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全球電池循環經濟市場及發展機會

楊侑馨/ 發布日期:2024/10/15/ 瀏覽次數:106

一、全球電池需求及回收現況

隨著電動車和再生能源技術的快速發展,全球對電池的需求迅速增加。根據市場預測,全球電池需求在未來幾年將持續增長,預計到 2030 年,需求量將達到 2,035 GWh,2023 至 2030 年的年均複合增長率高達 20.4%。然而,這也導致資源的過度消耗和環境污染問題。因此建立電池回收體系,延長電池使用壽命,並回收其中的有價值材料,已成為當前的重要議題。
 

二、電池循環經濟之價值鏈

電池循環經濟的價值鏈可以分為上游、中游和下游三大流程,流程包含多項具潛力的循環經濟機會(圖一)。

(一)    上游流程
上游流程涵蓋了從電池原料供應到製造與銷售的各個環節,包含原材料供應、電池組件製造、電池芯與模組製造,到電池製造以及電池整合,最後到銷售通路。在循環經濟方面的機會例如:
1.    強化供應鏈透明度與永續性:提升供應鏈數據透明度,優化採購決策;建立可靠的ESG驗證與認證機制,促進永續材料的使用;加強電池材料供應的多樣化,降低供應鏈風險。
2.    優化產品設計與生產:導入「為重複使用和回收而設計」(Design for Reuse & Recycling)的理念;利用數據驅動設計和生產改進,延長產品壽命並提升可回收性;應用電腦輔助製造(Computer-aided manufacturing, CAM),提高生產效率與資源利用率。
3.    導入數位化與智慧管理:將供應鏈數位化,實現自動駕駛供應鏈,提升效率與可追溯性;導入數位產品護照和生命週期評估(LCA),追蹤產品生命週期並協助回收;持續改進電池管理系統,延長電池壽命與提升性能。
4.    推動低碳與循環經濟:導入生產和供應鏈的脫碳;實施產線預防性維護,延長產品壽命,減少資源消耗。

(二)    中游流程
中游流程主要聚焦於電池的使用與再利用階段,在循環經濟機會方面例如:
1.    延長電池壽命與翻新:透過電池智慧平台等技術,監測電池健康狀態、優化充放電循環,並提供高品質的維修和翻新服務,延長電池的使用壽命。
2.    電池租賃和共享:透過創新商業模式,如電池租賃和共享,提高電池的使用效率,減少資源消耗。
3.    電池即服務(Battery-as-a-Service, BaaS):將電池作為一種服務,由服務商負責電池的維護、回收和再利用,降低用戶的使用成本和環境影響。

(三)    下游流程
下游流程涵蓋了廢舊電池的回收與處理。在循環經濟機會方面例如:
1.    智慧電池分類:利用AI技術和機器人等自動化技術,實現電池的精確分類和拆解,提高回收效率和資源回收率。
2.    先進回收技術:採用濕法冶金、火法冶金等先進回收技術,提高有價金屬的回收率和純度,降低回收成本。
3.    去中心化回收設施:建立去中心化的回收設施,縮小回收基礎設施的差距,提高電池回收的便利性和效率。
4.    電池數據管理:透過數位電池護照等技術,記錄電池的完整生命週期數據,為電池的再利用和回收提供決策依據。

 

三、不同應用領域之電池循環經濟市場預測

將電池應用領域劃分為交通運輸、消費性電子產品和固定式設備三大應用領域,並分別探討其需求程度與未來循環經濟市場之預測。在2023年,交通運輸業為全球電池需求的最大來源,佔比達到 70.3%,電動車和輕型交通工具(LMT)的發展是主要因素。消費性電子產品(如智慧型手機、筆記型電腦、平板電腦等)則佔全球電池需求的 17.1%,為次要的應用領域。而固定式應用領域,如能源管理基礎設施和資訊傳輸設備,則佔需求的 12.6%。下圖為電池在不同應用領域之循環經濟潛力(圖二)。

以下深入分析不同應用領域在電池回收與再利用方面的市場預測: 

(一)    交通運輸
1. 回收: 在 2023 年,交通運輸領域的電池回收市場價值為 52.5 億美元,預計到 2030 年將達到 327.9 億美元,年均複合增長率為 29.9%。此增長是由於報廢的鉛酸電池(用於SLI)和輕型交通工具 (LMT) 電池數量增加所驅動。
2. 再利用: 交通運輸領域電池再利用市場在 2023 年價值 21.9 億美元,預計到 2030 年將達到 142.6 億美元,年均複合增長率為 30.7%。電動汽車電池的再利用潛力巨大,由於電動車電池在失去 15% 至 20%的初始電池容量後,已不再適合電動車使用,剩餘80%至85%之容量可用於固定式設備領域。

(二)    消費性電子產品
1. 回收: 消費性電子產品的電池回收市場主要由大量的一次性電池推動,此類電池難以翻新和再利用。2023 年,其市場價值為 78.8 億美元,預計到 2030 年將達到 590.1 億美元,年均複合增長率為 33.3%。
2. 再利用: 儘管再利用市場規模較小,但預計將從 2023 年的 2.8 億美元增長到 2030 年的 11.1 億美元,年均複合增長率為 21.9%。二次電池的再利用主要取決於電子廢棄物收集和處理領域之合作。

(三)    固定式設備
1. 回收: 固定式設備的電池回收市場在 2023 年價值 56.3 億美元,預計到 2030 年將達到 393.4 億美元,年均複合增長率為 32.0%。
2. 再利用: 固定式設備的電池再利用市場價值在 2023 年達到 6.2 億美元,預計到 2030 年將增長到 31.5 億美元,年均複合增長率為 26.2%。此增長主要來自於翻新和二次利用廢舊電池,特別是來自電動汽車的電池,用於能源儲存和其他低耗能應用。

 

四、電池循環經濟之成長機會

(一)    數位電池護照 (Digital battery passport):數位電池護照能記錄電池的完整生命週期資訊,有助於提高電池的可追溯性、透明度和安全性。這將促進電池的二次利用和回收,推動循環經濟發展,同時也為電池健康評估、保修管理和創新商業模式提供基礎。

(二)    車輛到電網 (Vehicle-to-grid, V2G):將退役的電動汽車電池用於固定儲能系統,結合V2G技術,可望用於進行電力調峰、穩定電網,及整合可再生能源。此應用可延長電池的使用壽命,創造額外價值,同時促進能源轉型和智慧電網建設。

(三)    智慧電池分類:利用先進的感測器和人工智慧技術,對報廢電池的自動化及高效分類,有助於提高回收效率和資源利用率,同時可降低回收成本,提升回收材料的品質,推動電池回收產業的永續發展。

 

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