电池碳足迹计算的核心是电力碳足迹
不少厂商指出,在碳足迹核算中,目前最难降低和突破的环节是电力碳足迹。
先科普一下电力碳足迹和电网排放因子。电力碳足迹是指从原材料生产到用户用电的全生命周期碳排放,包括原料生产、运输、发电和输配电等环节。而生态环境部之前发布的全国电网排放因子是0.5703 t CO2/MWh,依数值推断,应当不涉及发电的上游原材料环节和下游输配电环节;而我国也未公布过官方的全国平均电力碳足迹数据。
在计算规则草案中,核算电力碳足迹,需要先进行电力建模,根据建模结果,分别计算不同来源电力的碳足迹,最后形成总的电力碳足迹并分配到产品中。简单来说,电力碳足迹的核心是溯源,首先明确用的是什么类型的电,再核算不同电力的碳足迹,最后生成总的电力碳足迹值。
JRC现在法案中的内容,电力模型一共有四种,按照使用优先级,分别是:
现场发电
供应商特定电力产品
剩余消费组合
平均消费组合
若某动力电池厂商有自建光伏,那么优先对使用自建光伏发电的电量建模,然后对供应商特定电力产品的部分建模,最后对剩余的电量按照国家或者区域的剩余消费组合建模计算。如果前三种电力建模都不适用,则采用国家或地区的平均消费组合建模计算电力碳足迹。
现场发电作为核算的第一优先级,对动力电池厂商而言压力与影响均不大。首先,我国大部分现场发电都是自建的分布式可再生能源项目,而可再生能源项目电力碳足迹相对较低,例如光伏发电碳足迹低于40g CO2/kWh,排放不及煤电碳足迹的1/20;其次,现场发电普遍只能满足不到10%的生产用电需求,大部分的生产用电还是需要进行外购。因此,降低外购电力的碳足迹,成为了最重要的任务。
JRC草案中,外购电力碳足迹可以建模为供应商特定电力产品、剩余消费组合和平均消费组合三种,而供应商特定电力产品和剩余电力组合是相伴相生的。
供应商特定产品,指从供应商处特定采购的电力,其核心是电量、来源、类型等可被带有追溯系统的合同工具所追踪。而剩余电力组合则是剔除可跟踪电量后余下的各发电类型的电量组合。企业核算自身的剩余电力组合的碳足迹,是基于国家或地区发布的全国或地区剩余电力组合进行计算。
JRC制定了供应商特定产品建模下,合同工具需要满足的条件,包括环境价值唯一性,电力生产和消费在同一市场边界,发电机组与用户间建立物理互联,有完整的签发、注销和失效机制、使用有效期等。而JRC提到,GO(原产地保证)是满足最低要求标准的追溯系统,其他的合同工具若要被接受,需要提交评估和认证。
从我国实际来看,国家能源局核发的绿证(GEC),是我国与JRC要求最接近的合同工具,绿证现有运行和溯源机制与JRC所列的大部分要求是匹配的。但要被电池法案机制所认可,还有两个关键点需要完善,一是我国绿证当前还没有注销和失效环节,与JRC所列要求略有出入;二是我国尚未发布剩余电力组合。
若绿证机制在短时间内无法与电池法要求匹配,意味着企业只能利用国家或地区的电力平均消费组合进行核算。
Sphera(原Gabi)数据库是欧盟采信的电力碳足迹计算数据库,根据Sphera公布的2023年最新数据计算,我国电力的平均消费组合碳足迹比日韩等主要动力电池生产国高20%以上,最主要原因是中国的发电环节碳排放高,在Sphera显示的总发电量结构中,中国煤电发电量占比超过60%,因此发电碳排量远高于以气电、核电、水电为主的日韩。
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图:Sphera基础数据库中日韩三国电力生产结构图
即使从发电上游来看,根据国际能源署(IEA)于2023年发布的电力全生命周期上游排放因子(Life Cycle Upstream Emission Factors),中国的发电上游排放是98.9gCO2eq/kWh,也比日本87.5 gCO2eq/kWh和韩国74.7 gCO2eq/kWh高出不少。
因此,若采用全国平均电力消费组合计算电力碳足迹,我国生产的动力电池碳足迹将比日韩生产产品高出不少,将导致我国生产动力电池产品在与日韩及欧洲本土生产的产品竞争时,处于非常不利的地位。
若无法做好电力碳足迹管理工作,可能对中国电池产业链造成较大打击。从降低电力碳足迹来看,中国绿证及其背后的溯源系统能被欧盟所接受,是最可行且最简单的方式。我国有不少电池厂商都在四川、江苏等省份建厂,并采购当地的水电和海上风电等进行生产,若使用全国平均消费组合建模并核算,对企业来说也十分不公平。虽然我国的绿证制度仍处于不断完善的过程中,但市场对绿证的使用诉求已经十分迫切,所以,在完善自身机制设计的基础上,尽快与欧盟进行机制认证的沟通,是下一步急需推动的工作。
当然,降低平均电力消费组合碳足迹也很重要,笔者对比过Sphera数据库里中日韩以及德国等国的电力基础数据,发现各国的基础数据,如发电效率、单位热值排放等差别不大,所以降低平均电力消费组合碳足迹的核心是发电结构数据的及时更新,中国的可再生能源发电在不断发展中,如果依旧使用多年前的数据计算,必然是不合理的。企业也要做好多头准备,与数据库和认证机构之间保持沟通和联系,帮助他们减少信息差。
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