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欧盟电池法规生效:2027 年起,动力电池入欧需持“数字护照”

最新更新时间:2023-08-19
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2023年8月17日,欧盟电池与废旧电池法规(EU)2023/1542正式生效,并于2024年2月18日起开始实施。法规旨在促进电池全生命周期的可持续性,并对可再生材料的回收提出了严格要求。
该法规中引人注目的一点,是自 2027 年起,动力电池出口到欧洲需要持有符合要求的“数字护照”。 法规内容显示, “数字护照”用以记录电池的制造商、材料成分、技术规格、碳足迹和供应链等信息
此外,《欧盟电池和废电池法规》(以下简称《电池法规》)将产品分为汽车电池、电动汽车电池、轻型交通工具电池、工业电池、便携式电池, 对电池整个生命周期的各阶段提出了相关要求,涵盖原材料生产加工、电池使用过程及废旧电池回收
与《欧洲绿色协议》的循环目标一致, 电池 规》 是欧洲第一部采用全周期方法的立法,其中涵盖了采购、制造、使用和回收。
今年 1 月 18 日在瑞士举行的达沃斯世界经济论坛上,全球电池联盟(GBA)首次发布了“数字护照”概念验证成果。据称,“数字护照”是促进快速扩大可持续、循环和负责任的电池价值链的关键,由全球电池联盟(GBA)的成员历时三年制定,该护照的最终目标是为用户提供电池可持续性表现的质量保证。


《电池法规》适用范围



电池 规》 适用于以下所有类型的电池,并根据电池质量及使用对象分为以下五类:
便携式电池
指密封的、质量小于或等于5kg的,非设计专供工业用途的,既不是电动汽车电池也不是轻型交通工具电池也不是SLI电池。
SLI电池
指设计为启动、照明或点火提供电力的任何电池,也可用于车辆、其他运输工具或机械的辅助或备用目的。
轻型交通工具(LMT)电池
指任何密封的、质量小于或等于25kg的,旨在为轮式车辆提供牵引力的电池,包括法规(EU) No 168/2013定义的L类车辆,但不包括电动汽车电池.
电动汽车(EV)电池
指设计为法规(EU) 2018/858 定义的M、N和O类混合动力或电动汽车提供牵引力的任何电池;或质量超过25kg的,设计为法规(EU) No 168/2013定义的L 类车辆提供牵引力的任何电池;
工业电池
指任何专门为工业用途设计的电池,或任何经过准备再利用后用于工业用途的电池,以及质量超过5kg的,除LMT电池、电动汽车电池和SLI电池外的其他电池。


对以下方面提出强制性要求



1、可持续性和安全性要求
有害物质要求
碳足迹要求
电池 规》 对包括轻型交通工具电池(LMT)、容量大于2 kWh的可充电工业电池、电动汽车电池提出碳足迹要求 ,首先要求碳足迹信息的披露,然后进行分级,最后设定碳足迹强制性限值。
具体要求如下:
再生原材料要求
电池 规》 对电动汽车电池、容量大于2kwh工业电池(除外存储)、SLI电池、LMT电池提出再生原材料要求 ,首先要求在随附文件中披露再生原材料含量,然后设定再生原材料限值,具体要求如下:
电化学性能和耐用性要求
《电池法规》要求便携式电池、内部存储及容量大于2kwh的可充电工业电池、电动汽车电池、LMT电池满足电化学性能参数标准或者需要在随附文件中包含相关参数,具体要求如下:
可拆卸性和可替换性要求
便携式电池可由最终用户拆卸和更换(一些情况例外)。
LMT电池可由独立操作人员在产品寿命内的任意时间拆卸和更换。
安全要求
固定式电池储能系统(Stationary battery energy storage systems)应在随附的技术文档中说明其在正常运行和使用期间是安全的,并包括其通过新法规草案附件V所列11项安全参数的证据。
健康状态和预期寿命要求
电动汽车电池、固定时电池储能系统和LMT电池应包括一个用于决定电池健康和预期寿命状态(欧盟电池法案附件VII中所列)数据的电池管理系统。
2、标签、标记和信息要求
标签要求
法规生效之日起36个月后,不同电池需附有含有不同信息的标签 ,包括以下2点内容:
基本信息: 所有电池附有含电池基本信息的标签,包括制造商信息,电池类型,化学组成,除铅、镉、汞以外的其他有害物质,关键原材料等10项内容;
容量信息: 可充电便携式电池,LMT电池和SLI电池应在标签上标明容量信息,且不可充电的便携式电池还应标明最小平均持续时间且标有“不可充电”。
标记要求
法规生效之日起24个月后,
所有电池应附有分开收集的符号(原十字划叉的带轮垃圾桶符号);
所有电池含镉超过0.002%或含铅超过0.004%的电池应在分开收集符号下方标注超限物质的化学符号; 所有电池在投放市场前加贴CE标记。
二维码
法规生效之日起42个月后电池应附有二维码,不同电池对应不同信息权限的访问:
LMT电池、容量大于2kwh的工业电池和电动汽车电池:数字护照;
其它电池:标签、标记、合格声明、尽职调查报告、关于预防和管理废电池的信息;
SLI电池:从废物中回收的钴、铅、锂或镍以及在电池活性物质中存在的数量。
数字护照
法规生效之日起42个月后,投放市场或投入使用的LMT电池、容量大于2kwh的工业电池和电动汽车电池应具有电子记录,即数字护照。
数字护照对不同人员可链接到的信息不同,主要分为四个部分
可公开获取信息;
仅对具有合法利益的人和委员会开放的;
仅供认证机构、市场监督当局和委员会查阅的信息;
仅供具有合法利益的人访问的信息和数据。
3、电池废弃物管理要求
电池收集目标
回收效率
材料回收目标


