动力锂电池回收市场深度研究报告.pdf

1 / 41 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 Table_Title 锂电回收深度报告： Table_Industry 证券研究报告 行业研究 机械设备 xiaosTable_Main 动力锂电 池 报废高峰 已 至，开启百亿回收市场 增持 (维持 ) 投资要点 动力锂电池后生命周期，开启百亿市场蓝海 2017 年中国新能源汽车累计生产 79.4万辆，销售 77.2万辆，比上年同期分别增长 53.8%和 53.3%， 2014-2017复合增长率达 104%。 根据国家 “十三五”规划，截止 2020 年新能源汽车销量将达 200 万辆。新能源汽车高产销量带来动力电池高出货量。 一般 而言，当电池容量衰减到初始容量的60%-80%左右，便达到设计的有效使用寿命，需进行替换。 电动乘用车电池的有效寿命在 4-6 年左右，而电动商用车由于日行驶里程长、充电频次多，电池有效寿命仅约 3 年 左右。考虑到新能源汽车企业目前对动力电池的质保服务大多在 5-8 年，且中国的新能源车开始普遍应用始于 2014年， 我们预计 2018 年开始我国新能源汽车动力电池将会进入大规模退役阶段。根据我们测算， 2018 年退役动力锂电 池达到 11.09GWh，其中三元电池 0.16GWh，磷酸铁锂电池 10.93GWh，共计 11.01 万吨，对应 65.91亿市场空间。 2020 年报废 4.62GWh 三元电池， 23GWh 磷酸铁锂电池，对应 148.2 亿市场空间。 锂电池回收是社会责任，也是经济性的选择 锂电回收是社会责任： 锂电池环保化、无害化处置符合 可 持续发展 的 要求。因此，政府推行“生产者责任延伸制”，要求生产者对电池回收负责，保证电池“源头可控、去向清晰”，以便于减轻回收拆解环节工作量；同时倡导以 PACK 电池 组 的 形式用于梯次利用，减少回收难度，提高行 业效率。 锂电回收是经济性的选择： 废旧锂电池回收价值 高， 三元材料 所含 钴、锰、镍等 金属元素多为我国较为稀缺、进口依赖较高 、价格持续高位上涨 的金属资源 ， 废旧锂电的回收蕴含 很 大商机。 在 政策、利益、责任 等多重动力驱动下， CATL、比亚迪等动力电池主流企业均展开针对动力电池回收的布局。 我们认为，随着回收需求的爆发，政策的规范以及行业龙头的不断布局，动力电池回收的市场即将打开。同时，动力电池行业的龙头布局锂电回收的模式有助于回收体系的建立，进而引导行业向规范化发展。 梯次利用 +回收拆解：将废旧动力电池的价值发挥到极致 梯次利用：退役动力电池的二次生机。 将从电动车上退役的动力电池（还有 60-80%的剩余容量）重新检测筛选、配对成组后用于储能等对电池性能要求较低的领域，可缓解大批电池进入回收阶段的压力，同时提高资源使用效率。目前成本问题制约了梯次利用的发展， 我们认为，随着政策的持续推进以及相关企业 的 技术创新和项目试点，动力电池的梯次利用正获得越来越有力的支撑，市场化势在必行。 回收拆解：回收工艺基本成熟，三元材料回收价值高。 废旧电池的回收拆解包括破碎拆解、材料分选、金属分离提纯等步骤，目前金属的回收率和纯度基本均可达 90%以上。 因此，富含贵金属的 三元材料 在 拆解 回收 方面具有经济效益 。 磷酸铁锂电池由于不含贵金属 ，从经济性角度分析， 拆解收益低于拆解成本 ， 磷酸铁锂电池的回收利用价值有望在梯次利用中体现。 相关 标的： 【天奇股份】： 产业布局思路清晰，自动化业务协同循环业务打造产业巨头 ： 布局主业自动化及循环业务，循环板块目前已建立了从回收、拆解到交易的完整产业链，将大大受益潜力 的 锂电回收市场。 