Interpretación de la industria china de reciclaje de baterías eléctricas
Desde 2018, todos los años se ha dicho que es el primer año del reciclaje de baterías eléctricas. Sin embargo, el mercado del reciclaje de baterías eléctricas no ha explotado realmente hasta ahora.
Sin embargo, todo el mundo cree que la batería eléctrica acabará jubilándose. La industria del reciclaje es como una cornucopia, que seguramente reunirá cientos de miles de millones de billones de riqueza.
¿Cuál era el statu quo del sector antes de la explosión de un mercado de un billón de dólares? Este artículo le ofrecerá un análisis exhaustivo y en profundidad.
Pequeños talleres y empresas formales de reciclaje
El reciclaje de baterías eléctricas comienza con la promoción de vehículos de nueva energía.
Sin embargo, al principio no eran las baterías retiradas las que se reciclaban. En la primera etapa de promoción de los vehículos de nueva energía, la tecnología de fabricación de baterías de energía era muy inmadura y la tasa de rendimiento era baja. En China surgieron varios talleres pequeños para reciclar materiales de pilas usadas.
Más tarde, los recicladores empezaron a recoger pilas usadas con gran capacidad residual y buenos indicadores de detección, y las vendían al precio de utilización en cascada; tras un mal desmantelamiento manual, se vendían a empresas de fundición posteriores para extraer precursores de material catódico.
Durante este periodo, los pequeños talleres eran la fuerza principal del reciclaje de pilas.
Con la continua promoción de los vehículos de nueva energía, los departamentos gubernamentales de varios países han ido prestando atención al reciclaje de las baterías retiradas. Debido a la posible contaminación del medio ambiente, también puede haber riesgos potenciales para la seguridad.
Por ello, el gobierno chino ha puesto en marcha un sistema de lista blanca para el reciclaje de baterías eléctricas, y así existen empresas formales de reciclaje de baterías.
Las empresas de reciclaje de baterías eléctricas de China se han registrado de más de 300 en 2017 a casi 3.000 en 2021, pero actualmente solo hay 45 empresas que cumplen con los estándares de la industria establecidos por el gobierno chino.
Muchas de estas empresas tienen grandes antecedentes. Por ejemplo, Bangpu Cycle, Huayou Cycle, GEM y Ganzhou Highpower han entrado en la "lista blanca" del primer lote de reciclaje de baterías en virtud de su temprano reciclaje de baterías de óxido de litio-cobalto 3C y sus cualificaciones para el tratamiento de residuos peligrosos.
Detrás de Bangpu está la era Ningde, Huayou tiene minas y es líder en fundición de cobalto, GEM es líder de precursores ternarios y existe una red de desguace de automóviles.
Por supuesto, no faltan en la lista las startups que ven oportunidades de reciclaje de baterías eléctricas y se suman a ellas.
Durante la epidemia de principios de 2020, Shenzhen Bus Group inició el desmantelamiento del primer lote de autobuses de nueva energía, con un total de más de 200 vehículos y más de 700 toneladas de baterías.
Hengchuangrui pudo pujar por la batería y consiguió el mayor pedido de la historia del reciclaje de baterías eléctricas. Saidmei puede considerarse un trabajador modelo en el sector. A falta de fondos y con poca experiencia, también se ha convertido en una de las listas blancas del reciclaje de baterías con su tecnología de reparación de materiales.
Con la aparición de empresas de reciclaje, ¿va el reciclaje de pilas por buen camino? Calculemos primero cuántas pilas eléctricas pueden reciclarse.
De acuerdo con la capacidad instalada anual de vehículos de nueva energía, según la densidad energética de la batería de 120wh/kg, se retirará y reciclará tras 4 años de uso, y se calculará aproximadamente la escala de baterías retiradas.
En 2020 se retirarán unas 240.000 toneladas de baterías eléctricas. ¿Adónde han ido a parar las 240.000? Según las estadísticas del sector, el volumen de reciclaje de las empresas de reciclaje formales es inferior a 50.000 toneladas.
En 2021, la escala general de reciclaje de cada empresa aumentará, y algunas escalas de reciclaje se duplicarán, pero debido a factores como la cantidad total de baterías retiradas, los precios y el transporte de larga distancia, el volumen de reciclaje de varias empresas líderes no supera las 10.000 toneladas, y la mayoría de las baterías eléctricas retiradas todavía fluyen hacia pequeños talleres para su reciclaje in situ.
Todas las partes hicieron lo posible por reciclar las pilas, pero como la puja por las pilas usadas es el precio más alto, los pequeños talleres suelen atreverse a pujar porque no son responsables de la protección del medio ambiente y tienen bajos costes de eliminación.
