在全球化時代，全人類命運休戚與共，碳中和日益成為關(guān)乎人類整體命運的大課題。
數(shù)據(jù)顯示，自第一次工業(yè)革命以來，人類已經(jīng)向地球累積排放超過1.5萬億噸二氧化碳。隨著二氧化碳排放量不斷累積，全球氣溫也不斷升高，在過去的100多年間，全球平均氣溫已經(jīng)升高0.8℃。如若放任溫升，2050年后全球糧食會因旱產(chǎn)量持續(xù)下降，將直接影響人類的飽腹和生存。
當(dāng)然，二氧化碳排放過量的危害遠不止糧食減產(chǎn)。為應(yīng)對氣候危機，全球掀起了前所未有的能源革命。截至目前，已經(jīng)有約占全球經(jīng)濟總量70%的130個國家，相繼提出了碳中和目標達成路線。這其中，歐盟今年6月通過的《歐洲氣候法案》，將碳中和的目標設(shè)定于2050年。今年4月，中國政府則重申了“將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的莊嚴承諾。
在這場碳中和浪潮中，作為全球溫室氣體重要來源的汽車領(lǐng)域成為全球聚焦的主戰(zhàn)場。據(jù)國際能源署（IEA）數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年全球電力和熱力生產(chǎn)行業(yè)二氧化碳排放占比達42%，交通運輸業(yè)占比達24.6%。因此，要實現(xiàn)交通領(lǐng)域的碳中和，就必須要限制燃燒化石燃料的燃油汽車。
目前，包括大眾、戴姆勒、寶馬、通用在內(nèi)的全球主流車企都發(fā)布了雄心勃勃的電動化戰(zhàn)略。其中，大眾集團宣布到2030年其電動汽車產(chǎn)量在新車中的占比將超過50%，規(guī)劃6座產(chǎn)能達到240GWh的電池生產(chǎn)基地來實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)供應(yīng)；通用汽車宣布在2035年實現(xiàn)完全電動化；戴姆勒宣布在原戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上上調(diào)2030年純電動汽車滲透率目標至100%……未來，電動汽車將以更快的速度普及，在2030年達到30%以上的滲透率。
全球車企發(fā)起碳中和競賽，預(yù)示著未來對動力電池的需求量將呈幾何式增長。根據(jù)國際能源署的報告，僅用于電動汽車的電池，到2030年就需要大約6.6TWh，到2050年需要14TWh。這意味著在未來10年，電池產(chǎn)能將增加25倍。
然而，要達成交通領(lǐng)域碳中和目標，遠非僅僅生產(chǎn)更多的動力電池、制造更多的電動汽車替代燃油車這樣簡單。
01綠色能源全面轉(zhuǎn)換
電動汽車因為沒有排氣管，所以很容易給人造成一種錯覺，那就是：電動汽車的二氧化碳排放量是零。事實上，根據(jù)歐洲車企全生命周期評估方法，目前生產(chǎn)一輛電動汽車并不比生產(chǎn)一輛燃油車的碳排放要少，反而是更多。
中國工程院院士孫逢春曾在一次演講中提到的一組數(shù)據(jù)，也印證了這一點：生產(chǎn)一輛燃油乘用車其產(chǎn)生的碳排放是9.2噸二氧化碳當(dāng)量，而生產(chǎn)一輛三元動力電池乘用車其產(chǎn)生的碳排放為14.6噸，磷酸鐵鋰電池乘用車則達14.7噸。也就是說，就生產(chǎn)階段而言，目前的電動汽車并不低碳。
根據(jù)麥肯錫發(fā)布的報告，預(yù)計到2025年電動汽車整個產(chǎn)業(yè)鏈中生產(chǎn)階段的碳排放，將占到汽車全生命周期總排放量的45%；到2040年這一比例將達到85%左右。
那么，被冠以“新能源”稱號的電動汽車，為何又詭吊地表現(xiàn)出“反低碳”的表征？這其中的主要原因在于，在當(dāng)下的全球能源結(jié)構(gòu)中，碳基化石能源還占有較大比重。豐田汽車社長豐田章男就曾提到，在日本電力供應(yīng)中，火力發(fā)電占到77%，可再生能源和核電占比只有23%。
而日本的這種情況，在全球范圍內(nèi)還相當(dāng)普遍。業(yè)內(nèi)人士分析稱，“在全生命周期的碳排放分析看來，考慮到電動車生產(chǎn)過程中的碳排放，如果使用的能源大部分仍然來自于化石能源發(fā)電，那么，電動車對減碳及全球氣候變化影響非常有限。”
