碳足迹数据收集与模型搭建中的重点难点
一、核算方法要求严格
不同于ISO 14067或PAS2050,欧盟新电池法案规定要求按照Product Environmental Footprint (PEF)电池类进行数据收集、建模计算。为此,2023年底欧盟专门出台相关电池产品碳足迹计算草案,2024年4月又进一步出台征求意见。
按照欧盟给定的核算指南要求(以动力电池为例),阳极、阴极、电解液、外壳、冷却系统等组件生产,电芯、电池包、电池组的生产都需要根据实景生产数据进行建模。这些要求大大提高了数据质量的要求,增加了数据收集的难度,提升了模型构建的复杂困难程度。
二、数据收集难度增加
电池生产厂商除在自建厂房生产所需组件之外,往往从多个供应商采购阳极、阴极、电解液、外壳、冷却系统等组件。根据核算指南要求,每一个供应商供应的组件都需要进行现场调查,收集实景生产数据。也就是说,如果一款电池型号产品,假设有6个组件,每个组件有3个供应商,则需要收集18套实景数据集,大大地增加了数据收集的难度。
电池产业供应链庞杂,尤其体现在阳极、阴极、电解液、外壳、冷却系统等组件的上游供应链中。以电极为例:建模需要收集活性物质、铝箔、铜箔、binder、NMP以及其他化学试剂等原辅料的生产及其运输信息,每一种原材料又会涉及多个供应商,这又进一步增加了数据收集的难度。此外,上游供应商管理制度体系存在差异,数据管理水平不一,这又会给数据收集带来不确定性。
三、模型构建难度大
在碳足迹建模计算中,目前主要依赖国际ecoinvent等数据库,该数据库价格不菲;或通过使用Gabi、simapro、碳阻迹研发的碳云等软件链接到各数据库。这些限制给企业带来门槛的同时,也带来了高昂的经济成本。
电池产品碳足迹的研究和数据基础较少。以电极为例,在根据电极的实景生产进行数据收集构建模型时,需要电极生产中各种原辅料的背景数据模型,如活性物质、铝箔、铜箔、binder、NMP以及其他化学试剂等,这些背景数据难以通过公开渠道获得。此外,现有数据库也存在一些弊端,比如①时间久远不具有代表性,②地理位置在欧洲、美国等,不符合中国企业需要;③模型不完全透明公开,技术代表性存疑。这些都要求我们积极打造背景数据库,共同推动打造符合中国企业需要、符合中国电池产业发展实际的电池碳阻迹基础背景数据库。
欧盟新电池法案规定,优先使用欧盟的Life Cycle Data Network(LCDN the European Platform on LCA)。
当LCDN中有技术代表性得分≤4的背景数据时,选择最技术代表性最匹配的或者是数据质量综合得分≤2的;
当LCDN中没有技术代表性得分≤4的背景数据时,选择数据质量综合得分≤3的,且按照以下顺序进行选择:1)LCDN中最具有技术代表性的;2)来自其他数据库(符合欧盟环境足迹标准)中具有代表性的;3)来自符合ILCD入门级标准的数据库中具有代表性的,下表提供了符合ILCD入门级数据的节点端口:
2、能耗物耗难以物理分割
物料、电力、蒸汽等能源及耗能工质的使用情况难以物理分割,这给能耗建模大大增加了难度。下文以能耗为例简述主要几个原因:第一、根据市场需求,制造商规划投产不同工厂生产不同型号的电池,不同型号电池产线布局不同;第二,工厂根据订单排列生产计划,实际上即使同一型号的电池很可能存在并非连续生产的情况;第三、根据计量管理要求,只有能耗达到一定规模的工厂和设备才需要配备三级计量工具,大部分情况下都只能用一级和二级能耗数据进行初步预估折算。而且企业能源管理体系意识有待加强,能源数字化管理平台缺失,数字化管理水平存在差异。以上都给建模过程大大增加了难度。
电池核算草案VS征求意见稿对比
电力碳足迹与电网排放因子不同,电力碳足迹涵盖了电力从生产到运输到使用的全生命周期的碳排放。如果想要降低电力碳足迹,则必须从发电侧及其上游、输配电侧、用电侧共同着手。
2023年草案规定,电力建模的优先级顺序为:现场发电、供应商特定电力产品、剩余电力消费组合、国家平均电力消费组合。也就是说,企业可以采用“电网供电、使用剩余排放因子”的情况下,并通过采购PPA、绿证的方式扣减进行在电力碳足迹建模中。
2023年草案—电力建模
2024年征求意见稿规定,电力碳足迹只能默认使用全国平均电力消费组合的电力碳足迹,在厂区边界内的同一设施直连供电可以使用实际电力碳足迹。也就是说,全国平均电力消费组合排放更小的国家生产的电池产品的电力碳足迹更低。未来,企业如果必须满足欧盟碳足迹等级和阈值的要求,有可能将生产基地搬迁到电力碳足迹更低的国家。
一、关于核查细则
计算中使用的碳足迹模型;
建模中的cut-off,由此产生的质量平衡缺口,并说明缺失的质量归属于哪个活动数据或数据集;
功能单元和计算功能单元所需的所有信息;
必须的实景数据集;
所使用的所有辅助背景数据集或公司实景数据集;
如何确定使用电力碳足迹的详细信息;
回收成分和报废模型的详细资料。
二、关于核查机构
根据欧盟公开网站所提供的相关信息,也尚未取得关于欧盟电池法案核查机构的确定方法,根据2024征求意见稿中关于核查的部分,只明确了“指定机构”(Notified Body) 的相关职责范围,尚未提及其他机构主体,具体如下:
用于计算碳足迹的数据和信息是一致、可靠和可追溯的; 计算结果正确。
制造商的厂房 电池、正极和负极生产场所; 正极活性材料生产场所 阳极活性材料生产场所; 在碳足迹核算研究指南认为重要的情况下,收集了公司实景数据的一个或多个其他生产场所。
模型中使用的所有辅助数据集是适当的,并符合本附件规定的要求; 模型中使用的所有公司特定数据都是适当的,符合本附件规定的要求,包括: ①数据覆盖面、精确性、完整性、代表性、一致性、再现性、来源和不确定性;②数据的可信度、质量和准确性;③基本文件的质量和准确性。 正确应用了本附件规定的电力模拟规则; 准确度和可靠程度均可接受,并且符合要求; 量度单位的換算正确无误; 估算的方法是适当的,并得到了一致的应用。
方式一:通过notified body list查询:
根据指定机构清单(notified body list)查询,目前暂未获得关于欧盟新电池法案的指定机构名录信息。
方式二:通过欧盟认证认可官网查询:
从DAkks官网可以通过合规性评估活动(Conformity assessment activity)、地理位置、证书状态查询评估机构的信息。通过下拉选项,可以看见授权合规性评估活动的范围类型,下图红色圈出部分系与欧盟新电池法相关。
然而,根据DAkks官网对审定核查资质、证书颁发资质的定义,确认都不适用于欧盟新电池法。“产品、工艺或服务认证”的相关国际标准是 DIN EN ISO/IEC 17065。
审定核查资质适用于欧盟碳排放权交易体系,工作的相关标准是DIN EN ISO 14065。