法国环境与能源管理署关于牵引电池碳足迹的报告

随着2023年旨在建立电池循环经济体系的欧盟法规的实施，ADEME发布了一份名为《电动汽车电池的碳足迹》的报告。此外，该机构还基于Excel开发了一个用于测算此类碳足迹的计算工具，其中考量了35项技术、地理和方法学方面的参数。这两份文件均可在该机构的网站上免费一次性下载。它们补充了ADEME关于电动汽车及其充电方式的观点，我们此前已就此发表过一篇初步文章。

方法论与计算工具

自2024年2月18日起，旨在推动电池行业循环经济的欧盟法规UE 2023/1542开始逐步实施。该法规涵盖了这些蓄电池从设计到废弃物处理的全生命周期各个阶段，尤其致力于为用于电动汽车的电池设定环境等级，从而确定不同型号驱动电池上市许可的最高标准。

这份名为《电动汽车电池的碳足迹》的63页报告引用了大量参考资料，详细阐述了计算与验证这一对电动出行至关重要的部件的碳足迹的方法论。

生命周期的各个阶段包括：原材料的开采与精炼；活性物质的制备；电池单元及组件的生产；电池包及其部件的制造；整个产品的销售；以及回收处理。运输环节也被纳入考虑范围，但产品寿命终结阶段除外。而电池安装到车辆上、车辆的运输以及电池包的使用则不在考虑范围内。

在接下来的部分中，报告简要介绍了随附的计算工具。不过，该工具的使用说明可直接在用英文编写的Excel文档中找到。

以中国生产的50千瓦时电池包为例

在ADEME的这份报告中，有几个值得关注的内容：它精确计算了在中国生产、在法国使用、并在欧洲回收的某款电池（容量为50千瓦时）的碳足迹。该电池的电芯为采用人造石墨的NMC811类型。这类含有80%镍、10%锰以及同等比例钴的电池组件，可见于特斯拉Model 3和Model Y、标致e-408、起亚EV6、现代Ioniq 5以及宝马iX3等车型中。

如果不考虑回收利用，此类电池组的温室气体排放量约为7吨，即每千瓦时的容量对应140公斤的CO2当量。若考虑回收利用，其碳足迹可降至6.4吨。主要贡献因素可分为三类：活性材料（约占53%）；包括生产电池所耗能源及废弃物在内的电池制造过程；以及存在于电池、组件和电池组中的铝元素（占比不足10%）。

这款电池将作为基础，用于分析可能影响环境影响的各类因素。首先是从能量容量方面入手。为此，ADEME列出了35、50、70、90和110千瓦时的电池型号作为参考。接下来是化学成分方面的比较，共对比了9种50千瓦时的电池：NMC532、NMC622、NMC811、NMC955、LFP（磷酸铁锂）、LMFP（锰酸锂铁磷）、钠离子NVPF（氟化钒磷酸钠）以及固态LMP（金属锂聚合物）。

其他影响碳足迹的因素

接着是车辆类别的考量，不同类别的年充放电循环次数存在差异：M1和N1类车辆（私家车及电池容量为50千瓦时的轻型卡车）为60次，两轮车及其类似车辆（电池容量为20千瓦时的车型）为20次，而客车（M2、M3类）和卡车（N2、N3类）则为250次。对于这些重型车辆，其电池的能量容量被设定为350千瓦时。所有车辆类别都会考虑使用年限这一因素。

每个国家都有其独特的能源结构，这会极大影响电池生产过程中的碳足迹。我们的50千瓦时NMC811电芯组合产品可在中国、法国或波兰生产。鉴于有观点质疑欧盟委员会按国家层面进行考量这一决策，Ademe还提供了若干更广泛的建模方案：整个欧洲大陆以及欧盟市场。

在电池寿命末期，根据用于回收材料的工艺不同，其等效二氧化碳排放量也会有所差异。该报告还研究了电池组、模块及电芯的制造地点，尤其关注了当地材料的供应情况。

实现有效减碳

经过调查后，ADEME发现，“仅将电池组、模块及电芯的制造地点迁至法国，而不迁移活性材料，不足以实现碳足迹的显著降低”。

根据ADEME的观点，能够改变现状的关键在于寻求低碳解决方案，用于石墨的生产、正极活性材料的合成、各类组分（镍、钴、锂、铝）的获取，以及电池的制造（低碳配方）。此外，降低废品率也很重要。

该机构还指出了欧盟委员会的方法论问题，例如无论电池的储能容量如何，都会给其赋予相同的碳足迹。

下载报告与计算工具