中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：為了實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸部門脫碳，大多國(guó)家都把希望寄托在以電動(dòng)和氫燃料為動(dòng)力的新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車上。
但很多人質(zhì)疑，電動(dòng)汽車生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的碳排量，并不比燃油車低，如果不管理和降低電動(dòng)車制造的碳排量，替代意義不大。
這種質(zhì)疑當(dāng)然很有道理。盡管電動(dòng)汽車在行駛階段產(chǎn)生的直接排放量幾乎為零，但其主要?jiǎng)恿碓措姵?，在生產(chǎn)和制造過程伴隨著大量能源消耗，加之動(dòng)力電池生產(chǎn)和使用的快速增長(zhǎng)帶來了資源短缺和能源消耗的問題，也會(huì)導(dǎo)致顯著的溫室氣體排放和環(huán)境影響。
根據(jù)機(jī)構(gòu)調(diào)研結(jié)果，2022年，世界動(dòng)力電池出貨量達(dá)680GWh，造成的碳排放量約4080萬噸至8160萬噸。高工鋰電預(yù)測(cè)，2025年，世界動(dòng)力電池出貨量達(dá)1730GWh，造成的碳排放量將達(dá)1.0億噸至2.1億噸。
正因?yàn)檫@個(gè)原因，主要發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)電池，特別是動(dòng)力電池進(jìn)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(gè)強(qiáng)制性要求：電池護(hù)照、電池回收、碳足跡，要求自2024年7月起，動(dòng)力電池以及工業(yè)電池必須申報(bào)產(chǎn)品碳足跡，到2027年7月要達(dá)到相關(guān)碳足跡的限制要求。
同樣在今年六月，日本市場(chǎng)也對(duì)電池企業(yè)的減碳能力提出了更嚴(yán)格的規(guī)定。根據(jù)日本政府經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)部要求，從2024年起，電動(dòng)汽車制造商必須披露電池的碳足跡，并將對(duì)動(dòng)力電池的碳足跡設(shè)定一定的上限。
美國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、瑞士等國(guó)家也要求提升電池回收率且加強(qiáng)碳排監(jiān)管力度。
一股低碳、零碳風(fēng)暴正席卷電池行業(yè)，電池碳足跡正逐漸成為全球貿(mào)易的焦點(diǎn)之一，你也可以理解為新的綠色貿(mào)易壁壘正在形成。中國(guó)是鋰電池出口大國(guó)，全球市場(chǎng)占有率超過50%。在“碳門檻”挑戰(zhàn)下，中國(guó)電池制造企業(yè)做好碳管理，實(shí)踐和推廣零碳轉(zhuǎn)型、循環(huán)經(jīng)濟(jì)這篇文章，是一道必答題。
11月6日，由商務(wù)部和聯(lián)合國(guó)全球契約組織（UNGC）主辦的虹橋國(guó)際經(jīng)濟(jì)論壇“提升全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性”分論壇在上海舉行。
在這個(gè)論壇上，聯(lián)合國(guó)全球契約組織發(fā)布了《踐行全球發(fā)展倡議，加速實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)：動(dòng)力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》專題研究報(bào)告，專門就電動(dòng)汽車行業(yè)的綠色、低碳發(fā)展及推動(dòng)新能源動(dòng)力電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展問題進(jìn)行了詳細(xì)分析。
這是作為“踐行全球發(fā)展倡議，加速實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”（GDI for SDG）項(xiàng)目系列報(bào)告之一，報(bào)告系統(tǒng)性評(píng)估了全球動(dòng)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(chǎn)業(yè)碳排放的準(zhǔn)確核算和管理方面，國(guó)際間需要建立針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、方法論等的跨國(guó)互認(rèn)機(jī)制，推動(dòng)不同國(guó)家間的碳足跡核算體系相互認(rèn)可。
零碳技術(shù)伙伴、全球領(lǐng)先的新型能源系統(tǒng)企業(yè)遠(yuǎn)景科技集團(tuán)，是這份報(bào)告的知識(shí)合作伙伴。
很榮幸，“環(huán)球零碳”也被邀請(qǐng)作為參編機(jī)構(gòu)之一。
遠(yuǎn)景科技集團(tuán)首席可持續(xù)發(fā)展官孫捷表示，希望該報(bào)告的詳實(shí)數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)分析可以助力電池企業(yè)深入了解自己產(chǎn)品的碳足跡水平，制定合理的碳減排目標(biāo)和措施，提高產(chǎn)品綠色競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，也希望報(bào)告可以幫助電池企業(yè)了解和應(yīng)對(duì)國(guó)際貿(mào)易中出現(xiàn)的“碳壁壘”，促進(jìn)全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的開放共贏。
