动力电池行业碳足迹及低碳循环发展背景介绍

最佳答案 匿名用户编辑于2023/11/21 09:46

绿色贸易限制加大了世界各国动力电池产业对于出口产品碳足迹的关注。

1.新能源汽车增长带动动力电池产量激增

交通运输是全球空气污染的主要来源之一。根据国际能源署(IEA)数据,交通运输使用的能源 91%来自石化产品,其消耗产生尾气污染,造成大量的二氧化碳(CO2)排放。2021年交通运输产 生的CO2增长至77亿吨,约占全球CO2排放总量的21%1。 交通运输部门脱碳,对于实现《巴黎协定》提出的温控目标十分重要。通过大力推广电能驱动的电 动汽车,替代传统内燃机为驱动的燃油车可有效减少交通运输产生的CO2排放。

以电动汽车为主的新能源汽车已成为世界各国汽车产业发展的趋势,各国正大力发展电动汽车,以 迅速推动交通系统向清洁交通系统转变。全球电动车销售量呈现高速增长态势,2022年全球电动汽 车总数达到2600万辆,与2021年相比增长了60%2。欧洲新能源车也呈现快速增长的趋 势。根据欧洲汽车制造商协会(ACEA)的数据,2020年欧洲新能源汽车销量达到了137.4万辆, 同比增长117%。中国新能源汽车市场总量居于国际领先地位,自2015年起保有量保持全球第一, 2022年中国新能源汽车保有量约1310万辆,占汽车总量的4.10%3。

中国是动力电池生产制造大国。自2014年全球新能源汽车进入快速发展阶段以来,中国动力电池行 业出货量高速增长。据锂电行业研究机构高工产研锂电研究所(GGII)数据显示,2022年中国动 力电池出货量480GWh,同比增长超1倍6。中国动力电池的装车量近年来也呈现出逐步提升的趋势 ,2021年达到154.5GWh7。 在车载电池中,锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长等特点成为新能源车使用的主要动力电池 类型,在减少道路交通排放方面发挥着核心作用。其中磷酸铁锂电池(LFP)和三元电池(NCM) 分别以其成本竞争优势和较高的能量密度优势,占据市场主导地位。

LFP和NCM电池的市场份额对比随时间发生转变。2016年以来NCM电池的市场份额快速增长,2016 年至2018年中国80%以上的电动乘用车使用NCM电池,2020年NCM电池装车辆达到38.9GWh; 2021年后,LFP装车量超过NCM,2022年中国动力电池累计装车量294.6GWh,同比增长90.7%,其 中,LFP累计装车量183.8GWh,占总装车量的62.4%。

根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2022年中国动力电池累计产量545.9GWh,其中NCM电 池累计产量212.5GWh,占总产量38.9%;LFP电池累计产量332.4GWh,占总产量60.9%。根据 Mordor Intelligence 的报告,2022年欧洲动力电池市场的装机量为233.4GWh,预计到2028年将达 到438.4GWh,其中LFP因其高安全性、低成本和高循环寿命而受到欧洲汽车制造商的青睐,而 NCM则因其高能量密度、高功率密度和高稳定性而受到欢迎。

2.政策及市场双轮驱动, 电池碳足迹正逐渐成为全球贸易的焦点之一

尽管电动汽车在行驶阶段产生的直接排放量几乎为零,但其主要动力来源电池,在其生产和制造过 程伴随着大量能源消耗,加之动力电池生产和使用的快速增长带来了资源短缺和能源消耗的问题, 也会导致显著的温室气体排放和环境影响,所以需要格外关注电池生命周期各阶段的碳排放。生命 周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)是从定量和定性两方面分析不同产品生命周期过程对环境 影响的方法,综合评定产品生命周期过程中的温室气体排放、水资源消耗、能源消耗等方面对环境 的影响。

