Фокусирайте се върху бъдещето: защо рециклираме литиеви батерии?
1.1. Индустрията на електрическите превозни средства се развива бързо и броят на изтеглените литиево{2}}йонни батерии е огромен
Световната индустрия за нови енергийни превозни средства се развива бързо. През 2020 г. глобалните продажби на нови енергийни превозни средства са 3 095 200 единици, годишно-на{5}}годишно увеличение от 40,16 процента , от които чисто електрическите превозни средства са продадени 2 126 100 единици годишно- -годишно увеличение от 29,58 процента. Под въздействието на новата епидемия от коронна пневмония те се повишиха срещу тенденцията. Ние прогнозираме, че темпът на растеж на глобалните продажби на нови енергийни превозни средства се очаква да надхвърли 30 процента през 2021-25 г., а продажбите ще надхвърлят 13 милиона до 2025 г.
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.
Водени от бързото нарастване на пазара на електрически превозни средства, силовите литиево{0}}йонни батерии продължават да поддържат бърза възходяща тенденция. Според материала на катода, силовите литиево-йонни батерии{1}} могат да бъдат разделени на тройни батерии, литиево-желязо-фосфатни батерии и други батерии. Понастоящем задграничният пазар е доминиран от тройни батерии, докато местните тройни батерии и литиево-железен фосфат се развиват едновременно. Годишният новоинсталиран капацитет на глобалните захранващи литиево-йонни батерии поддържа постоянно нарастване. Очакваме инсталираната мощност да достигне 623 GWh през 2025 г.; вътрешният инсталиран капацитет може да достигне 312GWh. Сред тях инсталираният капацитет на тройните батерии достига 174,5 GWh, а инсталираният капацитет на литиево-железен фосфат достигна 137,4 GWh.
1.2. Съгласно тенденцията на глобална електрификация, геометрията на ограниченията на литиевите ресурси
In the context of carbon neutrality, the electric vehicle and energy storage market will rise rapidly, according to BNEF's forecast for 2020:
(1) От 2020 г. до 2040 г. глобалните продажби на електрически пътнически превозни средства ще се увеличат от около 2 милиона на около 55 милиона (около 3300 GWh, изчислени на 60 kWh/превозно средство), което е 27,5 пъти повече от 2020 г.;
(2) От 2020 г. до 2050 г. кумулативният инсталиран капацитет на глобалния пазар за съхранение на енергия ще се увеличи от около 20 GWh на около 1700 GWh, което е 85 пъти повече от 2020 г.
Ако кумулативната сума се изчисли въз основа на 8-годишен цикъл на смяна на електрически превозни средства и ако се приеме, че по-голямата част от инсталирания капацитет за съхранение на енергия използва литиеви батерии, търсенето на литиеви батерии ще достигне 25 TWh през 2020-2060 г. , търсенето на литиев карбонат е около 15 милиона тона.
Съдейки по обема на проучване на литиеви ресурси в света, не е нужно да се тревожим за недостатъчните литиеви ресурси, но все пак трябва да обърнем внимание на регионалните ограничения на ресурсите.
(1) Литият в соленото езеро има по-висок ресурс. Ако технологията за пречистване може да бъде подобрена и производствените разходи могат да бъдат намалени, проблемът ще бъде по-добре решен;
(2) В сравнение с други региони в света, Китай разполага с по-малко-качествени литиеви ресурси. Като се има предвид, че моята страна е ядрото на средната промишлена верига за литиеви батерии и пазара на приложения надолу по веригата, трябва да се вземат предвид ограниченията на ресурсите;
(3) От гледна точка на производството на литиева сол, разпределението на разходите и тенденциите в цените на лития, различните ресурси и регионални политики водят до различни трудности при добив, инвестиции и разходи. В бъдеще ще има известно несъответствие между търсенето и предлагането в различни периоди и региони, а цените на лития ще се колебаят рязко. Неизбежно, ако цените на лития се повишат рязко, това ще бъде пагубно за реализирането на въглеродно неутралната визия.
Следователно, като се вземат предвид факторите за опазване на околната среда, регионалните ограничения за литиеви ресурси и ценовите фактори на лития, е необходимо също така да се рециклират използвани литиево{0}}йонни батерии.
