给《欧盟电池与废电池法规》“挑挑刺”
摘要:作为CPP平台搭建的主导方,中汽碳数字针对电池碳足迹也建立了相对完备的电池碳足迹研究体系,包括本土化电池生命周期碳排放数据库,面对国际国内不同市场需求的电池碳足迹核算方法,涵盖全生命周期阶段的电池碳足迹核算模型,用于开展供应链数据收集的工业碳排放信息系统等。
一直以来,在全球减排降碳之路上,欧盟都是激进派。今年8月,《欧盟电池与废电池法规》(以下简称“欧盟电池法”)正式生效。这意味着按照法规要求,所有在欧盟市场上投入使用的电池将受到全生命周期的管理。
欧盟电池法规定的管控对象包括便携式电池、启动、汽车用蓄电池(SLI电池)、轻型运输工具(LMT)电池、动力电池和工业电池五类,监管内容主要包括碳足迹、再生金属使用比例、电池标签与电池护照、废旧电池及电池材料的回收、化学性能与耐久性及供应链尽职调查等方面。聚焦汽车行业,进入欧盟市场的电动汽车,要全面满足电池法对车用蓄电池及动力电池的一系列要求,否则将面临相应的罚则。
“对欧盟正式生效的电池法,中国车企需要冷静客观分析,既不要掉以轻心,也不要盲目轻信。而是要全面透彻分析其中的重点,找到应对的对策。”日前,中国汽车技术研究中心首席专家孙锌在接受《中国汽车报》记者采访时表示。
01 欧盟电池法存在“漏洞和缺陷”
“欧盟电池法的正式生效证明其在电池领域全生命周期低碳管理方面又先行了一步。但实际上,欧盟电池法中对电池碳足迹核算方法的要求并不十分严谨,存在‘漏洞和缺陷’。”孙锌告诉记者。
据了解,在欧盟电池法的电池碳足迹计算规则中,功能单位被定义为电池在其使用寿命内提供的总能量的1千瓦时,碳足迹结果以克二氧化碳当量每千瓦时为单位。这意味着电池碳足迹的结果等于电池在其生命周期(不包括使用阶段)中的总碳排放(作为分子)除以总能量(作为分母),对于相同生命周期碳排放的电池,其总能量越高,碳足迹的结果越小。
孙锌认为,采用这样的功能单位不尽公平,总能量的选择或许对磷酸铁锂电池并不友好。
“通过计算搭载相似电动乘用车的磷酸铁锂和三元电池的碳足迹我们发现,磷酸铁锂电池生命周期中的碳排放较三元电池低,但由于磷酸铁锂电池在同样寿命周期内提供的总能量较三元电池低,进而分摊到单位千瓦时的碳足迹结果反而比三元电池高,即三元电池更加低碳。但是如果选择电池的额定能量作为分母,得到的结论正好相反,磷酸铁锂电池会更加低碳。因此,在此案例分析中,选择总能量而不是额定能量作为电池功能单位对应的能量,对三元电池更有利,而对磷酸铁锂电池不友好。”她说。
这样的功能单位选择,也从一个侧面体现了欧盟需要中国电池制造商及车企输送更多的三元电池,来间接地进口镍钴锂等关键矿产资源,从而进一步加强欧盟对关键资源的供给保障。
“但另一方面,关键资源的供应风险将成为我国汽车低碳发展的重要制约因素,低碳问题或许会进一步引发相关资源及ESG风险。”中汽碳(北京)数字技术中心有限公司碳管理咨询室室主任赵明楠说。
“欧盟考虑动力电池使用过程的吞吐量(总能量),该核算方法的不合理还体现在总能量其实是算多了。16万公里乘以每公里电耗计算的电池吞吐量与搭载的电动车强相关,其一部分能量是用作驱动电动车行驶,另一部分是电池等部件自身消耗的,合理的计算方法应该是将总能量中电池自身消耗的部分能量作为分母进行计算,并且要与分子碳排放总量的考虑范围保持一致。”某自主品牌车企电动车生命周期评价专家在采访中说,“而且在相同寿命里程的前提下,电耗越高的车计算出来的碳足迹结果越小,这与我们降低使用阶段电耗的政策趋势是相反的。越费电反而越低碳的逻辑,其实与低碳环保的理念背道而驰。”
