當(dāng)前,綠色低碳成為全球科技競爭、經(jīng)濟(jì)角力的著力點(diǎn),各國均將搶占低碳科技和經(jīng)濟(jì)制高點(diǎn)作為國家戰(zhàn)略。一些發(fā)達(dá)國家將綠色低碳作為新的貿(mào)易規(guī)則和競爭壁壘,意圖借助先發(fā)優(yōu)勢,以貿(mào)易保護(hù)方式遏制新興經(jīng)濟(jì)體發(fā)展。其中,歐盟的《歐盟電池和廢電池
法規(guī)》(簡稱《新電池法》)要求報(bào)告電池產(chǎn)品全生命周期的
碳足跡和性能,并將以
碳排放水平為度量標(biāo)準(zhǔn),推動電池產(chǎn)品差異化,實(shí)現(xiàn)對電動汽車、儲能等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的管制。
我國正在建設(shè)碳足跡管理體系,發(fā)布了有關(guān)實(shí)施方案和部分核算標(biāo)準(zhǔn)、指南等技術(shù)文件,但在產(chǎn)品碳足跡核算方面剛剛起步,特別是數(shù)據(jù)庫建設(shè)還不完善。應(yīng)采取標(biāo)準(zhǔn)化并軌、促進(jìn)互認(rèn)機(jī)制以及加強(qiáng)統(tǒng)籌治理等方式,逐步建立完善我國碳足跡數(shù)據(jù)庫體系,這不僅是中國企業(yè)響應(yīng)歐盟《新電池法》等國際綠色貿(mào)易壁壘的現(xiàn)實(shí)需要,也是助力企業(yè)提升綠色制造水平、提升全球綠色供應(yīng)鏈競爭力的重要抓手。
歐盟新電池法對碳足跡因子數(shù)據(jù)庫的要求
歐盟《新電池法》(The EU Battery Regulation 2023/1542)于2023年8月17日正式生效,法案對投放到歐盟
市場的幾乎所有類型電池提出強(qiáng)制性報(bào)告要求,涵蓋生命周期碳足跡披露、可持續(xù)性、安全、盡職調(diào)查、電池護(hù)照、廢舊電池管理等指標(biāo)內(nèi)容,并確定了電池以及電池產(chǎn)品制造商、進(jìn)口商、分銷商的義務(wù)和責(zé)任。
法案條款7(Article 7)規(guī)定,對于電動汽車電池、容量大于2kWh的工業(yè)電池和輕型
交通工具電池,每個(gè)制造工廠的每種電池型號均需提供碳足跡聲明。在碳足跡聲明的基礎(chǔ)上,未來還將根據(jù)電池的碳足跡將其劃分為不同的性能等級,并進(jìn)一步限定進(jìn)入歐盟市場各類電池的最大碳足跡閾值。
碳足跡聲明至少需要包括以下內(nèi)容:①電池制造商信息;②電池型號信息;③制造廠的地址;④電池碳足跡,需按照電池法規(guī)定的功能單位進(jìn)行披露(kgCO2e/kWh);⑤生命周期各個(gè)階段的碳足跡;⑥新電池法合規(guī)聲明的識別號;⑦產(chǎn)品碳足跡的公開鏈接。進(jìn)入歐盟市場的電池需提供的是全生命周期“從搖籃到墳?zāi)埂钡奶寂欧牛ㄒ妶D1)。電池生產(chǎn)廠商在進(jìn)行產(chǎn)品碳足跡核算時(shí),需根據(jù)法案規(guī)定進(jìn)行核算,主要應(yīng)用以下公式:
碳足跡=Σ各個(gè)環(huán)節(jié)的活動水平×排放因子
活動水平是指相關(guān)電池部件的質(zhì)量,通常實(shí)測獲得;排放因子是指上游生產(chǎn)該部件的企業(yè)平均單位產(chǎn)品質(zhì)量的排放量,通常由碳足跡因子數(shù)據(jù)庫提供。以工業(yè)儲能電池為例,包括了原材料開采與加工、電池單體制造、系統(tǒng)集成組裝、產(chǎn)品分銷
運(yùn)輸、廢棄處置等各個(gè)階段,覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈上下游所有產(chǎn)品生產(chǎn)制造、交通運(yùn)輸過程、末端處理的碳排放,涉及金屬、化學(xué)品、塑料等材料類別,超過1000個(gè)部件或環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。
在實(shí)際操作中,選擇碳排放因子數(shù)據(jù)是企業(yè)開展碳足跡核算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如何獲得符合條件的碳排放因子、如何讓這些數(shù)據(jù)最貼切地反映企業(yè)實(shí)際情況,都是影響碳足跡核算結(jié)果、避免被高估,并進(jìn)一步影響企業(yè)低碳競爭力的重要因素。這其中,全生命周期的碳足跡因子數(shù)據(jù)庫是關(guān)鍵數(shù)據(jù)源,扮演著核心基礎(chǔ)設(shè)施的角色,其數(shù)據(jù)質(zhì)量對碳足跡計(jì)算結(jié)果的透明度、可靠性及被認(rèn)可度有重要影響。
