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欧盟电池法案——电动汽车电池碳足迹核算方法解读(一)

[罗戈导读]“欧盟新电池法”经过漫长的等待,终于完成公示于2023年8月17日正式生效。

“欧盟新电池法”经过漫长的等待,终于完成公示于2023年8月17日正式生效。法案旨在对投放到欧盟市场的几乎所有类型电池提出强制性要求,涵盖生命周期碳足迹披露、可持续性、安全、尽职调查、电池护照、废旧电池管理等指标内容,并确定了电池以及电池产品制造商、进口商、分销商的义务和责任。

法令将于2024年2月18日实施,而电动汽车电池将首当其冲受到影响,于2025年2月18日开始要求强制披露碳足迹信息。

对于电动汽车电池碳足迹的核算,欧盟委员会预计将于明年2月公布正式的核算指南,而早在法案正式公布之前,欧盟联合研究中心(JRC)发布了《电动汽车电池碳足迹核算指南——最终稿》(以下简称指南)作为正式版指南的研究性报告指南,该指南虽不是正规法律文件,但作为欧盟权威的方法论指引,参考了欧盟环境足迹核算方法(EF:Environmental Footprint)以及电池产品环境足迹分类规则(PEFCR:Product Environmental Footprint Categories Rules),从核算逻辑、数据要求、借鉴标准等方面对未来电池碳足迹核算方法落地有着较强的指导意义。

本系列将分为上下两篇对欧盟《电动汽车电池碳足迹核算指南——最终稿》核算指南展开解释分析,从核算边界、截止原则、数据收集、建模及回收分配等方面,识别重点难点,帮助企业提前布局。

01核算边界与截止/取舍原则

核算指南给出的核算边界包括电动汽车电池原材料获取及预处理阶段(Raw materials acquisition and pre-processing)、生产阶段(Manufacturing)、分销阶段(Distribution)以及生命终止阶段(End-of-life),而根据指南以及最终法案的阐述,电池的使用阶段产生的排放并不需要进行核算。

/ 原材料获取及预处理阶段 /

包括从环境获取原材料、预处理(产生能用于加工环节的材料)过程以及原材料和半成品运输过程。基于PEFCR,指南认为电池包装材料生产过程产生的相关环境影响较小并进行排除,同时对于非置于电池外壳内或与外壳物理连接的散热结构同样予以排除。

/ 生产加工阶段 /

生产加工环节包括原材料加工生成半成品、半成品加工、组装等环节,阶段结束节点通常为完成产品成品生产,并能进行下一步分销运输。电动汽车电池通常由多个电芯组成,并经过再次加工融合形成能够用于电动力载具的电池组。

对于电池的生产加工阶段,指南将认为包括的加工环节主要包括

  • 阳极和阴极活性材料的生产环节。

  • 阳极和阴极生产,包括油墨成分的混合、油墨在集电体上的涂层、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(即把电池组件组装成电芯),包括电极和隔膜的叠片及卷绕过程,电池外壳或电池袋组装过程,电解液注入过程,测试过程。

  • 电池模组组装,例如将电芯组装成包含电气/电子元件、外壳及其他相关元件的电池模组或电池包过程等。

  • 电池组装,例如将包含各电气/电子元件、外壳其他相关元件电池模组组装成成品电池的过程。

  • 将最终产品和中间产品运至使用地点的所有运输过程。

对于业务范围同时包括电动汽车电池生产以及将电动汽车电池安装至使用设备(如电动力载具等)过程的厂商,指南认为相比于电池生产加工过程,安装过程消耗能源及材料的环境影响较小并可以忽略。

此外,基于欧盟电池产品环境足迹种类规则(PEFCR for battery),生产过程使用设备(资本商品)的生产排放同样应进行忽略。

小迹洞察

从整体来看,指南对电动汽车电池生产阶段的要求相较其他阶段来说较高。对于电池厂商而言,也应格外重视:一方面,该阶段作为与企业生产过程强相关阶段,电池法案以及核算指南中对于该阶段企业实景数据需求十分严格(详见数据收集部分),使其将对于电动汽车电池企业加工过程的数据收集产生一定的影响,需要企业额外关注;另一方面,作为企业能够直接影响和控制的产品阶段,提早布局对于企业自身数据管理、能源管理及碳管理等层面也有很大帮助。