“总能量的标定没有统一方案,从测试或寿命预测都有问题。”某头部电池企业生命周期评价专家说。
他认为,首先,很难找到一个大家都能达成共识的并且反应实际情况的测试方法;其次,电池制造商和系统集成商需要对欧洲市场的每种电池类型进行测试,所有这些都将导致高昂的测试成本,对规模较小和较新的电池生产商不利,从而可能限制创新。最后,电池退化是由基于使用(循环)和老化的相互作用驱动的,而退化评估和测试程序的准确性只能在多年甚至几十年后才能确定。
“欧盟虽然提出了基于电池总能量的计算方法,但具体的实施细则还不清楚,比如对于大于最小寿命周期16万公里时该如何声明等问题。”这位专家说。
针对电池碳足迹的核算,国外专家也提出了相关的观点。
苏黎世联邦理工学院Leopold Peiseler等多位专家在《科学》杂志上发表的相关文章中曾强调,动力电池的总能量和寿命在很大程度上依赖于不同的电芯化学、设计及应用场景。政策制定者需要在电池使用阶段考虑到这些多样性和复杂性,并将对技术的理解整合到法规制定的过程中。并建议电池法对碳足迹的要求要更关注电池产业链上游生产环节,而不是下游的使用环节。
此外,从电池回收模型看,孙锌认为,欧盟电池法的相关规定也不全面,没有包含梯次利用等回收方式。
“在欧盟电池法的电池碳足迹计算规则中,电池生命周期末端建模使用了循环足迹(CFF)公示,但目前的CFF公式仅体现了再生利用的减排效益,并未考虑梯次利用等回收方式的碳减排效益。另外,欧盟电池法对再生利用的减排效益计算也不全面,仅体现了通过火法和湿法间接地回收镍盐和钴盐,对于锂仅进行填埋处理未进行回收。因此,综合来看,这种算法对于磷酸铁锂电池来说很吃亏。相比于CFF方法,截断法(Cut-off)对于不同类型的电池来说都更加公平也更容易操作。此外,欧盟提到的再生利用技术水平也与中国实际情况有一定的差距,目前中国已经可以实现对再生资源的直接回收,而根据《电池2030+路线图》欧盟将在2030年实现,这也体现了欧盟的再生利用技术落后于中国。”她说。
02 缺乏国际公认的本土化数据 中国企业被动贴上“高碳”标签
欧盟电池法中关于电池碳足迹模型是由一系列相联系的过程组成,这些过程将活动数据与相应的碳足迹因子相结合。
孙锌告诉记者,为了保证数据质量,特别是关于时间、技术和地理方面的代表性,欧盟电池法的电池碳足迹核算规则将过程分成了两种,即强制性的企业具体场地过程和非强制性的企业具体场地过程。
对于强制性的企业具体场地过程,所有数据(即活动数据和基本流)都应来自企业具体场地,并关联到特定制造工厂生产的特定电池型号。也就是说,包括正负极活性材料生产、正负极生产、电解质生产、外壳组装、冷却系统组装、电池生产、模组组装和电池组装在内的,电池制造生命周期阶段中所有流程都是强制性的企业特定流程。
而对于非强制性的企业具体场地过程,根据其与整个碳足迹计算的相关性分为最相关过程和非最相关过程。最相关过程包括正负极材料的前驱体、电解液、电子电器中的铜和铝、外壳中的铝和钢的生产过程,都是电池当中碳排放贡献比较高的材料,累计占到电池碳足迹的近80%。
“对于这些最相关过程的建模,如果在欧盟生命周期数据网络的碳足迹节点中有相关技术代表性的数据集,需要选择其中最相关的次级数据集,或者选择符合特定数据质量等级的企业具体数据集。也就是说,企业要么选择欧盟生命周期数据网络平台上已有的现成的数据库,要么自建数据库。”孙锌说,“如果企业缺乏建立自身数据集的相关能力,就只能选择欧盟生命周期数据网络平台中的数据。但目前生命周期数据网络平台中的数据集还没有中国本土化的数据库,这就意味着中国机构开发的数据库还未在国际平台上被认可,企业也无法选择中国本土化的碳排放因子,在缺乏自身数据集建立能力的情况下,中国企业不得不选择其他国外数据库中所谓的‘中国数据’,但这些数据与本土实际水平相比往往更加高碳,导致我国企业被动地打上了‘高碳’的标签。”
