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T/GDLC 020-2024 温室气体 产品碳足迹 量化方法和要求电动汽车电池
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资料介绍
ICS 13.020.01
CCS N 77
团体标准
T/GDLC 020—2024
温室气体产品碳足迹量化方法和要求电动汽车电池
Greenhouse gases-Quantification methodologies and requirements for carbonfootprint of products-Electric vehicle battery
2024 - 12 - 26 发布2024 - 12 - 26 实施
广东省低碳发展促进会 发布
目次
前言............................................................................................................................................................ I
1 范围....................................................................................................................................................................1
2 规范性引用文件............................................................................................................................................... 1
3 术语和定义....................................................................................................................................................... 1
4 量化目的........................................................................................................................................................... 2
5 量化范围........................................................................................................................................................... 3
6 清单分析........................................................................................................................................................... 5
7 影响评价........................................................................................................................................................... 6
8 结果解释......................................................................................................................................................... 10
9 产品碳足迹报告............................................................................................................................................. 10
10 产品碳足迹声明........................................................................................................................................... 11
附录A (资料性) 电动汽车电池产品组成及相关工艺....................................................................12
附录B (资料性) 电动汽车电池碳足迹量化数据收集表............................................................... 13
附录C (资料性) 常用参数参考值....................................................................................................16
附录D (资料性) 全球变暖潜势值(GWP) ...................................................................................17
附录E (资料性) 电池产品碳足迹报告(模板) ............................................................................18
