التركيز على المستقبل: لماذا نعيد تدوير بطاريات الليثيوم؟
1.1 تتطور صناعة السيارات الكهربائية بسرعة ، كما أن عدد بطاريات أيونات الليثيوم - المتوقفة عن العمل ضخم
تتطور صناعة سيارات الطاقة الجديدة العالمية بسرعة. في عام 2020 ، بلغت المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة 3095.200 وحدة ، في العام - على زيادة قدرها 40.16 في المائة - سنة ، حيث باعت السيارات الكهربائية الخالصة 2126100 وحدة ، سنويًا - في - سنة زيادة بنسبة 29.58 بالمائة. تحت تأثير وباء التاج الجديد للالتهاب الرئوي ، صعدوا عكس الاتجاه. نتوقع أن يتجاوز معدل نمو مبيعات سيارات الطاقة الجديدة العالمية 30٪ في 2021-25 ، وستتجاوز المبيعات 13 مليونًا بحلول عام 2025.
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.
مدفوعة بالارتفاع السريع في سوق السيارات الكهربائية ، استمرت بطاريات أيون الليثيوم للطاقة - في الحفاظ على اتجاه تصاعدي سريع. وفقًا لمادة الكاثود ، يمكن تقسيم بطاريات أيون الليثيوم للطاقة - إلى بطاريات ثلاثية وبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد وبطاريات أخرى. في الوقت الحاضر ، تهيمن البطاريات الثلاثية على الأسواق الخارجية ، بينما تتطور البطاريات الثلاثية المحلية وفوسفات حديد الليثيوم في وقت واحد. حافظت السعة السنوية المثبتة حديثًا لبطاريات أيون الليثيوم ذات الطاقة العالمية - على زيادة مطردة. نتوقع أن تصل السعة المركبة إلى 623 جيجاوات ساعة في عام 2025 ؛ يمكن أن تصل القدرة المركبة المحلية إلى 312 جيجاواط ساعة. من بينها ، وصلت السعة المركبة للبطاريات الثلاثية إلى 174.5 جيجاواط / ساعة ، وبلغت السعة المركبة من فوسفات حديد الليثيوم 137.4 جيجاواط / ساعة.
1.2 في ظل اتجاه الكهربة العالمية ، هندسة القيد لموارد الليثيوم
In the context of carbon neutrality, the electric vehicle and energy storage market will rise rapidly, according to BNEF's forecast for 2020:
(1) من عام 2020 إلى عام 2040 ، سترتفع المبيعات العالمية لسيارات الركاب الكهربائية من حوالي 2 مليون إلى حوالي 55 مليون (حوالي 3300 جيجاوات في الساعة ، محسوبة عند 60 كيلو واط في الساعة / مركبة) ، وهو ما يزيد عن 27.5 مرة عن عام 2020 ؛
(2) من عام 2020 إلى عام 2050 ، ستزيد السعة التراكمية المركبة لسوق تخزين الطاقة العالمي من حوالي 20 جيجاوات في الساعة إلى حوالي 1700 جيجاوات في الساعة ، أي 85 مرة ضعف عام 2020.
إذا تم حساب المبلغ التراكمي بناءً على دورة استبدال لمدة 8 سنوات للسيارات الكهربائية ، وبافتراض أن معظم سعة تخزين الطاقة المركبة تستخدم بطاريات الليثيوم ، فإن الطلب على بطاريات الليثيوم سيصل إلى 25 تيراواط ساعة في 2020-2060. يبلغ الطلب على كربونات الليثيوم حوالي 15 مليون طن.
انطلاقًا من حجم استكشاف موارد الليثيوم في العالم ، لا داعي للقلق بشأن موارد الليثيوم غير الكافية ، لكننا ما زلنا بحاجة إلى الانتباه إلى قيود الموارد الإقليمية.