/ 分销阶段 /

对于产品生命周期的分销阶段,指南划定范围为:最终电池从生产场所运输至最终装配场所的过程,且过程中仓储运营过程产生的环境影响可以忽略。

/ 生命终止阶段 /

指南对于电动汽车电池产品生命终止阶段的解释为:从电池被废弃或被用户抛弃开始,到电池废弃材料作为废弃产品返回自然环境或进入其他产品生命周期(作为再生原材料);同时,若产品其他生命周期阶段(如原材料及加工环节)产生废弃物,其后续收集、处置等过程的环境影响核算应在对应生命周期阶段进行,不属于整体产品的生命终止阶段;

指南规范产品生命终止阶段涵盖的环节如下 

  • 电池废弃物收集环节

  • 电池拆解环节

  • 废弃电池的热或物理预处理(如铣削电芯过程)

  • 分离并转化为再生材料(如火冶金和湿法冶金处理过程)

  • 能源回收和处置

同时,指南规定生命终止阶段可忽略环境影响的过程环节包括:电池废弃物收集过程、电池废弃预处理过程(包括从载具拆除、放电以及分拣等环节)、电池和组分拆解过程以及生命终止阶段内运输过程。

电动汽车电池系统成分/图源:《电动汽车电池碳足迹核算指南——最终稿》——欧盟联合研究中心(JRC)

指南还指出,对于某系统成分质量占比小于1%的输入项(如占外壳重量比例小于1%的外壳材料)可以进行忽略处理,但需要同时将该质量叠加到系统中碳足迹最大的输入项,从而保证质量平衡以及遵守保守原则。

小迹洞察

作为电动汽车电池碳足迹核算的方法论依据,指南规范了详细的核算边界,也提出合理的取舍原则。同时,指南强调电池的生产加工阶段对于碳足迹核算的重要性,电池厂商应给予重点关注,而供应商可基于指南提供的加工环节示例评估自身风险,提早布局。

数据收集与数据质量要求

数据收集是碳足迹核算的重要步骤,指南对于数据要求进行了明确的定义,将收集的数据分为强制征收的企业真实数据以及非必要企业真实数据的数据(Non- mandatory company- specific process),分别提供了较详尽的收集要求和原则,并对部分数据提出数据质量要求。

/ 强制征收的企业真实数据收集要求 /

指南规定企业真实数据的定义,数据范围包括活动数据及基本流(elementary flow),而真实数据的要求则限制企业必须从具体电池工艺的具体制造设备取得实际数据。

指南规定电动汽车电池生命周期生产阶段所有过程数据均需要提供企业真实数据,该阶段主要包括阳极和阴极活性材料生产、阳极和阴极生产、电解液生产、外壳组装、冷却系统组装、电池生产、电池模组组装和电池组装等环节,但往往对于电池产品碳足迹(CFB)申报主体来说,在自身的业务范围内难以完全覆盖所有相关流程,所以需要向供应商进行过程数据的收集。

对于该类强制收集的企业真实数据,指南给出建议的收集方案

     方案 1

  • 供应商向 CFB 申报主体提供所有活动数据、基本流、CFB 支持性研究材料及核查所需的所有信息。

     方案 2

  • 供应商向 CFB 申报主体提供符合 CFB 标准的企业碳足迹数据集。在这种情况下,CFB 申报主体应确保审批机构在 CFB 申报主体提交碳足迹申报时收到所有文件。

     方案 3

  • 供应商向第三方机构(如数据管理公司)提供所有活动数据、基本流、CFB 支持性研究材料及核查所需的所有信息。第三方机构将来自不同公司的输入数据分别整合,并向 CFB 申报主体提供基于不同工业流程的符合 CFB 标准的汇总数据集,确保供应链信息的保密性。在这种情况下,CFB 申报主体、供应商和第三方机构应确保审批机构 收到核查碳足迹声明所需的所有文件。