Sigue existiendo el fenómeno de que las empresas formales de reciclaje recogen menos pilas.
Las empresas de reciclaje formal no sólo recogen menos pilas, sino que también tienen dificultades para obtener beneficios.
La orientación política no es suficiente
En China, no es razonable elegir una parte recicladora subastando las pilas usadas con el precio más alto.
Muchos países europeos y americanos han aprobado leyes para establecer un sistema legal y normativo completo para el reciclaje de materiales de desecho, aclarar las sanciones por operaciones ilegales y cooperar con el "sistema de depósito" para reciclar pilas.
Japón implanta el reciclaje inverso, abogando por que los ciudadanos se esfuercen voluntariamente en devolver las pilas usadas a los fabricantes de pilas, para luego entregarlas a empresas profesionales de reciclaje de pilas para su eliminación.
En muchos países, las pilas usadas se clasifican como residuos peligrosos, y el poseedor no sólo no puede utilizarlas para venderlas por dinero, sino que también tiene que pagar a las empresas de reciclaje de pilas para que las traten de forma inocua.
Para Umicore, una empresa de materiales de renombre mundial, el precio de un horno de combustión para reciclar baterías asciende a 1.000 millones de yuanes. Como puede verse, el coste del reciclaje es elevado, y el gobierno y las empresas conceden gran importancia a la protección del medio ambiente.
Por lo tanto, es necesaria una orientación política que preste atención al enorme coste social del reciclaje de pilas y adopte medidas de control estrictas.
Ruta técnica
Las baterías eléctricas tienen normas y modelos diferentes, lo que dificulta su utilización en cascada y su reciclaje. La utilización en cascada requiere desmontaje, pruebas, distribución de volúmenes y reorganización, principalmente manual y semiautomática.
El reciclaje puede dividirse en pretratamiento y tratamiento posterior. El proceso de pretratamiento se divide en desmontaje de la descarga y trituración con carga. Tras la trituración electrificada, se separan la lámina de cobre, la lámina de aluminio, el polvo negro, la cáscara, el diafragma y otros materiales. Los tratamientos posteriores incluyen pirólisis a alta temperatura, hidrometalurgia, pirometalurgia, reparación de materiales, etc.
La industria del reciclado de baterías eléctricas se encuentra todavía en una fase temprana de desarrollo, y se están investigando innumerables métodos de reciclado, pero nada más que las rutas técnicas mencionadas.
Según estas vías técnicas actuales, la tasa de recuperación de material y las normas industriales exigen que la tasa de recuperación global de níquel, cobalto y manganeso no sea inferior a 98%, la tasa de recuperación de litio no sea inferior a 85%, y la tasa de recuperación global de otros metales valiosos importantes, como las tierras raras. No inferior a 97%.
Por supuesto, cuanto mayor sea la tasa de recuperación, mejor. Sin embargo, mejorar la tasa de recuperación no solo requiere sus propias habilidades técnicas, sino que también depende del grado de los materiales en la fase de pretratamiento.
Tomando como ejemplo las baterías de litio hierro fosfato, la demanda del mercado de polvo negro roto es superior a 2,5% de contenido de litio, preferiblemente 3,8%. Las láminas de electrodo positivo y negativo se desmontan manualmente, y el contenido de litio del polvo puro de electrodo positivo puede alcanzar fácilmente el estándar más alto, mientras que el contenido de litio tras la trituración mecánica en polvo mezclado de electrodo positivo y negativo es básicamente inferior a 3,0%.
Se produce así el fenómeno de que el dinero malo expulsa al bueno. Un gran número de pilas se reciclan en pequeños talleres y se desmontan manualmente en carcasas, láminas de cobre, láminas de aluminio y polvo negro. Hay muchas empresas formales de reciclaje que subcontratan las pilas a pequeños talleres para su desmontaje y tratamiento previo, y luego reciclan los materiales mediante hidrometalurgia.
El reciclaje de bajo coste y alto valor es la ventaja de los pequeños talleres. El coste del desmontaje y clasificación manual de una tonelada de pilas es de 600 yuanes, menos de la mitad del coste del desmontaje y clasificación con equipos en las empresas de reciclaje normales. Por supuesto, el precio es a costa del medio ambiente y la salud personal. Espero sinceramente que el Estado establezca medidas de supervisión y sistemas de gestión lo antes posible para realizar realmente el reciclaje inofensivo y ordenado de las baterías eléctricas.