参考文献................................................................................................................................................. 23
T/GDLC.□020-2024
I
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
本文件由中国科学院广州能源研究所提出。
本文件由广东省低碳发展促进会归口。
本文件起草单位:中国科学院广州能源研究所,广东省低碳发展促进会,广州赛宝认证中心服务有
限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、广东新型储能国家研究院有限公司、珠海冠宇电池股份有限公司、
国家碳计量中心(广东)、广州小鹏汽车科技有限公司、SGS通标标准技术服务有限公司、广东省科学院
认证有限公司、广州海关技术中心、广汽本田汽车有限公司、广汽埃安新能源汽车股份有限公司、优湃
能源科技(广州)有限公司、光华数字能源技术(广东)有限公司、中国质量认证中心广州分中心、广东
省环境科学研究院、广东工业大学、广东省能源研究会、广州碳排放权交易中心有限公司、中国能源建
设集团广东省电力设计研究院有限公司、中国电建集团江西省电力建设有限公司、白云电气集团有限公
司、广东省环境监测协会电池回收利用管理与监测专业委员会、广东省国际工程咨询有限公司、广东省
突发事件预警信息发布中心、广东省气象服务中心。
本文件主要起草人:成贝贝、吴逸涵、陈春艳、王振凯、卢启付、赵黛青、蔡国田、汪鹏、李宇萍、
黄倩茹、谢燕君、李康燕、季艳平、范安成、张彬彬、洪玖、房昊阳、黄荣刚、周小健、陈庆今、邹俊
斌、古立然、庄胜加、郝庆治、夏莹、段逸品、肖前、区润桦、常春、李进、唐道平、刘科、郑秋华、
刘占军、杨抒、史志呈、沈毅、姚元元、盛健、彭曼、刘剑筠、罗银萍、曾雪兰、张武英、张辰、肖斯
锐、黄栩鸿、余欣梅、王一钧、骆跃军、李刚、卢永恒、杜家铭、俞宙、胡洁瑜。
T/GDLC 020—2024
1
温室气体产品碳足迹量化方法与要求电动汽车电池
1 范围
本文件规定了电动汽车电池产品碳足迹量化方法与要求的术语和定义、量化目的、量化范围、清单
分析、影响评价、结果解释、产品碳足迹报告及声明等技术要求。
本文件适用于纯电动汽车、混合动力电动汽车和低压的电动汽车电池产品的碳足迹量化与评价。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB/T 19596 电动汽车术语
GB/T 24040 环境管理生命周期评价原则与框架
GB/T 24044 环境管理生命周期评价要求与指南
GB/T 24067 温室气体产品碳足迹量化要求和指南
GB/T 32150 工业企业温室气体排放核算和报告通则
DB/44T 1941 产品碳排放评价技术通则
T/CECA-G 0245 动力蓄电池全生命周期碳排放评价规范
ISO 14027 环境标签和声明— 产品类别规则的制定( Environmental labels and declarations
Development of product category rules)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动汽车电池产品electric vehicle battery products
为电动汽车动力系统提供或储存能量的电池系统,主要组件包含电芯、电池管理系统(BMS)、
热管理系统、电气系统与连接件(包括线束、外壳、结构件等)。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.1.1.1.1,有修改]
3.2
电芯battery cell
将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置,通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被
设计成可充电。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.1,有修改]
3.3
电池系统battery system
一个或一个以上的电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等)构成的能量
存储装置。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.11,有修改]
3.4
电池包battery pack
包括电池组,电池管理系统,电池箱及相关附件,具有从外部获得电能并对外输出电能的单元。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.9,有修改]
3.5
功能单位functional unit
用来量化产品系统功能的基准单位。
T/GDLC 020—2024
2
[来源:GB/T 24067—2024,3.3.7]
3.6
温室气体greenhouse gas,GHG
大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、
波长在红外光谱内的辐射的气态成分。
注:如无特别说明,本标准中的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、
全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)与三氟化氮(NF3)。
[来源:GB/T 32150-2015,3.1.1]
3.7
产品碳足迹carbon footprint of a product,CFP
产品系统中的温室GHG排放量和GHG清除量之和,以二氧化碳当量表示,并基于气候变化这一单
一环境影响类型进行生命周期评价。
[来源:GB/T 24067—2024,3.1.1]
3.8
取舍准则cut-off criteria
对与单元过程或产品系统相关的物质和能量流的数量或环境影响重要性程度是否被排除在评价范
围之外所作的规定。
[来源:GB/T 24067—2024,3.4.1]
3.9
分配allocation
将过程或产品系统中的输入和输出流划分到所研究的产品系统以及一个或更多的其他产品系统中。
[来源:GB/T 24040—2008,3.17]
3.10