寧德時(shí)代、寶馬集團(tuán)、遠(yuǎn)景動(dòng)力、格林美、天齊鋰業(yè)等聯(lián)合國(guó)全球契約組織參與企業(yè)，因率先采取行動(dòng)，開展動(dòng)力電池生產(chǎn)低碳實(shí)踐，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展，作為優(yōu)秀案例被列入白皮書。
01.動(dòng)力電池生產(chǎn)哪個(gè)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(hào)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(jié)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(cuò)誤的結(jié)論，并對(duì)如何減少電池的環(huán)境影響造成錯(cuò)誤判斷。
聯(lián)合國(guó)全球契約組織發(fā)布的《動(dòng)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(shù)路線）、系統(tǒng)（LCA核算方法）、客觀（考慮跨期因素）地整理、分析動(dòng)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(chǎn)制造階段。
來源：《動(dòng)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(bào)告，有以下幾個(gè)結(jié)論值得關(guān)注：
（1）動(dòng)力電池碳足跡呈明顯下降趨勢(shì)。本報(bào)告整理并分析了從2010年至2022年有關(guān)不同型號(hào)電池的LCA研究數(shù)據(jù)，核算從“搖籃到大門”的車用動(dòng)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(shì)。
其中，不同型號(hào)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(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的碳排放遠(yuǎn)高于已成熟的LFP以及NCM電池技術(shù)。
來源：《動(dòng)力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（2）研究結(jié)果顯示，主流的動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)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(huì)消耗大量化石能源，導(dǎo)致其該過程的碳排放比LFP電池略大。
來源：《動(dòng)力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（4）在電池生產(chǎn)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(dòng)力電池制造碳排放的主要來源，因?yàn)殡姵氐恼麄€(gè)生產(chǎn)過程中有多個(gè)工藝步驟需要在真空干燥環(huán)境中進(jìn)行，需要持續(xù)的能源供應(yīng)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(guān)數(shù)據(jù)，電芯的碳排放占電池的65%左右，是整個(gè)電池包碳排放的主要來源。
（6）原材料開采中的正負(fù)極材料碳排放是其重要碳排放熱點(diǎn)，尤其對(duì)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(chǎn)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(dá)到37%。
來源：《動(dòng)力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
（7）電池的負(fù)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(guó)生產(chǎn)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(bào)告顯示，電池整個(gè)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(chǎn)的整個(gè)生命周期碳排放結(jié)果。
電力的碳排放取決于當(dāng)?shù)氐碾娏δ茉唇Y(jié)構(gòu)。由于不同的國(guó)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(huì)有差別。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年動(dòng)力電池的碳足跡在歐洲都較低，其次是美國(guó)，主要是因?yàn)闅W美國(guó)家的電力結(jié)構(gòu)相對(duì)清潔。
來源：《動(dòng)力電池碳足跡及低碳循環(huán)發(fā)展白皮書》