对供应链各方可能的影响



电子设备厂商或需改变产品设计

电池法规第11条便携式电池和LMT电池的可拆卸性与可更换性中提到“将包含便携式电池的产品投放市场的任何自然人或法人应确保最终用户在产品的使用寿命期间可以随时拆卸和更换这些电池”。法规将“便携式电池”定义为“密封的、重量不超过5公斤、非专门为工业用途设计的电池,既不是电动汽车电池、LMT电池,也不是SLI电池”,其范围涵盖笔记本电脑、手机、游戏机等多种类型的电池。这意味着目前欧盟市面上大部分手机和平板电脑的设计方式将迎来巨大转变。容易打开的手机需要使用垫圈和连接器,这使得手机更厚更不耐用,更难防水或防尘。苹果、三星、小米、OPPO等智能手机制造商都将产品出口欧洲,可能会被迫增加成本来改变手机设计,尤其是可折叠手机,改变设计使电池更加容易更换可能更加困难。
以苹果为例:苹果旗下的大多数产品, iPhone、iPad、MacBook、Apple Watch,甚至 Apple Vision Pro都包括在法规影响范围之内。MacBook在2009年以后就变为了内置电池,电池实际上粘在MacBook的框架中,更紧凑安全,并可以使电脑越来越薄,但这样的电池用户是无法自己拆卸的。Apple Watch 也许可以争取获得豁免,因为法规中有规定“专门设计用于主要在经常受到水溅、水流或水浸的环境中运行,并且可清洗或可冲洗的设备”可以只能由独立专业人员拆卸和更换。而对于 iPhone 和 iPad 而言,如需满足规定则其设备的厚度和重量都会发生变化,防水性能也可能受到影响。
电池法规还将对Switch、Steam Deck等游戏机产品带来很大影响。虽然电池法规仅适用于欧盟国家,但正式生效后很可能影响全球的游戏手持设备,因为任天堂等公司大概率会出于成本考虑统一更换全球的Switch和Steam Deck后续产品。

