案例分享 · 磷酸铁锂电池碳足迹

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2025-04-10 09:33 粤碳中心

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引言

交通运输行业作为全球第三大温室气体排放行业，其碳中和碳达峰行动势在必行。据数据显示，2022年中国碳排放总量约为121亿吨，其中交通运输领域占据了约10.4%，而公路运输在交通运输领域碳排放中占比高达85%以上。

汽车电动化是交通部门脱碳的关键，新能源汽车需求的增长导致动力电池激增。截止至2024年2月，全球动力电池行业装机规模呈增长趋势迅速。电动汽车与传统内燃机车相比，运行过程中减少尾气的排放，但电动汽车“心脏”——动力电池生产属于高碳排的过程，据研究表明，电池占电动汽车整车的全生命周期总碳排放的一半左右¹。

图：全球动力电池行业装机规模

（数据来源：国泰君安）

近年来，在政策和市场的双轮驱动下，如《欧盟电池与废电池法规》、绿色供应链CITI指数，科学碳目标倡议SBTi等，各大品牌及其产品碳排放正成为政企重点关注对象和进出口绿色贸易焦点。

来源：欧盟委员会官方L191公告

案例分析

产品碳足迹(Carbon Footprint of Products，CFP)是指产品（或某项服务）在生命周期内所产生的温室气体排放量，以二氧化碳当量（CO₂e）表示。

评价标准：

1）ISO14067：2018 温室气体-产品碳足迹-量化与交流的要求与指南

2）PAS2050：2011商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范

3）ISO14040:2006 环境管理生命周期评价原则与框架

4）ISO14044:2006 环境管理生命周期评价要求与指南

图：ISO 生命周期评价基本框架

目标与范围确定

明确研究的目的和应用意图，确定所研究的产品和系统边界，并阐述评价系统的功能单位、数据要求和假设条件等，这是实施产品生命周期评价的第一步，也是最关键的一步。

1 评价目标

本研究目标，获得一款总重量113 kg，能量密度为85 Wh/kg，功率密度为 800 W/kg，预期的循环次数为6000次，最大放电深度（DoD）为80%的磷酸铁锂 (LFP) 电池包，“摇篮到销售”碳足迹。

研究结果潜在沟通对象包括两个群体：一是企业内部管理人员及其他相关人员；二是企业外部利益相关方，如下游采购商、地方政府和环境非政府组织等。

2 系统边界

功能单位: 电池在其使用寿命内提供的总能量中的一千瓦时（kWh），为方便数据收集与统计，数据收集以质量单位进行。LFP电池包系统核算边界见下图。

图：磷酸铁锂电池系统核算边界

3 数据要求

在系统边界内，针对多产品涉及到无法单独计量物料、资源、能耗数据分配比例依据；
数据取舍规则；
数据准确性、代表性和一致性基本准则；

清单分析（LCI）

生命周期清单分析LCI - Lifecycle inventory。溯源范围内研究对象系统中物质和能量的输入和输出过程，并收集相应数据，使得数据量化。如：生产1 kgLFP电池包需要使用到多少正，负极、隔膜、电解液、壳体、紧固件等材料；消耗多少电力、天然气等能源？

本研究动力电池材料组成清单是通过查阅相关文献统计所得。

影响评估（LCIA）

基于研究目标定义，本研究只选择气候变化这一种影响类型，即对产品生命周期内排放的温室气体，选择全球变暖潜值（GWP）进行换算为二氧化碳当量（CO₂e），GWP 是用来量化产品碳足迹的环境影响指标。

在LFP电池包的生命周期“摇篮到销售”边界内，碳足迹为72.40 kgCO₂e/kWh 。对LFP电池原材料清单生产及运输过程、产品生产能源消耗过程、产品销售运输过程对碳足迹贡献进行分析，如下图所示。

图：磷酸铁锂（LFP）电池清单贡献

结果解释

研究结果表明，LFP电池包碳排放为72.40 kgCO₂e/kWh，其中，LFP电池包碳排放最多的阶段是壳体生产，其次是正极生产，负极生产等。对于磷酸铁锂电池来说，壳体、正极、负极和BMS系统碳排放占“摇篮到销售”总排放的 33.44%、28.09%、17.47%和 10.80%。

总结

近年来，全球温室效应已成为全球关注的焦点，为满足政策和市场的低碳发展需求，汽车企业和电池行业需要绿色升级转型，并逐步加强对产品碳足迹和供应链碳排放的管理。

企业碳排放管理关键，对自身生产数据的更加精细化管理要求外，还需要对产业链上游供应商索要更准确、可信、可溯源的碳排放相关数据。

参考

[1] “付于武：如何构建动力电池回收新业态”， https://baijiahao.baidu.com/sid=1786957827863142543&wfr=spider&for=pc

[2]卢强. 电动汽车动力电池全生命周期分析与评价[D]. 吉林大学, 2014.

[3] Yin R, Hu S, Yang Y .Life cycle inventories of the commonly used materials for lithium-ion batteries in China[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 227(AUG.1): 960-971.

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