初级数据primary data
通过直接测量或基于直接测量的计算而得到的过程或活动的量化值。
[来源:GB/T 24067—2024,3.6.1]
3.11
次级数据secondary data
不符合初级数据要求的数据。次级数据是经权威机构验证且具有可信度的数据,可来源于数据库、
公开文献、国家排放因子、计算估算数据或其他具有代表性的数据。
[来源:GB/T 24067—2024,3.6.3]
3.12
现场数据site-specific data
从产品系统内部获得的初级数据。
注:所有现场数据均为初级数据,但不是所有初级数据都是现场数据,因为数据可能是从不同产品
系统内部获得的。
[来源:GB/T 24067-2024,3.6.2]
3.13
规范收集properly collected
废弃电池通过精细拆解,废钢和废铝回收为钢和铝,电缆和线束中回收铜,电芯采用湿法冶金或火
法冶金方式回收材料,印刷线路板中回收金、银、铝、钯等金属材料,塑料焚烧,其余拆解的组件直接
填埋的过程。
3.14
非规范收集non-properly collected
废弃电池进行粗糙拆解,废钢和废铝回收为钢和铝,电缆和线束中回收铜,电芯进行梯次利用,印
刷线路板、塑料以及其余拆解的组件直接填埋的过程。
4 量化目的
4.1 应用意图
T/GDLC 020—2024
3
对电动汽车电池产品原材料获取及预处理、主要组件生产、分销以及报废与回收阶段的温室气体排
放数据进行收集,核算和量化其全生命周期碳足迹,通过科学评估和技术创新来减少温室气体排放。
4.2 目标受众
包括电动汽车电池产品生产企业、回收企业等行业上下游相关企事业单位、行业协会及政府管理部
门等。
5 量化范围
5.1 功能单位
以一套电池系统全生命周期输出1千瓦时(kWh)提供的供能服务作为量化功能单位。
电动汽车电池的主要组件包含电芯、电池管理系统(BMS)、热管理系统、电气系统与连接件(包
括线束、外壳、结构件等)。其中,电芯由正极材料、负极材料、电解液、外壳等组成。具体组成图见
附录 A 中图 A.1。
注:电动汽车电池是汽车驱动系统的动力源。常用的参数包括电池的能量密度、功率密度、充放电倍率、荷电状态、
电池容量、循环次数等参数。
5.2 系统边界及取舍准则
5.2.1 系统边界
电动汽车电池碳排放生命周期阶段包括原材料获取及预处理、主要组件生产、分销以及报废与回收
阶段,不包括使用阶段。具体系统边界如图1所示。
在定义系统边界时,不包括如下内容:
——在原材料获取及预处理阶段,不包括包装材料的生产和非置于电池外壳内或与外壳物理连接
的热调节系统;
——在主要组件生产阶段,不包括车辆内电池的组装、使用设备的生产以及不直接相关的辅助投
入,比如办公室的供暖和照明、二次服务、销售流程、行政和研究部门等;
——在分销阶段,不包括仓储运营过程;
——在报废与回收阶段,不包括电池废弃物收集过程、电池废弃预处理过程(包括从汽车拆除、
放电以及分拣等环节)、电池和组分拆解过程以及此阶段内运输过程。
注:因电动汽车电池使用阶段不消耗额外能源,故忽略其使用阶段过程的碳排放。
T/GDLC 020—2024
4
金属箔制备
(集流体)
粘合剂制备
导电剂制备
溶剂配置
前驱体合成
其他
前驱体合成
粘合剂制备
导电剂制备
溶剂配置
金属箔制备
(集流体)
其他
前驱体合成
溶剂配置
其他
电解液制备
PWB 合成
电子产品生产
金属板材生产
塑料生产
碳纤维生产
其他
管材生产
泵生产
冷却液及
其他生产
塑料生产
连接器生产
电缆生产
其他
负极活性材料合成正极活性材料合成
负极极片生产,包括外壳组装
浆料搅拌,集流体上
的浆料涂布、干燥、
辊压、分切
正极极片生产,包括
浆料搅拌,集流体上
的浆料涂布、干燥、
辊压、分切
电解液生产
电芯生产,包括电极与隔膜的堆叠/卷绕,组装成电池外壳,注入电解液以及测试过程
模块组装,将电芯组装成电池模组或电池包的过程,包括电气/电子元件、外壳和其他相关元件
电池组装,将模块与电子/电子元件、外壳和其他相关部件的模块组装成成品电池
将成品电池从制造现场运输到电池与车
辆的最终销售地
废弃物收集、电池拆解、加热或机械预
处理、分离和转化为回收材料
冷却系
统组装
原材料获
取及预处
理
分销
报废与回收
主要
组件
生产
负极正极
电解液电池外壳冷却系统
负极活性材料正极活性材料
图1 电动汽车电池系统边界图
5.2.2 取舍准则
在产品碳足迹量化过程中,可舍弃产品碳足迹影响小于1%的环节,但舍弃环节总的影响不应超过
产品碳足迹总量的5%。为接近物料平衡,将忽略的材料中最高的碳足迹值加入到系统中,并在碳足迹
报告中说明这部分取舍准则的情况。
注:在原材料获取和预处理生命周期阶段,研磨介质即使小于1%的条件下也必须纳入计算。
5.2.3 生命周期阶段说明
5.2.3.1 原材料获取及预处理
主要涉及的流程包括:从环境获取原材料(矿石、化学品等原材料)、预处理(产生能用于加工环
节的材料)过程以及原材料和半成品运输过程。
5.2.3.2 主要组件生产
主要涉及的流程包括:
——正极和负极活性材料的生产环节;
——正极极片和负极极片生产,包括浆料搅拌、集流体上浆料涂布、干燥、辊压和分切;
T/GDLC 020—2024
5
——电解液生产,包括溶剂和电解液盐的混合;
——外壳和冷却系统组装;
——电芯生产(即把各个组件组装成电芯),包括电极与隔膜的叠片及卷绕过程,组装成电池外
壳,注入电解液和测试过程;
——模块组装,将电芯组装成包含电气/电子元件、外壳及其他相关元件的电池模组或电池包过程
等;
——电池组装,将模块与电子/电子元件、外壳和其他相关部件的模块组装成成品电池的过程;
——还包括所有对终端产品和中间产品的运输。
5.2.3.3 分销阶段
主要涉及的流程包括成品电池从制造现场运输到销售点。
5.2.3.4 报废与回收阶段
主要涉及的流程包括:
——电池废弃物收集环节;
——电池拆解环节;
——废弃电池的热处理或物理预处理(如铣削电芯过程);
——分离并转化为回收材料(如火法冶金和湿法冶金处理过程);
——能源回收和处置。
6 清单分析
6.1 数据收集和评价
6.1.1 数据收集周期
电动汽车电池碳排放生命周期评价应使用最近一年的平均数据。若产品生产不足一年,应使用从生
产初始至评价前的累计平均数据。若产品未正式量产,则使用操作规程(SOP)前测试阶段的理论数据。
6.1.2 数据收集要求