圖1 基于歐盟電池法的動力電池產(chǎn)品碳足跡系統(tǒng)邊界1
國內(nèi)外碳足跡因子數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀比較分析
歐盟于本世紀(jì)初即開始了碳足跡因子數(shù)據(jù)庫建設(shè),具備覆蓋環(huán)節(jié)完整、行業(yè)全面、定期更新的數(shù)據(jù)核算和發(fā)布體系。我國早期的產(chǎn)品全生命周期碳排放因子數(shù)據(jù)主要來自一些研究機(jī)構(gòu),起步相對較晚,在數(shù)據(jù)覆蓋面、更新頻率、數(shù)據(jù)類型方面與發(fā)達(dá)國家存在較大差距,為企業(yè)核算碳足跡帶來諸多挑戰(zhàn)。
(一)國內(nèi)外碳足跡因子數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀
常見的國外數(shù)據(jù)庫包括歐盟環(huán)境足跡數(shù)據(jù)庫2(Environmental Footprint Database,EF)、Ecoinvent3(瑞士)、UK Government GHG Conversion Factors for Company Reporting4(英國)、日本供應(yīng)鏈相關(guān)組織溫室氣體排放系數(shù)數(shù)據(jù)庫5(日本,以下簡稱“日本排放系數(shù)數(shù)據(jù)庫”)、GaBi(美國)。國內(nèi)正在建設(shè)的數(shù)據(jù)庫包括天工LCA數(shù)據(jù)庫6(清華大學(xué))、中國碳排放因子數(shù)據(jù)庫7(China Carbon Database,CCDB,碳阻跡)、CPCD中國產(chǎn)品全生命周期溫室氣體排放系數(shù)庫8(生態(tài)環(huán)境部規(guī)劃研究院)、中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫9(Chinese Life Cycle Database,CLCD)、工信部鋰電池碳足跡背景數(shù)據(jù)庫10、國家溫室氣體排放因子數(shù)據(jù)庫11(生態(tài)環(huán)境部)。主要數(shù)據(jù)庫的發(fā)布年份和發(fā)布機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫規(guī)模及類型等基本信息見表1,覆蓋范圍見表2。
(二)國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫的比較分析
企業(yè)使用碳足跡因子庫的數(shù)據(jù)核算時(shí),應(yīng)確保數(shù)據(jù)質(zhì)量,并要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可比性,并非“拿來即用”,需要從以下不同維度考量其數(shù)據(jù)質(zhì)量,以有效支撐企業(yè)的核算需求。
第一,數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)據(jù)庫中收集的數(shù)據(jù)格式主要包括:①ILCD(International Reference Life Cycle Data System),②ecoSpold;③僅排放因子數(shù)據(jù)。其中前兩類為碳足跡核算通用的國際標(biāo)準(zhǔn)格式,除排放因子數(shù)據(jù)外,還需要提供的一系列涉及質(zhì)量、方法、術(shù)語、文件記錄和評審要求等信息。
