作為替代傳統(tǒng)固定式化石能源(煤炭)和移動(dòng)式化石能源(石油)的新載體,動(dòng)力電池是推動(dòng)電力和交通領(lǐng)域變革的關(guān)鍵,而支撐其參與變革的大前提是,動(dòng)力電池生產(chǎn)和全生命周期是否可以實(shí)現(xiàn)零碳。
從現(xiàn)階段來(lái)看,動(dòng)力電池的碳排放量的確“不容小覷”,其主要集中在兩個(gè)環(huán)節(jié),一是電芯生產(chǎn),二是上游正極、負(fù)極等關(guān)鍵材料的生產(chǎn)。
電芯生產(chǎn)端的碳排放主要來(lái)自三個(gè)環(huán)節(jié):電極段、組裝段和化成段。這其中,涂布后的烘烤、注液后的干燥以及分容化成等階段,屬于電力消耗較大的制造環(huán)節(jié),而在鋰電池關(guān)鍵材料的生產(chǎn)中,正極材料的生產(chǎn)耗能最大,其次是負(fù)極材料。
歐洲運(yùn)輸與環(huán)境聯(lián)合會(huì)(簡(jiǎn)稱:T&E)在近期的一份研究報(bào)告中提供了更為具體的碳排放測(cè)算數(shù)據(jù)。該研究充分考慮電網(wǎng)碳值的更新、來(lái)自電池工廠最新科學(xué)數(shù)據(jù)、電池的生產(chǎn)地點(diǎn)、生產(chǎn)年限、上游產(chǎn)業(yè)碳排放、正極材料體系等維度,研究結(jié)果顯示:
動(dòng)力電池生產(chǎn)的碳排放范圍在61~106 kg CO?/kWh。其中電池生產(chǎn)的上游部分(采礦、精煉等)為59 kg CO?/kWh,而電池生產(chǎn)和組裝的碳排放在2 ~47 kg CO?/kWh。
這其中,在相同電池材料體系下,電網(wǎng)的脫碳程度會(huì)很大程度影響電池生產(chǎn)和組裝環(huán)節(jié)碳排放。
與T&E的報(bào)告數(shù)據(jù)類似,根據(jù)國(guó)內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)于國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)所做的調(diào)研和測(cè)算,國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)的碳排放范圍大約為100~120 kg CO? /kWh。
根據(jù)遠(yuǎn)景科技集團(tuán)公布的碳中和報(bào)告披露,2020年遠(yuǎn)景的溫室氣體排放量為97,255噸二氧化碳當(dāng)量(基于位置計(jì)算),其中87%來(lái)自動(dòng)力電池業(yè)務(wù)。
在遠(yuǎn)景AESC的碳排放總量中(包含范圍一、二和三),范圍二中的電力占總排放量的19.4%,而范圍三中的“購(gòu)買的商品和服務(wù)”(供應(yīng)鏈環(huán)節(jié))占總排放量的比例達(dá)49.8%。遠(yuǎn)景預(yù)測(cè),伴隨業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,如果不采取有效行動(dòng),到2022年業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)排放將比2020年增長(zhǎng)3倍以上。
這意味著,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)要想大幅降低動(dòng)力電池的碳排放,就必須重視電網(wǎng)脫碳力度,這既包括電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠電使用,也包括電池上游關(guān)鍵材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠電應(yīng)用。
高工鋰電獲取的一組數(shù)據(jù)顯示,在國(guó)內(nèi)目前的電力系統(tǒng)中,1kWh的火電(華北電網(wǎng))碳排放量在1KG,而1kWh的水電碳排放只有0.007KG,是火電的近1/145,如果采用風(fēng)電、光伏等新能源電力,其碳排則會(huì)降低至0.005KG以內(nèi),是火電的1/200。
T&E的報(bào)告能清晰看出電網(wǎng)脫碳對(duì)于電池生產(chǎn)過(guò)程碳排的巨大影響,在水電、風(fēng)電等可再生電力占比較高的瑞典,其電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排可低至2 kg CO?/kWh,而在像波蘭這樣煤電占較高的國(guó)家,電芯生產(chǎn)碳排就提升至58~60 CO?/kWh,兩者相差30倍。
在國(guó)內(nèi)以煤電為主的電力系統(tǒng)中,動(dòng)力電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排也明顯更高,上述國(guó)內(nèi)報(bào)告的數(shù)據(jù)顯示,前十動(dòng)力電池企業(yè)的電芯環(huán)節(jié)的平均碳排放超過(guò)了65 CO?/kWh。
這其中,國(guó)內(nèi)少數(shù)幾家電池企業(yè),由于有意識(shí)在工廠園區(qū)內(nèi)采用分布式風(fēng)電、光伏等形式來(lái)提高園區(qū)內(nèi)綠電比例,其電芯生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放明顯低于國(guó)內(nèi)平均值。
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