摘 要：2023年7月28日，歐盟正式頒布了新電池法規(guī)——《2023年7月12日歐洲議會(huì)和理事會(huì)第2023/1542號(hào)法規(guī)（歐盟）關(guān)于電池和廢舊電池，修訂指令2008/98/EC和歐盟法規(guī)2019/1020以及廢止指令2006/66/EC》，其中明確了對(duì)電池碳足跡的規(guī)定，這一新的規(guī)定將成為我國(guó)電池產(chǎn)品進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的新技術(shù)壁壘。本文對(duì)該法規(guī)中的碳足跡規(guī)定做了較為詳細(xì)的介紹，包括范圍、定義、功能單元和基準(zhǔn)流、系統(tǒng)邊界、公司特定和二次數(shù)據(jù)集的使用、碳足跡影響評(píng)價(jià)、偏移、碳足跡性能類別和最大碳閾值等，為國(guó)內(nèi)電池設(shè)計(jì)和制造企業(yè)了解歐盟新電池法規(guī)中的碳足跡規(guī)定提供參考。

關(guān)鍵詞：歐盟法規(guī)，電池，碳足跡，生命周期

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.10.021

0 引 言

歐盟官方于2023年7月28日正式頒布了新電池法規(guī)，即《歐盟法規(guī)（EU）2023/1542 關(guān)于電池和廢舊電池》[1]（以下簡(jiǎn)稱“法規(guī)”）。法規(guī)將電池分為五類：便攜式電池，LMT電池（輕型運(yùn)輸工具電池），SLI電池（啟動(dòng)、照明和點(diǎn)火電池），工業(yè)電池和電動(dòng)汽車電池，該法規(guī)適用于上述五類電池，軍事、航天、核能用途的除外。

法規(guī)從以下幾個(gè)方面對(duì)電池提出了詳盡的規(guī)定，包括：

（1）可持續(xù)性和安全性： 包含有害物質(zhì)限定、碳足跡、再生材料回收、性能和耐用性、電池可拆卸以及可更換性和儲(chǔ)能電池安全性等；

（2）標(biāo)簽、標(biāo)記和其他信息要求；

（3）電池的一致性；

（4）合格評(píng)定機(jī)構(gòu)；

（5）經(jīng)營(yíng)者盡職調(diào)查義務(wù)；

（6）經(jīng)營(yíng)者其他義務(wù)；

（7）廢電池管理；

（8）電池護(hù)照；

（9）市場(chǎng)監(jiān)督和保障。

其中“碳足跡”是該法規(guī)中提出的新規(guī)定之一，它對(duì)于我國(guó)電池設(shè)計(jì)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，不僅具有學(xué)習(xí)和借鑒價(jià)值，更是我國(guó)電池產(chǎn)品進(jìn)入歐盟市場(chǎng)必須逾越的技術(shù)性壁壘。因此，有必要對(duì)法規(guī)中的電池碳足跡做較為詳細(xì)的介紹。

1 碳足跡

1.1 范圍

電動(dòng)汽車電池、可充電工業(yè)電池和L M T電池的碳足跡主要規(guī)定于法規(guī)的第7條，關(guān)于碳足跡計(jì)算的基本要素則詳述于法規(guī)的附錄2中，要求碳足跡計(jì)算和驗(yàn)證方法應(yīng)符合歐盟委員會(huì)最新版本的產(chǎn)品環(huán)境足跡（Product Environmental Footprint，PEF）方法和相關(guān)產(chǎn)品環(huán)境足跡類別規(guī)則（ProductEnvironmental Footprint Category Rules，PEFCR），并反映生命周期評(píng)估領(lǐng)域的國(guó)際協(xié)議和技術(shù)/科學(xué)進(jìn)展。