因此，只有在電力來源完全清潔的情況下，即完全實現(xiàn)綠色發(fā)電，才有可能真正大幅減少二氧化碳排放。需要指出的是，不僅是在電動汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括整車企業(yè)、電池企業(yè)在內(nèi)的整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈，還要在運營、物流等各個環(huán)節(jié)都制定可持續(xù)發(fā)展的清潔路線和具體措施，以實現(xiàn)全面的碳排凈零目標。
事實上，許多企業(yè)早已采取了行動。比如，沃爾沃就要求2025年所有一級供應(yīng)商使用100%可再生能源的“綠電”；今年3月，寶馬集團宣布在丁格芬和慕尼黑的工廠將100％使用當(dāng)?shù)氐木G色水電，用于新型電動BMWiX和BMWi4的生產(chǎn)，力爭到2050年達成全價值鏈氣候中和；保時捷計劃到2030年實現(xiàn)全價值鏈的碳中和；奔馳計劃到2039年確保其乘用車在整個價值鏈中實現(xiàn)碳中和。
在整個電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈中，電池環(huán)節(jié)無疑是減碳“重鎮(zhèn)”。根據(jù)孫逢春院士的研究數(shù)據(jù)，生產(chǎn)動力電池的碳排放，占比大約是純電動乘用車生產(chǎn)過程的19%-20%。T&E數(shù)據(jù)也顯示，僅電池生產(chǎn)部分的碳排放范圍就在61~106 kg CO/kWh，極端情況下，最高可以占據(jù)電動汽車全生命周期的60%以上。
因此，在動力電池制造環(huán)節(jié)實現(xiàn)低碳生產(chǎn)，對整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)碳中和至關(guān)重要。目前，全球不少具有前瞻視野的電池供應(yīng)商，比如Tier1的寧德時代、LG新能源等都已經(jīng)開始了脫碳行動。綠色能源全面轉(zhuǎn)換，就是LG新能源審時度勢提出的實現(xiàn)碳中和的三大戰(zhàn)略之一。目前，LG新能源已經(jīng)在波蘭和美國的工廠100%使用了綠電，在中國與韓國將于2030年完成100%綠電的使用。
LG新能源最新的減碳行動是，去年12月，其位于中國江蘇的正極材料工廠與當(dāng)?shù)仫L(fēng)能太陽能發(fā)電企業(yè)簽署了供應(yīng)140GWh的購電協(xié)議，自2021年起該工廠將僅使用可再生能源；2021年，LG新能源計劃通過購電協(xié)議推進浙江衢州前驅(qū)體工廠使用可再生能源發(fā)電。
據(jù)了解，作為全球領(lǐng)先的電池供應(yīng)商， LG新能源積極履行RE100（可再生能源100%）和EV100倡議，其脫碳行動不僅限于電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)，該公司計劃到2030年將全球所有營運部門使用的電力轉(zhuǎn)換為可再生能源綠電，這一承諾將比RE100倡議（2050年）提前20年完成目標。
值得注意的是，電動汽車和可再生能源電力需求的增長將對電網(wǎng)造成負擔(dān)。由于可再生能源固有的間歇性，這就需要有效的分時儲能技術(shù)。在數(shù)字技術(shù)和儲能系統(tǒng)的幫助下，以大規(guī)模分布式智能電網(wǎng)滿足時變用電需求，將是能源綠色轉(zhuǎn)型最優(yōu)方案。因此，LG新能源將致力通過多樣化的儲能解決方案,助力智能分布式電網(wǎng)的建設(shè)，為全產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)碳中和保駕護航。
02智能制造創(chuàng)新
除了在生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用綠電，通過智能制造、改進制造技術(shù)等手段提高良率、降低原材料損耗，也是減碳的重要途徑。在全球范圍內(nèi)，包括特斯拉、大眾、奔馳、寶馬等車企，都以率先通過升級智能制造的方式，打造出符合碳中和愿景的樣板工廠，并在全球生產(chǎn)體系中推廣。據(jù)報道，“某汽車廠商的油漆工廠車間采用循環(huán)送風(fēng)系統(tǒng)，降低能耗達到70%”。