(1) يحتوي الليثيوم الموجود في البحيرة المالحة على مورد أعلى. إذا كان من الممكن تحسين تقنية التنقية وتقليل تكلفة الإنتاج ، فسيتم حل المشكلة بشكل أفضل ؛
(2) مقارنةً بالمناطق الأخرى في العالم ، تمتلك الصين موارد ليثيوم عالية الجودة - أقل. بالنظر إلى أن بلدي هو جوهر سلسلة الصناعة الوسيطة لبطاريات الليثيوم وسوق التطبيقات النهائية ، يجب مراعاة قيود الموارد ؛
(3) من منظور إنتاج ملح الليثيوم وتوزيع التكلفة واتجاهات أسعار الليثيوم ، تؤدي الموارد المختلفة والسياسات الإقليمية إلى صعوبات تعدين واستثمارات وتكاليف مختلفة. سيكون هناك نوع من عدم التوافق بين العرض والطلب في أوقات ومناطق مختلفة في المستقبل ، وسوف تتقلب أسعار الليثيوم بشكل حاد. حتماً ، إذا ارتفعت أسعار الليثيوم بشكل حاد ، فسيكون ذلك ضارًا بتحقيق رؤية محايدة الكربون.
لذلك ، مع مراعاة عوامل حماية البيئة والقيود الإقليمية على موارد الليثيوم وعوامل أسعار الليثيوم ، من الضروري أيضًا إعادة تدوير بطاريات أيونات الليثيوم - المستعملة.
1.3 مساحة سوقية للاستخدام الثانوي وإعادة تدوير المواد لبطاريات أيونات الليثيوم -
1.3.1. التنبؤ المكاني لخردة بطارية ليثيوم أيون - واستخدام القيادة
لقد صممنا نموذجًا حسابيًا لمساحة سوق إعادة تدوير المعادن للبطاريات الثلاثية واستخدام وإعادة تدوير مساحة السوق لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في المستقبل. أولاً ، نفترض الافتراضات التالية:
(1) البطارية الثلاثية:
1) أثناء عملية الشحن والتفريغ الدورية ، سوف تتحلل سعة البطارية تدريجياً ، وعندما ينخفض الاضمحلال إلى أقل من 80 في المائة ، ستصل إلى حالة التقاعد. عادةً ، تبلغ مدة خدمة بطاريات أيونات الليثيوم ذات القدرة الكهربية - حوالي 5 سنوات. نفترض أن العمر الفعال للبطارية الثلاثية وبطارية فوسفات الحديد الليثيوم هي 5 سنوات. لذلك ، اعتبارًا من الآن ، وصلت الدفعة الأولى من بطاريات أيونات الليثيوم للطاقة - إلى سن التقاعد ، وستدخل سوق إعادة تدوير بطاريات أيون الليثيوم - للطاقة في المستقبل. في ظل هذا الافتراض ، سيتم تفكيك البطاريات الثلاثية (فوسفات الحديد الليثيوم) التي تم تركيبها في عام 2014 وإعادة تدويرها في عام 2019 ، وسيتم تفكيك البطاريات الثلاثية (فوسفات الحديد الليثيوم) التي تم تركيبها في عام 2015 وإعادة تدويرها في عام 2020 ، وهكذا. .
2) تم اعتماد طريقة التفكيك وإعادة التدوير بشكل أساسي للتخلص من البطاريات الثلاثية التي تم إيقاف تشغيلها. التفكيك وإعادة التدوير مهم لإعادة استخدام المواد المعدنية مثل الكوبالت والنيكل والمنغنيز والليثيوم في مادة القطب الموجب ، وتنقسم مادة القطب الموجب إلى NCM333 ، NCM523 ، NCM622 ، NCM811 ، وما إلى ذلك ، وطرق تقنية مختلفة لها كثافة طاقة مختلفة. مع تطور صناعة البطاريات الثلاثية ، أصبح ارتفاع نسبة النيكل والكوبالت من اتجاهات التنمية المهمة. نقوم بعمل افتراضات حول نسبة كل معدن في مادة الكاثود في السنوات القادمة وإجراء الحسابات.
(2) بطارية ليثيوم فوسفات الحديد:
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) يجب استخدام بطارية فوسفات الحديد الليثيوم التي تم إيقاف تشغيلها على مراحل أولاً ، ثم تفكيكها وإعادة تدويرها. في الوقت الحالي ، نظام إعادة التدوير والاستخدام المتتالي ليس مثاليًا ، وهناك أيضًا مشاكل اقتصادية في إعادة تدوير الليثيوم ، لكننا نعتقد أنه بدعم من السياسات ، بالإضافة إلى صعود سوق تخزين الطاقة والقيود المفروضة على موارد الليثيوم ، سوف يتحسن السوق والاقتصاد تدريجياً. في الحساب ، وضعنا افتراضات حول نسبة الاستخدام التعاقبي ، وزادت النسبة تدريجيًا من 5 في المائة في عام 2019 إلى 80 في المائة في عام 2030 ، وقمنا بوضع افتراضات متطرفة نسبيًا لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم التي لم تدخل نظام الاستخدام التعاقبي ، وهي: بافتراض أنها تدخل في نظام التفكيك وإعادة تدوير المواد ، وإلا فإنها ستلوث البيئة وتسبب تكاليف بيئية.