随着电动汽车的快速增长和国际社会对全球气候变暖问题的关注,电池全生命周期的碳排放正成为 各国政府、企业和研究机构关注的焦点。一些国家正在逐步将产品生命周期评估和碳足迹纳入国际 绿色贸易的必要考虑因素。产品碳足迹(Carbon Footprint of Products,CFP)是LCA中环境影 响评价的一种,是衡量某产品在其生命周期中直接或间接产生的温室气体排放量。

如欧盟针对出口到欧盟的汽车电池制定碳足迹限值法规。2022年12月9日,欧盟委员会同意欧洲议 会和欧洲理事会发布新电池《欧盟电池与废电池法规》提案(COM 2020/798 final),并于2023 年1月18日达成三方最终协议,8月17日,正式生效,该法案贯穿电池从原材料、制造、消费到回收 成新产品的整个生命周期。《欧盟电池与废电池法规》要求,容量超过2kWh的可充电工业电池、 轻型运输工具电池、电动汽车电池、汽车SLI电池和便携式电池,必须提供碳足迹声明和标签,以 及电池数字护照,以披露包括容量、性能、用途、化学成分、可回收内容物等信息。法案要求2025 年2月,在欧盟成员国上市或投入使用的电动汽车电池必须提供碳足迹声明,2026年8月起必须标识 碳足迹性能等级标签,2028年2月,欧盟会对电动汽车电池设定最大排放阈值。

绿色贸易限制加大了世界各国动力电池产业对于出口产品碳足迹的关注。做好产品碳足迹核算、全 生命周期碳排放管理进而降低产品碳足迹,不仅是企业应对绿色贸易壁垒对企业出口的紧迫要求, 也会是企业增强其产品竞争力、获得更多下游买家及消费者青睐的必要手段。

3. 电池回收关注度日渐高涨

电池回收被认为是减少与电池生产相关环境影响的最佳方法,它可能会降低约50%的材料生产能源 需求,全面降低对环境的污染9。退役动力电池资源价值丰富,从资源利用的角度,高效回收利用这 些金属资源,能够降低和缓解对矿产资源过度开采和进口的依赖,减少对于锂(Li)、镍(Ni)、 钴(Co)等矿产资源的过度开采,能够对全球新能源汽车产业的可持续发展起到促进作用,同时也 能大幅削减动力电池全生命周期的碳排放总量10。另一方面,废电池中的重金属和化学物质如果不 能妥善处理,会渗入地下导致水污染和生态系统破坏,同时还可能通过食物链传递,危害人类身体 健康。

从长远的角度来看,整个动力电池回收市场潜力巨大。电动汽车动力电池的使用寿命通常只有5至8 年,电池组的持续使用造成电动汽车续航能力锐减,大量老旧动力电池将很快面临退役,尤其是早 期电动汽车使用的低镍(<50%)NCM的电池11。中国汽车技术研究中心数据显示,2020年中国累 计产生约20万吨的退役动力电池,到2025年将增至78万吨12。

美国、欧盟、日韩等发达国家和地区对动力电池退役报废回收均十分重视13。在其发布的相关法案 和政策中,明确提出电池回收的重要性,旨在推动回收利用体系的建设,引导行业的规范化。比 如,美国在《美国国家锂电发展蓝图2021-2030》中提出要实现锂电池报废再利用和关键原材料的 规模化回收,规划完整的锂电池回收价值链的建设和布局,以推动回收技术发展;德国、瑞士等要 求提升电池回收率且加强监管力度。

中国自2014年以来,多部门相继出台相关政策引导与支持新能源车动力电池回收行业的发展。在制 定行业目标规划、完善规范要求、鼓励商业模式创新等方面做出部署。由市场监管总局和工信部发 布的关于开展新能源汽车动力电池梯次利用产品认证工作的公告中指出,健全动力电池梯次利用市 场体系,促进动力电池梯次利用行业健康有序发展,鼓励有条件的地方加快构建资源循环利用体 系,在政府投资工程、重点工程、市政公用工程中使用获证梯次利用产品。