03 推进中国碳足迹数据国际互认势在必行
因在国际平台上缺乏中国本土化数据,导致中国企业碳足迹数据“失真”的尴尬亟待化解。
对此,孙锌认为,在核算方法方面,建议相关政府主管部门尽快发布国家电池碳足迹核算方法和标准,并推动国际碳排放方法的互认。另外,建议针对欧盟电池法碳足迹核算规则中的相关问题,形成若干行业意见和建议,修正相关电池碳足迹核算和建模方面的问题,坚持科学合理、公平公正的原则,使中国本土电池品牌在全球的低碳竞争优势得到彰显。
在数据库建设方面,她建议我国建立中国生命周期数据平台,及时发布基础能源(如电力)和电池相关材料的碳排放因子,推动中国本土化数据的国际互认。
事实上,随着中国新能源汽车的加速“出海”,以及全球碳博弈的持续升级,完善中国汽车及动力电池等关键零部件碳足迹数据标准和管理体系建设,明确碳足迹数据核算方法,实现相关标准和数据的国际互通互认迫在眉睫。而从标准核算到数据公示再到国际互认,无论是建立、完善汽车碳排放数据管理体系,还是从容应对全球碳博弈,都对国内汽车碳足迹管理制度提出了更高要求。
日前,国家发改委等部门联合印发《关于加快建立产品碳足迹管理体系的意见》(以下简称“《意见》”)提出,制定产品碳足迹核算规则标准;加强产品碳足迹背景数据库建设;推动碳足迹国际衔接互认。其中明确,在特定行业领域,鼓励行业协会、企业、科研单位等依法合规发布细分产品碳足迹背景数据库。考虑到目前国际数据库普遍高估我国电力排放因子等背景数据,《意见》提出鼓励国际数据库与国内运营主体开展合作,据实更新相关背景数据的任务要求。在碳足迹国际互认方面,明确提出利用国内超大规模市场优势和产业完备的配套优势,推动与主要贸易伙伴在碳足迹核算方法和认证规则方面衔接互认。
具体到国内在汽车碳足迹管理层面的进展,据了解,今年5月,全球首个中国汽车产业链碳公示平台(CPP)正式上线对外运行,该平台内嵌了具有行业认可的碳足迹核算方法体系以及支撑工具,包括方法学、数据库、模型、核算软件。作为CPP平台搭建的主导方,中汽碳数字针对电池碳足迹也建立了相对完备的电池碳足迹研究体系,包括本土化电池生命周期碳排放数据库,面对国际国内不同市场需求的电池碳足迹核算方法,涵盖全生命周期阶段的电池碳足迹核算模型,用于开展供应链数据收集的工业碳排放信息系统等。“最近,我们也正在加紧核算百余款动力电池产品的碳足迹,按照计划CPP平台将择机发布中国典型电池产品的碳足迹数据。”赵明楠说。
行业层面之外,中国企业又该如何从容应对未来全球化的低碳竞争?
“面对欧盟电池法及相关政策要求,中国企业需要合理布局未来三年的低碳发展规划。在未来一年内建立碳足迹核算能力,包括掌握碳足迹核算方法,搭建包括工厂制造和上游供应链的碳排放数据库,建立低碳供应商的管理体系,应用供应链碳排放数据收集系统,提升数据质量,相关核算结果需经得起第三方机构的审核。在未来两年半内,全面整合产业链低碳数据资源,力争电池碳足迹达到行业低碳水平。在未来三年内,高碳产品将被迫退出欧盟市场,生产这部分‘高碳’电池的厂商,需要提前布局其他还未建立起低碳壁垒的国际市场。”孙锌建议。
责任编辑:枯川
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