电动汽车电池拆解回收成本高
近年来,新能源汽车动力电池系统一直在致力于提高系统集成度,由传统的“电芯-模组-电池系统“(CTM)集成方式,向电池无模组技术(CTP)、电池车身一体化(CTB)和电池底盘一体化(CTC)方向发展。
电池无模组技术(CTP)直接将电芯集成为电池包,再把电池包作为整车结构的一部分集成到车身底板上,这样可以减少不必要的材料和重量,使能量密度提升10%-15%,体积利用率提升15%-20%。电池车身一体化(CTB)则在CTP的基础上优化电池包上盖结构,使电池包上盖替代地板,实现电池包与车身的一体化集成。电池底盘一体化(CTC)则是一体化电动智能底盘技术,电芯在车体边梁与横梁之间进行布局。这些技术大大提升了电池系统的集成程度,却给电池的再回收利用带来挑战。
电池无模组设计(CTP)通常会使用结构粘合剂或者封装泡沫,这样使得电池组的拆卸变得非常困难,如果发生故障则需要完全更换电池组。与电池无模组设计(CTP)相比,电池车身一体化(CTB)和电池底盘一体化(CTC)设计在后期回收时由于需要从车上拆除作为车辆结构的电池组,其拆卸成本会更高。有一种回收方法是压碎电池并过筛,将较大颗粒与较小颗粒分离,小颗粒中有高价值的电极材料;然后使用湿法冶金进一步处理黑色物质,以电池级金属盐的形式回收锂、钴、镍等。理想情况下这种回收过程从电芯层级进行,以便所得到的黑色金属具有更高比例的关键金属。也有厂商选择直接把电池组研磨碾碎,这样虽然在前期可以用更低的设计和制造成本去制造电池,但后期的回收提取会比较困难,导致锂、钴、镍等金属回收效率不高。
除了拆解回收以外,电动汽车电池还可进行梯次利用。梯次利用主要针对电池容量降低至80%以下的电池,其典型应用为储能领域,如风光储能、削峰填谷、备用电源等。大多数梯次利用电池厂商会选择在电池模组层级集成电池,以避免需要将其分解成电芯的复杂过程。但如果需要拆卸到电芯级别,以挑选性能最佳的电芯进行再利用,则电池无模组设计(CTP)比其它两种系统设计更具优势。
如上文所述,欧盟电池法规对电池活性材料中所含回收材料的百分比,以及对废旧电池可再生材料的回收水平都有很高的要求。当目前市面上的电动汽车电池组达到使用寿命时,回收这些系统高度集成的电池组将会带来较大的工作量。较有潜力的一个突破方向是设计出不伤害电芯的溶剂、粘合剂和密封剂,降低电池组拆解的难度。

电池制造商废料收集将成为新挑战
法规对电池活性材料中所含可再生材料(钴、锂、镍、铅)的比例要求很高,且生产者(制造商、进口商、分销商)在电池首次投入市场的成员国要负责废旧电池的收集。为了满足最低回收含量的要求,制造商会大力加强对有价值废弃物的控制力度,未来电池回收数字化也许会成为一个趋势,生产者可对电池产品状态进行定期监测及管理,帮助其更好地做出决策,甚至延伸企业服务链。如果废料供应不足,一些厂家将被迫采购额外的回收材料。由于市面上回收材料有限,大量的需求可能导致价格上涨。如果满足不了法规对回收材料的最低要求,我国电池企业将面临产品无法出海的风险。同时,履行生产者延伸责任(EPR),建立废旧电池的回收收集系统对于制造商而言也是一项挑战,尤其是新进入行业的厂商更是面临很大的开发成本。法规中提到生产者可以将收集义务外包给生产者责任组织(PRO),也就是专业的废弃产品回收、处理、循环利用的团体,降低生产企业回收和收集废弃电池的难度及成本,预计未来废弃电池收集处理的领域将会有大量需求。此外,法规还要求电池需满足碳足迹的相关要求,要依照规定的计算方法提供碳足迹报告,标明碳足迹性能等级,而且要低于规定的碳足迹最大阈值。这就要求从原材料获取及预处理(采矿等)、运输材料到电芯制造、电池组装等所有包含在系统边界之内的生命周期阶段都需要进行碳足迹核算以及节能降碳工艺优化。由于每个LMT电池、大于2kWh的工业电池,电动汽车电池都应配有数字护照,电池供应链上下游主体都需配合提供诸如碳足迹、责任采购、可再生成分比例、电池材料成分、性能及耐久性参数等信息。

