Osredotočite se na prihodnost: zakaj recikliramo litijeve baterije?
1.1. Industrija električnih vozil se hitro razvija in število odsluženih litij{2}}ionskih baterij je ogromno
Svetovna industrija novih energetskih vozil se hitro razvija. Leta 2020 je bila svetovna prodaja novih energijskih vozil 3.095.200 enot, -na{5}}letno povečanje za 40,16 odstotka, od tega so čistih električnih vozil prodali 2.126.100 enot na leto- -letno povečanje za 29,58 odstotka. Pod vplivom nove epidemije kronske pljučnice so se dvignile proti trendu. Predvidevamo, da bo stopnja rasti svetovne prodaje novih energetskih vozil v letih 2021–2025 presegla 30 odstotkov, do leta 2025 pa bo prodaja presegla 13 milijonov.
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.
Zaradi hitre rasti trga električnih vozil močne litij{0}}ionske baterije še naprej ohranjajo hiter trend rasti. Glede na material katode lahko močne litij{1}}ionske baterije razdelimo na ternarne baterije, litij-železo-fosfatne baterije in druge baterije. Trenutno na čezmorskem trgu prevladujejo ternarne baterije, hkrati pa se razvijajo domače ternarne baterije in litij-železov fosfat. Letna na novo nameščena zmogljivost globalnih močnih litij-ionskih baterij se stalno povečuje. Pričakujemo, da bo inštalirana zmogljivost leta 2025 dosegla 623 GWh; domača instalirana zmogljivost lahko doseže 312 GWh. Med njimi je inštalirana zmogljivost ternarnih baterij dosegla 174,5 GWh, inštalirana zmogljivost litijevega železovega fosfata pa 137,4 GWh.
1.2. V skladu s trendom globalne elektrifikacije, omejitvena geometrija virov litija
In the context of carbon neutrality, the electric vehicle and energy storage market will rise rapidly, according to BNEF's forecast for 2020:
(1) Od leta 2020 do 2040 se bo svetovna prodaja električnih osebnih vozil povečala s približno 2 milijona na približno 55 milijonov (približno 3300 GWh, preračunano na 60 kWh/vozilo), kar je 27,5-krat več kot leta 2020;
(2) Od leta 2020 do 2050 se bo skupna nameščena zmogljivost svetovnega trga za shranjevanje energije povečala s približno 20 GWh na približno 1700 GWh, kar je 85-krat več kot leta 2020.
Če se kumulativna količina izračuna na podlagi 8-letnega cikla zamenjave električnih vozil in ob predpostavki, da večina nameščene zmogljivosti za shranjevanje energije uporablja litijeve baterije, bo povpraševanje po litijevih baterijah v letih 2020–2060 doseglo 25 TWh. povpraševanje po litijevem karbonatu je približno 15 milijonov ton.
Glede na obseg raziskovanja virov litija v svetu nam ni treba skrbeti zaradi nezadostnih virov litija, vendar moramo biti še vedno pozorni na regionalne omejitve virov.
(1) Litij v slanem jezeru ima večji vir. Če je mogoče izboljšati tehnologijo čiščenja in zmanjšati proizvodne stroške, bo problem bolje rešen;
(2) V primerjavi z drugimi regijami na svetu ima Kitajska manj-kakovostnih virov litija. Glede na to, da je moja država jedro srednje verige industrije litijevih baterij in na koncu prodajnega trga, je treba upoštevati omejitve virov;
(3) Z vidika proizvodnje litijeve soli, porazdelitve stroškov in gibanja cen litija različni viri in regionalne politike vodijo do različnih rudarskih težav, naložb in stroškov. V prihodnosti bo prišlo do določenega neskladja med ponudbo in povpraševanjem v različnih obdobjih in regijah, cene litija pa bodo močno nihale. Če se cene litija močno dvignejo, bo to neizogibno škodilo uresničevanju ogljično nevtralne vizije.
Zato je treba ob upoštevanju dejavnikov varstva okolja, regionalnih omejitev glede virov litija in dejavnikov cene litija reciklirati tudi rabljene litij{0}}ionske baterije.
