歐盟《新電池法規(guī)》對電池產(chǎn)品碳足跡做出了嚴格規(guī)定,作為電動汽車全生命周期主要碳排放源之一,動力電池產(chǎn)業(yè)鏈低碳化發(fā)展是必然趨勢。
一、動力電池產(chǎn)業(yè)鏈綠色化發(fā)展驅動力
報告指出,動力電池產(chǎn)業(yè)鏈綠色化發(fā)展的驅動力來自兩方面,一方面是動力電池全球競爭新格局的形成;一方面是新能源汽車高速增長帶動下的電池需求爆發(fā)式增長,而動力電池生產(chǎn)階段的碳排放是新能源汽車全生命周期碳排放的重要構成。
目前,全球較完整的動力電池產(chǎn)業(yè)鏈主要集中在中國、韓國、日本,歐美在電芯生產(chǎn)等環(huán)節(jié)具有較大缺口。為了加快構建完整產(chǎn)業(yè)鏈,歐美通過財政補貼、稅收減免等政策促進產(chǎn)業(yè)鏈本土化,并通過建立碳壁壘,試圖引領動力電池國際標準,同時保護本土企業(yè)發(fā)展,這給我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈綠色化發(fā)展帶來很大挑戰(zhàn)。
同時,隨著新能源汽車技術走向成熟以及全球各國家碳達峰、碳中和目標的迫近,近兩年全球新能源汽車市場增長迅猛,在新能源汽車帶動下,動力電池需求節(jié)節(jié)攀升。2022年全球動力電池裝機量超過518GWh,同比增長71.8%。根據(jù)測算數(shù)據(jù),當前動力電池生產(chǎn)碳排放占純電動乘用車全生命周期總排放量的20%左右,是電動汽車全生命周期碳排放主要來源之一。
為保持我國電池產(chǎn)業(yè)鏈全球競爭力,加速推進產(chǎn)業(yè)鏈綠色化轉型已是當務之急。
二、動力電池產(chǎn)業(yè)鏈碳排放主要來源
1、正極材料制造是主要碳排放來源。
正極材料是電池生產(chǎn)主要碳排放來源,其中三元正極材料碳排放強度高于磷酸鐵鋰正極材料。三元正極更高的碳排放主要來源于鋰、鎳、鈷等金屬原材料的獲取和冶煉生產(chǎn)過程。
2、負極材料石墨化過程耗電量巨大。
目前鋰離子電池負極材料主要包括天然石墨和人造石墨。人造石墨因石墨化環(huán)節(jié)消耗大量電力,碳排放強度高于天然石墨。
3、電芯生產(chǎn)碳排放主要來自干燥環(huán)節(jié)。
電芯生產(chǎn)階段碳排放主要來自設備用能,其中干燥設備能耗最高。
4、鋁材生產(chǎn)能耗不容忽視。
生產(chǎn)能耗高的鋁制產(chǎn)品廣泛應用在電池包生產(chǎn)中。
三、我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈低碳化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
1、我國碳足跡標準體系建設相對較緩。
歐盟在產(chǎn)品環(huán)境足跡方面已經(jīng)形成了較為成熟的全生命周期評價標準與認證體系。我國動力電池碳足跡核算方法尚未形成行業(yè)統(tǒng)一標準,且生命周期數(shù)據(jù)庫建設較為分散。
2、低碳電池推廣缺少法律法規(guī)約束。
我國現(xiàn)行法律法規(guī)尚不能對低碳動力電池推廣形成有效支撐。供給側,缺少對動力電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)碳排放獎懲機制,造成企業(yè)當前減碳積極性不高。需求側,缺少產(chǎn)品碳足跡信息公開制度,產(chǎn)品之間無從比對,不利于綠色消費的引導。
3、原材料獲取階段減碳存在瓶頸。
通過技術創(chuàng)新、消納綠能等手段實現(xiàn)上游資源減碳仍具有一定挑戰(zhàn)。一方面,技術創(chuàng)新是實現(xiàn)采礦、冶煉等過程碳減排的重要方法,但仍面臨挑戰(zhàn)。另一方面,原材料獲取階段的能耗也是碳排放的主要來源。
4、降碳成本考驗企業(yè)綠色發(fā)展定力。
體現(xiàn)在,中小企業(yè)綠色轉型積極性受到其轉型成本制約;企業(yè)需要支付額外溢價采購綠電;企業(yè)建設減排設施需要較高投入等。
