易碳大咖说 | 《新电池法》：电池回收企业如何计算循环回收环节碳足迹？

一、背景

为促进电池行业高质量可持续发展，欧盟新电池法规对报废电池回收率以及其中高价值材料的回收利用率均做出了新的要求（表1）。同时，该法规也中明确指出，自2025年2月18日起，所有出口欧盟的电动汽车电池须在技术文档中增加满足PEFCR的产品碳足迹报告，公开披露电池生产、分销、最终报废回收等各生命周期阶段的碳排放。

其中EoL（End of Life）阶段的碳排放披露与法规中回收相关政策要求的后续发展息息相关。本文将参考欧盟联合研究中心（Joint Research Centre, JRC）起草的有关电动汽车电池碳足迹核算的详细技术文件（CFB-EV），针对电动汽车电池EoL阶段的计算细则做出具体解析。

表1 欧盟新电池法规中对于电池回收率和原材料回收率的要求

二、概述

一般来说，EoL阶段主要用于描述产品回收再利用过程。对于电动汽车电池来讲，EoL阶段的范围从电池（或装有电池的电动汽车）被用户处理或丢弃时开始，至电池回收过程的产出进入另一个产品的生命周期或作为废弃物返回大自然时结束。具体来讲，电动汽车电池的EoL阶段主要包括：①废弃电池收集；②电池拆解；③热或机械预处理（例如，电芯的破碎）；④可回收材料的分离和转化（例如，火法冶金和湿法冶金）；⑤能量回收和废弃物处置。

CFB-EV中要求：包括EoL阶段在内的所有生命周期阶段产生的回收材料和废弃物均应使用循环足迹公式（Circular Footprint Formula, CFF）进行建模，并在该物料回收/废弃物处置发生的阶段进行报告。需要注意的是，在同一工序中反复使用，且确实需要回收的物料（例如，周转材料）不参与CFF计算，但与其相关的处理工序及排放需要纳入对应的生命周期阶段。

三、计算方法

电动汽车电池的默认EoL阶段流程如图1所示，在此情境下，认为只有一部分电动汽车电池在报废后被送入专业的回收工厂进行精细拆解（正确回收），这些电池中的各组成部分均被按需分类，并进入不同的处理流程。其中：电芯经过火法冶金和湿法冶金处理后，可从中回收铜、硫酸镍和硫酸钴；外壳可用于回收钢和铝，印刷线路板（printed wiring board, PWB）可用于回收铜、金、钯、银等贵金属，电线可用于回收铜等可利用材；电池包装中的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PET）等塑料则可以通过焚烧处理等方式回收能量；其余回收价值较低的废弃物最终进入填埋环节。而未被正确回收的电池只能以较为粗糙的方式进行拆解，只有外壳中的部分钢和铝以及电线中的铜被处理回收，电芯、PWB、塑料等其它部分均直接进入填埋厂。

需要说明的是，后续计算过程中将采用Rcoll这一参数描述报废电动汽车电池被正确回收的比例；同时由于截断原则中已明确说明电池的拆解过程不应被纳入计算范围，EoL阶段的拆解效率被视为100%。

图1 电动汽车电池默认EoL阶段示意图

当使用CFF进行产品中材料回收和再循环过程的建模计算时，应分别针对每种材料构建公式，具体到电动汽车电池上来说，CFF计算主要围绕以下几类材料展开：

1. 当生产过程中使用的可回收材料量不为0时，电池生产过程中使用初级材料和次级材料带来的影响可用下式计算：

2. 电池拆解过程中产生次级材料带来的影响（主要包括外壳中的铝、钢和电线中的铜）可用下式计算：

• 对于正确拆解的电池：

• 对于未正确拆解的电池：

3. 电池经正确拆解后，PWB回收过程中产生次级材料带来的影响（主要包括铜、金、钯等贵金属）可用下式计算：

4. 电池经正确拆解后，电芯回收过程中产生次级材料带来的影响（主要包括铜、硫酸镍、硫酸钴等）可用下式计算：

除此以外，电动汽车电池EoL阶段内能量回收和最终处置过程的影响分别计算为：

• 能量回收：

• 最终处置：

• 对于正确拆解的电池：

• 对于未正确拆解的电池：

将以上所有公式的结果加和即可得到电动汽车电池EoL阶段环境影响的最终结果。

四、参数释义

准确理解CFF中各参数的含义是保证计算结果有效的重要前提。尽管上述公式中涉及到的参数繁多，但根据其作用可将其大致分为四类：

①分配因子，用于将某一过程的负荷/收益分摊给产生和使用相应产品的两个系统；

②比例系数R，用于描述报废电动汽车电池流入不同处理流程的比例；

③排放因子E，用于描述与电池原材料生产或报废电池处理相关流程的环境影响；

④品质系数Q，用于描述初级材料和次级材料之间品质的差异，通常以品质系数之比的形式出现。

五、总结

CFB-EV针对电动汽车电池生命周期各阶段的计算方法做了较为细致的说明，与普适性的EF方法相比，电动汽车电池的CFF计算着重强调应针对每一种可回收材料，分处理阶段（或处理方式）展开计算，并明确规定了各材料在不同处理阶段的差异化缺省值。

因此，在进行电动汽车电池EoL阶段的建模计算时，一般需要遵循以下步骤：首先，梳理电池的回收处理流程并识别各阶段的目标回收材料；其次，选取合适的缺省值（A、R和Q）或收集研究范围内的实际数据和相关证明材料；而后，分别针对每一个回收阶段进行建模，计算电芯、PWB和其他材料回收过程中产生的环境影响（E）；最终将上述参数按要求代入CFF公式计算即可。

对于中国的电池回收企业而言，开展电动汽车电池CFF计算仍存在以下难点：其一，欧盟提供的所有文件中，缺省值都是基于欧盟国家的统计数据进行计算的，在中国地区的适用性存疑；其二，目前国内暂未形成相对成熟的电动汽车电池回收处理渠道，电池不同部分的回收加工可能较为分散（例如电子元器件回收和电芯回收），对于以电池为整体的研究来说，数据收集较为困难；其三，CFF计算中仍不可避免地需要使用到背景数据，被广泛使用的主流商业数据库中有关中国的背景数据存在数量少、质量差等问题。