电池回收发展前景展望分析

尽管电池回收行业目前面临诸多挑战，包括回收成本居 高不下、回收过程错综复杂、收集和物流体系较为分散， 但 其发 展前景依然 广阔。

1．借助回收技术创新解决成本和安全问题

电池回收面临着一系列复杂挑战，涉及作业效率、安全 风险、监管合规 和环境影响等多个方面。其中一项主要 挑战在于电池的形态、设计、组成和化学成分多种多样且 不断变化，导致回收过程错综复杂，需要使用特定技术。 此外，由于存 在有毒和易燃 物质，回收过程往往能 耗 较 高，且需采取成本高昂的安全措施。 为了 应 对 上 述 挑 战 ，政 府 已 开 始 为 电 池 回 收 提 供 资 金。2022年，美国颁布了《两党基础设施法案》（Bipartisan Infrastructure Law），拨款2亿美元支持动力电 池回收和二次利用的研究、开发和示范工作。2021年，欧 盟委员会批准了一项29亿欧元（35亿美元）的资助计划， 旨在推进泛欧电池产业链研究和创新项目。电池回收领 域的创业投资也在不断增加，2023年电池回收初创企业 所获投资达到45亿美元，是上年的两倍。投资者包括电 池生产商、精炼商、矿业巨头及汽车制造商。

回收技术创新和新兴技术发展的重点在于提高金属回收 率，并使回收过程更具经济可行性和可持续性。国际能 源署的数据显示，各类回收技术的成熟度并不相同（图 19）46。例如，直接回收旨在保留材料的功能结构和化学 成分，以降低能源和环境成本。Ascend Elements首创 了一种新型电池回收工艺，该工艺摒弃了传 统的粉碎和 熔炼技术，转而采用酸 性物质溶解电池中的矿物，从而 对镍、钴和锂等高价值金属进行回收利用。Ascend Elements在佐治亚州和马萨诸塞州设有工厂，并计划在肯塔 基州投资十亿美元建立新厂。

深共晶溶剂（DES）和生物 浸出等具有广阔应 用潜力的 新方法处于早期开发阶段。尽管湿法冶金的能耗低于火 法冶金，但其用使用的酸性浸出剂通常具有毒性和腐蚀 性。相比之下，DES则以无毒无害、成分可调、具备氧化 还原能力和可复用性等特点，逐渐成为湿法冶金中酸性 物质的绿色替代品47。相关 研究表明，添加少量 试剂即 可从浸出液中沉淀金属，并在多个浸出周期中重复使用 DES，从而大幅减少溶剂浪费。然而，尽管DES展现了良 好的发展前景，但由于成本较高、成分复杂以及可复用性 尚存疑问，使其在实际应用中受到一定限制48。生物浸出 （或生物湿法冶金）也是一种新兴替 代方法。尽管目前 该方法在出版的研究数量方面落后于火法冶金或湿法冶 金，但其利用微生物提取高价值金属的能力展现出了巨 大的应用潜力和环保优势4 9。该方法可以减 少对火法冶 金 和湿法冶金等高能 耗方法的依赖。然而，生物浸出方 法的金属回收率较低、对有毒电池化合物较为敏感且难 以实现规模化部署，这些都对其工业应用造成了阻碍。 因此，仍需围绕 提高该方法的效率、可扩展性和成 本效 益开展进一步研究。

随着上述技术的发展，行业参与者纷纷重新对自身进行 战略定位。巴斯夫和庄信万丰等化工巨头正进军湿法冶 金 领 域，以 满 足日益 增长 的电池 级化 学品需求 。O nTo Technologies拥有一项直接回收技术专利，其正与庄信 万丰合作进一步开发该技术。同时，Cleantech Group的 分析表明，由于生产者责任延伸制度和LFP电池回收经 济性的提升可能为电池回收项目带来更高回报，欧洲和 中国汽车制造商或将转向直接回收工艺。

2．利用数字工具提高可追溯性和回收效率

传统人工流程往往意味着较低的回收率、较高的成本以 及潜在的安全隐患。此外，迫于监管压力，企业必须遵循 材料回收率和环境影响方面的严格标准。缺乏可追溯性 会使这一目标难以实现，使企业面临声誉和法律风险。 就 此而言，数字工具如何提供帮助？数字工具可以 用于 材料全 生命周期追 踪、自动分拣和拆 解，以 及回收流程 优化（图20）。例如，企业可以利用云平台和区块链技术 对电池材料进行全生命周期追踪，从收集到回收再到重 新融入供应链的每一步都清晰可见。这不仅确保企业符 合环保法规，并帮助利益相关者监控材料回收率和碳排 放量等关键指标。例如，沃尔沃与英国初创公司Circulor 合作开发了电池护照解决方案，可以为消费者提供汽车 电池的详细信息，包括电池成分、材料来源、回收材料含 量以及碳足迹等50。