从指南给出的方案可以看出,CFB最终都应向审批机构提交电池加工过程的过程数据集、支持性研究材料等核查所需的必要材料,而不同方案的区别主要体现在处理原始数据的主体变化。简单而言,企业收集电池加工环节碳足迹数据的方法是:

  • 选择向供应商收取活动数据、基本流等较原始数据并自行进行数据处理汇总为数据集

  • 要求供应商预先处理数据并直接提交数据集;

  • 请第三方数据处理机构进行相关数据处理;

对于“数据集”的概念,指南给出的定义是“包含具体产品(或过程等)生命周期信息、描述性元数据(Metadata)以及量化的生命周期清单(LCI数据集)或生命周期评价结果(LCIA数据集)”,而对于选择LCI或LCIA结果数据集,指南并未给出明确的偏向性。但选择提供LCI数据集的情况下,需要同时提供LCIA气候影响结果,而选择提供LCIA数据集的情况下要求仅需提供气候影响结果。

指南对“满足CFB要求的企业真实数据集”,有如下要求

  • 模型建立需要符合本指南要求;

  • 基本流命名需要满足欧盟EF3.1(Developer Environmental Footprint)参考文件;

  • 过程数据集及产品流程的命名需要遵守《ILCD手册 - 命名及其他约定》

  • 完成基于指南的DQR(数据质量评价,评价指标包括技术代表性TeR、地理代表性GeR、时间代表性TiR)并提供结果;

  • 包含元数据;

  • 对于描述零部件产品的CFB标准企业真实数据集,系统边界应不包括分销和生命终止阶段;

  • 需要外部验证;

关于元数据,指南章节8.2.2和8.2.3详细描述了需要包含的内容,包括整体模型(各生命周期阶段、电力建模、分配、回收模型的细节等)、次级数据、取舍的情况(Cut-off)、CFB结果(以及不同阶段分项结果)及其他数据的背景信息。

小迹洞察

指南规定企业收集并建立真实数据集需要包括过程的所有已知输入及输出。值得注意的是,工业过程的输入输出与数据集要求的LCI或LCIA数据集并不矛盾,企业可以选择LCI或LCIA的方式展示过程碳足迹结果,但过程的输入输出活动水平数据的收集及提供是必要的。

除此之外,对于企业真实排放数据可基于直接测量,也可基于企业真实活动水平数据和相应排放因子(例如,车辆或锅炉燃烧的升燃料消耗量和排放因子)进行计算。

对于欧盟排放交易计划覆盖的产品行业,应优先满足欧盟2018/2066法令中针对对应过程和温室气体的量化要求。同时,指南允许合理、一定程度上的数据处理,如对工艺或工厂总消耗基于功能单位或参考流程的分配,但所有数据处理过程应在CFB支持研究文件中阐明。

/ 非强制征收的企业真实数据收集要求 /

除强制要求的企业真实过程数据之外,指南将其他过程纳入非强制需要企业真实数据的过程类别,并基于其对于主要流程的相关性区分最相关及非最相关过程。

对于最相关过程,指南参考电池PEFCR及相关文献,认为应涵盖以下内容

  • 阴极活性材料前体的生产,包括:钴、镍、铁和锂(金属或盐类)。

  • 阳极活性材料前体的生产,包括:石墨、金属锂、硬碳、硅。

  • 电解质盐和前体的生产,包括:LiPF6、锂盐。

  • 铜的生产,如在电流收集器、母线和电缆等中。

  • 铝的生产,如在集热器、汇流条/电缆和外壳等中。

  • 钢的生产,如在外壳中。

除此之外其他过程则为非最相关过程。

指南对于非强制需要企业真实数据的过程也提供了具体的数据收集及建模要求,对于该类数据,应换用次级数据作为建模使用的活动数据。而对于次级数据的选取,指南推荐优先选用高技术代表性、符合EF标准、较高DQR、取自欧盟生命周期数据网络(LCDN:Life-cycle Data Network,)的数据集,指南对于该类次级数据选取和建模提供了详细的原则,在此并不赘述。

小迹洞察

从数据收集角度看,指南在要求生产阶段过程需全部收集企业真实数据,而对于其他过程,指南允许次级数据的使用,但对于数据来源,倾向于选自欧盟自有的数据库或符合欧盟规范的数据库。

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