歐盟新電池法中對于數(shù)據(jù)庫提出了明確的標(biāo)準(zhǔn)化要求,按優(yōu)先級順序使用數(shù)據(jù):第一優(yōu)先的是ILCD格式的數(shù)據(jù),而且要使用LCDN(The Life Cycle Data Network)中最具代表性的EF兼容數(shù)據(jù)集(EF compliant datasets),以上數(shù)據(jù)庫中僅歐盟自身的官方數(shù)據(jù)庫EF滿足;第二優(yōu)先的是來自任何其他來源的EF兼容數(shù)據(jù)集,但前上述數(shù)據(jù)庫未有滿足的;如以上滿足條件的數(shù)據(jù)庫均不具備的數(shù)據(jù),則可以從來自LCDN或其他來源的ILCD入門級數(shù)據(jù)庫中選用,我國的天工、CLCD、國外的ecoinvent12數(shù)據(jù)庫滿足此要求。
第二,數(shù)據(jù)的行業(yè)覆蓋全面性。指數(shù)據(jù)庫是否能夠完整覆蓋電池全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié),如電芯正負(fù)極活性材料、隔膜、電解液等,滿足歐盟電池法下電池產(chǎn)品碳足跡的核算要求。目前看,以上數(shù)據(jù)庫中,鋰電池碳足跡背景數(shù)據(jù)庫在電池行業(yè)代表性和技術(shù)契合度上較高,此外歐盟EF數(shù)據(jù)庫、Ecoinvent、GaBi在電池相關(guān)的數(shù)據(jù)覆蓋全面性方面較優(yōu)。
第三,數(shù)據(jù)核算生命周期各個(gè)階段的完整性。指數(shù)據(jù)庫是否能夠完整覆蓋電池產(chǎn)品“搖籃到墳?zāi)埂比芷诓煌A段的排放,是否包括了原材料、運(yùn)輸、能源、末端處置等碳足跡因子。上述數(shù)據(jù)庫中大多或多或少包括了全生命周期的背景數(shù)據(jù),只有我國的國家溫室氣體排放因子數(shù)據(jù)庫僅包括生產(chǎn)過程直接排放和部分間接排放的因子數(shù)據(jù)。
第四,數(shù)據(jù)更新頻率。指數(shù)據(jù)庫能否及時(shí)反映能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代以及產(chǎn)品碳足跡規(guī)則的最新進(jìn)展。整體而言,Ecoinvent、GaBi保持相對穩(wěn)定的更新頻率,我國國內(nèi)數(shù)據(jù)庫由于起步相對晚,處于快速發(fā)展期,更新頻率不確定但數(shù)據(jù)相對較新。
第五,數(shù)據(jù)是否反映中國的實(shí)際情況。指的是數(shù)據(jù)庫是否準(zhǔn)確反映中國本土化生產(chǎn)特征。上述數(shù)據(jù)庫中,國內(nèi)數(shù)據(jù)庫如鋰電池碳足跡背景數(shù)據(jù)庫、天工LCA、碳阻跡CCDB、CPCD和CLCD的數(shù)據(jù)較符合中國實(shí)際,而國外數(shù)據(jù)庫如歐盟EF、Ecoinvent和GaBi數(shù)據(jù)庫中,中國的背景數(shù)據(jù)集數(shù)量少,且數(shù)據(jù)相對老舊。
(三)國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫的質(zhì)量評估
通過對國內(nèi)外碳足跡因子數(shù)據(jù)庫的比較分析,本文采用半定量的方式對各數(shù)據(jù)庫進(jìn)行歐盟電池法背景下的綜合評價(jià),數(shù)據(jù)來自于對公開資料的整理分析,如表3所示,星越多代表該指標(biāo)越完善。
以上評價(jià)指標(biāo)中,數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化、行業(yè)覆蓋面和環(huán)節(jié)完整性指標(biāo)為數(shù)據(jù)可用的前提條件,屬于數(shù)據(jù)“有沒有”的
問題;更新頻率、是否符合中國國情則屬于數(shù)據(jù)“好不好”的問題??傮w來看,我國企業(yè)在測算碳足跡時(shí),出于數(shù)據(jù)“有沒有”的考慮,不得不優(yōu)先使用歐盟環(huán)境足跡EF和Ecoinvent的數(shù)據(jù),而部分?jǐn)?shù)據(jù)采用中國國內(nèi)的數(shù)據(jù)庫如天工、CCDB等作為補(bǔ)充,這就在一定程度上犧牲了對數(shù)據(jù)“好不好”的考量。
以
電力碳足跡為例,國外數(shù)據(jù)庫如歐盟EF、Ecoinvent和GaBi關(guān)于中國電力碳足跡因子大多在0.8-1.0 kgCO2e/kWh之間,相較于中國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的2023年電力碳足跡因子數(shù)據(jù)0.6205 kgCO2e/kWh明顯偏高,這就使得采用國際數(shù)據(jù)計(jì)算得到的碳排放量偏高的情況。