La ruta técnica del reciclaje de las baterías de potencia también está evolucionando, porque la ruta técnica de las baterías de potencia aún no se ha finalizado. En la primera fase de desarrollo, las baterías de níquel e hidruro metálico, manganato de litio, fosfato de hierro y litio, litio ternario, titanato de litio y otras baterías mostraron su poder mágico y se comercializaron.
Más tarde, las baterías de litio-hierro-fosfato y las ternarias de litio se convirtieron en la corriente dominante absoluta debido a sus grandes ventajas de rendimiento. Sin embargo, los accidentes de seguridad de las baterías ternarias ocurren con frecuencia. Para 2021, el litio hierro fosfato se ha convertido en la principal opción para las baterías de energía.
El desarrollo continúa. Se espera que en los próximos 3-5 años las baterías semisólidas empiecen a aplicarse a gran escala. En los próximos 10 años, se espera que las baterías de estado sólido ocupen un lugar. Tras estos cambios, la tecnología y los equipos de reciclado de baterías se enfrentarán a mayores retos.
Modelo de negocio a mejorar
Para establecer un modelo de negocio de reciclaje de baterías de motor, primero debemos contar con una buena fuente de reciclaje. Hay pocos paquetes de baterías que se puedan reciclar, pero se pueden reciclar desde la fábrica principal de motores, que van desde unas pocas a docenas de baterías, la mayoría de las cuales tienen el valor de la utilización en cascada. Tras el violento experimento de los vehículos individuales, la batería puede reciclarse directamente si se quema o se daña.
Otra buena fuente de reciclaje es reciclar restos de piezas de polos, pilas sin inyección de líquido, pilas de grado B de grado C, paquetes de pilas, etc. de la fábrica de pilas.
El canal de mercado del material de la pieza de poste es estable y difícil de agitar. La batería del grado B y del grado C se puede utilizar como batería de utilización en cascada para vehículos de baja velocidad, vehículos de dos ruedas, fuentes de alimentación de reserva, farolas, tesoros de carga, etc., y la demanda del mercado es muy grande.
Otras fuentes de reciclaje ideales son las baterías de autobuses de nueva energía retiradas del servicio por las empresas de autobuses, y pueden reciclarse cientos de toneladas de baterías de litio hierro fosfato de un lote de vehículos retirados del servicio. Las empresas de reciclaje pujan por las baterías, y el precio oscila entre 100 y 200 yuanes por kilovatio-hora, según el año de producción, la marca y el estado de la batería.
El desmontaje manual in situ y el regreso a la fábrica para la inspección y la clasificación, por lo general 80% se puede utilizar en cascada, y se vende a las empresas o comerciantes de la utilización en cascada a un precio de 200 a 300 yuanes.
Por supuesto, el precio del carbonato de litio sigue disparándose, y el carbonato de litio para baterías ha subido hasta los 400.000 yuanes/tonelada. Ahora, el precio del reciclaje también debe tener en cuenta el valor del reciclaje.
Las baterías eléctricas de los vehículos de nueva energía desguazados por las plantas de desguace de automóviles también son populares. En 2018, se desguazaron más de 1.000 vehículos de nueva energía en la planta de desguace, y 80% tenían baterías; en 2019, la planta de desguace de automóviles también recicló más de 1.000 vehículos de nueva energía, y 80% de las baterías de los vehículos se desmantelaron y subastaron antes de lo previsto.
Antes de las verdaderas empresas de cascado y reciclaje, también hay comerciantes de paso. Los comerciantes son buenos en las ventas a posteriori, encuentran fuentes de baterías, preguntan sobre el estado de las baterías y el rango de precios y otra información, se preparan para pujar después de la inspección y verificación in situ, y buscan compradores al mismo tiempo.
La compra de baterías usadas es una transacción al contado, y el pago se entrega, y nunca se retrasa, pero el beneficio es la diferencia. Los vendedores más diligentes incluso se desplazan en sus coches particulares para barrer las calles. Talleres de reparación, desguaces y concesionarios de vehículos eléctricos son sus bases frecuentes.
Después de conseguir una buena fuente de mercancías, ¿cómo puede ganar dinero una verdadera empresa de reciclaje? El negocio de reciclaje de baterías de los pequeños talleres es flexible y tiene muchas rutinas, a expensas del medio ambiente y de la seguridad personal de los empleados, que no se describirán en detalle aquí.
Aunque las empresas formales de reciclaje pueden llegar a una cooperación estratégica con los fabricantes de equipos originales y las fábricas de baterías, y algunas empresas automovilísticas con financiación extranjera ofrecen el tratamiento de las baterías de forma gratuita, el volumen de reciclaje es limitado, y el modelo de negocio existente sigue siendo difícil de rentabilizar.