其余建议关注 布局钴回收产业链 【格林美】 （电新组覆盖） ； 全球领 先 的动力电池系统提供商 【 宁德时代 】。 风险提示： 新能源汽车行业发展低于预期；生产者责任制度推行进度和效果低于预期；梯次利用成本下降 幅度 低于预期。 Table_PicQuote 股价走势 相关研究 1 锂电回收行业点评报告：工信部加快推进动力电池回收利用，动力锂电回收预计 2018年开始爆发 -20180108 2 循环经济点评报告：汽车拆 解重磅利好，拆解行业春风如期而至 -20170104 Table_Author 2018 年 2 月 12 日 证券分析师 陈显帆 执业证书编号： S0600515090001 chenxfdwzq 证券分析师 周尔双 执业证书编号： S0600515110002 13915521100 zhouershdwzq 2 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 投资 案件 1、 关键 假 设、驱动因素以及主要预测 关键假设： 1.假设三元系材料中钴、镍、锰、锂含量比率约为 2.3%， 12.1%， 7.0%， 1.9%，铝、铜比率约为 12.7%， 13.3%。假设目前技术能够实现钴、镍、锰贵金属材料回收率 95%，锂盐回收率 70%，铝、铜等金属材料回收率 100%。三元电池回收收益 4.42 万元 /吨。 2.使用 2017-12-29 日金属价格 (电解钴 52.350 万元 /吨、镍 9.625 万元 /吨、锰 1.175 万元/吨、锂 91 万元 /吨、铝 1.26 万元 /吨、铜 5.45 万元 /吨 )测算拆解回收收益。用锂离子电池储能综合度电成本 0.6 元 /Wh 来测算梯级利用回收收益。 驱动因素 ： 1. 锂电池回收是环保性、安全性要求。 2. 三元锂电池中可回收金属材料含量比率高达 49.3%，其中贵金属镍、钴、锰含量超23%，在价格飞涨的背景下，回收是避免资源浪费的经济性要求。 3. 政策积极推动锂电池回收市场规范化发展。 主要预测 ： 1. 预计 2018 年新能源车销量将突破 100 万辆，其中，乘用车 +专用车电池需求量预计达 40GWh，商用车需求量预计达 13GWh。 2. 按商用车 3 年电池寿命和乘用车 5 年的电池使用寿命，预计 2018 年退役动力锂电池达到 11.09GWh，其中三元电池 0.16GWh，磷酸铁锂电池 10.93GWh，对应 65.91 亿市场空间。 2020 年市场空间达 148 亿， 2023 年报废量达 74 万吨，达 425 亿市场空间。 3. 锂电设备市场空间 2023 年达 130 亿，梯次 101.76 亿，拆解 28.36 亿， 2018-2023 CAGR 39%。 我们 与市场不同的观点 1. 我国动力锂电回收后市场才刚刚起步，“前部市场”对“后部市场”的供给端传导给市场空间带来确定性趋势。市场成本端压力会在未来行业逐渐发展的过程中消减。 梯次利用方面，随着动力电池编码制度及电池规格统一化规范化， PACK 方式梯次利用的普及，梯级利用难度会逐渐降低，经济效益逐渐凸显；资源回收方面，由于三元材料的占比逐渐扩张，同时贵金属原材料价格上涨趋势明显，回收效益会显著提高；同时由于行业规范性的提升，以及龙头企业不断布局带动产业升级加速的规模效应能够显著降低成本端压力。 2. 三元电池的原材料回收价值高，主要以拆解回收为主；磷酸铁锂电池回收利用价值有望在梯次利用中得到体现。 从经济性的角度来说，三元材料拆解后回收的钴、锰、镍等贵金属价值大于拆解的总成本，具有很好的原材料回收价值。磷酸铁锂电池中有价值的回收金属较少，拆解回收收益无法覆盖成本。梯次利用对锂含量要求较大，然而在未来梯次利用成本逐渐降低的前提下，梯次利用经济性将会不断凸显。 