促進(jìn)我國數(shù)據(jù)庫建設(shè)和應(yīng)用的建議
建立科學(xué)權(quán)威、國際可比的碳排放數(shù)據(jù)庫是企業(yè)能夠完整、準(zhǔn)確地完成對外披露任務(wù)、使中國企業(yè)的產(chǎn)品綠色出海具有更強(qiáng)國際競爭力的重要前提。借鑒歐盟EF數(shù)據(jù)庫經(jīng)驗(yàn)可知,頂層設(shè)計(jì)統(tǒng)一、職責(zé)分工明晰化有利于數(shù)據(jù)庫順利運(yùn)轉(zhuǎn)以及后續(xù)更新。目前我國碳排放因子數(shù)據(jù)庫分散于各個(gè)地方政府、高校或者研究機(jī)構(gòu)主導(dǎo)建設(shè),缺乏統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫平臺,沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口和更新機(jī)制,存在企業(yè)難以抉擇、數(shù)據(jù)無法通用等情況?;谏鲜龇治鲠槍μ寂欧乓蜃訑?shù)據(jù)庫的建設(shè)和應(yīng)用提出以下改進(jìn)建議。
(一)強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)化并軌,推動本地?cái)?shù)據(jù)體系與國際規(guī)范接軌
在數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)化的方法和架構(gòu)兩個(gè)層面上統(tǒng)籌開展對接。方法上,要推動國內(nèi)數(shù)據(jù)庫在生命周期邊界、功能單位、排放源分類、分配規(guī)則等方面的關(guān)鍵核算參數(shù)的深度對接,在此基礎(chǔ)上通過本土能源結(jié)構(gòu)、工藝生產(chǎn)、地區(qū)差異等因素,收集中國本土化代表性排放因子以提高數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性;架構(gòu)上,數(shù)據(jù)庫的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)(如流程分類、數(shù)據(jù)格式)應(yīng)優(yōu)先采用ILCD格式。此外,應(yīng)為動力電池、儲能系統(tǒng)、消費(fèi)電子電池等出口占比重較大的重點(diǎn)產(chǎn)品制定符合我國國情特點(diǎn)的具體細(xì)化規(guī)則作為數(shù)據(jù)庫建設(shè)分類依據(jù)及核算模板。
(二)構(gòu)建中外互信與技術(shù)對接機(jī)制,推動數(shù)據(jù)互認(rèn)與國際采信
為使數(shù)據(jù)“走出去”,應(yīng)抓住政府間對話窗口,在中歐建立起碳足跡因子數(shù)據(jù)互認(rèn)機(jī)制。一是通過獨(dú)立專家
認(rèn)證國內(nèi)數(shù)據(jù)庫,增加國內(nèi)數(shù)據(jù)庫在海外使用的可信度。二是建立數(shù)據(jù)庫信用評價(jià)體系,通過對數(shù)據(jù)庫的評價(jià),提高數(shù)據(jù)庫的公信力。三是以中歐綠色技術(shù)合作機(jī)制、全球
碳市場對話平臺為契機(jī),嘗試先建立“互認(rèn)試點(diǎn)”,在電池等重點(diǎn)領(lǐng)域率先開展雙邊數(shù)據(jù)采信和方法采信工作,逐步縮減雙方差距。
(三)借鑒國際經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)籌數(shù)據(jù)庫治理,明確各層級責(zé)任分工
除歐盟外,英國、日本的數(shù)據(jù)庫建設(shè)也為我國提供經(jīng)驗(yàn),如英國和日本的環(huán)境主管部門都定期發(fā)布碳數(shù)據(jù)庫,其中涉及產(chǎn)品碳足跡的數(shù)據(jù)庫會整合國際或本國的碳足跡因子數(shù)據(jù)庫。