También hay nuevos modelos de negocio.
Para bloquear de antemano el origen de las baterías y reciclarlas por lotes, las empresas de reciclaje han empezado a desplegar negocios de intercambio de baterías. Se ha explorado el modelo de intercambio de baterías para vehículos de nueva energía, y NIO es autosuficiente en la construcción de estaciones de intercambio de baterías, que cuentan con el favor de los usuarios.
Aodong ha construido una plataforma de intercambio de energía para ofrecer servicios de intercambio de energía a los taxis, y algunos sitios ya han obtenido beneficios. La modalidad de intercambio de baterías reduce el coste de compra del coche, resuelve el problema de la carga, mejora la eficiencia de uso y favorece también el desarrollo sostenible de las empresas de reciclaje.
Sobre la base de la sustitución de baterías eléctricas, las empresas de reciclaje también impulsan el modo de sustitución de baterías cuando se utilizan en cascada. Un ejemplo típico es el cambio de baterías de vehículos de dos ruedas. Los conductores de vehículos para llevar fueron los primeros en utilizar baterías de plomo-ácido, que a menudo interrumpían el servicio porque no podían cargarse a tiempo. El modo de intercambio de baterías de vehículos eléctricos de dos ruedas resolvió muy bien este problema y fue el primero en comercializarse y obtener beneficios.
Además, en el proceso de reciclaje de baterías, a menudo se da el caso de que varias toneladas de baterías dispersas no son suficientes para llenar un coche y transportarlo de vuelta a la fábrica para su procesamiento.
Los recicladores pueden optar por almacenar temporalmente en puntos de reciclaje, ahorrar suficientes 30 toneladas y luego utilizar un carro de 15 metros para retirarlas de una vez. Es difícil obtener beneficios construyendo una sucursal por sí sola, y el coste anual de funcionamiento es de unos 300.000. Por tanto, la construcción conjunta y el uso compartido de puntos de reciclaje son los puntos calientes de las empresas de reciclaje.
Suben los precios de los materiales
Los beneficios del reciclado de pilas son la utilización en cascada o el valor del reciclado del material.
Antes de 2021, el reciclaje y el procesamiento de las baterías de litio hierro fosfato se puede utilizar para la utilización en cascada, pero es un fenómeno común en la industria de perder dinero para el reciclaje. La mayoría de las empresas son reacias a reciclar, y se han dado casos en los que incluso se regalan unos cientos de yuanes por tonelada, y el flete corre por cuenta propia.
A finales de 2020, el precio del carbonato de litio aún se encontraba en un mínimo histórico, y comenzó a subir en 2021, disparándose de 50.000 yuanes/tonelada a 350.000 yuanes/tonelada a finales de año. A 17 de febrero de 2022, el precio medio del carbonato de litio superaba los 430.000 yuanes/tonelada.
Como resultado, el precio de reciclaje de los residuos de baterías de litio hierro fosfato también ha aumentado, y el precio de las baterías de carcasa de aluminio ha pasado de unos 2.000 yuanes/tonelada a 15.000 yuanes/tonelada a principios de 2021 (sin impuestos ni fletes).
Obviamente, si los precios de los materiales siguen subiendo, aumentarán los beneficios del negocio de reciclaje de baterías eléctricas. ¿Cuál es la tendencia de los precios de los materiales para baterías? Básicamente, el precio de los materiales para baterías se está disparando. Nos fijamos principalmente en el carbonato de litio y el cobalto.
Hay tres razones principales para el aumento del carbonato de litio para baterías en 2021.
En primer lugar, las ventas de vehículos de nueva energía se han duplicado por encima de las expectativas, y el suministro de recursos importados es insuficiente, por lo que las empresas chinas de fundición no pueden producir a plena capacidad.
En segundo lugar, la capacidad de extracción de litio del salar se ve afectada por la reducción de la producción en invierno, el periodo de mantenimiento de los equipos y el acopio a finales de año, y el suministro se reduce.
En tercer lugar, 52% de las reservas mundiales probadas de litio están en Chile, donde el presidente chileno Boric ganó las elecciones a finales de 2021, se centró en el cambio social, prometió aumentar las regalías mineras y los impuestos corporativos, y aumentar el costo de la minería.
Además, el impulso de los vehículos de nueva energía no disminuirá en 2022. Algunos expertos predicen que el objetivo de ventas de 5 millones de vehículos en 2025 se alcanzará antes de lo previsto este año, y podría llegar a los 6 millones de vehículos. El almacenamiento de energía en baterías de litio también se está desarrollando rápidamente, y es probable que la demanda de baterías de litio supere a la de vehículos eléctricos en el futuro.