5、現(xiàn)階段綠電供給存在結構性矛盾。
我國能源結構仍需要一定時間進行調(diào)整。雖然我國正在逐步提高清潔能源發(fā)電比例,但當前火力發(fā)電仍是電力結構中的主要構成。高比例的火電不利于我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈減碳。此外,電池產(chǎn)能與綠電供應存在區(qū)域錯配。
四、我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈低碳化發(fā)展路徑與實踐
1、建立碳足跡核算標準體系,洞察碳排放來源。
推行碳足跡核算標準是產(chǎn)業(yè)鏈減碳的前提。我國產(chǎn)業(yè)鏈各主體正在加快開展動力電池產(chǎn)業(yè)鏈碳排放標準相關工作的步伐。企業(yè)開展碳盤查為低碳戰(zhàn)略與管理提供決策依據(jù)。部分頭部動力電池企業(yè),已經(jīng)開始碳排放盤查工作,盤查范圍不局限于自身的直接與間接排放,而且向整個價值鏈延伸,幫助產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同減碳。
2、研發(fā)減碳創(chuàng)新技術,推動實現(xiàn)綠色制造。
鹽湖鋰產(chǎn)品在碳足跡方面較鋰輝石具備一定優(yōu)勢,并且國內(nèi)鋰鹽湖資源占比高達80-85%,國內(nèi)鹽湖鋰資源越發(fā)受到產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)關注。此外,通過優(yōu)化工藝、提升熱能利用率即可實現(xiàn)正負極材料減碳;設備節(jié)能、工藝創(chuàng)新、智能化生產(chǎn)有助于減少電芯生產(chǎn)能耗;綠色制造實現(xiàn)減碳的同時還能夠降低成本。
3、建立材料循環(huán)體系,減少原生材料用量。
利用再生材料生產(chǎn)動力電池可以有效減少碳排放。根據(jù)測算,假設電池生產(chǎn)中用到的鋰、鈷、鎳、鋁100%使用循環(huán)材料,可使1kWh電池包的生產(chǎn)碳排放降低29%。寧德時代、比亞迪、容百科技、贛鋒鋰業(yè)、天齊鋰業(yè)等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛通過合作或自建模式打造動力電池回收閉環(huán)。
4、廣泛應用綠色能源,降低能源使用端碳排放。
提升可再生能源使用比例有效減少電池生產(chǎn)碳排放。產(chǎn)業(yè)布局向可再生能源豐富地區(qū)靠攏可有效降低企業(yè)碳排放。企業(yè)通過自建綠色電力系統(tǒng)進一步提升綠電比例。
5、推廣綠色物流,實現(xiàn)零碳轉運。
使用電動物流車可實現(xiàn)產(chǎn)品轉運過程中的低碳排放。經(jīng)估算,純電動中型卡車和純電動重型卡車的減碳效益,分別可達46噸/年和155噸/年,部分產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已經(jīng)開始引入電動化車輛進行物流運輸。
五、對我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈低碳化發(fā)展的建議
報告建議在政府層面明確國家級電池產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展戰(zhàn)略,建立碳排放相關獎懲制度,加大對減碳基礎研究的支持力度,創(chuàng)建電池產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展基金;在行業(yè)層面加快相關標準研究制定,促進產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間合作,建設高質量碳排放數(shù)據(jù)庫;在企業(yè)層面合理區(qū)域布局,加大研發(fā),推動技術和工藝創(chuàng)新,加強企業(yè)自身碳足跡管理機制建設。
原標題:動力電池產(chǎn)業(yè)鏈綠色化之路