电池技术
距今年8月17日欧盟新电池法正式生效已两月有余,国内动力电池企业准备情况如何?本文将聚焦于新电池法对碳足迹的强制性要求来展开。
新电池法的主要覆盖对象,是新能源汽车搭载的动力电池。2025年2月18日起,电池企业必须披露其产品的碳足迹信息,且其评价体系需经过欧盟指定的通报机构(notified body)的核准,方可进入欧盟市场。
碳足迹是温室气体(二氧化碳等)排放在产品层面的量化。相关研究指出,它既涉及对碳排放的计算分析,同时也是一种市场机制。
基于此,新电池法对电池碳足迹的核算做出了严格的规范。法案规定,企业需遵循欧盟环境足迹核算方法PEF(Product Environmental Footprint)以及电池产品环境足迹分类规则PEFCR for battery(Product Environmental Footprint Categories Rules),对电池全生命周期中碳排放的详细数据进行测算和收集。
也就是说,处于产业链偏下游的电池企业,必须承担起获取上游各个供应商碳足迹的责任,包括锂矿开发、锂盐提取、材料制造、以及物流运输。
而由于欧盟尚未公布正式的授权细则(最晚可以拖至2024年2月)和认证机构,当前业内对动力电池碳足迹核算方法的理解,可参考的只有欧盟联合研究中心发布的《电动汽车电池碳足迹核算指南——最终稿》(以下简称“指南”)。该指南终稿是欧盟电池法制定的方法论指引。
在四川大学碳中和未来技术学院副教授王洪涛看来,国内无论是第三方机构,还是企业都未有过相关的实质性准备经验。
曾在国内牵头编制了《锂离子电池产品碳足迹评价导则》的孚能科技指出,虽然此前存在着PAS2050、ISO14067等多套有一定影响力的产品碳足迹标准,并有企业按照标准进行核算和认证,但由于不同标准在核算边界、截断规则、固定资产、延迟排放加权等核算要素上都存在显著差异,相对应的企业供应链的原料采购决策和后续供应链减碳工作方向也是不同的。
而欧洲新电池法出台后,上述国际产品碳足迹标准,对于出海欧洲的电池企业来说,都不具备真实效力和指导意义。国内外碳足迹标准的互认机制仍不完善,也会对电池企业出口欧洲的进程产生影响。
因此,电池企业亟需要从现在开始,便基于欧盟的指南终稿对碳足迹核算展开相关准备。
准备方向:系统边界和数据收集
从指南来看,电池碳足迹生命周期评价的具体实施,将主要围绕系统边界和数据收集两大块展开。
首先,指南对碳足迹核证的系统边界有明确的限定和取舍。
该系统边界遵循常规的产品供应逻辑,囊括了原材料获取和预处理、生产制造、分销、使用和废弃处理五个阶段。
而由于电池使用不受制造商影响,指南基于欧盟电池PEFCR,将该阶段的碳足迹核算排除在外。
电池包装材料,非置于电池外壳内或与外壳物理连接的散热结构、电池安装过程消耗能源及材料、电池生产过程使用设备的生产排放,也暂被指南排除在外。
除此之外,指南将要求碳足迹核证的电池生产环节包括:将正负极生产(包括油墨成分的混合,在集流体上的涂层、干燥、辊压和分切),电解液生产(包括电解液盐的混合),外壳和冷却系统组装、电芯生产(电极和隔膜的叠片及卷绕过程、电解液注入过程、测试过程等)、电池模组组装、将中间产品和最终产品运至使用地点的所有运输过程。
可以看出,指南对于电池生产环节的碳足迹要求,相较于其他阶段来说较高。
欣旺达认为,从正负极材料到电解液、隔膜等环节,涉及到的主体及工艺流程比较繁杂、数据量庞大;同时,不同电池产品对应的材料和产线也不同,因此数据收集会是电池企业计算碳足迹时最大的挑战。
