出品 | 虎嗅智库

作者 | 张婷婷

封面图 | 视觉中国

 

近日,第27届联合国气候变化大会(COP27)在埃及举行,这次会议被视为“关乎人类生死存亡的关键会议”,会议聚焦《巴黎协定》的“落实”,将全球减少二氧化碳排放推向执行层面。


于是,碳足迹管理作为企业碳减排第一步,变得尤为重要。此外,欧盟也于近期出台新的电池法规,对进口到欧洲境内的动力电池碳足迹提出要求,


碳足迹管理,一时间成为宁德时代等动力电池企业进入欧洲市场的必考题。

 

动力电池碳足迹,是指其生产使用过程引起的温室气体排放的集合。那么,一个电池从生产到“坟墓”,全生命周期的碳足迹是怎样的?中短期内动力电池企业的碳排放量是多少?政策走向如何?企业如何进行碳足迹管理?

 

基于以上思考,虎嗅智库发布了动力电池碳足迹系列报告,对动力电池全生命周期碳排放、动力电池行业及主流企业碳排放情况、国内外碳足迹管理政策等方面进行了系统研究,对我国动力电池行业碳足迹管理政策做出预判,构建了动力电池企业碳排放管理模型,并为企业应对碳排放管理提出系统性建议。

 

本文为动力电池碳足迹系列报告核心观点。


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  • NCM电池包的全生命周期碳足迹

 

虎嗅智库采用碳排放因子法,以NCM电池为研究对象,对NCM电池包从原材料获取到报废利用全生命周期各个阶段的CO2排放情况进行测算。1个NCM电池包由154个单体电池组成,每个电池单体重量为0.835kg,电池包总重量为150.09kg,测算得出电池包全生命周期的碳排放量为15,699.01kg(含装车使用阶段的电能消耗所产生的碳排放),不含装车使用阶段的碳排放量为6,693.61kg,结果如下表所示,其中,装车使用阶段的碳排放主要是对上游电能消耗产生。


表:NCM动力电池全生命周期碳排放情况

备注:运输阶段的碳足迹由于运输距离、运输重量以及运输工具的差异较大,不做具体数值计算,用M表示

来源:虎嗅智库

 

  • 原材料制备及电极烘干等过程是高碳排环节

 

在报告中,虎嗅智库针对电池全生命周期的高碳排放环节进行分析。

 

在上游原材料制备过程中,从正极原材料制备过程来看,碳酸锂和氢氧化锂是制备正极材料的主要原材料,主要提取自锂辉石等硬岩锂矿和封闭盆地内的盐湖卤水锂矿,在采用锂辉石生产碳酸锂过程中,每制备1吨碳酸锂需排放9.6吨CO2,属于高碳排环节;此外,通过电解二氧化锰(EMD)制备锰酸锂的过程能耗较高,也属于高碳排环节;从负极原材料制备过程来看,石墨作为电池负极的主要原材料,其制备过程能耗极高,也属于高碳排环节。

 

在产业链中游环节,正负极材料生产过程主要包含匀浆、涂布和烘干,分切,电芯卷绕,电池装配,以及注液和化成等过程,其中高能耗环节主要是电极的烘干过程,以及电池生产过程中干燥间的干燥机组运行过程,这一过程主要是对电能的消耗,因此,优化生产设备和使用绿电可有效降低此环节的碳排放。

 

回收利用阶段的碳排放量占动力电池全生命周期的1%,虽然占比较小,但动力电池回收的意义重大,主要在于,第一,提高正极材料中贵重金属的重复利用率,有效节约电池原材料成本;第二,减少废旧电池废弃后其有害物质对环境的破坏;第三,通过回收的正极材料可以减少原材料获取阶段的CO2排放量。2020年开始,我国动力电池报废量开始呈现剧增趋势,虎嗅智库预测,2021-2025年,我国动力电池报废量累计将达120.69GWh,将这些电池有效地梯次利用,将比制造等量的新电池减少近569.7万吨碳排放。

 

  • 2022-2025年我国动力电池行业碳排放总量将达4.37亿吨

 

依据虎嗅智库此前对2025年动力电池行业总产能和主要动力电池企业产能的预测,按照各家动力电池企业100%全产能,测算了2022-2025年动力电池行业及主要企业的碳排放量,测算结果显示,我国动力电池行业的碳排放总量将达436,728kt,宁德时代由于较高的市场率,碳排放总量最大,将达61,760kt,其次为LG新能源,碳排放总量将达35,360kt。

 

表:2022-2025年我国动力电池行业及主流企业碳排放量预测(产能:GWh,碳排放量:kt)


来源:虎嗅智库

 

  • 碳排放测算模型和碳足迹管理模型

 

为便于碳排放核算和碳足迹管理,虎嗅智库基于生命周期碳足迹测算数据和LCA评价结果,并结合动力电池原材料获取及生产制造的特征,以电池包为测算单元,将动力电池全生命周期划分为不同阶段,并测算了各个阶段的碳足迹,建立了基于全流程控制的动力电池包全生命周期碳排放测算模型,用于计算各个阶段的碳排放量,便于企业进行碳排放管理。

 

图:动力电池全生命周期碳排放模型


来源:虎嗅智库
来源:虎嗅智库

 

  • 以碳足迹管理为抓手的企业发展建议

 

我国动力电池碳足迹管理政策仍处于空白期,第一要务是制定相应的行业标准,包括明确碳排放范围、统一碳排放数据测算标准、完善碳排放数据监测手段以及制定相应的奖惩机制等,并且针对各个环节出台相应的法律法规,使碳足迹管理逐渐走向法制化和规范化。

 

动力电池企业应以碳排放数据为依据,摸清企业自身碳排放特点,构建动力电池碳足迹管理体系,并逐渐向产业链碳足迹管理延伸,依托区块链、云计算等技术,对上游材料生产、中游材料合成、以及电池组装制造的碳排放数据进行实时监测,构建碳排放数据库。

 

此外,虎嗅智库还对动力电池企业在产品/技术/设备优化提升、产业链布局、产业园区建设、储能业务布局、电池回收利用及碳汇项目开发等相关领域提出系统性的发展建议,以期在碳中和背景下为企业长远发展提供决策参考。

 

图:动力电池行业碳足迹管理体系构想



来源:虎嗅智库

 

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虎嗅智库致力于推动产业数字化以及以“双碳”转型为代表的可持续发展,为参与这个进程的中国企业高管、政府相关决策服务。我们主要的服务手段主要为:研究型内容(报告、分析文章、调研评选)、数据库、线上线下活动与社群、定制型项目等。


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