3) نفترض أن كيلوواط ساعة من فوسفات الحديد الليثيوم الموجب قبل الترقية هو 2.4 كجم / كيلو واط ساعة ، ويصبح 2.3 كجم / كيلو واط ساعة بعد الترقية ، ونفترض أن السوق سوف ينتقل تدريجياً من بطاريات ليثيوم أيون الحديد منخفضة الطاقة إلى كثافة الطاقة العالية في 17-20 سنة تظل كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم أيون الحديد وبطاريات الليثيوم والفوسفات الحديدية كما هي قبل وبعد التخلص منها.
4) يعد تخزين الطاقة أحد سيناريوهات التطبيق لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، ولكن نظرًا لدورة التطبيق الطويلة ، التي تزيد عمومًا عن 15-20 عامًا ، لا يتم اعتبار تخريد بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم في سوق تخزين الطاقة في ذلك الوقت مستخدم.
5) فيما يتعلق ببطارية فوسفات الحديد الليثيوم بعد الاستخدام المتسلسل ، سيتم تفكيكها لاستعادة عنصر الليثيوم بعد 3 سنوات. فيما يتعلق بالبطاريات الثلاثية ، نقدر أنه في عام 2019 ، تشير التقديرات إلى أنه يمكن إعادة تدوير 1300 طن من الأقطاب الكهربائية الثلاثية الموجبة ، ثم ستزداد عامًا بعد عام إلى 292.500 طن في عام 2030.
احسب مقدار استعادة المعدن وفقًا لكل نوع من القطب الموجب الثلاثي ، وقم بإضافة إجمالي كمية استرداد المعدن للبطارية الثلاثية:
1) NCM333: نظرًا لأن البطارية الثلاثية NCM333 التي تم تركيبها في 2014 بدأت في التقاعد في عام 2019 ، زاد حجم إعادة التدوير NCM333 تدريجيًا من 2019 إلى 2022 ، ووصل إلى ذروة 12800 طن في عام 2022 ، ثم انخفض تدريجيًا بسبب سحب NCM333 حتى 2026 الحجم السنوي لإعادة التدوير هو صفر ؛
2) NCM523: NCM523 ، الذي بدأ دخول السوق في عام 2016 ، سيتم إلغاؤه وإعادة تدويره في عام 2021 ، وبعد ذلك سيستقر حجم إعادة التدوير بين 40 و 000 طنًا و 60 000 طنًا في 23 - 28 سنة ، ومن المتوقع أن يرتفع إلى 107.800 طن عام 2030 ؛
3) NCM622: سيتم التخلص من NCM622 الذي دخل السوق في عام 2017 وإعادة تدويره في عام 2022 ، وسيزداد حجم إعادة التدوير بشكل طفيف حتى الزيادة في 28 عامًا. تشير التقديرات إلى أنه يمكن إعادة تدوير 60300 طن في عام 2030 ؛
4) NCM811: سيتم إلغاء وإعادة تدوير NCM811 الذي دخل السوق في عام 2018 في عام 2023 ، ومن المتوقع أن يرتفع إلى 124400 طن في عام 2030.
تشير التقديرات إلى أنه في عام 2030 ، يمكن استرداد 20900 طن من الليثيوم و 114700 طن من النيكل و 28 و 000 طنًا من الكوبالت و 32300 طن من المنجنيز.