1.3. Tržni prostor za sekundarno uporabo in recikliranje materiala močnih litij-ionskih baterij
1.3.1. Prostorsko napovedovanje ostankov močnih litij-ionskih baterij in ešalonske uporabe
Oblikovali smo model izračuna za tržni prostor za recikliranje kovin ternarnih baterij in tržni prostor kaskadne uporabe in recikliranja litij-železovih fosfatnih baterij v prihodnosti. Najprej naredimo naslednje predpostavke:
(1) Ternarna baterija:
1) Med cikličnim postopkom polnjenja in praznjenja se bo zmogljivost baterije postopoma zmanjšala, in ko razpad pade pod 80 odstotkov, bo dosegla stanje upokojitve. Običajno je življenjska doba močnih litij-ionskih baterij približno 5 let. Predvidevamo, da je učinkovita življenjska doba ternarne baterije in litij-železo-fosfatne baterije 5 let. Zato je od zdaj prva serija močnih litij-ionskih baterij dosegla upokojitveno starost in bo v prihodnosti uvedla bolj trajnosten in rastoč trg recikliranja močnih litij-ionskih baterij. Po tej predpostavki bodo leta 2014 vgrajene ternarne (litij-železo-fosfatne) baterije razstavljene in reciklirane v letu 2019, ternarne (litij-železo-fosfatne) baterije, nameščene leta 2015, bodo razstavljene in reciklirane v letu 2020 itd. .
2) Metoda razstavljanja in recikliranja je v glavnem sprejeta za odstranjevanje razgrajenih ternarnih baterij. Razstavljanje in recikliranje je pomembno za recikliranje in ponovno uporabo kovinskih materialov, kot so kobalt, nikelj, mangan in litij v materialu pozitivne elektrode, material pozitivne elektrode pa je razdeljen na NCM333, NCM523, NCM622, NCM811 itd., in različne tehnične poti imajo različne gostote energije. Z razvojem industrije ternarnih baterij sta visoka vsebnost niklja in brez kobalta postala pomembna razvojna trenda. Naredimo predpostavke o deležu vsake kovine v katodnem materialu v prihodnjih letih in naredimo izračune.
(2) Litij-železo-fosfatna baterija:
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) Razgrajeno litij-železo-fosfatno baterijo je treba najprej uporabiti po fazah, nato pa jo razstaviti in reciklirati. Trenutno sistem recikliranja in kaskadne uporabe ni popoln, pri recikliranju litija pa obstajajo tudi gospodarske težave, vendar verjamemo, da s podporo politik, pa tudi z dvigom trga za shranjevanje energije in omejitvami virov litija, trg in gospodarstvo se bosta postopoma izboljševala. Pri izračunu smo naredili predpostavke o deležu kaskadne izrabe, ki se je delež postopoma povečeval s 5 odstotkov v letu 2019 na 80 odstotkov v letu 2030, pri litij-železo-fosfatnih baterijah, ki niso vstopile v sistem kaskadne izrabe, pa so bile razmeroma ekstremne predpostavke, tj. Ob predpostavki, da vstopi v sistem razgradnje in recikliranja materiala, sicer bo onesnažil okolje in povzročil okoljske stroške.
3) Predvidevamo, da je kWh pozitivnega litijevega železovega fosfata pred nadgradnjo 2,4 kg/kWh, po nadgradnji pa postane 2,3 kg/kWh, in domnevamo, da bo trg postopoma prešel z železovih litij-ionskih baterij z nizko energijsko gostoto na visoka energijska gostota v 17-20 letih Energijska gostota litij-železo-ionskih baterij in litij-železo-fosfatnih baterij ostaja enaka pred in po odpadu.
4) Shranjevanje energije je eden od scenarijev uporabe litij-železo-fosfatnih baterij, vendar se zaradi dolgega cikla uporabe, običajno več kot 15-20 let, razrez litij-železo-fosfatnih baterij na trgu za shranjevanje energije zaenkrat ne upošteva biti.
5) Kar zadeva litij-železo-fosfatno baterijo po kaskadni uporabi, jo bomo razstavili, da bi obnovili litijev element po 3 letih. Glede ternarnih baterij ocenjujemo, da je v letu 2019 predvideno, da je mogoče reciklirati 1300 ton ternarnih pozitivnih elektrod, nato pa se bo ta iz leta v leto povečevala na 292.500 ton v letu 2030.
Izračunajte količino predelane kovine glede na vsako vrsto ternarne pozitivne elektrode in seštejte skupno količino predelane kovine ternarne baterije:
1) NCM333: Ker se je trikomponentna baterija NCM333, nameščena leta 2014, začela umikati leta 2019, se je obseg recikliranja NCM333 postopoma povečeval od leta 2019 do 2022 in leta 2022 dosegel najvišjo vrednost 12.800 ton, nato pa se je s33 odmikom postopoma zmanjševal zaradi NCM. 2026 Letni obseg recikliranja je nič;
2) NCM523: NCM523, ki je začel prihajati na trg leta 2016, bo razrezan in recikliran leta 2021, nato pa se bo obseg recikliranja stabiliziral med 40,000 tonami in 60,000 tonami v 23 -28 let, leta 2030 pa naj bi narasla na 107.800 ton;
3) NCM622: NCM622, ki je prišel na trg leta 2017, bo leta 2022 razrezan in recikliran, obseg recikliranja pa se bo nekoliko povečal do povečanja v 28 letih. Ocenjuje se, da bo leta 2030 mogoče reciklirati 60.300 ton;
4) NCM811: NCM811, ki je prišel na trg leta 2018, bo leta 2023 razrezan in recikliran, leta 2030 pa naj bi narasel na 124.400 ton.