3．通过跨产业链合作扩大业务规模

分散的电池回收链一直是电池回收产业扩大规模的主要 障碍之一。在中国，目前只有25%的退役动力电池通过正 规渠道被回收，导致回收公司对原材料数量和质量的控 制较为有限，进而阻碍了其有效扩大业务规模。 不过，循环经济的推行 促 进了电池循环设计的发 展。鉴 于80%的环境影响取决于产品设计阶段，设计易于回收 的电池将有助于提高拆解过程的效率和可持续性。 因此，材料供应商、电动汽车制造商、汽车品牌和回收公 司之间的合作日益紧密。通 过汇 集专业力量，这些利益 相关者能够迅速应对挑战并适应行业变化。 电池回收产业链中涌现了几个重点合作领域（图21）。例 如，许多企业正在合作建 立闭环系统，以有效回收 废弃 电池并将其再造为新电池。为了推动这一进程，汽车制造 商、电池生产商和回收商必须积极开展合作。 这些合作有助于打造一个兼具协同性、创新性及合规性的 电池回收行业，从而为高成长和可持续的增长奠定基础。

4．电池回收行业实现盈利的战略路径

电池回收业务的盈利能力取决于三个关键因素：回收成 本、回收材料的价值和环境效益。影响回收成本的变量 包括运输距离、劳动力成本、电池包设计、电池化学成分 和回收工艺选择等。为确保 经济可行性，回收商可以寻 求利用自动化技术降低成本，同时尽量缩减运输费用， 并根据回收材料的价值选择最有效的回收工艺。含有高 价值金属的电池（如NMC电池和NCA电池）能够快速实 现盈利，尤其是在采用湿法冶金方法回收钴和铜的情况 下。但就LFP电池而言，在回收前对其进行梯次利用可以 带来 显著的长期经济和环境效 益。回收工艺的选择—— 无论是火法冶金、湿法冶金 还 是 直接回收—— 必须与材 料 的 价 值 和 规 模 经 济目标 相 匹 配，才 能 提 高 盈利 能 力 。除 经济收 益 外，德勤也对电池回收的环境效 益进行了推算。根据电池类型、碳 定价和市场行情的不 同，具体环境效益在每千瓦时3美元至11美元之间，这印 证了电池回收兼具经济和生态价值。

随着时间推移，电池回收行业通常经历三个发展阶段：净 成本期、盈亏平衡期和高盈利期。在净成本期， 行业面临 高昂的 初 始 建 设 成 本 和 监 管 调 整 压 力。此 阶 段，回收企业的战略重点应 放在完善基础设 施、引进核 心技术并确保法规合规 。进入盈亏平衡期后，技术进步 与运营效率的提升逐渐降低成本，再生材料的市场需求 也趋于稳定。此时，回收企业应着重优化工艺流程，并通 过建立战略合作伙伴关系，确保材料供应的稳定性。在 高盈利期，回收企业需深度融 入循环经济，利用先进技 术提升回收率，同时应对日益严格的全球可持续发展法 规。此阶段的战略重心将转向创新驱动、扩大生产规模， 并与ESG目标相结合。 在这一发展过程中，实现规模经济至关重要，而盈亏平衡 点则因电池化学成分和回收工艺不同而有所差异。例如， 某英国工厂通过火法冶金、湿法冶金和直接回收工艺回 收NCA电池的产能分别需要达到每年17,000吨、7,000吨 和3,000吨才能实现盈亏平衡5 4。因此，企业应采取前瞻 性方案，优先考虑利用高价值材料快速获取回报，同时投 资于可持续发展实践和梯次利用战略，从而在不断变化 的市场中保持长期盈利能力与抗风险能力。

回收技术创新和数字解决方案正引领电池回收行业的变 革，不断提升回收率、运营效率和环境效益。通过湿法冶 金和直接回收等先进工艺，可以以更低能耗提取高纯度 材料。这些技术与数字化工具 相辅相成，后者通 过生命 周期追踪、资源管理和电池健康状态的实时数据收集， 进一步优化回收生态系统。二者的综合运用不仅改进电 池的收 集、分拣和处理环节，还能确保回收流程的可持 续性。这些 创新成果共同打造了一 个更 加智能、高效的 回收产业链，为电池和电动汽车行业迈向可持续循环经 济奠定了坚实基础。