3. 天奇股份从 2013 年开始布局报废汽车回收市场，深耕循环产业。 目前已经建立从回收设备、回收网络、产线、资源化能力的全产业链布局，长期看好成为全国 领先的循环产业运营商。在锂电回收行业爆发的背景之下，公司主业自动化设备增长空间大，仓储、综合解决方案带来新的增长空间。 2、 股价催化剂： 政策推进建立回收体系的情况超预期 ；技术以及商业模式的创新引发梯次利用成本大幅下降。 3、 主要 风险因素 ： 新能源汽车发展低于预期；生产者责任制度推行进度和效果低于预期。 3 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 目录 1. 动力锂电池后生命周期，开启百亿市场蓝海 . 6 1.1. 新能源车产销两旺，开启 2018 年电池退役潮 . 6 1.2. 梯次利用 +拆解回收，百亿蓝海市场新征程 . 7 2. 锂电池回收是社会责任要求，也是经济性的选 择 . 11 2.1. 我国锂电池回收市场：亟待规范化、商业化 . 11 2.2. 生产责任延伸制：政策催化产业新布局 . 11 2.3. 他山之石：产业链角度的前瞻与整合 . 14 2.3.1. 日本：生产者回收制绝对的先行者，拆解回收与梯次利用均已实现商业化运行 . 14 2.3.2. 德国：法 律保障回收体系健全，大型车企领衔标杆性梯级利用项目 . 15 2.3.3. 美国：市场调节为主，政府管理为辅，产学研结合 . 16 2.4. 锂电回收经济价值凸显，趋利避害才是良策 . 17 2.4.1. 数往知来：铅蓄电池回收先行，闭环利用价值空间大 . 17 2.4.2. 废旧锂电环境危害大，回收价值高， 趋利避害才是良策 . 19 2.5. 行业内公司布局加快，市场空间即将打开 . 21 3. 梯次利用 +回收拆解：将废旧动力电池的价值发挥到极致 . 23 3.1. 梯次利用：退役动力电池的二次生机 . 23 3.1.1. 梯次回收的动力电池主要应用领域是储能，目前因成本 问题制约发展 . 23 3.1.2. 政策 +技术创新持续推进，梯次利用势在必行 . 25 3.1.3. 梯次利用环节涉及的主要设备为检测和 PACK 设备 . 26 3.2. 回收拆解：回收工艺基本成熟，三元材料回收价值高 . 27 3.3. 2018-2023 年锂电回收设备累计市场 空间将达 130 亿 . 30 4. 相关标的 . 31 4.1. 天奇股份：产业布局思路清晰，自动化业务协同循环业务打造产业巨头 . 31 4.1.1. 整装行业龙头，企业盈 利状况优良 . 31 4.1.2. 自动化装备业务利润率高，拓展汽车工业 4.0 市场 . 33 4.1.3. 收购回收及拆解龙头，循环业务板块产业链全布局 . 34 4.1.4. 收购湖北力帝，业绩受益废钢破碎业务持续性上涨 . 35 4.1.5. 收购循环企业深圳乾泰，强强联手完 善产业链布局 . 35 4.1.6. 并购电池拆解龙头金泰阁，掘金拆解回收市场 . 36 4.1.7. 锂电池回收设备百亿市场，助力循环产业升级再发展 . 37 4.2. 其他建议关注标的 . 38 4.2.1. 宁德时代：动力电池龙头，收购广东邦普完善产业布局 . 38 4.2.2. 格林美：三方回收领域龙头，依托完备回收体系，受益行业景气度上升 . 39 5. 风险提示 . 40 4 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 图表目录 图表 1 预计 2020 年中国新能源汽车销量达 300 万辆 . 6 ：图表 2 动力电池需求量逐年攀升，预计 2020 达 138GWH . 6 ：图表 3 废旧锂电池回收市场 2020预计达 148 亿，梯次利用为新增长点 . 