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昆明理工大王建军:锂电池产品碳足迹核算方法与数据库建设进展

时间:  2025-03-29 15:47   来源:  汽车总站网    作者:  汽车纵横

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2025年3月26日-28日,2025商用车产业发展会议在湖北省十堰市举办。本次会议由中国汽车工业协会主办,以“开辟新赛道,汇聚新动能——发展商用车产业新质生产力”为主题,采用“1+1+6+N”模式,即1场闭门会议,1场开幕式暨主旨会议,6个主题分会场和其他相关对接、展示等活动,旨在深入分析商用车发展面临的新机遇、新挑战,探讨商用车产业未来发展的新趋势、新方向。其中,在3月27日下午举办的“主题分会场二:新能源商用车可持续发展”上,昆明理工大学教授王建军发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录:

昆明理工大王建军:锂电池产品碳足迹核算方法与数据库建设进展

尊敬的何秘书长,各位来宾,各位朋友,大家好!刚刚秘书长已经介绍了一部分碳足迹相关内容。刚刚我们东风商用车的周总讲到,咱们交通领域的碳排放占了全国碳排放的15%,占比很高。锂电池其实是新能源车的一个重要组成部分,但同时它也是碳排放的一个重要部分。今天非常高兴跟大家一起来分享一下锂电池产品碳足迹的核算方法,以及支持锂电池碳足迹核算的数据库的建设进展。

近两年来,碳足迹这个词越来越火,特别是去年年底,工信部里搞了一个百团大战,为了碳足迹核算要制定100多项碳足迹团体标准。这些工作主要是为了应对国际上贸易碳壁垒。欧盟出台了相关的法律法规,特别是新的《锂电池法》,对我们锂电池出口提出了明确的要求,就是碳足迹的披露。今年的8月必须履行碳足迹披露要求,而且是按照欧盟要求,不是我们自己定规则,这个难度是非常大的,我们也在积极做这个工作。包括CBAM、CEAP等,都对我们提出了碳足迹方面非常严苛的要求。英国,美国,韩国,日本等国家,一方面在开展相关工作,另外一方面也在提要求,特别是贸易方面的碳壁垒要求。

为了应对这些要求,当然也是从我们国家到的可持续发展着手,事实上我们工信、发改、市场管理局、生态环境部陆续发了很多政策文件。

我们在2023年6月,也是在这个大背景下,组建了一个团队,由中国电子四院牵头,清华大学、昆明理工大学、中节能公司等单位参与,做了差不多一年多的工作之后,发布了锂电池碳足迹核算体系1.0版本,这个1.0版本基本上确定了锂电池碳足迹核算方法、PCR、标准以及部分背景数据库的数据。

整个核算体系,我们是从核算方法、标准、工具、以及我们最缺乏这个数据库,四个方面开展工作。25个人团队努力了整整一年,去年6月份发布的时候,数据库里只有210多条,因为这个数据库真的非常难建。

第二,产品碳足迹。

说了半天的碳足迹,到底什么是碳足迹?实际上碳足迹是源于全生命周期评价,源于LCA,是LCA影响里面环境影响评价类型一类,就是CFP,其产品种类规则是CFP-PCR。按照生命周期评价的要求,我们核算产品碳足迹的基本边界是两个:对于过程产品一般是从摇篮到大门;对于终端消费品一般我们会把生命末期纳进来做研究,那就是从摇篮到坟墓。研究碳足迹干什么?刚刚我已经讲了基本背景了,第一个就是应对贸易的碳壁垒,我们自己要知道如何去核算,制定标准,也要建自己的数据库,才有条件与他们谈判,要不然没有办法谈判,也没有办法互认。另一方面,碳足迹的核算也是帮助我们去识别,在整个产品的生命周期里面,到底哪个环节碳排放最多,我们采取什么样的措施,能把碳降下来,找到措施,找到方向。

第三,核算方法。

实际上碳足迹既然是源于LCA,那么它的核算方法一定是LCA,生命周期评价方法。这个方法基本上是这样,首先确定我们要研究的目标,范围,确定它这个功能单位,或者是声明单位,然后去分析生命周期里的清单,汇总,分析评价,最后做结果解释,或者拿碳足迹来分析应用,找到节能降碳的主要途径和方向。一般来说包括五个阶段,从原材料的获取,生产制造,运输,使用,到生命末期的处理,特别对锂电池来说,这个末期处理太重要了。