数据收集的要求与系统边界里的不同生产过程相关,所有的主要组件生产和分销过程都属于强制性
企业特定过程,收集使用初级数据。其余过程为非强制性企业特定过程,使用次级数据。
a) 电动汽车电池产品碳足迹计算需要收集的初级数据包括:
1) 各类原辅材料投入量及回收材料比例;
2) 回收材料加工处理过程的辅料投入量及能耗;
3) 化石燃料、电力、热力、水等能源、资源投入量;
4) 产品产量;
5) 废弃物产生量及对应处置方式;
6) 原辅料、产品、废弃物的运输方式、运输量和运输距离。
应主要从企业拥有、运行或控制的生产过程中收集初级数据,并对数据的有效性进行检查,包括建
立物料平衡和能量平衡等,以确保数据质量符合要求。各类初级数据收集示例见附录B。
b) 电动汽车电池碳足迹计算需要收集的次级数据包括:
1) 各类原辅材料的温室气体排放因子;
2) 各类能源资源生产、运输和使用的温室气体排放因子;
3) 各类废弃处置方式对应的温室气体排放因子;
4) 各类运输方式的温室气体排放因子。
用于碳足迹核算的各类原辅材料、能源资源的排放因子应优先采用基于生命周期评价或产品碳足迹
评价得到的“从摇篮到坟墓”原辅材料和能源资源碳足迹。如果“从摇篮到坟墓”排放因子不可获得,
则应从官方出版物、行业报告和文献等符合本文件6.1.3数据质量规则的次级数据。
6.1.3 数据质量
T/GDLC 020—2024
6
产品碳足迹研究宜通过使用现有最高质量数据,尽可能地减少偏差和不确定性。数据质量的特征应
包括定量和定性两个方面,相关特性描述宜涉及以下方面:
a) 时间覆盖范围:数据的年份和所收集数据的最小时间长度;
b) 地理覆盖范围:为实现产品碳足迹研究目的,所收集的单元过程数据的地理位置;
c) 技术覆盖范围:具体的技术或技术组合;
d) 精度:对每个数据值的可变性的度量(例如方差);
e) 完整性:测量或测算的流所占的比例;
f) 代表性:反映实际关注人群对数据集(即时间覆盖范围、地理覆盖范围和技术覆盖范围等)关
注程度的真实情况进行的定性评价;
g) 一致性:对研究方法学是否能在敏感性分析的不同组成部分中统一应用而进行的定性评价;
h) 再现性:对其他独立从业人员采用同一方法学和数值信息重现相同研究结果的定性评价;
i) 数据来源;
j) 信息的不确定性。
数据质量评估应采用两步法:
——应根据上述a)~d)项的要求,对产品碳足迹研究的数据质量进行分析;
——应根据上述a)~d)项的要求,对数据进行评价。
6.2 分配原则
6.2.1 多功能流程的分配
多功能过程根据以下优先级顺序分配其共享的输入输出:
a) 优先使用拆分法,即将多功能过程拆分成若干提供单一功能的子过程;
b) 其次使用物理分配法,如质量、能量等基本物理关系进行分配;
c) 最后使用经济分配法,即根据产品和服务的相对经济价值进行分配。且应提供所使用分配关系
的依据及计算说明。
6.2.2 生产线能源及辅助投入的分配
如果从工厂收集能源辅助输入或其他消耗品的公司特定数据,当几条生产线只安装了一个监控设备
或电能表,不可能在不同的生产线之间进行细分的情景下,如果生产步骤、生产设备和产品本身相似,
例如具有相同几何形状但具有不同属性的电池,应采用以下顺序进行分配:
a) 按质量或其他最能代表相应输入的驱动因素的物理性质进行分配。对于电池制造工艺,只有当
所有电池产品具有相同的几何形状(如圆柱形、方形或软包)和相同的尺寸(如“圆柱形18650”)时,
才按质量分配;
b) 使用装机容量或其他适当标准进行分配。对于电池制造过程,当a)不适用时,应使用以千瓦时
(kWh)表示的电池能量容量;
c) 对于同一工厂不同生产线,在生产步骤、生产设备和生产环境类似的前提下,生产的电池产品
在尺寸、容量和重量等方面有较大差异,按照质量或容量分配均不准确,可按照电池或组件数量分配。
7 影响评价
7.1 产品碳足迹计算方法
对电动汽车电池中每一单元过程的温室气体排放进行量化,汇总以二氧化碳当量(kgCO2e)表示
的电动汽车电池产品碳足迹。
以一套电池系统全生命周期输出1千瓦时(kWh)提供的供能服务作为量化功能单位,其生命周期
碳排放根据式(1)计算。
�??� = �1+�2+�3+�4
�??�
············································(1)
式中:
�??�——电动汽车电池全生命周期阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量每千瓦时(kgCO2e/kWh);
�1——电动汽车电池原材料获取及预处理阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
T/GDLC 020—2024
7
�2——电动汽车电池主要组件生产阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�3——电动汽车电池分销阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�4——电动汽车电池报废与回收阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�??�——电池提供的总能量,单位为千瓦时(kWh)。
其中:
�??�电池提供的总能量可采用式(2)计算:
�??� = �� × ���� × ��················································ (2)
式中:
��——电池在使用寿命开始时的可用能量容量,单位为千瓦时(kWh);
FEqC——每年全当量放电循环的典型次数,针对小客车型电动汽车,可参考如下取值:启动电池
(1kWh以下)为1200次,小电池(混动电池,10-60kWh)为250次,大电池(60-100kWh)为60次;
��——运行年限,可依据电动汽车的保修期确定。如果保修期同时采用年数和公里数表示,则以先
达到的年数为准,或以两者中更短的年数为准。具体参考出厂值。
7.1.1 原材料获取及预处理阶段
电池的原材料包括前驱体、粘合剂、添加剂、溶剂等多种原材料的初始材料,如各种矿石、电、燃
料、酸及中和剂等多种材料,各类原材料生产的温室气体排放根据原材料的消耗量和原材料生产的温室
气体排放因子进行计算。如产品使用了再生材料,则需要计算满足替代原始材料所需质量要求而对再生
材料加工处理产生的温室气体排放。原材料运输到工厂的过程也纳入本阶段排放的计算。