生命周期碳足跡的計(jì)算應(yīng)基于特定制造廠生產(chǎn)特定電池型號(hào)所使用的材料清單、能源和輔助材料。特別是應(yīng)準(zhǔn)確識(shí)別電子部件，例如電池管理單元和安全單元以及陰極材料，因?yàn)樗鼈兛赡艹蔀殡姵靥甲阚E的主要因素。

1.2 定義

（1）“活動(dòng)數(shù)據(jù)”是指在對(duì)生命周期清單（LifeCycle Inventories，LCI）進(jìn)行建模時(shí)與過(guò)程相關(guān)的信息，其中表示過(guò)程活動(dòng)的過(guò)程鏈的匯總LCI結(jié)果分別乘以相應(yīng)的活動(dòng)數(shù)據(jù)，然后組合得出與該過(guò)程相關(guān)的碳足跡；

（2）“材料清單”是指制造電池所需的原材料、子組件、中間組件、子部件和零件的清單，以及每種材料的數(shù)量；

（3）“公司特定數(shù)據(jù)”是指從一個(gè)或多個(gè)設(shè)施（現(xiàn)場(chǎng)特定數(shù)據(jù)）直接測(cè)量或收集的代表公司活動(dòng)的數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)也稱為“主要數(shù)據(jù)”；

（4）“功能單元”是指電池提供的功能、服務(wù)或二者的定性和定量方面；

（5）“生命周期”是指產(chǎn)品系統(tǒng)中前后銜接的一系列階段，從自然界或從自然資源中獲取原材料，直到最終處置（ISO 14040：2006或等同標(biāo)準(zhǔn)）[2-3]；

（6）“生命周期清單（LCI）”是指LCI數(shù)據(jù)集中元素流、廢物流和產(chǎn)品流的組合交換集；

（7）“生命周期清單（LCI）數(shù)據(jù)集”是指有特定產(chǎn)品或其他參考（如現(xiàn)場(chǎng)或過(guò)程）的生命周期信息的文檔或文件，涵蓋描述性元數(shù)據(jù)和定量的生命周期清單，其中可能包括單元過(guò)程數(shù)據(jù)集、部分聚合或聚合數(shù)據(jù)集；

（8）“基準(zhǔn)流”是指在給定的產(chǎn)品系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能單元的功能所需的過(guò)程輸出值（ISO14040：2006或等同標(biāo)準(zhǔn)）[2-3]；

（9）“二級(jí)數(shù)據(jù)”是指非直接從公司供應(yīng)鏈的特定過(guò)程中收集或測(cè)量的數(shù)據(jù)，也不是由該公司估計(jì)的數(shù)據(jù)，而是來(lái)自第三方LCI數(shù)據(jù)庫(kù)或其他來(lái)源的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括行業(yè)平均數(shù)據(jù)，例如自已發(fā)布的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、政府統(tǒng)計(jì)和行業(yè)協(xié)會(huì)，以及文獻(xiàn)研究、工程研究和專利，也可以基于財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，包含代理數(shù)據(jù)和其他通用數(shù)據(jù)，也包括經(jīng)過(guò)水平加總的主要數(shù)據(jù)；

（10）“系統(tǒng)邊界”是指生命周期階段中包含或排除的方面。

此外，計(jì)算電池碳足跡的統(tǒng)一規(guī)則應(yīng)包括對(duì)其進(jìn)行解釋所需的任何進(jìn)一步定義。

2 功能單元及基于生命周期的系統(tǒng)

2.1 功能單元和基準(zhǔn)流

功能單元定義為電池系統(tǒng)在電池使用壽命內(nèi)提供的一個(gè)千瓦時(shí)（kWh）的總能量，以kWh為單位進(jìn)行測(cè)量。總能量由循環(huán)次數(shù)乘以每個(gè)循環(huán)中輸送的能量獲得。

基準(zhǔn)流是實(shí)現(xiàn)功能所需的電池重量，應(yīng)以電池使用壽命內(nèi)提供的每千瓦時(shí)總能量的電池重量（單位kg）來(lái)測(cè)量。制造商收集的用于量化碳足跡的所有定量輸入和輸出數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)流進(jìn)行計(jì)算。