Por el lado de la oferta de carbonato de litio, muchos proyectos nuevos no se pondrán en producción hasta la segunda mitad de 2023 como muy pronto. Por lo tanto, existe una alta probabilidad de que el precio del carbonato de litio siga subiendo este año y se mantenga en un nivel elevado.
La distribución de los recursos mundiales de mineral de cobalto está concentrada, principalmente en el Congo africano (RDC). Los recursos de cobalto de China son muy escasos, y las baterías ternarias de litio reciclan principalmente cobalto y níquel. Actualmente, el precio de compra de las baterías ternarias de litio de desecho (sistema 523) se acerca a los 40.000 yuanes/tonelada, y sigue siendo el preferido de las empresas de reciclaje.
El precio del cobalto fluctúa brusca y periódicamente. En el primer trimestre de 2018, el precio estimado alcanzó un máximo histórico de 680.000 yuanes/tonelada, y luego cayó bruscamente, bajando a 340.000 yuanes/tonelada a finales de 2018.
La razón principal es que la tasa de crecimiento de los vehículos de nueva energía se ralentizó después de mayo de 2018, y la demanda fue inferior a la esperada. Al mismo tiempo, a partir del segundo trimestre, el plan de aumento de la producción de mineral de cobalto se realizó gradualmente, y la oferta aumentó bruscamente.
En 2019-2020, el precio del cobalto fluctuó y se ajustó, manteniendo un rango bajo de 200.000-300.000 yuanes/tonelada. En 2021, la demanda de materias primas será ajustada, y el precio del cobalto seguirá subiendo hasta superar los 400.000 yuanes. A partir del 17 de febrero de 2022, el cobalto electrolítico subirá a 530.000 yuanes/tonelada.
El propio Congo africano (RDC) es un país políticamente turbulento, y su capacidad logística no está desarrollada. Afortunadamente, la cuota de las baterías de litio hierro fosfato se está ampliando gradualmente, y ha aumentado la aplicación de las baterías del sistema 811 con bajo contenido en cobalto. La demanda de recursos de cobalto no es tan urgente como la de litio, que puede permanecer en 50 este año. -600.000 yuanes / tonelada fluctuó en un nivel alto.
El precio del polvo negro de batería ternaria reciclado en el mercado se calcula principalmente en función del contenido de cobalto, el contenido de níquel y el coeficiente de precio del cobalto. El cobalto se encuentra en el rango alto, el coeficiente de precio también es alto, y el valor de reciclaje del polvo negro de cátodo ternario también aumenta en consecuencia, lo que es bueno para el desarrollo de la industria.
El elevado precio de los materiales es uno de los requisitos para el funcionamiento de las empresas de reciclaje. Recientemente se ha sabido que, en algunos escenarios, el precio de las pilas viejas no es inferior al de las pilas nuevas, porque los recicladores valoran el valor del material reciclado.
Conclusión
Por lo tanto, en términos de políticas, es necesario que el Estado establezca un mecanismo de supervisión y castigo, lance un plan para incluir las baterías eléctricas usadas en la "Lista de Residuos Peligrosos" e implante gradualmente la gestión de las cualificaciones de reciclaje de baterías eléctricas usadas.
En cuanto a la sociedad, se espera que las empresas automovilísticas establezcan un mecanismo de reciclaje de baterías, o cambien las viejas por otras nuevas, y orienten a los usuarios particulares para que entreguen directamente las baterías de su propiedad a empresas formales de reciclaje, a fin de reducir los vínculos de los intermediarios.
En cuanto a la tecnología, se espera que las empresas de reciclaje refuercen la investigación y el desarrollo de tecnología de procesos y equipos, presten atención al desarrollo de rutas tecnológicas de baterías eléctricas, planifiquen la dirección y el enfoque de la investigación y el desarrollo, y se comprometan con soluciones globales para un reciclaje seguro, respetuoso con el medio ambiente, refinado y automatizado.
La razón por la que la industria del reciclaje de baterías eléctricas es interesante se debe principalmente a la incertidumbre sobre el valor de las baterías usadas. Al igual que "apostar sobre piedras", resulta difícil juzgar cuánto jade contiene una piedra y cuál es su valor.
Por supuesto, los recicladores de pilas experimentados pueden juzgar el valor de las pilas usadas con la mayor precisión posible a través de ciertos métodos y con la ayuda de algunas herramientas que ayudan en el análisis. Además, también depende de si la tecnología de reciclaje puede realmente convertir los residuos en tesoros.