原材料获取及预处理阶段排放根据式(3)计算。
�1 =
CCS N 77
团体标准
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2024 - 12 - 26 发布2024 - 12 - 26 实施
广东省低碳发展促进会 发布
目次
前言............................................................................................................................................................ I
1 范围....................................................................................................................................................................1
2 规范性引用文件............................................................................................................................................... 1
3 术语和定义....................................................................................................................................................... 1
4 量化目的........................................................................................................................................................... 2
5 量化范围........................................................................................................................................................... 3
6 清单分析........................................................................................................................................................... 5
7 影响评价........................................................................................................................................................... 6
8 结果解释......................................................................................................................................................... 10
9 产品碳足迹报告............................................................................................................................................. 10
10 产品碳足迹声明........................................................................................................................................... 11
附录A (资料性) 电动汽车电池产品组成及相关工艺....................................................................12
附录B (资料性) 电动汽车电池碳足迹量化数据收集表............................................................... 13
附录C (资料性) 常用参数参考值....................................................................................................16
附录D (资料性) 全球变暖潜势值(GWP) ...................................................................................17
附录E (资料性) 电池产品碳足迹报告(模板) ............................................................................18
参考文献................................................................................................................................................. 23
T/GDLC.□020-2024
I
前言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起
草。
本文件由中国科学院广州能源研究所提出。
本文件由广东省低碳发展促进会归口。
本文件起草单位:中国科学院广州能源研究所,广东省低碳发展促进会,广州赛宝认证中心服务有
