中國儲能網(wǎng)訊：為了實現(xiàn)交通運輸部門脫碳，大多國家都把希望寄托在以電動和氫燃料為動力的新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車上。
但很多人質疑，電動汽車生產制造過程中產生的碳排量，并不比燃油車低，如果不管理和降低電動車制造的碳排量，替代意義不大。
這種質疑當然很有道理。盡管電動汽車在行駛階段產生的直接排放量幾乎為零，但其主要動力來源電池，在生產和制造過程伴隨著大量能源消耗，加之動力電池生產和使用的快速增長帶來了資源短缺和能源消耗的問題，也會導致顯著的溫室氣體排放和環(huán)境影響。
根據(jù)機構調研結果，2022年，世界動力電池出貨量達680GWh，造成的碳排放量約4080萬噸至8160萬噸。高工鋰電預測，2025年，世界動力電池出貨量達1730GWh，造成的碳排放量將達1.0億噸至2.1億噸。
正因為這個原因，主要發(fā)達國家都對電池，特別是動力電池進口提出碳管理要求。
今年8月，《歐盟電池與廢電池法規(guī)》（又稱“新電池法”）正式生效。新電池法有三個強制性要求：電池護照、電池回收、碳足跡，要求自2024年7月起，動力電池以及工業(yè)電池必須申報產品碳足跡，到2027年7月要達到相關碳足跡的限制要求。
同樣在今年六月，日本市場也對電池企業(yè)的減碳能力提出了更嚴格的規(guī)定。根據(jù)日本政府經(jīng)濟產業(yè)部要求，從2024年起，電動汽車制造商必須披露電池的碳足跡，并將對動力電池的碳足跡設定一定的上限。
美國、韓國、德國、瑞士等國家也要求提升電池回收率且加強碳排監(jiān)管力度。
一股低碳、零碳風暴正席卷電池行業(yè)，電池碳足跡正逐漸成為全球貿易的焦點之一，你也可以理解為新的綠色貿易壁壘正在形成。中國是鋰電池出口大國，全球市場占有率超過50%。在“碳門檻”挑戰(zhàn)下，中國電池制造企業(yè)做好碳管理，實踐和推廣零碳轉型、循環(huán)經(jīng)濟這篇文章，是一道必答題。
11月6日，由商務部和聯(lián)合國全球契約組織（UNGC）主辦的虹橋國際經(jīng)濟論壇“提升全球產業(yè)鏈供應鏈韌性”分論壇在上海舉行。
在這個論壇上，聯(lián)合國全球契約組織發(fā)布了《踐行全球發(fā)展倡議，加速實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標：動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》專題研究報告，專門就電動汽車行業(yè)的綠色、低碳發(fā)展及推動新能源動力電池循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展問題進行了詳細分析。
這是作為“踐行全球發(fā)展倡議，加速實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標”（GDI for SDG）項目系列報告之一，報告系統(tǒng)性評估了全球動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展情況，并提出建議，在電池產業(yè)碳排放的準確核算和管理方面，國際間需要建立針對標準、方法論等的跨國互認機制，推動不同國家間的碳足跡核算體系相互認可。
零碳技術伙伴、全球領先的新型能源系統(tǒng)企業(yè)遠景科技集團，是這份報告的知識合作伙伴。
很榮幸，“環(huán)球零碳”也被邀請作為參編機構之一。
遠景科技集團首席可持續(xù)發(fā)展官孫捷表示，希望該報告的詳實數(shù)據(jù)和精準分析可以助力電池企業(yè)深入了解自己產品的碳足跡水平，制定合理的碳減排目標和措施，提高產品綠色競爭力。同時，也希望報告可以幫助電池企業(yè)了解和應對國際貿易中出現(xiàn)的“碳壁壘”，促進全球動力電池市場的開放共贏。
寧德時代、寶馬集團、遠景動力、格林美、天齊鋰業(yè)等聯(lián)合國全球契約組織參與企業(yè)，因率先采取行動，開展動力電池生產低碳實踐，推動全產業(yè)低碳發(fā)展，作為優(yōu)秀案例被列入白皮書。
01.動力電池生產哪個環(huán)節(jié)碳排放最大
通過核算電池碳足跡，可比較不同型號電池的環(huán)境影響，并探索降低電池碳足跡的潛在方法。
