歐盟2009年頒布的生態(tài)設計法規(guī)《Ecodesign》和能源標簽法規(guī)《Energy Labelling》規(guī)定了歐盟在能源消耗、水資源消耗、排放指標和材料利用效率等方面為能源相關產(chǎn)品制定的統(tǒng)一規(guī)則。在上述兩個法案基礎上，歐盟于2016年推出第三項生態(tài)設計工作計劃，該計劃將光伏組件和逆變器認定為具有最大環(huán)境節(jié)約潛力的非監(jiān)管產(chǎn)品之一，2022年歐盟發(fā)布的太陽能戰(zhàn)略《EU Solar Energy Strategy》表明歐盟層面對光伏組件潛在碳足跡要求的政策相關性。

歐盟委員會聯(lián)合研究中心于2020年進行了一項預備研究，分析光伏組件、逆變器等方面的技術、環(huán)境和經(jīng)濟影響，該文近日發(fā)表于《Solar Energy》。如圖1所示：

圖1 Assessing the carbon footprint of photovoltaic modules through the EU Ecodesign Directive

該文闡述了光伏組件產(chǎn)品在基于PEFCR開展生命周期或碳足跡評價的方法步驟，指出了對光伏組件類產(chǎn)品PEFCR的改進建議，為歐盟決策者提出了4條決策建議。

1、 基于PEFCR開展光伏組件產(chǎn)品生命周期評價的全新方法學與步驟

圖2  基于生態(tài)指令的方法學摘要

主要步驟如下：

• Step1：識別環(huán)境影響中最重要的影響類別，如全球變暖潛力GWP、水資源使用等；

• Step2：決策者根據(jù)研究結果將重點關注于將要實施的政策工具或監(jiān)管領域；

• Step3：確定該產(chǎn)品是否可用當前已有的PEFCR，如果不能需依據(jù)最新PEF方法和已有PEFCR開發(fā)新的方法學；

• Step4：若PEFCR可用，根據(jù)生態(tài)設計指令調(diào)整PEFCR的內(nèi)容；

• Step5：定義協(xié)調(diào)計算規(guī)則

• Step6：敏感性分析
  

• Step7：結果分析
  

• Step8：相關利益者參與，確保質(zhì)量要求，提供建立光伏組件碳足跡要求的建議
  

• Step9：將建議的方法應用于設定市場準入要求中。

對于CIGS、CdTe、單晶硅、多晶硅、微晶硅五種在歐盟光伏PEFCR內(nèi)的產(chǎn)品，該文給出了上述全新的方法學用于生命周期評價的計算，對于其余光伏產(chǎn)品，文中表示需開發(fā)新類型的方法學；此外上述方法學僅為框架，具體如何實施文中并未表明。

2、PEFCR改進建議

該文對原PEFCR已包括的五種產(chǎn)品的計算規(guī)則上，建議細化如下內(nèi)容：

在PEFCR包含的五種光伏產(chǎn)品（兩種薄膜光伏、單晶、多晶、微晶）的基礎上增加其他類別的光伏產(chǎn)品或者開發(fā)新PEFCR；

功能單位細化為PV組件在壽命年限內(nèi)發(fā)1kWh的直流電；

系統(tǒng)邊界推薦設定為從搖籃到歐盟市場；

生命周期清單包括PV組件生產(chǎn)及其在歐洲的分銷過程所涉及的清單；

細化回收材料的循環(huán)使用的計算規(guī)則；

3、 決策建議

文中給出了Sunpower、天合光能、First Solar和REC Solar發(fā)布的EPD中碳足跡結果以及歐盟PEFCR給出的參考結果，如下圖3、4所示。

圖3  幾種EPD中的光伏碳足跡結果

圖4  PEFCR中五種光伏產(chǎn)品碳足跡參考值

基于上述結果，該文給出了多晶硅的生命周期評價結果并進行敏感性分析，根據(jù)多晶硅的生命周期評價結果如圖5所示，制造階段的環(huán)境影響結果在所有影響類別中占70%以上，是對環(huán)境影響評價最重要的階段。

圖5  多晶硅環(huán)境影響評價結果

在結果分析的基礎上，給出了如下建議：

• 建立光伏組件碳足跡的最大允許閾值的定量要求。根據(jù)文中給出的結論，單晶硅碳足跡結果最好最壞相差3.2倍，多晶硅相差2.3倍；擬議的閾值建議使用多階段方法，如在生態(tài)設計法規(guī)生效后2-3內(nèi)設定最大碳足跡值，在5-6年后進行更改，逐步淘汰落后光伏產(chǎn)品；

• 對影響碳足跡的相關參數(shù)如硅含量、組件回收率做定量要求；

• 披露光伏組件的碳足跡信息，對于碳足跡過高的產(chǎn)品仍被允許在歐盟市場流通，但需對用戶和公眾披露碳足跡信息用于對比；

• 在光伏組件的能源標簽或相關產(chǎn)品信息表上披露碳足跡信息。細化回收材料的循環(huán)使用的計算規(guī)則；
  

基于上述改進的方法學給歐盟決策者提出了量化結果的建議，文中也特別指出本文不代表歐盟官方立場，但該文代表歐盟委員會聯(lián)合研究中心釋放了一個信號：即原有的PEFCR存在不足之處，以及歐盟對目前的光伏產(chǎn)品有日益嚴格的碳足跡要求。

該研究提出共計九個步驟的方法學看似嚴苛復雜，但由于原本的PEFCR基本上能夠囊括市面上成熟的光伏產(chǎn)品，因此對市面上大多數(shù)產(chǎn)品來說該方法只是基于歐盟生態(tài)設計指令對PEFCR做了進一步的要求和細化，并為歐盟決策者提供光伏組件監(jiān)管新方法的建議，對一些新興的光伏產(chǎn)品如鈣鈦礦等，該方法表示則需要開發(fā)新的PEFCR用于計算和監(jiān)管。