限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、广东新型储能国家研究院有限公司、珠海冠宇电池股份有限公司、
国家碳计量中心(广东)、广州小鹏汽车科技有限公司、SGS通标标准技术服务有限公司、广东省科学院
认证有限公司、广州海关技术中心、广汽本田汽车有限公司、广汽埃安新能源汽车股份有限公司、优湃
能源科技(广州)有限公司、光华数字能源技术(广东)有限公司、中国质量认证中心广州分中心、广东
省环境科学研究院、广东工业大学、广东省能源研究会、广州碳排放权交易中心有限公司、中国能源建
设集团广东省电力设计研究院有限公司、中国电建集团江西省电力建设有限公司、白云电气集团有限公
司、广东省环境监测协会电池回收利用管理与监测专业委员会、广东省国际工程咨询有限公司、广东省
突发事件预警信息发布中心、广东省气象服务中心。
本文件主要起草人:成贝贝、吴逸涵、陈春艳、王振凯、卢启付、赵黛青、蔡国田、汪鹏、李宇萍、
黄倩茹、谢燕君、李康燕、季艳平、范安成、张彬彬、洪玖、房昊阳、黄荣刚、周小健、陈庆今、邹俊
斌、古立然、庄胜加、郝庆治、夏莹、段逸品、肖前、区润桦、常春、李进、唐道平、刘科、郑秋华、
刘占军、杨抒、史志呈、沈毅、姚元元、盛健、彭曼、刘剑筠、罗银萍、曾雪兰、张武英、张辰、肖斯
锐、黄栩鸿、余欣梅、王一钧、骆跃军、李刚、卢永恒、杜家铭、俞宙、胡洁瑜。
T/GDLC 020—2024
1
温室气体产品碳足迹量化方法与要求电动汽车电池
1 范围
本文件规定了电动汽车电池产品碳足迹量化方法与要求的术语和定义、量化目的、量化范围、清单
分析、影响评价、结果解释、产品碳足迹报告及声明等技术要求。
本文件适用于纯电动汽车、混合动力电动汽车和低压的电动汽车电池产品的碳足迹量化与评价。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,
仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本
文件。
GB/T 19596 电动汽车术语
GB/T 24040 环境管理生命周期评价原则与框架
GB/T 24044 环境管理生命周期评价要求与指南
GB/T 24067 温室气体产品碳足迹量化要求和指南
GB/T 32150 工业企业温室气体排放核算和报告通则
DB/44T 1941 产品碳排放评价技术通则
T/CECA-G 0245 动力蓄电池全生命周期碳排放评价规范
ISO 14027 环境标签和声明— 产品类别规则的制定( Environmental labels and declarations
Development of product category rules)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动汽车电池产品electric vehicle battery products
为电动汽车动力系统提供或储存能量的电池系统,主要组件包含电芯、电池管理系统(BMS)、
热管理系统、电气系统与连接件(包括线束、外壳、结构件等)。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.1.1.1.1,有修改]
3.2
电芯battery cell
将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置,通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子,并被
设计成可充电。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.1,有修改]
3.3
电池系统battery system
一个或一个以上的电池包及相应附件(管理系统、高压电路、低压电路及机械总成等)构成的能量
存储装置。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.11,有修改]
3.4
电池包battery pack
包括电池组,电池管理系统,电池箱及相关附件,具有从外部获得电能并对外输出电能的单元。
[来源:GB/T 19596—2017,3.3.2.1.9,有修改]
3.5
功能单位functional unit
用来量化产品系统功能的基准单位。
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[来源:GB/T 24067—2024,3.3.7]
3.6
温室气体greenhouse gas,GHG
大气层中自然存在的和由于人类活动产生的能够吸收和散发由地球表面、大气层和云层所产生的、
波长在红外光谱内的辐射的气态成分。
注:如无特别说明,本标准中的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、
全氟碳化物(PFCs)、六氟化硫(SF6)与三氟化氮(NF3)。
[来源:GB/T 32150-2015,3.1.1]
3.7
产品碳足迹carbon footprint of a product,CFP
产品系统中的温室GHG排放量和GHG清除量之和,以二氧化碳当量表示,并基于气候变化这一单
一环境影响类型进行生命周期评价。
[来源:GB/T 24067—2024,3.1.1]
3.8
取舍准则cut-off criteria
对与单元过程或产品系统相关的物质和能量流的数量或环境影响重要性程度是否被排除在评价范
围之外所作的规定。
[来源:GB/T 24067—2024,3.4.1]
3.9
分配allocation
将过程或产品系统中的输入和输出流划分到所研究的产品系统以及一个或更多的其他产品系统中。
[来源:GB/T 24040—2008,3.17]
3.10
初级数据primary data
通过直接测量或基于直接测量的计算而得到的过程或活动的量化值。
[来源:GB/T 24067—2024,3.6.1]
3.11
次级数据secondary data
不符合初级数据要求的数据。次级数据是经权威机构验证且具有可信度的数据,可来源于数据库、
公开文献、国家排放因子、计算估算数据或其他具有代表性的数据。
[来源:GB/T 24067—2024,3.6.3]
3.12
现场数据site-specific data