7 ：锂电池回收可以分为梯次利 用和资源化回收两个大类 . 7 图表 4：三元材料以高能量密度及高续航能力著称，是未来电动车主流正极材料 . 8 图表 5：锂电池回收市场空间测算 （ 梯次利用 +回收拆解 ） . 9 图表 6：图表 7 2020年梯次利用储能市场需求达 24GW，可完全消化退役锂电池供应 . 10 ：图表 8 相关政策法规整理 . 12 ：厂商回收制保证电池“源头可控、去向清晰”，提高行业效率 . 13 图表 9：第三方回收是目前拆解回收市场的主要力量 . 13 图表 10：预计 2020年全球新能源汽车销量达 500 万辆 . 14 图表 11：博世电池梯次利用回收体系 . 16 图表 12：图表 13 POWERPACK 世界上最大锂离子电池储能系统 . 17 ：图表 14 家用供电电池 POWERWALL，储存太阳能面板电量谷电峰用 . 17 ：图表 15 铅价长期以来在 1.5 万元 /吨上下波动 . 18 ：图表 16 60%的回收铅蓄电池流向个体私营收购点 . 19 ：图表 17 铅回收循环网络 . 19 ：图表 18 动力电池中主要重金属含量 . 20 ：图表 19 废旧锂离子电池中常用组成材料的主要化学特性和潜在环境污染 . 20 ：图表 20 电解锰的价格有所回落（元 /吨） . 20 ：图表 21 钴的价格一路上涨（元 /吨） . 20 ：图表 22 镍的价格有所上扬（美元 /吨） . 21 ：图表 23 碳酸锂的价格从 2016 年开始飙升（元 /吨） . 21 ：图表 24 行业内公司主要以并购、合作、自建回收产线三种方式展开动力电池回收布局 . 22 ：图表 25 储能能够在电力 系统中的多个环节起到支撑作用 . 23 ：图表 26 储能应用于削峰填谷 . 24 ：图表 27 梯次回收的动力电池成本高于所有地区峰谷电价差（单位：元 /KWH） . 24 ：图表 28 煦达新能源退役动力电池储能梯次利用方案 . 26 ：图表 29 退役动力电池梯次利用流程及其成本构成 . 27 ：图表 30 动力电池循环利用体系 . 27 ：图表 31 三元电池拆解回收的主要工艺流程 . 28 ：图表 32 磷酸铁锂电池拆解回收的主要工艺流程 . 28 ：图表 33 电池拆解回收的经济性测算 . 29 ：图表 34 锂电池破碎拆解分选系统 . 30 ：图表 35 2018 到 2023 年锂电回收设备的市场空间将达 130 亿 . 31 ：公司主业自动化设备贡献 46.54%营收 . 32 图表 36：2017H1 毛利大幅改善，自动化 +循环业务 贡献显著 . 32 图表 37：图表 38 2017 Q3 收入受废钢业务增长大涨 10.34% . 33 ：图表 39 2017Q3 归母净利润同比大涨 21.14% . 33 ：自动化板块毛利率在 2017H1 达 23% . 34 图表 40：公司加紧布局循环业务 . 34 图表 41：5 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 近期力帝新签订单，以大型国企订单为主 . 35 图表 42：公司已实现循环板块全产业链布局 . 37 图表 43：图表 44 梯次利用设备 2018-2023 GARG 32%，百亿市场需求 . 37 ：图表 45 拆解回收设备近 30 亿总需求，拆解粉碎设备及分选设备占比 60% . 37 ：拆解粉碎设备 2018-2023 年合计市场空间达 39 亿 . 38 图表 46：邦普公司业务分为三个产业板块，相互联动 . 39 图表 47：6 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 1. 动力锂电池后生命周期，开启百亿市场蓝海 1.1. 