电池材料供应商需降低原材料碳排、保障供应链安全
我国资源丰富,锂、钴上游资源依赖进口,中游加工产能充足,目前欧盟97%的锂,60%的钴均来自中国。于2023年3月16日出台的欧盟《关键原材料法案》直接指出欧洲地区在部分关键原材料的供应上对中国的依赖度过高,需要减轻与此类战略依赖相关的供应链风险,以增强其经济弹性。《关键原材料法案》为原材料供应链的欧盟内部产能设定了明确的基准,其中加工至少占欧盟年消费量的40%,回收至少占欧盟年消费量的15%;且欧盟在任何相关加工阶段对每种战略原材料的年消耗量,来自单一第三国的比例不超过65%;条例还提出通过创建可回收关键原材料的价值链来提高关键原材料的循环性和有效利用的措施,旨在将战略性材料留在欧洲范围内。《关键原材料法案》提出了对材料供应及回收的需求,电池法规则将其具化为对电池行业的各种法规要求,对电池收集及回收材料的种种要求推动企业完成材料相关的各种举措。(此外,虽然目前未被包含在电池法规的管控范围之内,石墨也被欧盟委员会视为战略优先事项。石墨约占电池材料的 50%,预计对石墨的需求到2050年将增长14倍。欧盟电池中使用的特定石墨大部分来自中国,而且在欧盟内部还没有开始回收)
法规规定销售可充电工业电池和电动汽车电池的经济运营商需要对锂、钴、石墨、镍和其它化合物的供应链进行尽职调查的义务,需建立原材料供应链管理体系,并由第三方出具调查报告,保证原材料供应链的可追溯性和透明性,这些都需要电池上游材料供应商的配合。上游材料供应商将提高清洁能源的使用比例,采用创新技术降低碳排。如贵州的振华义龙新材料有限公司,打造了贵州首家正极材料“零碳工厂“,通过使用绿色电力、工业废水再利用、节能设备等方式减少碳排。此外,欧盟关键原材料法规及电池法规的发布旨在加强跨大西洋联盟,在关键原材料上降低对中国的依赖,我国材料产业在加快资源开发、提升加工产能的同时,也要积极建立全球范围内的产业链,进一步开拓市场。

电池材料回收商或发展新商业模式
由于数字护照、碳足迹等要求,上下游企业的供应链管理、信息精确和追溯以及链条上各个环节企业的合作愈发重要,融合“生产端-应用端-回收端”的商业合作新模式将很有可能出现。集矿产、正、负极生产、电解液、铜/铝箔、材料回收,低碳服务等一系列产业链企业的新型产业园将大大提升企业应对电池法规的能力,降低风险。
目前电池回收商面临的一大瓶颈是很难准确评估电池剩余寿命及合适的回收价格,欧盟电池法规规定了电池的健康状况信息可以由公开渠道获得,将帮助回收商判断电池的真实状况从而做出决策。电动汽车电池是回收商面临的另一个难题,不仅拆解难度大,而且不同车型电池设计不同,没有可普适所有车型的电池拆解流水线。预计未来更利于回收和拆解的产品设计将会更受欢迎;电池回收的智能化、机械化可能会是下一步的发展方向。



国内企业应对案例



为了应对欧盟电池法规等一系列国际碳壁垒,多个电池行业龙头企业已开始行动。宁德时代规划到2025年全部电池工厂成为零碳工厂,到2035年实现全价值链碳中和,其生产的电池将全部为零碳电池。宁德时代将通过四大创新体系,在矿、大宗原材料、电池材料、电芯制造、电池系统五大关键节点实现技术降碳,完成全价值链降碳。通过广泛应用可持续发展透明度审核工具CREDIT,实现高效供应链管理。2019年10月,宁德时代在宜宾投建全球首家电池零碳工厂,总投资超过 500 亿元,项目规划 10 期,全部建成后,年产能可突破 200GWh,是一座世界级的电池制造基地。工厂通过水电能源、绿色能源管理(CFMS智慧厂房),绿色制造(废料贵金属回收),物流交通,碳交易等多种方式达成零碳目标。
蜂巢能源于2022年在四川达州投建全绿电“源网荷储”一体化锂电零碳产业园,预计可实现年产值630亿元。亿纬锂能通过绿电采购、屋顶光伏、水光储调峰、供应链减排等方式进行降碳,预计2026年将建成超过200GWh零碳电池产能。远景动力于2022年底已实现全球业务运营碳中和,目标2028年实现全价值链的碳中和。

来源:中创碳投、以勒碳中和、IT之家等网络内容综合


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