作為例外，對(duì)于以確保電源連續(xù)性為主要功能的備用電池，功能單元定義為在電池壽命內(nèi)的任何時(shí)刻提供一千瓦分（kWmin）備用電源容量的能力。因此，備用電池的基準(zhǔn)流是實(shí)現(xiàn)規(guī)定功能所需的電池重量，應(yīng)以每千瓦分備用電源容量的電池重量（單位：kg）除以電池的使用壽命（單位：年）進(jìn)行測(cè)量。備用電池制造商為量化碳足跡而收集的所有定量輸入和輸出數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)基準(zhǔn)流進(jìn)行計(jì)算。

在特殊情況下，例如非插電式混合動(dòng)力車輛的電池，可能會(huì)定義不同的功能單元。

2.2 系統(tǒng)邊界

以下生命周期階段及其涉及的過(guò)程應(yīng)包含在系統(tǒng)邊界中，見(jiàn)表1。

生命周期階段涉及的以下過(guò)程應(yīng)排除在系統(tǒng)邊界之外：

——電池組裝和回收設(shè)備的制造，因?yàn)樵谟糜谝苿?dòng)應(yīng)用的高比能可充電電池的PEFCR中，碳足跡影響已被計(jì)算為可忽略不計(jì)；

——使用原始設(shè)備制造商（OEM）系統(tǒng)部件的電池組裝過(guò)程，該過(guò)程在很大程度上對(duì)應(yīng)于機(jī)械裝配，并且包含在OEM設(shè)備或車輛裝配線內(nèi)，與OEM部件的制造過(guò)程相比，該特定過(guò)程的能量和材料消耗是可以忽略的。

使用階段應(yīng)排除在生命周期碳足跡計(jì)算之外，因?yàn)橹圃焐滩恢苯訉?duì)它產(chǎn)生影響，除非證明電池制造商在設(shè)計(jì)階段做出的選擇可能對(duì)這種影響產(chǎn)生不可忽略的作用。

3 數(shù)據(jù)使用、碳足跡影響評(píng)價(jià)及應(yīng)用

3.1 公司特定和二次數(shù)據(jù)集的使用

由于電池組件數(shù)量多且制造過(guò)程復(fù)雜，經(jīng)營(yíng)者應(yīng)在合理的情況下限制使用公司特定數(shù)據(jù)對(duì)電池專用部件進(jìn)行處理和構(gòu)成分析。

特別是，與電池陽(yáng)極、陰極、電解質(zhì)、隔膜和電池外殼相關(guān)的所有活動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)參考特定生產(chǎn)廠生產(chǎn)的特定電池型號(hào)。因此，不得使用默認(rèn)活動(dòng)數(shù)據(jù)。電池特定活動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)與相關(guān)的符合PEF的二次數(shù)據(jù)集結(jié)合使用。

由于碳足跡聲明是特定于在指定生產(chǎn)場(chǎng)所生產(chǎn)的電池型號(hào)的，因此不允許對(duì)從生產(chǎn)相同電池型號(hào)的不同工廠收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

如果用于生產(chǎn)一種電池型號(hào)的物料清單或能源構(gòu)成發(fā)生變化，則應(yīng)重新計(jì)算該電池型號(hào)的碳足跡。

應(yīng)對(duì)以下生命周期階段詳細(xì)建模：

——原材料獲取和預(yù)處理；

——生產(chǎn)；

——分銷；

——自有電力生產(chǎn)；

——生命終結(jié)。

3.2 碳足跡影響評(píng)價(jià)

電池的碳足跡應(yīng)使用2 019年聯(lián)合研究中心（Joint Research Centre，JRC）題為《更新產(chǎn)品環(huán)境足跡（PEF）方法的建議》[4]的報(bào)告中推薦的“氣候變化”生命周期影響評(píng)價(jià)方法進(jìn)行計(jì)算。