新能源车产销两旺，开启 2018 年电池退役潮 随着国际石油价格上扬及各国对于环保问题的逐渐重视，新能源汽车逐渐成为世界汽车产业的发展趋势。政策倾斜力度增加、大型车企抢滩 布局、消费者环保意识的不断增强，导致了我国新能源汽车市场迅速扩张。 2009 年密集扶持政策打开了我国新能源汽车增长的快车道， 2011年行业进入产业化阶段， 2014 年我国电动车市场更是呈现出井喷态势，产销量均同比大涨三倍以上。 近年来更是产销两旺， 2017 年全年新能源汽车累计生产 79.4 万辆，销售 77.2 万辆，比上年同期分别增长 53.8%和 53.3%， 2014-2017产量复合增长率达 104%。 国家“十三五”规划提出，截止 2020年新能源汽车销量将达 200万辆；近日中央四部委联合发布电动车免购置税政策延续至 2020年，政策的倾斜更加佐证电动车是未来发展主流。我们预计 2018年新能源汽车销量能够突破 100万台。 国内新能源汽车产销量屡创新高带来 动力 锂电池 行业爆发式增长 。 预计 2020 年中国新能源汽车销量达 300 万辆 图表 1： 动力电池需求量逐年攀升，预计 2020达 138GWh 图表 2：资料来源： 中汽协， 东吴证券研究所 机械组 测算 资料来源： 节能网 ， 东吴证券研究所测算 一般而言，当电池容量衰减到初始容量的 60%-80%左右，便达到设计的有效使用寿命，需进行替换。 电动乘用车电池的有效寿命在 4-6 年左右，而电动商用车由于日行驶里程长、充电频次多，电池有效寿命仅约 3 年 左右。 考虑到新能源汽车企业目前对动力电池的质保服务大多在5-8 年，且中国的新能源车开始普遍应用始于 2014 年，我们预计 2018年开始我国新能源汽车动力电池将会进入大规模退役阶段。 2014年动力锂电池产量跟随新能源汽车产销显著拔升，出货量同比增长 4 倍； 2015 年动力锂电池产量从 2014 年的 4GWh 跃居 16GWh，同比增长 314%。 2016年有产量的新能源汽车搭载电池总量达 25 GWh，较 20150%100%200%300%400%500%0501001502002503003502014 2015 2016 2017 2018E 2019E 2020EEV 乘用车（万辆） EV 客车（万辆） EV 专用车（万辆）PHEV 乘用车（万辆） PHEV 客车（万辆） 总产量增速 % （右轴）- 5 0 %5 0 %1 5 0 %2 5 0 %3 5 0 %4 5 0 %5 5 0 %0204060801 0 01 2 01 4 01 6 02 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8 E 2 0 1 9 E 2 0 2 0 E三元电池需求量 /GWh 磷酸铁锂电池需求量 /GWh磷酸铁锂电池增速 (%) 三元电池增速 (%)7 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 年增长 63%， 2017年动力电池需求量达 36GWh，同比 2016年 增长 了 42%。 2014-2015 年动力电池市场快速增长预计将带来 2018年以后动力锂电回收的高峰，根据东吴电新组预测，预计 2018年新能源车销量将突破100 万辆，其中，乘用车 +专用车电池需求量预计达 40GWh，商用车需求量预计达 13GWh。按商用车 3年电池寿命和乘用车 5年的电池使用寿命，预计 2018年动力锂电池回收市场将达 11GWh。 我们预计（ 如 图表 6所示 ），2020年理论报废量达 28GWh，动力锂电池回收市场规模将达 148亿元。 