为什么碳足迹将成为强制要求
电池生产属于高能耗行业。研究表明，一块电池在其整个生命周期中，30% 到 70% 的总排放量来自生产阶段——具体取决于生产基地的能源结构和所用原材料的来源。随着电动汽车、固定式储能系统和轻型交通工具对电池需求的快速增长，欧盟认识到，公开这些排放数据是推动气候保护的关键手段。
因此，欧盟电池法规（EU 2023/1542）明确要求，电池的碳足迹必须予以记录和公开。时间表分阶段推进：从2025 年 8 月起，电动汽车电池和容量超过 2 kWh 的工业电池制造商须提交碳足迹声明。从2028 年 8 月起，还将引入性能等级和最高阈值——超过阈值的电池将不再允许在欧盟市场销售。
总体目标十分明确：欧盟希望切实减少电池生产过程中的排放量，并激励更加环保的生产方式。率先投资于低排放生产工艺和可再生能源的制造商将获得竞争优势。碳足迹由此从单纯的报告义务，转变为战略性的差异化优势。
碳足迹义务被纳入欧洲绿色协议和欧盟气候目标的总体框架中，该框架的目标是到 2030 年将温室气体排放减少至少 55%。电池在其中扮演双重角色：一方面，它是交通运输和能源系统脱碳的关键技术；另一方面，电池本身在生产过程中也会产生大量排放。碳足迹记录要求旨在弥合这一差距。
涵盖哪些生命周期阶段？
电池护照中的碳足迹采用"从摇篮到大门"（cradle-to-gate）的核算方式。这意味着：从"摇篮"（原材料开采）到"大门"（成品电池，可供出货）的所有温室气体排放都纳入统计。使用阶段和报废阶段（回收、处置）不包含在计算范围内——重点在于制造商能够直接影响的排放。
具体而言，"从摇篮到大门"的核算涵盖以下阶段：
- 原材料开采与加工：关键原材料的采矿和加工——包括锂、钴、镍、锰和石墨。这涵盖了采矿活动、矿石加工、化学精炼以及前驱体（如氢氧化锂或硫酸镍）的生产。
- 零部件制造：电池部件的生产——正极、负极、电解液、隔膜和电芯外壳。每个部件都有其自身的排放贡献，其中正极通常占最大比例。
- 电芯制造：实际的电芯生产包括电极涂布、电芯组装（叠片或卷绕）、电解液注入、化成（首次充放电循环）和老化测试。这一阶段的能耗很大——尤其是干燥室和化成工艺。
- 电池包组装：将电芯集成到模组和成品电池包中，包括电池管理系统（BMS）、热管理系统、电气布线和外壳。
- 运输至销售点：成品电池从生产基地运输到客户或分销点所产生的排放——包括包装和物流。
"从摇篮到大门"的核算方式涵盖了从原材料开采、零部件制造、电芯生产、电池包组装到运输的整条链条。每个阶段都需要具体的排放数据和明确的系统边界定义。
具体的系统边界——即哪些工艺和物料流被包含或排除——在欧盟关于电池碳足迹规则的授权法案中有详细规定。这一界定至关重要，因为即使系统边界定义上的微小差异，也可能使结果偏差 10% 到 20%。
计算方法
电池碳足迹的计算基于可充电电池的产品环境足迹类别规则（PEFCR）。这些规则定义了统一的计算方法，确保不同制造商的结果具有可比性。
计算方法的关键要素：
- 功能单位：碳足迹以电池在整个使用寿命期间提供的 1 kWh 总能量为功能单位。结果以千克 CO₂ 当量/千瓦时（kg CO₂e/kWh）表示。
- 数据来源：区分一手数据和二手数据。一手数据来自自有生产——例如，现场的实际能源消耗、测量的工艺排放和实际物料消耗。二手数据来自生命周期评估数据库（如 ecoinvent 或 GaBi），在没有现场特定数据时使用。
- 计算公式：核心计算遵循以下原则：活动数据 × 排放因子 = 各阶段碳足迹。活动数据描述消耗量（例如，千瓦时电力、千克物料），排放因子则将相应的温室气体排放分配给该消耗。
- 分配规则：当生产工艺同时产出多种产品时（例如，一家精炼厂同时加工镍和钴），排放必须按照规定的规则在各产品之间分配。
作为参考：目前典型电动汽车电池的碳足迹在50 到 150 kg CO₂e/kWh 之间——取决于生产地点、当地能源结构和生产工艺效率。在可再生能源占比较高的国家（如瑞典、挪威）生产的电池，其碳足迹值明显低于以煤电为主的地区。
在某些情况下，可能需要对碳足迹计算进行独立的第三方验证。具体的验证要求在欧盟电池法规的授权法案中有详细规定。
性能等级与阈值
从2028 年 8 月起，欧盟将迈出下一步：电池将被划分为碳足迹性能等级——类似于消费者在冰箱和洗衣机上看到的欧盟能效标签。等级从A（最低碳足迹）到E（最高碳足迹），并将在电池护照上予以明确标注。
分级依据是欧盟市场上所有电池碳足迹值的统计分布。排放低于平均水平的制造商将被归入更高等级，并可将此作为质量和可持续性特征进行市场推广。
此外，还将设定碳足迹最大阈值。碳足迹超过该限值的电池将不再被允许在欧盟销售。阈值计划逐步收紧，以反映技术进步并推动全行业的持续改善。
其影响十分深远：
- 市场准入：碳足迹较高的制造商有失去进入欧盟市场——全球最大电池市场之一——资格的风险。
- 竞争格局：性能等级创造了以最低排放为目标的透明竞争。电池采购商——尤其是汽车制造商——将把碳足迹等级作为选择标准。