因時(shí)間和能源政策的變化，各國(guó)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(jì)值在0.2-0.5kgCO2-eq/kWh，低于美國(guó)（0.4-0.8kgCO2-eq/kWh），韓國(guó)，日本，中國(guó)（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(chǎn)，其排放因子幾乎為0。針對(duì)某中國(guó)工廠生產(chǎn)的NCM811電池，若其生產(chǎn)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(dòng)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(jìn)行組裝，電池的碳排放量降低到40kgCO2-eq /kWh左右，實(shí)現(xiàn)了30%以上的減排效果；若正極和負(fù)極生產(chǎn)過程進(jìn)一步采用50%綠電，將進(jìn)一步降低了電池的碳排放至34kgCO2-eq/kWh左右；而當(dāng)正極和負(fù)極的生產(chǎn)過程完全采用100%綠電時(shí)，電池的碳排放量能夠減少至29.4kgCO2-eq/kWh。
在計(jì)算動(dòng)力電池碳足跡時(shí)，國(guó)際上已一致認(rèn)可的綠色電力供應(yīng)方式為，綠色電力從發(fā)電側(cè)直供用電側(cè)（不經(jīng)過電網(wǎng)）。根據(jù)歐盟委員會(huì)針對(duì)歐盟電池法案發(fā)布的動(dòng)力電池碳足跡計(jì)算規(guī)則，對(duì)于歐盟外生產(chǎn)的產(chǎn)品，不認(rèn)可綠證，僅認(rèn)可綠電直供。法國(guó)2023年9月19日發(fā)布的根據(jù)歐盟委員會(huì)能源法案延伸的新能源車輛環(huán)境影響計(jì)算指南中也明確指出僅認(rèn)可物理上實(shí)現(xiàn)的綠電直供。
近幾年，中國(guó)的零碳產(chǎn)業(yè)園模式提供了一種可能的解決方案，在升級(jí)后的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)園或者全新建的產(chǎn)業(yè)園中，園內(nèi)的風(fēng)機(jī)、光伏、儲(chǔ)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(chǎn)、組裝過程提供低碳或零碳能源供給。同時(shí)，直供入駐園區(qū)內(nèi)的電池上游合作伙伴，降低正負(fù)極、電解液等高耗能制造環(huán)節(jié)的碳排放，實(shí)現(xiàn)整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)鏈的低碳甚至是零碳。
03.建立國(guó)家電池碳足跡管理體系，推動(dòng)體系跨國(guó)互認(rèn)
為推動(dòng)電池產(chǎn)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(dòng)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(yán)格的電池標(biāo)準(zhǔn)
一些發(fā)達(dá)國(guó)家正在以產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)、碳足跡為基礎(chǔ)建立國(guó)際綠色貿(mào)易新規(guī)和制訂動(dòng)力電池行業(yè)統(tǒng)一的衡量測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這能夠?yàn)楸O(jiān)管部門提供有效的監(jiān)督依據(jù)。不同標(biāo)準(zhǔn)的相互銜接及組合覆蓋了動(dòng)力電池、模組、系統(tǒng)等各個(gè)等級(jí)部件，有利于動(dòng)力電池行業(yè)的健康發(fā)展。
同時(shí)，針對(duì)包括動(dòng)力電池能源消耗、材料使用、生產(chǎn)過程和回收要求等方面制訂標(biāo)準(zhǔn)，將促使電池制造商采取更規(guī)范和環(huán)保的生產(chǎn)方式，減少碳排放，并提高整個(gè)產(chǎn)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?yàn)殡姵氐奶甲阚E核算和評(píng)價(jià)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，促進(jìn)各方之間的協(xié)同合作和信息共享。同時(shí)，通過收集和整合具有時(shí)間和地域代表性的高質(zhì)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(jìn)技術(shù)進(jìn)步和低碳發(fā)展。
（3）加強(qiáng)電池回收與再利用
進(jìn)一步完善電池回收體系，推動(dòng)物理回收等高效減排技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)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(chǎn)過程中的碳排放，同時(shí)也可以有效地處理廢電池中的有害物質(zhì)，降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。
（4）建立國(guó)家電池碳足跡管理體系，推動(dòng)體系跨國(guó)互認(rèn)
國(guó)家和企業(yè)應(yīng)構(gòu)建碳足跡管理體系，建立核算工具和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確保障機(jī)制，有利于實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)碳排放的準(zhǔn)確核算和管理。同時(shí)，國(guó)際間需要建立針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、方法論等的跨國(guó)互認(rèn)機(jī)制，推動(dòng)不同國(guó)家間的碳足跡核算體系相互認(rèn)可。
