一、背景

為促進(jìn)電池行業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，歐盟新電池法規(guī)對(duì)報(bào)廢電池回收率以及其中高價(jià)值材料的回收利用率均做出了新的要求（表1）。同時(shí)，該法規(guī)也中明確指出，自2025年2月18日起，所有出口歐盟的電動(dòng)汽車電池須在技術(shù)文檔中增加滿足PEFCR的產(chǎn)品碳足跡報(bào)告，公開(kāi)披露電池生產(chǎn)、分銷、最終報(bào)廢回收等各生命周期階段的碳排放。

其中EoL（End of Life）階段的碳排放披露與法規(guī)中回收相關(guān)政策要求的后續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。本文將參考?xì)W盟聯(lián)合研究中心（Joint Research Centre, JRC）起草的有關(guān)電動(dòng)汽車電池碳足跡核算的詳細(xì)技術(shù)文件（CFB-EV），針對(duì)電動(dòng)汽車電池EoL階段的計(jì)算細(xì)則做出具體解析。

表1 歐盟新電池法規(guī)中對(duì)于電池回收率和原材料回收率的要求

二、概述

一般來(lái)說(shuō)，EoL階段主要用于描述產(chǎn)品回收再利用過(guò)程。對(duì)于電動(dòng)汽車電池來(lái)講，EoL階段的范圍從電池（或裝有電池的電動(dòng)汽車）被用戶處理或丟棄時(shí)開(kāi)始，至電池回收過(guò)程的產(chǎn)出進(jìn)入另一個(gè)產(chǎn)品的生命周期或作為廢棄物返回大自然時(shí)結(jié)束。具體來(lái)講，電動(dòng)汽車電池的EoL階段主要包括：①?gòu)U棄電池收集；②電池拆解；③熱或機(jī)械預(yù)處理（例如，電芯的破碎）；④可回收材料的分離和轉(zhuǎn)化（例如，火法冶金和濕法冶金）；⑤能量回收和廢棄物處置。

CFB-EV中要求：包括EoL階段在內(nèi)的所有生命周期階段產(chǎn)生的回收材料和廢棄物均應(yīng)使用循環(huán)足跡公式（Circular Footprint Formula, CFF）進(jìn)行建模，并在該物料回收/廢棄物處置發(fā)生的階段進(jìn)行報(bào)告。需要注意的是，在同一工序中反復(fù)使用，且確實(shí)需要回收的物料（例如，周轉(zhuǎn)材料）不參與CFF計(jì)算，但與其相關(guān)的處理工序及排放需要納入對(duì)應(yīng)的生命周期階段。

三、計(jì)算方法

電動(dòng)汽車電池的默認(rèn)EoL階段流程如圖1所示，在此情境下，認(rèn)為只有一部分電動(dòng)汽車電池在報(bào)廢后被送入專業(yè)的回收工廠進(jìn)行精細(xì)拆解（正確回收），這些電池中的各組成部分均被按需分類，并進(jìn)入不同的處理流程。其中：電芯經(jīng)過(guò)火法冶金和濕法冶金處理后，可從中回收銅、硫酸鎳和硫酸鈷；外殼可用于回收鋼和鋁，印刷線路板（printed wiring board, PWB）可用于回收銅、金、鈀、銀等貴金屬，電線可用于回收銅等可利用材；電池包裝中的聚丙烯（PP）和聚乙烯（PET）等塑料則可以通過(guò)焚燒處理等方式回收能量；其余回收價(jià)值較低的廢棄物最終進(jìn)入填埋環(huán)節(jié)。而未被正確回收的電池只能以較為粗糙的方式進(jìn)行拆解，只有外殼中的部分鋼和鋁以及電線中的銅被處理回收，電芯、PWB、塑料等其它部分均直接進(jìn)入填埋廠。

需要說(shuō)明的是，后續(xù)計(jì)算過(guò)程中將采用Rcoll這一參數(shù)描述報(bào)廢電動(dòng)汽車電池被正確回收的比例；同時(shí)由于截?cái)嘣瓌t中已明確說(shuō)明電池的拆解過(guò)程不應(yīng)被納入計(jì)算范圍，EoL階段的拆解效率被視為100%。

圖1 電動(dòng)汽車電池默認(rèn)EoL階段示意圖

當(dāng)使用CFF進(jìn)行產(chǎn)品中材料回收和再循環(huán)過(guò)程的建模計(jì)算時(shí)，應(yīng)分別針對(duì)每種材料構(gòu)建公式，具體到電動(dòng)汽車電池上來(lái)說(shuō)，CFF計(jì)算主要圍繞以下幾類材料展開(kāi)：