然而，目前不同電池碳足跡核算方法的數(shù)據(jù)和結果存在顯著差異，數(shù)據(jù)來源的不確定與方法的不統(tǒng)一可能得出錯誤的結論，并對如何減少電池的環(huán)境影響造成錯誤判斷。
聯(lián)合國全球契約組織發(fā)布的《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》，根據(jù)統(tǒng)一的核算方法和可靠的數(shù)據(jù)來源，全面（多技術路線）、系統(tǒng)（LCA核算方法）、客觀（考慮跨期因素）地整理、分析動力電池中NCM電池（三元電池）、LFP電池（磷酸鐵鋰）、固態(tài)電池“從搖籃到大門”的生命周期碳足跡，主要包括原材料獲取和生產制造階段。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
通過閱讀這份報告，有以下幾個結論值得關注：
（1）動力電池碳足跡呈明顯下降趨勢。本報告整理并分析了從2010年至2022年有關不同型號電池的LCA研究數(shù)據(jù)，核算從“搖籃到大門”的車用動力電池包碳排放，發(fā)現(xiàn)電池包碳足跡總體呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。
其中，不同型號NCM電池包的碳足跡從2011年近200kgCO2-eq/kWh，下降到2022年的98kgCO2-eq/kWh左右；LFP電池包近年來碳足跡在100kgCO2-eq/kWh左右；固態(tài)電池目前仍處于研發(fā)階段，工藝路線尚不成熟，披露的數(shù)據(jù)較少，但其基于實驗室數(shù)據(jù)的碳排放遠高于已成熟的LFP以及NCM電池技術。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（2）研究結果顯示，主流的動力電池（NCM和LFP），從“搖籃到大門”的生命周期碳足跡在100-120kgCO2-eq/kWh左右。固態(tài)電池是適用于電動汽車的硫基固態(tài)鋰電池組，由于固態(tài)電池仍在開發(fā)中，僅能獲得實驗室數(shù)據(jù)，碳足跡較高在150-200kgCO2-eq/kWh左右。
（3）NCM和LFP電池，原材料獲取階段的碳排放在80%左右。NCM的正極材料含有鎳、鈷、錳等金屬，均需要經(jīng)過開采、冶煉等過程，會消耗大量化石能源，導致其該過程的碳排放比LFP電池略大。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（4）在電池生產制造環(huán)節(jié)中，需消耗大量的電力和天然氣。其中，超凈干燥室是動力電池制造碳排放的主要來源，因為電池的整個生產過程中有多個工藝步驟需要在真空干燥環(huán)境中進行，需要持續(xù)的能源供應來保持穩(wěn)定的溫度。
（5）電池由基本單元電芯，通過連接器、電路板、BMS等連接形成模組和最終的電池包。根據(jù)相關數(shù)據(jù)，電芯的碳排放占電池的65%左右，是整個電池包碳排放的主要來源。
（6）原材料開采中的正負極材料碳排放是其重要碳排放熱點，尤其對于NCM正極中的鎳、鈷等重要原材料的采礦和提取，往往伴隨著大量的CO2排放。正極材料制備產生的碳排放占比最高。根據(jù)某電池廠商數(shù)據(jù)，NCM電芯正極的碳排放占電池生命周期碳排放量的40%以上，LFP正極碳排放達到37%。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（7）電池的負極主要由石墨制成，是電池原材料獲取階段第二大排放來源。中國生產的人造石墨碳排放在6.05kgCO2-eq/kg，硅涂覆石墨碳排放則為6.21kgCO2-eq/kg，略高于普通人造石墨。
02.使用綠電可減少30%的碳排放
報告顯示，電池整個生命周期主要的能源消耗來自于電力，電力的碳排放也將顯著影響電池生產的整個生命周期碳排放結果。
電力的碳排放取決于當?shù)氐碾娏δ茉唇Y構。由于不同的國家由于具有特定的電力組合，即使是同款電池在不同地區(qū)制造，碳足跡也會有差別。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年動力電池的碳足跡在歐洲都較低，其次是美國，主要是因為歐美國家的電力結構相對清潔。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
