the "cooperation alliance" model with the opening of the cascade utilization market.
3.3. "Cost reduction" and "closed loop" are the driving force of the business model
According to the different nature of the leading companies in the existing domestic business models, my country's power lithium-ion battery recycling market has spawned: power lithium-ion battery company recycling business model, lithium battery material company recycling business model, and cascade utilization business model.
(1) The recycling business model of the power lithium-ion battery company is dominated by the power lithium-ion battery production company, and the "recycling" of the card position improves the upstream bargaining power of raw materials and reduces the cost of battery production, which has become the source of this type of business model. Representative domestic companies include CATL, BYD, Guoxuan Hi-Tech, etc. On the other hand, judging from the requirements of the production responsibility extension system, power lithium-ion battery manufacturers often shoulder the responsibility of power lithium-ion battery recycling. At present, with the further expansion of the power lithium-ion battery market potential, major power lithium-ion battery companies have cooperated with material companies and third-party recycling institutions in the form of establishing strategic alliances and equity participation to deploy battery recycling business.
Par exemple, l'ère Ningde a intelligemment contourné la disposition de l'industrie minière des matières premières et, grâce à la disposition de l'entreprise de recyclage, elle a amélioré dans une certaine mesure l'espace de réduction des coûts de ses propres batteries.
In 2013 and 2015, Ningde Times increased its holdings of Bangpu Recycling, holding 69.02 percent of the shares of Bangpu, and then in September 2019, it established Ningbo Bangpu Times New Energy Co., Ltd. with a joint venture of 3.6 billion yuan with Bangpu Cycle. It marks the further expansion of CATL's layout in upstream cathode materials.
As early as 2008, Bump Cycle, a subsidiary of CATL, creatively proposed the concept of "upstream and downstream" recycling, and under the guidance of the government, it pioneered the recycling system of used batteries in my country. At present, Bangpu has set up 15 recycling outlets nationwide. These outlets directly connect with the sales and after-sales service network of car companies, which can partially solve the shortcomings of recycling outlets of car companies. In terms of resource recovery technology, Bangpu conducts fully automated pretreatments such as crushing, pyrolysis, crushing and repeated screening and magnetic separation of waste lithium-ion batteries to obtain concentrates containing nickel and cobalt, and then undergoes a series of chemical impurity removal and other processes. A ternary material precursor (nickel-hydrogen-manganese hydroxide) is generated in a specific shape. The ternary precursor and lithium carbonate are used as reactants, and are sintered in an oxygen atmosphere according to a set temperature program to obtain a nickel cobalt lithium manganate cathode material.
(2) The recycling business model of lithium battery material companies is dominated by lithium battery materials companies. By recycling key metal resources in waste batteries, an industrial closed loop and cost reduction space are formed, which has become the source of power for the development of this type of business model. Among them, ternary precursor companies have deployed in the field of lithium battery recycling, Guanghua Technology, GEM, Hunan Bangpu, Huayou Cobalt, Ganzhou Highpower (Xiamen Tungsten Industry Holdings) were selected as the first batch of "New Energy Vehicle Waste Power Battery Comprehensive Utilization Industry" Specification Conditions". In addition, Zhongwei Co., Ltd., Ganfeng Lithium Industry, Guangdong Jiana, Jinchi Energy, etc. also have the ability to recover lithium batteries.
1) Lorsque Huayou Cobalt augmente la disposition de ses ressources en amont et achète des ressources minérales, elle déploie également son industrie de recyclage en aval, ce qui peut potentiellement élargir ses canaux d'approvisionnement en matières premières dans le domaine des ressources en cobalt et assurer un approvisionnement stable en ressources et une stabilité des coûts.
"Huayou Cobalt Industry" has a wholly-owned subsidiary, "Zhejiang Huayou Circulation Technology Co., Ltd.". In 2018, Huayou Recycling was recommended by Zhejiang Provincial Economic and Information Commission as the leading unit for the pilot work of recycling and utilization of power battery for new energy vehicles in the province. The special recycling production line put into operation by Huayou Cycle in 2018 has achieved an annual processing capacity of 64,680 tons of retired power batteries, and can comprehensively recover 5,783 tons of cobalt (metal content), 9,432 tons of nickel (metal content), 2,050 tons of lithium (metal content) and Manganese, copper foil, aluminum foil and other valuable elements.
2) En intégrant les ressources et en renforçant la coopération inter-industrielle, GEM a accumulé des avantages techniques et des avantages d'échelle dans l'industrie de la régénération des batteries lithium-électriques.
GEM conducts its business layout according to the new energy full life cycle value chain of "battery recycling - raw material recycling - material recycling - battery pack recycling - new energy vehicle service". The company has cooperated with well-known domestic and foreign companies such as BAIC, BYD, and Samsung to open a large-scale social responsibility cycle system led by automobile factories, participated by battery factories, and undertaken by recycling companies, and realized the implementation of the full life cycle value chain model. At the same time, the company has successively signed vehicle battery recycling and disposal agreements with more than 160 car companies and battery companies.
(3) The representative company of the cascade utilization business model is my country Tower. As a third-party company, its main business is not battery and battery recycling business, but its main business type has a good fit with the cascade utilization of power lithium-ion battery recycling. For example, my country's iron tower is not only a consumer of retired batteries, but also a retired battery. Battery recyclers, based on the relevant experience of my country's iron towers, have summed up three ways to use lithium-ion batteries in a cascade, namely reassembly, direct combination of battery modules, and use of the whole package.