基于國際經(jīng)驗(yàn),建議我國一是由生態(tài)環(huán)境部或國家數(shù)據(jù)局牽頭建設(shè)國家級產(chǎn)品碳足跡數(shù)據(jù)庫頂層平臺,集約化統(tǒng)籌利用已有數(shù)據(jù),打造統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫入口和對外的技術(shù)接口體系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的統(tǒng)一,打通各個(gè)應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)通道。
二是建立“國家—行業(yè)—地方—平臺”的四級協(xié)作機(jī)制。由國家層面負(fù)責(zé)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、底層架構(gòu)和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法;由各行業(yè)協(xié)會或龍頭企業(yè)牽頭,組織建設(shè)本行業(yè)核心領(lǐng)域的專業(yè)數(shù)據(jù)庫,例如動力電池、正極材料、電解液等關(guān)鍵環(huán)節(jié);地方層面主要作為補(bǔ)充,聚焦本地區(qū)具有顯著優(yōu)勢或特色的行業(yè)領(lǐng)域,開展相關(guān)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作;碳足跡數(shù)據(jù)庫平臺擔(dān)負(fù)標(biāo)準(zhǔn)制定、數(shù)據(jù)審核、接口管理和對接國際的功能。
三是建立數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新和監(jiān)督機(jī)制,設(shè)立數(shù)據(jù)庫審查委員會,定期檢查數(shù)據(jù)的有效性、及時(shí)性和代表性;用新技術(shù)手段如區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的版本管理和可追溯性,支持國際貿(mào)易的正常開展與國際市場的開拓,同時(shí)也有利于監(jiān)管機(jī)構(gòu)提供正確有效的
政策依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
1. 圖源:課題組根據(jù)Rules for the calculation of the Carbon Footprint of Electric Vehicle Batteries (CFB-EV) 翻譯繪制
2. https://eplca.jrc.ec.europa.eu/LCDN/developerEF.html
3. https://ecoinvent.org/
4. https://www.gov.uk/government/collections/government-conversion-factors-for-company-reporting
5. https://www.env.go.jp/earth/ondanka/supply_chain/gvc/estimate_05.html
6. https://www.tiangong.earth/zh
7. https://www.carbonstop.com/zh/ccdb?lowCarbon=off
8. https://lca.cityghg.com/
9. https://www.weblca.net/database
10. https://www.ldchy.cn/ldctzjbj/
11. https://data.ncsc.org.cn/factoryes/index
12. Ecoinvent是全球領(lǐng)先的生命周期背景數(shù)據(jù)庫,其數(shù)據(jù)格式是ecoSpold2而非ILCD,但可以通過LCA軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。雖然ecoinvent數(shù)據(jù)庫建設(shè)的
方法學(xué)方面與歐盟環(huán)境足跡EF的要求有一些區(qū)別,比如在廢棄處置的分配方式上,歐盟環(huán)境足跡EF的要求是循環(huán)足跡公式CFF,但是在當(dāng)前階段,在進(jìn)行歐盟電池法要求下的碳足跡核算時(shí),ecoinvent數(shù)據(jù)庫也可以作為一個(gè)補(bǔ)充。此處認(rèn)為可歸類為ILCD入門級數(shù)據(jù)庫。