因時間和能源政策的變化，各國電網(wǎng)的平均碳排因子在不斷變化。歐洲電網(wǎng)平均碳排放因子的一般估計值在0.2-0.5kgCO2-eq/kWh，低于美國（0.4-0.8kgCO2-eq/kWh），韓國，日本，中國（0.5-1.2 kg2-eq/kWh）。
使用綠電能夠顯著降低電池碳足跡。相較于傳統(tǒng)電力排放因子，由于綠電完全由可再生能源生產，其排放因子幾乎為0。針對某中國工廠生產的NCM811電池，若其生產過程中用電全部由電網(wǎng)直供變?yōu)榫G電，則可在其生命周期減少30%的碳排放。
來源：《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
LFP電芯全球平均碳足跡為60kgCO2-eq/kWh左右，通過采用100%綠電進行組裝，電池的碳排放量降低到40kgCO2-eq /kWh左右，實現(xiàn)了30%以上的減排效果；若正極和負極生產過程進一步采用50%綠電，將進一步降低了電池的碳排放至34kgCO2-eq/kWh左右；而當正極和負極的生產過程完全采用100%綠電時，電池的碳排放量能夠減少至29.4kgCO2-eq/kWh。
在計算動力電池碳足跡時，國際上已一致認可的綠色電力供應方式為，綠色電力從發(fā)電側直供用電側（不經(jīng)過電網(wǎng)）。根據(jù)歐盟委員會針對歐盟電池法案發(fā)布的動力電池碳足跡計算規(guī)則，對于歐盟外生產的產品，不認可綠證，僅認可綠電直供。法國2023年9月19日發(fā)布的根據(jù)歐盟委員會能源法案延伸的新能源車輛環(huán)境影響計算指南中也明確指出僅認可物理上實現(xiàn)的綠電直供。
近幾年，中國的零碳產業(yè)園模式提供了一種可能的解決方案，在升級后的傳統(tǒng)產業(yè)園或者全新建的產業(yè)園中，園內的風機、光伏、儲能與智能物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同形成的清潔、穩(wěn)定、高效的新型電力系統(tǒng)，為電池生產、組裝過程提供低碳或零碳能源供給。同時，直供入駐園區(qū)內的電池上游合作伙伴，降低正負極、電解液等高耗能制造環(huán)節(jié)的碳排放，實現(xiàn)整個電池產業(yè)鏈的低碳甚至是零碳。
03.建立國家電池碳足跡管理體系，推動體系跨國互認
為推動電池產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化電池的環(huán)境表現(xiàn)和減少碳排放，《動力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》提出以下建議：
（1）制定更嚴格的電池標準
一些發(fā)達國家正在以產品生命周期評價、碳足跡為基礎建立國際綠色貿易新規(guī)和制訂動力電池行業(yè)統(tǒng)一的衡量測試標準，這能夠為監(jiān)管部門提供有效的監(jiān)督依據(jù)。不同標準的相互銜接及組合覆蓋了動力電池、模組、系統(tǒng)等各個等級部件，有利于動力電池行業(yè)的健康發(fā)展。
同時，針對包括動力電池能源消耗、材料使用、生產過程和回收要求等方面制訂標準，將促使電池制造商采取更規(guī)范和環(huán)保的生產方式，減少碳排放，并提高整個產業(yè)鏈的可持續(xù)性。
（2）建立電池行業(yè)碳排因子庫
通過建立電池行業(yè)碳排因子庫，能夠為電池的碳足跡核算和評價提供可靠的數(shù)據(jù)基礎，促進各方之間的協(xié)同合作和信息共享。同時，通過收集和整合具有時間和地域代表性的高質量排放因子，有助于揭示不同行業(yè)和地區(qū)的碳排放差異，促進技術進步和低碳發(fā)展。
（3）加強電池回收與再利用
進一步完善電池回收體系，推動物理回收等高效減排技術的應用，實現(xiàn)電池材料的資源回收和再利用，有助于減少新材料生產過程中的碳排放，同時也可以有效地處理廢電池中的有害物質，降低環(huán)境污染的風險。
（4）建立國家電池碳足跡管理體系，推動體系跨國互認
國家和企業(yè)應構建碳足跡管理體系，建立核算工具和數(shù)據(jù)準確保障機制，有利于實現(xiàn)動力電池產業(yè)碳排放的準確核算和管理。同時，國際間需要建立針對標準、方法論等的跨國互認機制，推動不同國家間的碳足跡核算體系相互認可。