1.3. Пазарно пространство за вторично използване и рециклиране на енергийни литиево{2}}йонни батерии
1.3.1. Пространствено прогнозиране на мощността на литиево-йонни батерии за скрап и ешелонно използване
Ние проектирахме изчислителен модел за пазарното пространство за рециклиране на метали на тройни батерии и пазарното пространство за каскадно използване и рециклиране на литиево-желязо-фосфатни батерии в бъдеще. Първо, правим следните допускания:
(1) Тройна батерия:
1) По време на цикличния процес на зареждане и разреждане, капацитетът на батерията постепенно ще намалява и когато разпадът падне под 80 процента, тя ще достигне състояние на пенсиониране. Обикновено експлоатационният живот на захранваните литиево-йонни батерии е около 5 години. Предполагаме, че ефективният живот на тройната батерия и литиево-желязо-фосфатната батерия е 5 години. Следователно към момента първата партида мощни литиево-йонни батерии е достигнала възрастта за пенсиониране и ще въведе по-устойчив и разширяващ се пазар за рециклиране на мощни литиево-йонни батерии в бъдеще. Съгласно това предположение, тройните (литиево-желязо-фосфатни) батерии, инсталирани през 2014 г., ще бъдат демонтирани и рециклирани през 2019 г., тройните (литиево-желязо-фосфатни) батерии, инсталирани през 2015 г., ще бъдат разглобени и рециклирани през 2020 г. и т.н. .
2) Методът за демонтиране и рециклиране се използва главно за изхвърляне на изведени от експлоатация тройни батерии. Демонтирането и рециклирането е важно за рециклиране и повторно използване на метални материали като кобалт, никел, манган и литий в материала на положителния електрод, а материалът на положителния електрод е разделен на NCM333, NCM523, NCM622, NCM811 и т.н. и различни технически маршрути имат различна енергийна плътност. С развитието на индустрията на тройните батерии, високото съдържание на никел и липсата на кобалт се превърнаха във важни тенденции за развитие. Правим предположения за съотношението на всеки метал в материала на катода през следващите години и правим изчисления.
(2) Литиево-желязо фосфатна батерия:
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) Изведената от експлоатация литиево-желязо фосфатна батерия първо трябва да се използва на етапи, след което да се демонтира и рециклира. Понастоящем системата за рециклиране и каскадно използване не е перфектна и има и икономически проблеми при рециклирането на литий, но ние вярваме, че с подкрепата на политиките, както и нарастването на пазара за съхранение на енергия и ограниченията на литиевите ресурси, пазарът и икономиката постепенно ще се подобряват. При изчислението направихме предположения за дела на оползотворяването на каскадата и делът постепенно се увеличи от 5 процента през 2019 г. до 80 процента през 2030 г. и направихме относително екстремни предположения за литиево-желязо-фосфатни батерии, които не са влезли в системата за каскадно използване, а именно Ако приемем, че влиза в системата за демонтаж и рециклиране на материали, в противен случай ще замърси околната среда и ще причини екологични разходи.
3) Приемаме, че kWh на положителния литиево-железен фосфат преди надстройката е 2,4 kg/kWh и става 2,3 kg/kWh след надстройката и приемаме, че пазарът постепенно ще премине от железни литиево-йонни батерии с ниска енергийна плътност към висока енергийна плътност за 17-20 години Енергийната плътност на литиево-желязо-йонните батерии и литиево-желязо-фосфатните батерии остава същата преди и след бракуването им.
4) Съхранението на енергия е един от сценариите на приложение на литиево-желязо-фосфатните батерии, но поради дългия си цикъл на приложение, обикновено повече от 15-20 години, бракуването на литиево-желязо-фосфатни батерии на пазара за съхранение на енергия не се разглежда за момента битие.
5) По отношение на литиево-желязо-фосфатната батерия след каскадно използване, тя ще бъде демонтирана, за да се възстанови литиевият елемент след 3 години. По отношение на тройните батерии, ние изчисляваме, че през 2019 г. се изчислява, че 1300 тона тройни положителни електроди могат да бъдат рециклирани и след това ще се увеличава всяка година до 292 500 тона през 2030 г.
Изчислете количеството за възстановяване на метала според всеки тип трикомпонентен положителен електрод и добавете общото количество за възстановяване на метал от тройната батерия:
1) NCM333: Тъй като тройната батерия NCM333, инсталирана през 2014 г., започна да се пенсионира през 2019 г., обемът на рециклиране на NCM333 постепенно нараства от 2019 до 2022 г., достигайки пик от 12 800 тона през 2022 г., а след това постепенно намалява, докато33 намалява поради NCM. 2026 Годишният обем на рециклиране е нула;
2) NCM523: NCM523, който започна да навлиза на пазара през 2016 г., ще бъде бракуван и рециклиран през 2021 г., а след това обемът на рециклиране ще се стабилизира между 40,000 тона и 60,000 тона в 23 -28 години и се очаква да нарасне до 107 800 тона през 2030 г.;
3) NCM622: NCM622, който влезе на пазара през 2017 г., ще бъде бракуван и рециклиран през 2022 г., а обемът на рециклиране ще се увеличи леко до увеличението след 28 години. Изчислено е, че 60 300 тона могат да бъдат рециклирани през 2030 г.;
4) NCM811: NCM811, който влезе на пазара през 2018 г., ще бъде бракуван и рециклиран през 2023 г. и се очаква да нарасне до 124 400 тона през 2030 г.