結(jié)果應(yīng)以特征結(jié)果提供，無(wú)需歸一化和加權(quán)。要使用的特征因子清單可在歐洲生命周期評(píng)價(jià)（LCA）平臺(tái)上獲得。

3.3 偏移

偏移量是相對(duì)于基線計(jì)算的，基線代表了沒(méi)有排放量的情況下產(chǎn)生偏移量的減排項(xiàng)目的假設(shè)情景。

偏移不應(yīng)包括在碳足跡申報(bào)中，但可以作為額外的環(huán)境信息單獨(dú)報(bào)告，并用于溝通目的。

3.4 碳足跡性能類別

根據(jù)市場(chǎng)上電池碳足跡聲明中值的分布，確定數(shù)量可觀的性能類別，其中a類是碳足跡生命周期影響最小的最佳類別，以實(shí)現(xiàn)電池類別的市場(chǎng)差異化。

每類性能的閾值及寬度的設(shè)置基于前三年市場(chǎng)上電池類別的性能分布、預(yù)期的技術(shù)改進(jìn)和其他技術(shù)因素。

3.5 最大碳閾值

根據(jù)通過(guò)碳足跡申報(bào)收集的信息和市場(chǎng)上電池型號(hào)碳足跡性能類別的相對(duì)分布，并考慮到該領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)進(jìn)步，歐盟委員會(huì)會(huì)進(jìn)行專門的影響評(píng)價(jià)以確定閾值的值，之后為電池類別設(shè)定最大生命周期碳足跡閾值。

在設(shè)定該閾值時(shí)，委員會(huì)會(huì)考慮市場(chǎng)上電池碳足跡值的相對(duì)分布，市場(chǎng)上電池的碳足跡減少的進(jìn)展程度，以及這些生命周期碳足跡閾值對(duì)歐盟到2050年實(shí)現(xiàn)可持續(xù)交通和氣候中和目標(biāo)的實(shí)際和潛在貢獻(xiàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

歐盟新電池法規(guī)《歐盟法規(guī)（EU）2023/1542關(guān)于電池和廢舊電池》中提出了對(duì)碳足跡的規(guī)定，這一規(guī)定將成為國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)品進(jìn)入歐盟市場(chǎng)的新技術(shù)壁壘。本文對(duì)法規(guī)中的碳足跡規(guī)定做了較為詳細(xì)的介紹，包括范圍、定義、功能單元和基準(zhǔn)流、系統(tǒng)邊界、公司特定和二次數(shù)據(jù)集的使用、碳足跡影響評(píng)價(jià)、偏移、碳足跡性能類別和最大碳閾值等，為國(guó)內(nèi)電池設(shè)計(jì)和制造企業(yè)了解歐盟新電池法規(guī)中的電池碳足跡要求提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1]The European Parliament and of the Council of theEuropean Union，Reg ulation（eu） 2 0 23/1542 of theEuropean Parliament and of the Council of 12 July 2023concerning batteries and waste batteries， amendingDirective 2008/98/EC and Regulation （EU） 2019/1020 andrepealing Directive 2006/66/EC： REGULATION （EU）2023/1542[Z]. European：Official Journal of the EuropeanUnion， 2023： L 191/85-L 191/88.

[2]ISO/TC 207 SC 5， Environmental management-Life cycle assessment-Principles and framework：ISO 14040：2006[S].Switzerland：ISO copyright office， 2006： 2-4.

[3]全國(guó)環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).環(huán)境管理 生命周期評(píng)價(jià) 原則與框架：GB/T 2404—2008/ISO 14040：2006[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008：1-4.

[4]ZAMPORI L ，PANT R . S uggestions f or u pdating t he Product Environmental Footprint （PEF） method[M].European：Publications Office of the European Union，2019.

作者簡(jiǎn)介

劉偉，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)樾履茉搭I(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化。

（責(zé)任編輯：張佩玉）