从产品系统内部获得的初级数据。
注:所有现场数据均为初级数据,但不是所有初级数据都是现场数据,因为数据可能是从不同产品
系统内部获得的。
[来源:GB/T 24067-2024,3.6.2]
3.13
规范收集properly collected
废弃电池通过精细拆解,废钢和废铝回收为钢和铝,电缆和线束中回收铜,电芯采用湿法冶金或火
法冶金方式回收材料,印刷线路板中回收金、银、铝、钯等金属材料,塑料焚烧,其余拆解的组件直接
填埋的过程。
3.14
非规范收集non-properly collected
废弃电池进行粗糙拆解,废钢和废铝回收为钢和铝,电缆和线束中回收铜,电芯进行梯次利用,印
刷线路板、塑料以及其余拆解的组件直接填埋的过程。
4 量化目的
4.1 应用意图
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对电动汽车电池产品原材料获取及预处理、主要组件生产、分销以及报废与回收阶段的温室气体排
放数据进行收集,核算和量化其全生命周期碳足迹,通过科学评估和技术创新来减少温室气体排放。
4.2 目标受众
包括电动汽车电池产品生产企业、回收企业等行业上下游相关企事业单位、行业协会及政府管理部
门等。
5 量化范围
5.1 功能单位
以一套电池系统全生命周期输出1千瓦时(kWh)提供的供能服务作为量化功能单位。
电动汽车电池的主要组件包含电芯、电池管理系统(BMS)、热管理系统、电气系统与连接件(包
括线束、外壳、结构件等)。其中,电芯由正极材料、负极材料、电解液、外壳等组成。具体组成图见
附录 A 中图 A.1。
注:电动汽车电池是汽车驱动系统的动力源。常用的参数包括电池的能量密度、功率密度、充放电倍率、荷电状态、
电池容量、循环次数等参数。
5.2 系统边界及取舍准则
5.2.1 系统边界
电动汽车电池碳排放生命周期阶段包括原材料获取及预处理、主要组件生产、分销以及报废与回收
阶段,不包括使用阶段。具体系统边界如图1所示。
在定义系统边界时,不包括如下内容:
——在原材料获取及预处理阶段,不包括包装材料的生产和非置于电池外壳内或与外壳物理连接
的热调节系统;
——在主要组件生产阶段,不包括车辆内电池的组装、使用设备的生产以及不直接相关的辅助投
入,比如办公室的供暖和照明、二次服务、销售流程、行政和研究部门等;
——在分销阶段,不包括仓储运营过程;
——在报废与回收阶段,不包括电池废弃物收集过程、电池废弃预处理过程(包括从汽车拆除、
放电以及分拣等环节)、电池和组分拆解过程以及此阶段内运输过程。
注:因电动汽车电池使用阶段不消耗额外能源,故忽略其使用阶段过程的碳排放。
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金属箔制备
(集流体)
粘合剂制备
导电剂制备
溶剂配置
前驱体合成
其他
前驱体合成
粘合剂制备
导电剂制备
溶剂配置
金属箔制备
(集流体)
其他
前驱体合成
溶剂配置
其他
电解液制备
PWB 合成
电子产品生产
金属板材生产
塑料生产
碳纤维生产
其他
管材生产
泵生产
冷却液及
其他生产
塑料生产
连接器生产
电缆生产
其他
负极活性材料合成正极活性材料合成
负极极片生产,包括外壳组装
浆料搅拌,集流体上
的浆料涂布、干燥、
辊压、分切
正极极片生产,包括
浆料搅拌,集流体上
的浆料涂布、干燥、
辊压、分切
电解液生产
电芯生产,包括电极与隔膜的堆叠/卷绕,组装成电池外壳,注入电解液以及测试过程
模块组装,将电芯组装成电池模组或电池包的过程,包括电气/电子元件、外壳和其他相关元件
电池组装,将模块与电子/电子元件、外壳和其他相关部件的模块组装成成品电池
将成品电池从制造现场运输到电池与车
辆的最终销售地
废弃物收集、电池拆解、加热或机械预
处理、分离和转化为回收材料
冷却系
统组装
原材料获
取及预处
理
分销
报废与回收
主要
组件
生产
负极正极
电解液电池外壳冷却系统
负极活性材料正极活性材料
图1 电动汽车电池系统边界图
5.2.2 取舍准则
在产品碳足迹量化过程中,可舍弃产品碳足迹影响小于1%的环节,但舍弃环节总的影响不应超过
产品碳足迹总量的5%。为接近物料平衡,将忽略的材料中最高的碳足迹值加入到系统中,并在碳足迹
报告中说明这部分取舍准则的情况。
注:在原材料获取和预处理生命周期阶段,研磨介质即使小于1%的条件下也必须纳入计算。
5.2.3 生命周期阶段说明
5.2.3.1 原材料获取及预处理
主要涉及的流程包括:从环境获取原材料(矿石、化学品等原材料)、预处理(产生能用于加工环
节的材料)过程以及原材料和半成品运输过程。
5.2.3.2 主要组件生产
主要涉及的流程包括:
——正极和负极活性材料的生产环节;
——正极极片和负极极片生产,包括浆料搅拌、集流体上浆料涂布、干燥、辊压和分切;
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5
——电解液生产,包括溶剂和电解液盐的混合;
——外壳和冷却系统组装;
——电芯生产(即把各个组件组装成电芯),包括电极与隔膜的叠片及卷绕过程,组装成电池外
壳,注入电解液和测试过程;
——模块组装,将电芯组装成包含电气/电子元件、外壳及其他相关元件的电池模组或电池包过程
等;
——电池组装,将模块与电子/电子元件、外壳和其他相关部件的模块组装成成品电池的过程;
——还包括所有对终端产品和中间产品的运输。
5.2.3.3 分销阶段
主要涉及的流程包括成品电池从制造现场运输到销售点。
5.2.3.4 报废与回收阶段
主要涉及的流程包括:
——电池废弃物收集环节;
——电池拆解环节;
——废弃电池的热处理或物理预处理(如铣削电芯过程);
——分离并转化为回收材料(如火法冶金和湿法冶金处理过程);
——能源回收和处置。
6 清单分析
6.1 数据收集和评价
6.1.1 数据收集周期
电动汽车电池碳排放生命周期评价应使用最近一年的平均数据。若产品生产不足一年,应使用从生
产初始至评价前的累计平均数据。若产品未正式量产,则使用操作规程(SOP)前测试阶段的理论数据。
6.1.2 数据收集要求
数据收集的要求与系统边界里的不同生产过程相关,所有的主要组件生产和分销过程都属于强制性
企业特定过程,收集使用初级数据。其余过程为非强制性企业特定过程,使用次级数据。
a) 电动汽车电池产品碳足迹计算需要收集的初级数据包括:
1) 各类原辅材料投入量及回收材料比例;
2) 回收材料加工处理过程的辅料投入量及能耗;