Изчислено е, че през 2030 г. могат да бъдат възстановени 20 900 тона литий, 114 700 тона никел, 28000 тона кобалт и 32 300 тона манган.
По отношение на литиево-желязо-фосфатните батерии, ние прогнозираме:
1) През 2030 г. бракуваната желязна{2}}литиево-батерия ще достигне 313 300 тона;
2) Тъй като използването на каскадата нараства от година на година, се очаква, че железните-литиево-батерии, които могат да се използват в каскада, ще достигнат 109,93 GWh през 2030 г., общо 250 600 тона; останалите 62 700 тона ще бъдат демонтирани и рециклирани, а 2 800 тона литий могат да бъдат възстановени;
3) Литиево-желязо-фосфатните батерии, използвани в каскадата през 2027 г., ще достигнат стандарта за бракуване през 2030 г. По това време 86 040 тона ще бъдат демонтирани и рециклирани, а 3790 тона литий могат да бъдат възстановени. Общо 6500 тона литий могат да бъдат извлечени от двете.
1.3.2. Прогнозиране на чувствителността на пазарното пространство на скрап и каскадно използване на мощност литиево-йонна батерия
Тъй като промените в цените на металите имат огромно влияние върху икономиката, освобождаването на пазара и изходната стойност на рециклирането на литиево{0}}йонни батерии и каскадно използване, ние проектирахме пазарното пространство за рециклиране на метали за тройни батерии и пазара за рециклиране и каскадно използване пространство на железни-литиево{2}}йонни батерии в бъдеще. Анализирайте чувствителността на цената и направете следните допускания:
2) При извършване на анализа на чувствителността, при промяна на пазарната цена на метала, съотношението на катодните материали на тройната батерия и съотношението на възстановяването на литиево-желязо-фосфатната батерия остават непроменени.
3) Предполагаме, че цената на ват-час на литиево-желязо-фосфатни батерии ще намалее от 2,17 юана/Wh през 2014 на 0,55 юана/Wh през 2025 г. и скоростта на намаляване ще започне постепенно забавят се за 21-25 години. Цената на остатъчната стойност при каскадно използване е разделена на три степени: висока (40 процента), средна (30 процента) и ниска (20 процента) за преобразуване на остатъчната стойност.
Когато металът е на висока цена, се очаква пазарното пространство за рециклиране на тройни батерии за литий/никел/кобалт/манган да бъде 195,82/176,63/186,13/640 милиона юана до 2030 г. Когато металът е на текущата цена, тройната батерия Очаква се пазарното пространство за рециклиране на литий/никел/кобалт/манган да бъде 103,67/154,24/85,80/529 милиона юана през 2030 г. Когато металът е на ниска цена, пазарното пространство за рециклиране на тройни батерии за литий/никел/кобалт/манган се очаква да бъде 81,68/73,65/54,41/300 милиона юана през 2030 г. От 2020 до 2030 г. кумулативното пространство за рециклиране на тройни батерии ще достигне 130,5 милиарда юана по текущи цени.
При високата остатъчна стойност пазарното пространство за използване на железни-литиево{1}}йонни батерии през 2030 г. се оценява на 24,124 милиарда юана, средната остатъчна стойност се оценява на 18,093 милиарда юана и ниската остатъчна стойност се оценява на 12,062 милиарда юана. В случай на средна остатъчна стойност, кумулативното пазарно пространство за използване на ешелон на железни-литиево- батерии през 2020-2030 г. ще достигне 68 милиарда юана.
Когато литиевият метал е на висока цена, пазарното пространство за рециклиране на литиево-железен фосфат литиево{0}}йонни батерии се очаква да бъде 6,117 милиарда юана през 2030 г., 3,238 милиарда юана по текуща цена и 2,552 милиарда юана на ниска цена. От 2020 г. до 2030 г. кумулативното пазарно пространство за рециклиране на литий за литиево-желязо фосфатни батерии ще достигне 16,3 милиарда юана по текущи цени.
