简述动力电池碳排放大数据“追踪”

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作为替代传统固定式化石能源(煤炭)和移动式化石能源(石油)的新载体,动力电池是推动电力和交通领域变革的关键,而支撑其参与变革的大前提是,动力电池生产和全生命周期是否可以实现零碳。

从现阶段来看,动力电池的碳排放量的确“不容小觑”,其主要集中在两个环节,一是电芯生产,二是上游正极、负极等关键材料的生产。

电芯生产端的碳排放主要来自三个环节:电极段、组装段和化成段。这其中,涂布后的烘烤、注液后的干燥以及分容化成等阶段,属于电力消耗较大的制造环节,而在锂电池关键材料的生产中,正极材料的生产耗能最大,其次是负极材料。

欧洲运输与环境联合会(简称:T&E)在近期的一份研究报告中提供了更为具体的碳排放测算数据。该研究充分考虑电网碳值的更新、来自电池工厂最新科学数据、电池的生产地点、生产年限、上游产业碳排放、正极材料体系等维度,研究结果显示:

动力电池生产的碳排放范围在61~106 kg CO₂/kWh。其中电池生产的上游部分(采矿、精炼等)为59 kg CO₂/kWh,而电池生产和组装的碳排放在2 ~47 kg CO₂/kWh。

这其中,在相同电池材料体系下,电网的脱碳程度会很大程度影响电池生产和组装环节碳排放。

与T&E的报告数据类似,根据国内专业机构对于国内动力电池企业所做的调研和测算,国内电池生产的碳排放范围大约为100~120 kg CO₂ /kWh。

根据远景科技集团公布的碳中和报告披露,2020年远景的温室气体排放量为97,255吨二氧化碳当量(基于位置计算),其中87%来自动力电池业务。

在远景AESC的碳排放总量中(包含范围一、二和三),范围二中的电力占总排放量的19.4%,而范围三中的“购买的商品和服务”(供应链环节)占总排放量的比例达49.8%。远景预测,伴随业务的快速发展,如果不采取有效行动,到2022年业务运营排放将比2020年增长3倍以上。

这意味着,国内动力电池企业要想大幅降低动力电池的碳排放,就必须重视电网脱碳力度,这既包括电芯生产环节的绿电使用,也包括电池上游关键材料生产环节的绿电应用。

高工锂电获取的一组数据显示,在国内目前的电力系统中,1kWh的火电(华北电网)碳排放量在1KG,而1kWh的水电碳排放只有0.007KG,是火电的近1/145,如果采用风电、光伏等新能源电力,其碳排则会降低至0.005KG以内,是火电的1/200。

T&E的报告能清晰看出电网脱碳对于电池生产过程碳排的巨大影响,在水电、风电等可再生电力占比较高的瑞典,其电芯生产环节的碳排可低至2 kg CO₂/kWh,而在像波兰这样煤电占较高的国家,电芯生产碳排就提升至58~60 CO₂/kWh,两者相差30倍。

在国内以煤电为主的电力系统中,动力电池生产环节的碳排也明显更高,上述国内报告的数据显示,前十动力电池企业的电芯环节的平均碳排放超过了65 CO₂/kWh。

这其中,国内少数几家电池企业,由于有意识在工厂园区内采用分布式风电、光伏等形式来提高园区内绿电比例,其电芯生产环节碳排放明显低于国内平均值。

编辑:jq

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