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推广电池护照,如何做到心中有数?制定标准是关键。
电池制造商、材料成分、电池碳足迹、供应链信息……通过二维码在线访问,即可获得动力电池的全部信息——“电池护照”概念即将变为现实。据了解,电池护照作为一项国际性行业倡议,最早在2019年由全球电池联盟提出,本质是动力电池全生命周期数据管理系统。通过收集、交换、整理和报告所有生命周期利益相关者之间关于材料来源、电池化学成分和制造历史及其可持续性表现的可信数据,以此提高全球电池价值链透明度。
目前,我国动力电池护照建立情况如何?又有哪些行之有效的降碳路径?
仍处于起步阶段
近年来,在全球低碳减排背景下,各国对动力电池碳足迹监管提出了更高要求。我国动力电池产业要想保持出口优势,加强碳足迹管理势在必行。
目前,包括宁德时代、亿纬锂能、远景动力、欣旺达、蜂巢能源在内的电池企业均在碳足迹、数字电池护照等领域开展积极行动。不过,降碳压力不能仅局限于电池企业,碳足迹贯穿动力电池全生命周期,这就要求上游如资源开采、前驱体、正负极、电解液、隔膜等材料环节,以及下游回收再利用环节同样注重碳足迹管理,实现电池全生命周期的可查询、可追溯。
在日前召开的动力电池碳足迹核算方法研讨会上,中国动力电池产业创新联盟副秘书长马小利坦言:“国内碳足迹管理、碳足迹标准体系建设还处于起步阶段。我国动力电池碳管理还面临诸多挑战,电池产品碳足迹还没有形成清晰的管理思路,相关标准尚处于研究阶段,产业链发展思路尚不明确。”
优化材料和制备工艺
动力电池哪些环节是碳排放聚焦区,又如何有效降碳?据马小利介绍:“电池产业链碳足迹包括原材料、生产制造、消费端、梯次回收端,以及中间涉及的运输和维护保养。电池碳排放主要集中在正极材料、负极材料和电池生产环节,三者合计占比近90%。”正极材料方面,三元电池原材料工艺复杂,能耗较大;负极材料方面,人造石墨能耗大、碳排放多,制造1吨人造石墨与1吨天然石墨的二氧化碳排放量分别为8.7吨和3.2吨;电解液方面,电解液制备过程中能耗为2.85MWh/t,铜箔生产能耗为8.3MWh/t,铝箔生产能耗为0.9MWh/t;电芯环节,以单线4GWh方形三元电池为例,整个电池制备过程中耗电量为14500MWh/GWh,除湿机等动力设备能耗较大。
“近年来,不同类型电池包碳足迹总体呈明显下降趋势。”远景智能零碳产品首席科学家邱林进一步指出,“正极材料是电芯碳排放第一大来源,其中,NCM811电芯排放量最低,其次是NCM622电芯,NCM111电芯碳排放最高。整体来看,三元电池相比磷酸铁锂电池减排潜力更大,若其正负极材料使用绿色电力生产,可减少50%以上碳排放。”
马小利表示,动力电池产业链要协同发展减少碳排放,产品端优化正极、负极、隔膜、电解液、泊材等关键材料特别是高能耗材料的选取与制备工艺,优化电池工艺配比,选用低能耗材料。“但对企业而言,短期内变更技术路线难度较大。”
进一步完善标准体系
推广电池护照,如何做到心中有数?制定标准是关键。据苏州大学高级工程师赵丽维介绍,碳足迹核算方法可分为排放因子法、质量平衡法和实测法。目前,国内外区域、企业、项目和产品碳核算主要采用排放因子法,该方法可以较为全面地核算不同化石燃料燃烧导致的温室气体排放,数据获取方便,计算过程较为简便。
“不同标准规范导致核算范围、数据收集方式和排放因子各不相同,产品核算结果差异很大,更不能对不同碳足迹进行简单加总或核减。”赵丽维强调,“此外,电池上游数据获取存在较大困难,在分析计算产品碳足迹时,需要进一步完善和明确碳的范围、来源、边界和单位等问题,以确保分析结果科学可靠、可比性高,并具备参考价值。
相关人士指出,碳排放统计核算是一项复杂庞大的系统工程,涉及多类主体、多种维度,难度较大。要加快碳排放统计核算信息化能力建设,加快推进5G、大数据、云计算、区块链等现代信息技术应用,以满足动力电池碳足迹精细化管理需求。
马小利提醒,要特别关注上游矿产企业以及下游回收再利用企业的能耗情况,对电池全生命周期能耗及碳排放情况进行整体核算。与此同时,加快推进我国动力电池碳排放计算标准、数据库建设,发挥我国动力电池产业链的全球优势,与国际标准、数据库对接互认。
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