另有统计数据显示,动力电池生产的碳排放范围在每千瓦时61—106千克二氧化碳当量。其中电池生产的上游部分(采矿、精炼等)为每千瓦时59千克二氧化碳当量,电池生产和组装的碳排放在每千瓦时2—47千克二氧化碳当量。
也就是说,电池企业进行碳足迹追踪的重点对象,在中游材料企业之外,还将包括上游的锂矿、锂盐厂。
基于电池产业链特殊性和复杂性,指南又进一步对数据收集的要求进行了分类和明确的定义。数据被分为“强制收集的企业真实数据”,和“非强制收集的企业真实数据”两类。
关于第一类数据的范围,主要包括活动数据和基本流。企业可直接测量,也可以基于真实活动水平数据和相应排放因子进行计算。
指南为电池企业向供应商进行过程数据的收集提供了三种可行方案。
除了供应商直接向电池企业提供活动数据、基本流等原始数据,由电池企业进行数据汇总和处理之外,供应商也可选择自行预先处理数据,提交数据集,但需要确保提供所有碳足迹核查时的必要文件;供应商还可以选择与第三方机构合作,并将相关数据交与其处理。
真实性方面,指南要求企业必须从具体工艺的具体制造设备取得实际数据。展开来看,即需要包含元数据和外部验证;模型建立、基本流命名、过程数据集及产品流程命名等则需要满足各自相对应的文件要求。
从此可以看出,上游供应商提供的数据详细程度与否,将决定电池企业进行碳足迹申报的工作量和周期长短。这需要企业对上游供应商的数据提供进行系统性的规范和管理。
关于第二类“非强制收集的企业真实数据”,指南参考PEFCR,将正负极材料及前驱体、电解液及前体、铜铝钢三种金属的生产归类为“最相关过程”,在此之外的其他过程则是“非最相关过程”,如上游的锂矿、锂盐环节等。
“非最相关过程”的供应商,可提供次级数据作为建模需用的活动数据。关于次级数据的来源,欧盟尚未作强制性规定,而是“推荐优先选用”自有数据库或符合欧盟规范的海外数据库,如符合欧盟生命周期数据网络的方法规范、符合PEF标准的数据库等。
据高工锂电了解,目前无论是海外还是国内的数据库,都在不同程度上存在着类目过少,或者数据陈旧等问题。此外,国内尚未有电池专用的碳足迹数据库,后续供应链对次级数据的获取或遇到挑战。
无论是从指南规定的范围,还是从其对数据质量的要求来看,满足欧盟新电池法对电池碳足迹全生命周期的追踪和评价,都是一项非常繁琐和艰巨的任务。
孚能科技方面表示,新电池法确实提高了行业门槛,“甚至对电池企业的技术路线、研发策略、供应链布局和产品交付等都提出了更高标准”。
王洪涛则提醒,由于企业没有按照欧盟标准做过碳足迹,还需要预留时间来进行整改和再次申请认证;此外,还需要对欧盟最终评定中可能掺杂的主观性,做好准备。
企业进度:碳足迹和碳减排同时进行
在繁重的任务面前,最重要的是找对解决问题的路径,并持续前进。
有业内人士透露,推动上游供应商收集和披露碳数据在实践中确实困难。如果终端企业的话语权偏弱,向上收集相关数据便更加困难。
而高工锂电认为,话语权的强弱,其实在某种程度上是随着行业、市场的变化动态。
今年以来,随着上游碳酸锂价格进入下行周期、持续低迷、供需关系改变,话语权随着盈利空间也一同转移至下游电池厂、车企。因此,这或许正是推动供应链碳足迹追踪的良好窗口期。获取准确的供应商碳排放数据,也有利于企业更高效、更准确地做出决策。
据高工锂电不完全统计,国内已有宁德时代、远景动力、中创新航、亿纬锂能、欣旺达、孚能科技等企业,在碳足迹方面开展了相关工作。
公开资料显示,宁德时代曾推动建立了石墨负极和三元正极等材料的碳足迹数据库以及25份产品与原材料碳足迹报告,并在去年报告了储能280Ah磷酸铁锂电芯产品的全生命周期环境数据,以上或对行业有参考意义。