- 投资决策：新建电池工厂的选址决策将越来越多地受到当地能源结构和可实现碳足迹值的影响。
对制造商而言，这意味着：尽早认真对待电池护照中的碳足迹记录，并妥善准备排放数据的企业，将在 2028 年性能等级实施时做好充分准备。DIN SPEC 99100 定义了碳足迹信息在电池护照中的存储数据结构。
实践中的数据采集
电池碳足迹核算中最大的挑战并非计算本身，而是在复杂的全球供应链中进行数据采集。一个典型的电动汽车电池包所含材料来自数十个国家，经过多个加工阶段后才在生产基地完成电芯组装。
系统化数据采集的可靠方法：
- 梳理您的供应链：识别所有一级供应商（直接供应商）和关键二级供应商（上游供应商）。就碳足迹而言，正极材料、负极材料、电解液和电芯制造的供应商尤为重要。
- 采集自有运营数据：收集来自自有生产的一手数据——能源消耗（电力、天然气、热能）、物料投入、工艺排放、运输路线。这些数据通常可从 ERP 和 MES 系统中获取。
- 索取供应商数据：向供应商索取具体的排放数据——尤其是生产基地的能源结构、工艺排放和运输距离。标准化问卷有助于简化这一流程。
- 用二手数据填补空白：在没有一手数据的情况下，使用公认的生命周期评估数据库。请注意：二手数据准确性较低，可能高估或低估碳足迹。
- 计算、验证、记录：汇总数据，按照 PEFCR 方法计算碳足迹，根据需要进行验证，并在电池护照中全面记录。
软件工具在数据采集中发挥着核心作用：它们提供结构化的输入表单，根据规定的架构验证数据，并支持计算。例如，在 DPP Hero 中，碳足迹被设计为七步编辑器中的第 3 步——按照 DIN SPEC 99100 标准预设了生命周期阶段、排放值和计算方法字段。
另一个实用建议：不必从零开始采集数据——充分利用现有数据源。许多企业已经拥有能源报告、物料规格和供应商评估资料，可作为起点。了解更多关于从现有数据源过渡到结构化电池护照的信息，请参阅从 Excel 到电池护照一文。
常见挑战
电池碳足迹核算在方法上要求严格，并伴随一系列实际挑战：
- 数据可获取性：并非所有供应商都能或愿意提供具体的排放数据。尤其是上游供应链（二级和三级供应商）中的原材料供应商，一手数据往往无法获取。在这种情况下，必须使用二手数据——但会带来相应的不确定性。
- 数据质量：即使数据可以获取，质量也参差不齐。来自自有测量的一手数据较为精确，而来自数据库的行业平均值可能与实际值偏差 30% 到 50%。因此，记录数据质量和所使用的数据来源是强制要求。
- 供应链复杂性：电池供应链跨越多个大洲和数十家供应商。供应商更换、中间商以及不同的采购模式进一步增加了数据采集的难度。
- 方法论问题：正确应用分配规则、定义系统边界以及选择合适的排放因子都需要生命周期评估方面的专业知识。方法论上的错误可能导致结果出现重大偏差。
- 成本：编制完整的碳足迹评估需要在生命周期评估专业知识（内部或外部）、软件工具、数据库以及可能的独立第三方验证方面进行投资。对于中小型企业而言，这可能构成切实的财务负担。
入门建议：尽早开始——最好在监管截止日期前至少 12 个月。与关键供应商建立牢固的合作关系，并建立标准化的数据采集流程。使用行业标准的问卷和工具，以尽量减少各方的工作量。数据采集开始得越早，您就越能为即将到来的性能等级和阈值做好准备。
常见问题
我必须自己计算碳足迹吗？
碳足迹数据的准确性责任由经济运营商——即电池制造商或进口商——承担。您可以自行计算，也可以委托外部生命周期评估顾问，或两者结合。关键在于计算必须遵循规定的 PEFCR 方法，且结果必须以可追溯的方式予以记录。电池护照创建和管理软件工具可以帮助您进行碳足迹数据的结构化录入和记录。
我可以使用哪些二手数据库？
电池领域最广泛使用的生命周期评估数据库是 ecoinvent 和 GaBi（现为 Sphera LCA）。两者都提供涵盖原材料、能源载体和工业过程的丰富数据集。此外，欧盟委员会还提供欧洲生命周期数据库（ELCD）。选择数据集时，请确保数据是最新的且具有区域代表性——过时的全球平均值可能会严重扭曲实际碳足迹。
碳足迹要求也适用于 LMT 电池吗？
是的，但有时间延迟。碳足迹声明从 2025 年 8 月起成为强制要求，最初适用于电动汽车电池和容量超过 2 kWh 的工业电池。对于 LMT 电池（轻型交通工具电池，如电动自行车和电动滑板车电池），碳足迹要求按照目前的规定同样适用；但包含碳足迹数据的数字电池护照对 LMT 电池要到 2027 年 2 月才成为强制要求。请查阅授权法案的最新状态以获取确切的截止日期。
如果我的电池超过阈值会怎样？
从 2028 年 8 月起，碳足迹超过规定最大阈值的电池将不再被允许进入欧盟市场。这意味着：在全部 27 个欧盟成员国内禁止销售、进口和投放市场。具体的阈值将由欧盟委员会根据市场数据设定，并逐步收紧。因此，制造商不仅应关注当前的阈值，还应将可预见的收紧纳入生产规划。