随着磷酸铁锂的采用迅速增长，迫切需要磷酸铁锂回收的工业和经济解决方案。CRU 的市场洞察和 Worley 的工程专业知识汇集在一起，以解决低成本磷酸铁锂 （LFP） 的回收经济性现实电池。
我们的主要收获是：
- 欧洲回收业务的盈利能力尤其不稳定。原料成本（黑物质和试剂）以及收入（锂价格）是主要因素。技术创新可以降低成本，并将成为这个成本敏感市场的关键差异化因素。
- 前进的道路在于市场越来越多地转向闭环安排，以消除回收商的原料成本。
- 政策将强制磷酸铁锂回收，而生产者责任延伸法规将意味着回收的负担和成本将落在汽车制造商或电池制造商身上。
- 这可能意味着，除非找到一种改变游戏规则的技术——不含硫酸钠并回收石墨和磷酸铁——否则欧洲电池的隐含额外成本约为 3.9 美元/千瓦时，或 273 kWh 电动汽车组为 70 美元。假设只有 6% 的锂来自回收的磷酸铁锂（根据欧盟 2035 年的规定），这将增加成本降低到 16 美元。
业界关注磷酸铁锂经济，但合理吗？
新兴的电池回收行业已经具备了处理NMC（锂镍锰钴）电池的能力，但磷酸铁锂在中国以外迅速增长的采用将需要一种工业和经济的解决方案来处理磷酸铁锂废料，特别是考虑到CRU的电池价值链服务中建模的体积。
从行业参与者到政策制定者，电池利益相关者都认识到回收利用的长期战略和经济机遇。将电池废料送往垃圾填埋场根本不是一种选择，将废旧电池送往二次使用应用将受到电池安全性和使用寿命降低的限制。
问题在于 LFP 与 NMC 所包含的物质价值。NMC 的经济性一直基于镍和钴的价值，但现在也越来越多地基于锂。在磷酸铁锂中，锂被认为是唯一具有重要价值的材料。
LFP回收的经济性放在刀刃上
盈利的关键条件
- 商业模式：闭环安排（原料以降低或零成本供应，产出价格通过合同确定）比公开市场模式更具弹性。
- 市场需求：成功取决于碳酸锂和再生磷酸铁的定价和可靠的承购协议，尤其是在欧洲和北美。通过回收石墨确定对复合石墨负极材料的需求将加强黑色质量炼油厂的商业案例。
- 监管支持：对回收成分的强制要求，例如锂和其他电池材料的最低阈值，将回收负担转移到原始设备制造商身上，从而提高炼油厂的经济效益。对向非经合组织国家出口黑色的限制可能会造成一个专属的欧盟市场，从而增加当地需求并实现价格稳定。鉴于欧洲项目的资本支出高于中国，政府可能需要激励措施来弥合成本差距并刺激早期投资。
- 成本控制：必须严格管理资本支出和运营支出（能源、试剂、废物管理），并使用适应当地标准的技术。
黑色质量精简商的财务状况
在这里，我们模拟了在中国和欧洲运行的通用湿法冶金流程图的经济性。财务模型中使用的 Worley 的资本支出和运营支出估算来自多个 LFP 和 NMC 黑色质量回收项目。
磷酸铁锂回收的经济性是微妙平衡的。有几个因素可能会使业务从盈利转向亏损，但两个最敏感的杠杆是：
- 黑量价格：在这种情况下，我们假设采用公开市场模式，但垂直整合的参与者可以以较低的价格获得它，或者对闭环安排中的参与者免费 。
- 碳酸锂价格：回收商建议"激励"价格高于 11-15 美元/公斤。二次化学品通常也以低于基准价格的价格出售。
确保项目成功
上述价格因素在很大程度上超出了个别回收商的控制范围，并受到市场动态的影响。回收商还可以影响其他因素：
技术创新降低成本
新的工艺技术应侧重于降低运营成本，同时实现 94% 以上的碳酸锂回收率。技术开发人员可以通过展示能源使用、试剂使用和废物副产品的减少来脱颖而出。
- 能源使用：鉴于能源约占运营支出成本的 30%，任何减少都可能对持续盈利能力产生重大影响。由于全球能源价格的波动，技术创新为降低成本提供了更长期的解决方案。
- 试剂和副产品：烧碱是成本的主要来源，当它与硫酸一起使用时，它会产生硫酸钠。从环境许可、资本支出和长期运营支出的角度来看，这种副产品带来了挑战。一些技术使用成本较低的试剂，从而产生更适销对路的副产品。在能源权衡可以接受的情况下，其他人通过从自己的副产品中再生试剂来减少试剂消耗。双极膜电渗析等技术在中国处于商业规模，在欧洲处于示范规模。
创新工艺的商业化非常复杂，需要专注于回收高纯度的锂和磷酸铁，提高产量并回收更多低价值化学品。这是对满足许可和可持续性指标的补充。当我们对新兴技术创新进行评估时，我们会关注这些领域，将其作为成功商业化的关键指标。
回收的影响 mandates
在政策将迫使磷酸铁锂回收进行的假设下，根据"污染者付费"原则，负担将落在电池制造商或原始设备制造商身上。
需要妥善管理政策的时机和严格性，以减轻这种负担的严重性。
然而，即使在目前最严格的规划法规下，该行业也倾向于随着时间的推移进行调整并找到解决方案。
例如，欧盟电池法规要求在欧盟使用的电池中至少含有回收成分。汽车制造商和电池制造商将争先恐后地购买回收材料——要么通过自己的制造废料，要么在公开市场上。如果再加上缺乏可用原料，二次材料可能会溢价。
鉴于行业普遍认为磷酸铁锂回收在经济上不可行，这可能会阻止该地区的黑色炼油厂建立磷酸铁锂回收能力和供应碳酸锂。
然而，如果溢价达到激励水平，它可以刺激炼油厂建立更多产能（与采矿相比，交货时间要短得多）或制造商利用 NMC 回收流来采购锂化学品。
然而，根据 CRU 电池价值链服务中的分析，化学品价格溢价对整体电芯生产成本的影响可能很小，并且对 LFP 的影响小于 NMC，因为只有碳酸锂受到影响，只有一小部分材料受到溢价的影响。
总体成本取决于基准原材料价格，我们在此示例中将其设置为基于长期激励的价格，但价格必须上涨到创纪录的水平才能产生显着影响。
更有可能的情况是法规给下游制造商带来了负担。然而，即使他们必须付费回收，这也不能否定使用 LFP 的总体低生命周期成本。
回收商必须仔细考虑其商业模式，以应对长期挑战
从金融模型中可以明显看出，技术创新只能走这么远——限制因素是黑质量（输入）和锂（输出）的价格。
"公开市场模式"，回收商在公开市场上购买黑块，并以与欧洲通常不可行的方式出售回收的材料。
那些以"闭环模式"运营的工厂，也称为收费安排或回收即服务，受到更多保护，不受当前市场价格的影响。他们无需支付原料（由 OEM 或电池制造商提供）费用，或者在某些情况下支付"门禁费"以带走电池报废。
鉴于回收的负担将落在原始设备制造商身上，并且承购协议和合作伙伴关系通常是电池价值链项目融资的先决条件，闭环安排将成为大多数行业的前进道路。
成功的电池回收业务依赖于卓越的工程设计和战略远见。
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