废旧锂电池回收市场 2020预计达 148亿，梯次利用为新增长点 图表 3：资料来源：东吴证券研究所 测算 1.2. 梯次利用 +拆解回收，百亿 蓝海 市场新征程 动力锂电池退役后的回收利用根据余能多寡可以分为四个梯度，其中第一梯度为在功率要求较低的电动自行车等电动装置中再应用；第二梯度为大型储能装置 再 运用，例如电网、新能源发电、 UPS、充电桩等；第三梯度为低端用户等其他方面的应用；第四梯度对电池进行拆解回收。概括而言，可以分为余能利用型的 梯次利用 与报废回收型 拆解回收 。 锂电池回收可以分为梯 次 利用和资源化回收两个大类 图表 4：资料来源：东吴证券研究所整理 电动车应用三元电池是未来的主流趋势。 由于目前中国针对电动汽车的补贴标准是按照动力电池系统的能量密度制定的，能量密度越高补贴标准也就越高 。 2018 年 4 月份即将正式实行的双积分制对于能量密度0501 0 01 5 02 0 02 5 03 0 03 5 04 0 001020304050607080902 0 1 8 E 2 0 1 9 E 2 0 2 0 E 2 0 2 1 E 2 0 2 2 E 2 0 2 3 E梯次利用市场空间 / G W h 资源回收市场空间 / G w h资源回收市场空间 /亿（右轴） 梯次利用市场空间 /亿（右轴）功率要求低的电动车、电动自行车电网、新能源发电、 UPS等储能装置低端储能需求，如家庭光伏储能资源化利用梯次利用 拆解回收8 / 41 Table_Yemei 行业深度报告 F 东吴证券研究所 请务必阅读正文之后的免责声明部分 提出了非常苛刻的要求，要求车企发展高能量密度、长续航能力的电池。这也就是使得越来越多的汽车厂家开始选择采用能量密度更高 、续航能力更强 的三元材料锂离子电池。 因此 我们预计 ，采用三元材料动力电池的车型会越来越多。 我们根据中汽协新能源车产销数据测算三元材料、磷酸铁锂材料电池市场保有量，推算出 2018 年退役动力锂电池达到 11.09GWh，其中三元电池 0.16GWh，磷酸铁锂电池 10.93GWh，共计 11.01万吨，对应 65.91亿市场空间。 2020年报废 4.62GWh三元电池， 23GWh磷酸铁锂电池，对应 148.2亿市场空间。 2023年报废量达 84GWh电池，对应 74万吨，对应 的 市场空间 为 424.81亿。 模型基本假设： 1. 随着新能源车需求持续大涨，锂电池厂商完备预期产能充足，动力锂电池产销量两旺。预计新能源乘用车及专用车电池寿命平均为三年、新能源商用车电池平均寿命为五年。 2. 三元材料电池富含锰、镍、钴为代表的贵金属，回收价格昂贵，资源拆解的经济效益明显大于梯次利用。同时由于磷酸铁锂的主要成分为锂离子，拆解的经济效益较低，运用于梯次利用可以兼顾成本和收益。因此我们于经济性角度假设在未来 退役三元电池全部用于资源回收，磷酸铁锂电池全部用于梯级利用。 3. 根据中国官方公布的前 40 批节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录及相关统计信息， 可以大致测算三元系材料中钴、镍、锰、锂含量比率约为 2.3%， 12.1%， 7.0%， 1.9%，铝、铜比率约为 12.7%，13.3%。 假设目前技术能够实现钴、镍、锰贵金属材料回收率 95%，锂盐回收率 70%，铝、铜等金属材料回收率 100%。 测算出三元电池回收收益 4.42 万元 /吨 。 4. 根据 2017-12-29 日 的 金属价格 (电解钴 52.350 万元 /吨、镍 9.625万元 /吨、锰 1.175 万元 /吨、锂 91 万元 /吨、铝 1.26 万元 /吨、铜5.45 万元 /吨 )测算拆解回收收益。用锂离子电池储能综合度电成本0.6元 /Wh来测算梯级利用回收收益。 三元材料以