The key to the commercial recycling model of my country's iron towers is to cooperate with car companies and power lithium-ion battery companies to jointly build a shared recycling network. At present, my country Tower has signed strategic cooperation agreements with FAW, Dongfeng, Jianghuai, BYD, Weilai and many other new energy vehicle companies. These cooperation agreements mainly serve the recycling of retired batteries of new energy vehicles. At the same time, my country Tower is also actively conducting strategic cooperation with power lithium-ion battery companies. In January 2018, my country Tower and Guoxuan Hi-Tech signed a strategic cooperation agreement for the cascade recycling of power lithium-ion batteries. Guoxuan Hi-Tech and my country Tower have become strategic partners. Work together to promote the application of cascade power lithium-ion batteries in the field of communication base stations.
my country's iron towers have huge potential for cascade utilization of retired power lithium-ion batteries as energy storage batteries for base stations and have a broad market. As early as 2015, my country's iron tower companies have successively carried out the test of replacing lead-acid batteries with cascaded batteries in more than 3,000 base stations in 12 provinces and cities, which fully verified the safety and technical economy of cascaded utilization. In 2018, my country's iron tower company has stopped purchasing lead-acid batteries, but purchased retired power lithium-ion batteries from 20 companies including Shenzhen BYD. As of 2018, my country's iron towers have used a total of about 1.5GWh of cascade recycling batteries in about 120,000 base stations across the country, replacing about 45,000 tons of lead-acid batteries, becoming a leading company in the national cascade utilization industry.
With the advent of the 5G era, the construction of 5G base stations in my country's iron towers will usher in a rapid rise in the next few years. If cascaded batteries are applied to 5G base stations, the tower's demand for cascaded batteries will rise further. Based on the use of 12.5kWh cascade utilization batteries for each base station, we have integrated 5G spectrum and corresponding coverage enhancement methods. There are 4.45 million 4G base stations), with a total of about 5-6 million. The total demand for batteries corresponding to the cascade utilization will reach 62.5GWh-75GWh, which can basically be effectively digested by the future decommissioned batteries.
3.4. Construire un modèle de réduction des coûts : regarder la logique de réduction des coûts sous un autre angle
3.4.1. Calcul de la réduction des coûts par le démantèlement et le recyclage : la logique de réduction des coûts des entreprises de matériaux pour batteries au lithium
Le démantèlement et le recyclage des ressources de batteries au lithium-d'énergie usagées peuvent atténuer les pénuries de ressources, réduisant ainsi l'exploitation des ressources connexes et la dépendance à l'égard des matériaux du marché. Dans le même temps, les entreprises de matériaux peuvent également apporter certains avantages économiques grâce à la vente directe de métaux recyclés. À cette fin, nous construisons un modèle d'évaluation économique, qui est exprimé sous la forme d'un modèle mathématique correspondant pour la réduction du coût des intrants dans le processus de recyclage des batteries lithium- d'énergie et la réduction du coût des matériaux recyclés pour la production ultérieure de batteries lithium-ion -, ce qui est pratique pour l'analyse quantitative. .
Selon la méthode d'analyse des coûts, le modèle de revenu de la batterie au lithium - d'énergie résiduelle est établi. Le revenu (E) peut être exprimé par la formule suivante : où Esell signifie que tous les métaux précieux récupérés par le démantèlement sont vendus directement (seuls le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium sont considérés ici), CRecycle représente les coûts pertinents à considérer dans le processus de démantèlement et de recyclage des métaux précieux.
Selon le tableau ci-dessus, le coût du recyclage d'une tonne de batteries ternaires mises au rebut est de 21 900 yuans, tandis que le coût du recyclage d'une tonne de batteries lithium fer phosphate mises au rebut est de 21 400 yuans. Nous mesurerons ensuite les bénéfices du recyclage des Ni, Co, Mn et Li récupérés lors du démantèlement des batteries ternaires. Étant donné que les produits récupérés du démantèlement et du recyclage des batteries au lithium fer phosphate par tonne sont du phosphate de fer, du carbonate de lithium et des matériaux en aluminium, les avantages économiques du démantèlement et du recyclage directs ne sont pas importants et la priorité est donnée à l'utilisation en cascade ou à l'élimination. le coût est internalisé par des moyens administratifs et des subventions. , l'économie apparaîtra.
Après avoir déterminé le coût du démantèlement et du recyclage CRecycle, nous devons déterminer Esell, c'est-à-dire le revenu des ventes directes de métaux précieux récupérés du démantèlement.
3.4.2. Calculation of cost reduction of "peak and valley arbitrage" of cascade utilization
Considering that a large number of lithium iron phosphate batteries will be retired in the future, the dismantling and recycling of simple lithium iron phosphate batteries does not have much economic benefits. Therefore, cascade utilization will become the best choice for decommissioned lithium iron phosphate batteries. The battery capacity of retired lithium iron phosphate batteries is often still 70 percent -80 percent , and in some occasions, it still has good energy storage benefits. Therefore, we designed a model of an energy storage power station based on retired lithium iron phosphate batteries, using "peak-valley arbitrage" to gain benefits.