1. 當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程中使用的可回收材料量不為0時(shí)，電池生產(chǎn)過(guò)程中使用初級(jí)材料和次級(jí)材料帶來(lái)的影響可用下式計(jì)算：

2. 電池拆解過(guò)程中產(chǎn)生次級(jí)材料帶來(lái)的影響（主要包括外殼中的鋁、鋼和電線中的銅）可用下式計(jì)算：

• 對(duì)于正確拆解的電池：

• 對(duì)于未正確拆解的電池：

3. 電池經(jīng)正確拆解后，PWB回收過(guò)程中產(chǎn)生次級(jí)材料帶來(lái)的影響（主要包括銅、金、鈀等貴金屬）可用下式計(jì)算：

4. 電池經(jīng)正確拆解后，電芯回收過(guò)程中產(chǎn)生次級(jí)材料帶來(lái)的影響（主要包括銅、硫酸鎳、硫酸鈷等）可用下式計(jì)算：

除此以外，電動(dòng)汽車電池EoL階段內(nèi)能量回收和最終處置過(guò)程的影響分別計(jì)算為：

• 能量回收：

• 最終處置：

• 對(duì)于正確拆解的電池：

• 對(duì)于未正確拆解的電池：

將以上所有公式的結(jié)果加和即可得到電動(dòng)汽車電池EoL階段環(huán)境影響的最終結(jié)果。

四、參數(shù)釋義

準(zhǔn)確理解CFF中各參數(shù)的含義是保證計(jì)算結(jié)果有效的重要前提。盡管上述公式中涉及到的參數(shù)繁多，但根據(jù)其作用可將其大致分為四類：

①分配因子，用于將某一過(guò)程的負(fù)荷/收益分?jǐn)偨o產(chǎn)生和使用相應(yīng)產(chǎn)品的兩個(gè)系統(tǒng)；

②比例系數(shù)R，用于描述報(bào)廢電動(dòng)汽車電池流入不同處理流程的比例；

③排放因子E，用于描述與電池原材料生產(chǎn)或報(bào)廢電池處理相關(guān)流程的環(huán)境影響；

④品質(zhì)系數(shù)Q，用于描述初級(jí)材料和次級(jí)材料之間品質(zhì)的差異，通常以品質(zhì)系數(shù)之比的形式出現(xiàn)。

五、總結(jié)

CFB-EV針對(duì)電動(dòng)汽車電池生命周期各階段的計(jì)算方法做了較為細(xì)致的說(shuō)明，與普適性的EF方法相比，電動(dòng)汽車電池的CFF計(jì)算著重強(qiáng)調(diào)應(yīng)針對(duì)每一種可回收材料，分處理階段（或處理方式）展開(kāi)計(jì)算，并明確規(guī)定了各材料在不同處理階段的差異化缺省值。

因此，在進(jìn)行電動(dòng)汽車電池EoL階段的建模計(jì)算時(shí)，一般需要遵循以下步驟：首先，梳理電池的回收處理流程并識(shí)別各階段的目標(biāo)回收材料；其次，選取合適的缺省值（A、R和Q）或收集研究范圍內(nèi)的實(shí)際數(shù)據(jù)和相關(guān)證明材料；而后，分別針對(duì)每一個(gè)回收階段進(jìn)行建模，計(jì)算電芯、PWB和其他材料回收過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境影響（E）；最終將上述參數(shù)按要求代入CFF公式計(jì)算即可。

對(duì)于中國(guó)的電池回收企業(yè)而言，開(kāi)展電動(dòng)汽車電池CFF計(jì)算仍存在以下難點(diǎn)：其一，歐盟提供的所有文件中，缺省值都是基于歐盟國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的，在中國(guó)地區(qū)的適用性存疑；其二，目前國(guó)內(nèi)暫未形成相對(duì)成熟的電動(dòng)汽車電池回收處理渠道，電池不同部分的回收加工可能較為分散（例如電子元器件回收和電芯回收），對(duì)于以電池為整體的研究來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)收集較為困難；其三，CFF計(jì)算中仍不可避免地需要使用到背景數(shù)據(jù)，被廣泛使用的主流商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)中國(guó)的背景數(shù)據(jù)存在數(shù)量少、質(zhì)量差等問(wèn)題。