3) 化石燃料、电力、热力、水等能源、资源投入量;
4) 产品产量;
5) 废弃物产生量及对应处置方式;
6) 原辅料、产品、废弃物的运输方式、运输量和运输距离。
应主要从企业拥有、运行或控制的生产过程中收集初级数据,并对数据的有效性进行检查,包括建
立物料平衡和能量平衡等,以确保数据质量符合要求。各类初级数据收集示例见附录B。
b) 电动汽车电池碳足迹计算需要收集的次级数据包括:
1) 各类原辅材料的温室气体排放因子;
2) 各类能源资源生产、运输和使用的温室气体排放因子;
3) 各类废弃处置方式对应的温室气体排放因子;
4) 各类运输方式的温室气体排放因子。
用于碳足迹核算的各类原辅材料、能源资源的排放因子应优先采用基于生命周期评价或产品碳足迹
评价得到的“从摇篮到坟墓”原辅材料和能源资源碳足迹。如果“从摇篮到坟墓”排放因子不可获得,
则应从官方出版物、行业报告和文献等符合本文件6.1.3数据质量规则的次级数据。
6.1.3 数据质量
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6
产品碳足迹研究宜通过使用现有最高质量数据,尽可能地减少偏差和不确定性。数据质量的特征应
包括定量和定性两个方面,相关特性描述宜涉及以下方面:
a) 时间覆盖范围:数据的年份和所收集数据的最小时间长度;
b) 地理覆盖范围:为实现产品碳足迹研究目的,所收集的单元过程数据的地理位置;
c) 技术覆盖范围:具体的技术或技术组合;
d) 精度:对每个数据值的可变性的度量(例如方差);
e) 完整性:测量或测算的流所占的比例;
f) 代表性:反映实际关注人群对数据集(即时间覆盖范围、地理覆盖范围和技术覆盖范围等)关
注程度的真实情况进行的定性评价;
g) 一致性:对研究方法学是否能在敏感性分析的不同组成部分中统一应用而进行的定性评价;
h) 再现性:对其他独立从业人员采用同一方法学和数值信息重现相同研究结果的定性评价;
i) 数据来源;
j) 信息的不确定性。
数据质量评估应采用两步法:
——应根据上述a)~d)项的要求,对产品碳足迹研究的数据质量进行分析;
——应根据上述a)~d)项的要求,对数据进行评价。
6.2 分配原则
6.2.1 多功能流程的分配
多功能过程根据以下优先级顺序分配其共享的输入输出:
a) 优先使用拆分法,即将多功能过程拆分成若干提供单一功能的子过程;
b) 其次使用物理分配法,如质量、能量等基本物理关系进行分配;
c) 最后使用经济分配法,即根据产品和服务的相对经济价值进行分配。且应提供所使用分配关系
的依据及计算说明。
6.2.2 生产线能源及辅助投入的分配
如果从工厂收集能源辅助输入或其他消耗品的公司特定数据,当几条生产线只安装了一个监控设备
或电能表,不可能在不同的生产线之间进行细分的情景下,如果生产步骤、生产设备和产品本身相似,
例如具有相同几何形状但具有不同属性的电池,应采用以下顺序进行分配:
a) 按质量或其他最能代表相应输入的驱动因素的物理性质进行分配。对于电池制造工艺,只有当
所有电池产品具有相同的几何形状(如圆柱形、方形或软包)和相同的尺寸(如“圆柱形18650”)时,
才按质量分配;
b) 使用装机容量或其他适当标准进行分配。对于电池制造过程,当a)不适用时,应使用以千瓦时
(kWh)表示的电池能量容量;
c) 对于同一工厂不同生产线,在生产步骤、生产设备和生产环境类似的前提下,生产的电池产品
在尺寸、容量和重量等方面有较大差异,按照质量或容量分配均不准确,可按照电池或组件数量分配。
7 影响评价
7.1 产品碳足迹计算方法
对电动汽车电池中每一单元过程的温室气体排放进行量化,汇总以二氧化碳当量(kgCO2e)表示
的电动汽车电池产品碳足迹。
以一套电池系统全生命周期输出1千瓦时(kWh)提供的供能服务作为量化功能单位,其生命周期
碳排放根据式(1)计算。
�??� = �1+�2+�3+�4
�??�
············································(1)
式中:
�??�——电动汽车电池全生命周期阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量每千瓦时(kgCO2e/kWh);
�1——电动汽车电池原材料获取及预处理阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
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�2——电动汽车电池主要组件生产阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�3——电动汽车电池分销阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�4——电动汽车电池报废与回收阶段碳排放,单位为千克二氧化碳当量(kgCO2e);
�??�——电池提供的总能量,单位为千瓦时(kWh)。
其中:
�??�电池提供的总能量可采用式(2)计算:
�??� = �� × ���� × ��················································ (2)
式中:
��——电池在使用寿命开始时的可用能量容量,单位为千瓦时(kWh);
FEqC——每年全当量放电循环的典型次数,针对小客车型电动汽车,可参考如下取值:启动电池
(1kWh以下)为1200次,小电池(混动电池,10-60kWh)为250次,大电池(60-100kWh)为60次;
��——运行年限,可依据电动汽车的保修期确定。如果保修期同时采用年数和公里数表示,则以先
达到的年数为准,或以两者中更短的年数为准。具体参考出厂值。
7.1.1 原材料获取及预处理阶段
电池的原材料包括前驱体、粘合剂、添加剂、溶剂等多种原材料的初始材料,如各种矿石、电、燃
料、酸及中和剂等多种材料,各类原材料生产的温室气体排放根据原材料的消耗量和原材料生产的温室
气体排放因子进行计算。如产品使用了再生材料,则需要计算满足替代原始材料所需质量要求而对再生
材料加工处理产生的温室气体排放。原材料运输到工厂的过程也纳入本阶段排放的计算。
原材料获取及预处理阶段排放根据式(3)计算。
�1 =
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