Ocenjuje se, da bo leta 2030 mogoče pridobiti 20.900 ton litija, 114.700 ton niklja, 28,000 ton kobalta in 32.300 ton mangana.
Glede litij-železovih fosfatnih baterij predvidevamo:
1) Leta 2030 bo odpadna železova-litij- baterija dosegla 313.300 ton;
2) Ker se kaskadna izraba iz leta v leto povečuje, se pričakuje, da bodo železove{1}}litij-ionske baterije, ki se lahko uporabljajo v kaskadi, leta 2030 dosegle 109,93 GWh, skupaj 250.600 ton; preostalih 62.700 ton bo razstavljenih in recikliranih, 2800 ton litija pa bo mogoče predelati;
3) Litij-železove fosfatne baterije, uporabljene v kaskadi leta 2027, bodo leta 2030 dosegle standard za razrez. Trenutno bo 86 040 ton razstavljenih in recikliranih, 3790 ton litija pa je mogoče predelati. Iz obeh je mogoče pridobiti skupno 6.500 ton litija.
1.3.2. Napoved občutljivosti tržnega prostora odpadne in kaskadne uporabe močnih litij-ionskih baterij
Ker imajo spremembe cen kovin velik vpliv na ekonomijo, sproščanje na trg in izhodno vrednost recikliranja litij{0}}ionskih baterij in kaskadne uporabe, smo zasnovali tržni prostor za recikliranje kovin za ternarne baterije ter trg recikliranja in kaskadne uporabe prostor železovih-litij-baterij v prihodnosti. Analizirajte občutljivost cen in naredite naslednje predpostavke:
2) Pri izvajanju analize občutljivosti ob spreminjanju tržne cene kovin ostane delež katodnih materialov ternarne baterije in delež ešalonske obnovitve litij-železo-fosfatne baterije nespremenjen.
3) Predvidevamo, da se bo cena na vat-uro litij-železo-fosfatnih baterij znižala z 2,17 juana/Wh v 2014 na 0,55 juana/Wh leta 2025, stopnja znižanja pa bo postopoma upočasni v 21-25 letih. Cena preostale vrednosti kaskadne izrabe je razdeljena na tri stopnje: visoka (40 odstotkov), srednja (30 odstotkov) in nizka (20 odstotkov) za pretvorbo preostale vrednosti.
Ko je kovina po visoki ceni, naj bi tržni prostor za recikliranje litija/niklja/kobalta/mangana znašal 195,82/176,63/186,13/640 milijonov juanov do leta 2030. Ko bo kovina po trenutni ceni, bo ternarna baterija Pričakuje se, da bo tržni prostor za recikliranje litija/niklja/kobalta/mangana leta 2030 znašal 103,67/154,24/85,80/529 milijonov juanov. Ko je kovina po nizki ceni, bo tržni prostor za recikliranje trojnih baterij litija/niklja/kobalta/mangana leta 2030 naj bi znašal 81,68/73,65/54,41/300 milijonov juanov. Od leta 2020 do 2030 bo kumulativni prostor za recikliranje ternarnih baterij po trenutnih cenah dosegel 130,5 milijarde juanov.
Pod visoko preostalo vrednostjo je tržni prostor za uporabo železovih{0}}litij{1}}inskih baterij leta 2030 ocenjen na 24,124 milijarde juanov, srednja preostala vrednost pa na 18,093 milijarde juanov in nizka preostala vrednost je ocenjena na 12,062 milijarde juanov. V primeru srednje preostale vrednosti bo kumulativni tržni prostor ešalonske uporabe železove{9}}litij- baterije v obdobju 2020–2030 dosegel 68 milijard juanov.
Ko je litijeva kovina po visoki ceni, se pričakuje, da bo tržni prostor za recikliranje litij-železovega fosfata litij{0}} ionskih baterij leta 2030 znašal 6,117 milijarde juanov, po trenutni ceni 3,238 milijarde juanov in po nizki ceni 2,552 milijarde juanov. Od leta 2020 do 2030 bo kumulativni tržni prostor za recikliranje litij-železovih fosfatnih baterij dosegel 16,3 milijarde juanov po trenutnih cenah.