这就是锂电池核算的大概一个边界范围,大家看,实际上我们要把锂电池的碳足迹核算清楚,要沿着产业链一直往前追溯,从成品电池到电池组,到电芯,到正极、负极、电解液、隔膜、电池壳、管理系统一直往前追溯,直到追溯到原材料,包括钢铁、化工、有色等,一直往前追溯。但是欧盟现在提的要求是什么呢?大家看到,我这上面画的深颜色的线都要求是实景数据,也就是具体的实际生产数据,这个难度还是非常大。我们基于LCA的方法总结了物质流-能量流-污染流方法(三流方法),把全生命周期里面与碳足迹相关的因素归纳为物质流,能量流和污染流。如果把锂电池沿着产业链往前追溯,就会发现一直追到底,一直追到摇篮,产品的碳足迹就等于组织碳+运输碳,我们汽车整车也是一样的,也一样适用。

相比之下,“三流”的方法相对来说比较简单容易,从下往上,而不是从上往下,让企业管理者比较容易掌握,非专业的LCA的人员容易掌握,对企业管理者来说,就用三张表,即生产报表、能耗报表和污染物排放报表,就可以报碳足迹核算清楚。

我们开发了一套工具,这个工具结合背景数据就可以准确算出像打印机、锂电池,包括汽车整车的碳足迹。

第四,碳足迹因子库。

刚刚把核算的方法给大家介绍了一下,下面我们谈一谈目前我们核算碳足迹最缺的东西,就是这个碳足迹因子库,我相信大家也知道,最近我们生态环境部也发了一个电力的碳足迹因子,这个因子一旦发出来,好多人在挑战,说这个因子的核算方法没有说清楚,只有国家的一个平均值,没有地方的,等等。但是说实话,我很理解他们,这个数算出来非常不容易,一会儿大家就会看到,锂电池这个数据库建的多么艰难。

大家看一下,我们想按照LCA的方法要把锂电池的碳足迹核算清楚,就要沿着锂电池一直往前追溯,从锂电池到正极、负极、隔膜、电解液;再从正极到三元材料或磷酸铁锂,到磷酸铁、碳酸锂,......这只是其中一条产业链,实际上我这张图根本画不下,红箭头一直往前追,自上而下,子子孙孙,追而不尽。我们统计过,这个产业链上涉及到物料600多种,涉及到产业链大概200多条,所以往前追很难。大家看满屏都是碳足迹,所有物料、能源核算清楚,才能把锂电池的碳足迹算清楚,大家可想而知多难。你能想象得到你那个锂电池的铜箔来自哪个铜矿吗?有人说一直追溯算不下去吗?能算下去,但是这几乎一个不可能完成的任务。开展产品碳足迹核算需要的数据是巨量的,如果我们锂电池企业要去把自己产品的体系核算清楚,一直往前追溯,大家想想能追下去吗,追不下去!这时候就需要建立一个背景数据库。背景数据库基本上提供的是行业的均值。那个铜箔不要往前追了,全国都一样,都是3.5公斤。但中国现在没有可信度较高的碳足迹数据库。所以要建数据库,以期将来实现国际互认。

简单说说数据库建设的一个流程,其实就是开展LCA的过程。首先,我们就某个产品把它的生产工艺调研清楚,一个是实际调研,一个是我们去收集大量的相关资料分析研判,然后把它的生产过程的物质流,能量流,污染流梳理清楚,列出清单,然后进行LCA建模。核算就溯源,确定需要哪些数据支撑。我们采取线上线下两种方式进行调研,一是依托于工信部锂电池行业溯源平台,我们去收集数据;另外一方面我们沿着产业链一家一家调研,然后把这些数据归集到我们的生产单元上去。归集之后把实景数据和背景数据相匹配进行碳足迹核算。但是实际上好多时候你找的碳足迹因子没有,比如说有色行业这个数还没有发布,铜箔的数没有,那怎么办?我就沿着铜箔一直往前追溯。数据做完了之后还要评价数据质量,质量低的数据不能入库,合格的数据才能入库。我们开发了Excel表格,可以基于该工具和数据库进行产品碳足迹核算。锂电池数据库2.0版本,我们已开发成信息化系统,而且按照ILCD的格式建设数据库。

总的来说,目前数据库有600+个数据,这个+就等待时间完成,因为这个数据库基本上确定4月15号左右发布,所以留给我们的时间不多了。

第二个,现在数据库90%是2020年后数据。

第三个,100%的数据是本土化的,因为我们一直在往前追溯。

2.0正在路上,我希望这个2.0版数据库能为我们汽车整车的碳足迹核算提供技术支撑。谢谢大家!。

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