远景动力则通过零碳产业园模式和“远景方舟碳管理系统”工具的结合等,对其电池产品和自身运营进行零碳管理。
依托零碳产业园模式,远景动力鄂尔多斯工厂已开始使用6台5MW风机提供的绿电,光伏一期项目也将于今年年底并网发电,并向80%电力由本地风电光伏直供目标迈进。结合绿电交易等方式,截止2022年年底,远景动力全球已实现100%使用零碳电力,并成为全球首家实现运营碳中和的电池企业。
此外,远景动力还积极借助软件工具的力量。公司主要通过“远景方舟碳管理系统”,对电池产品从原料开采、加工、包装、运输到生产、污染物排放等流程进行了碳排放核算,并自动生成碳排放报告、模拟减排路径。产品碳足迹的信息均被记录在相关电池产品的“零碳绿码”中,展示透明、可追溯、可认证的碳足迹数据。
另以孚能科技为例,目前公司已成立专项工作组和工作组运行机制,工作组成员来自研发、合规、可持续、采购、IT、销售、生产等部门,构成了以研发为中心的法规应对网络。
进度方面,该工作组已完成对法规的解读,以及作为电池生产商义务的初步拆解。工作组也并明确了2024年-2025年的紧急事项,如:BMS信息披露、符合性评价程序、性能和耐久性等要求,接下来将协调资源,按照计划如期推进法规落地。
从欣旺达的实践来看,其在产品碳足迹和供应链减排方面也都已经有了相关布局。
首先,早在2022年,欣旺达便成立了战略委员会,将低碳发展纳入到公司的整体发展战略;公司也搭建了相应的管理架构,包括集团层面的双碳管理办公室及各个业务板块的项目实施组。
有调研显示,将低碳转型纳入管理层讨论议程、建立明确的公司治理架构等,都是企业切实推行可持续发展、而不是停留在口头上的表现。
产品碳足迹方面,欣旺达已与外部咨询机构建立合作,并选取了典型产品开展碳足迹认证,同时引进方法学对内部团队进行培养。目前,内部已编制准入常态化检测与绩效评估的管理规定,并进入试运行阶段。
此外,欣旺达还将开发电池护照数字化平台,并联合上下游企业、机构共同进行完善、推广。
供应链减排方面,公司已开启了对供应商的宣导培训。对于欣旺达来说,利用自身的工业互联网及数字化系统建设运营能力,从规划、可再生能源项目建设、数字化系统等方面全面协助供应商减碳,是企业的一大优势。
可以看出,电池企业在开展碳足迹核算准备工作的同时,也正在积极地推进自身和供应链的碳减排。
与之相对应的,是欧盟新电池法对电池碳足迹的进一步要求:2026年,欧盟将依据电池碳足迹的大小进行分级;2028年,欧盟将设置碳足迹的上限值,超过碳排放上限的电池不得进入市场。
这意味着,欧盟不止对产品碳足迹的披露有强制性要求,最终也将对碳排放的总量进行限制。
2023年前三季度,我国动力电池累计出口销量89.8GWh,累计同比增长120.4%。另据不完全统计,目前已有8家动力电池企业在欧洲规划了产能布局。
如果企业未能2025年2月前完成电池碳足迹核算并通过审核,其产品将失去进入欧盟国家的门槛。而对于已签订海外订单的企业来说,则会面临着违约、赔付的风险。
德国P3咨询高级咨询师刘子达指出,基于整个《欧洲绿色协议》的框架之下的新电池法,其长期目标是欧盟为了实现其2050年碳中和以及循环经济的目标,而分配的具体执行方案之一。
“对于国内电池企业来说,这既是挑战,也是机遇,同时也将推动产业优胜劣汰的进程。”
审核编辑:刘清
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