بخصوص بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم ، نتوقع:
1) في عام 2030 ، ستصل بطارية أيون - الليثيوم - التي تم التخلص منها إلى 313300 طن ؛
2) نظرًا لزيادة استخدام التسلسل عامًا بعد عام ، فمن المتوقع أن تصل بطاريات أيونات الحديد - الليثيوم - التي يمكن استخدامها في السلسلة التسلسلية إلى 109.93 جيجاوات ساعة في عام 2030 ، بإجمالي 250600 طن ؛ سيتم تفكيك وإعادة تدوير 62.700 طن المتبقية ، ويمكن استعادة 2800 طن من الليثيوم ؛
3) ستصل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم المستخدمة في سلسلة التتالي في عام 2027 إلى معيار التخريد في عام 2030. في هذا الوقت ، 86 ، سيتم تفكيك 040 طنًا وإعادة تدويرها ، ويمكن استرداد 3790 طنًا من الليثيوم. يمكن استرداد إجمالي 6500 طن من الليثيوم من الاثنين.
1.3.2. توقع حساسية السوق لاستخدام خردة بطارية ليثيوم أيون - واستخدام سلسلة
نظرًا لأن التغيرات في أسعار المعادن لها تأثير كبير على الاقتصاد وإصدار السوق وقيمة إنتاج طاقة بطارية ليثيوم أيون - وإعادة تدوير واستخدام سلسلة ، فقد صممنا سوق إعادة تدوير المعادن للبطاريات الثلاثية وسوق إعادة التدوير والاستخدام المتتالي مساحة من بطاريات - الليثيوم - أيون في المستقبل. تحليل حساسية السعر وعمل الافتراضات التالية:
2) عند إجراء تحليل الحساسية ، أثناء تغيير سعر سوق المعادن ، تظل نسبة مواد الكاثود الخاصة بالبطارية الثلاثية ونسبة استرداد بطارية ليثيوم فوسفات الحديد دون تغيير.
3) نفترض أن سعر واط - ساعة من بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم سينخفض من 2.17 يوان / وات في 2 0 14 إلى 0.55 يوان / ساعة في عام 2025 ، وسوف ينخفض معدل التخفيض تدريجيًا يتباطأ في 21-25 سنة. ينقسم سعر القيمة المتبقية للاستخدام التعاقبي إلى ثلاث درجات: مرتفع (40 بالمائة) ومتوسط (30 بالمائة) ومنخفض (20 بالمائة) لتحويل القيمة المتبقية.
عندما يكون المعدن بسعر مرتفع ، من المتوقع أن تكون مساحة السوق لإعادة تدوير البطاريات الثلاثية الليثيوم / النيكل / الكوبالت / المنغنيز 195.82 / 176.63 / 186.13 / 640 مليون يوان بحلول عام 2030. عندما يكون المعدن بالسعر الحالي ، فإن الفترة الثلاثية من المتوقع أن تبلغ مساحة سوق إعادة تدوير بطارية الليثيوم / النيكل / الكوبالت / المنغنيز 103.67 / 154.24 / 85.80 / 529 مليون يوان في عام 2030. عندما يكون المعدن بسعر منخفض ، فإن مساحة السوق لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم / النيكل / الكوبالت / المنغنيز من المتوقع أن يكون 81.68 / 73.65 / 54.41 / 300 مليون يوان في عام 2030. من عام 2020 إلى عام 2030 ، ستصل مساحة إعادة التدوير التراكمية للبطاريات الثلاثية إلى 130.5 مليار يوان بالأسعار الحالية.
في ظل القيمة المتبقية العالية ، تُقدر مساحة السوق لاستخدام بطاريات أيونات الحديد - الليثيوم - في عام 2030 بنحو 24.124 مليار يوان ، وتقدر القيمة المتبقية المتوسطة بـ 18.093 مليار يوان ، و تقدر القيمة المتبقية المنخفضة بـ 12.062 مليار يوان. في حالة القيمة المتبقية المتوسطة ، ستصل المساحة السوقية التراكمية لاستخدام بطارية أيون الحديد - الليثيوم - في 2020-2030 إلى 68 مليار يوان.
عندما يكون سعر معدن الليثيوم مرتفعًا ، من المتوقع أن تبلغ مساحة السوق لإعادة تدوير بطارية ليثيوم الحديد والفوسفات الليثيوم {0}} 6.117 مليار يوان في عام 2030 ، و 3.238 مليار يوان بالسعر الحالي ، و 2.552 مليار يوان بالسعر المنخفض. من عام 2020 إلى عام 2030 ، ستصل مساحة سوق إعادة تدوير الليثيوم التراكمية لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم إلى 16.3 مليار يوان بالأسعار الحالية.