正如中國某科技企業(yè)負責(zé)人所說的那樣，“智能制造的全面產(chǎn)業(yè)化，是與碳達峰、碳中和的‘雙碳目標’一致的。智能制造對于生產(chǎn)、制造場景，帶來的核心價值就是降本、增效、提質(zhì)，也就是更高質(zhì)量地進行生產(chǎn)、制造，從而提升整體的生產(chǎn)效率，減少原材料的浪費，最終達到減少碳排放的目標” 。
由于電池環(huán)節(jié)所占汽車全生命周期碳排放的高比重，電池企業(yè)的智能化生產(chǎn)的重要性就越發(fā)凸顯。在智能制造創(chuàng)新方面，LG新能源的布局也是先聲奪人。據(jù)了解，LG新能源通過數(shù)字化智能制造的創(chuàng)新工藝，減少損耗和提高能源效率，預(yù)計到2025年其新工廠的能效將進一步提升15%。為了使電池更環(huán)保，LG新能源還將使用更節(jié)能的工藝來制造材料、電極和電芯。
值得注意的是，在生產(chǎn)電池所消耗的能量給定的情況下，通過讓電池更耐用、性能更優(yōu)良，并提供更高的累計重放電量，也是助力電動汽車實現(xiàn)凈零目標的重要舉措。事實上，全球范圍內(nèi)的主流電池廠商都在致力于更高質(zhì)量動力電池的研發(fā)。
仍以LG新能源為例，針對電動車企對高端化的需求，該公司目前已經(jīng)在全球率先實現(xiàn)了高鎳四元鋰電池（NCMA）技術(shù)突破和量產(chǎn)，而其高效率硅氧（SiO）負極產(chǎn)品的量產(chǎn)，亦令這種四元電池的能量密度更高，快充性能更佳，從根本上解決目前新能源汽車用戶普遍存在的里程焦慮。
同時，應(yīng)用先進的熱管理技術(shù)、最新安全技術(shù)的模組與CTP高集成設(shè)計，LG新能源電池產(chǎn)品可以實現(xiàn)不起火和自熄滅，大幅提升高能量密度動力電池的安全性與可靠性。后鋰時代，LG新能源將致力于開發(fā)更安全的全固態(tài)電池，以及輕量化鋰硫電池，以滿足未來多樣化應(yīng)用場景。
據(jù)了解，近期LG新能源聯(lián)合美國加州大學(xué)圣地亞哥分校共同研發(fā)的新一代全固態(tài)電池技術(shù)，攻克了過去只能在60℃以上環(huán)境進行充電的難關(guān)，實現(xiàn)在室溫下也可以快速充電的技術(shù)突破。采用純硅作為負極材料的全固態(tài)電池，在業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了在常溫環(huán)境（室溫通常指25℃）下循環(huán)壽命500次以上。
這些高瞻遠矚的布局，都彰顯了LG新能源在碳中和時代引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊地位。
03電池全生命周期管理
2020年12月，歐盟發(fā)布了新電池法規(guī)提議草案,并出臺了針對電池產(chǎn)業(yè)全生命周期的13項措施，包括從電池分類、再利用、回收、碳足跡、電化學(xué)性能和耐久性等方面的要求，同時規(guī)定了生產(chǎn)商的責(zé)任、電池設(shè)計要求、電池材料回收，以及供應(yīng)鏈盡職調(diào)查等。新法規(guī)被業(yè)內(nèi)解讀為歐盟實施電池戰(zhàn)略行動計劃的下一個里程碑，這意味著“電池全面碳中和之戰(zhàn)打響”。
歐盟新法規(guī)的目的在于，確保投放到歐盟市場的動力電池在整個生命周期中都是“綠色”的。也就是說，不僅電池生產(chǎn)過程里的碳排放要達標，生產(chǎn)電池使用的電力、電池廠房建筑使用的水泥、乃至生產(chǎn)電池用礦產(chǎn)的開采，都得是符合碳排放標準的。目前，歐盟已經(jīng)宣布，2024年7月起，只有已建立碳足跡聲明的動力電池才能投放市場。
值得注意的是，為了讓電池更加環(huán)保，歐盟電池新法規(guī)中，還特別在電池材料的循環(huán)利用方面提出要求。到2035年，新生產(chǎn)的EV和工業(yè)電池中將有至少20%的Co、85%的Pb、10%的Li、12%的Ni來自于從廢舊電池中回收的材料。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，綜合利用廢舊動力電池中的鋰、鎳、鈷、銅等資源，可以做到每千瓦時0.19噸的減碳效果。
孫逢春院士的研究也表明，回收利用鋰離子電池是降低電動汽車在生產(chǎn)過程二氧化碳排放的另一有效的途徑。其中，在回收階段可以核減排放5.1噸二氧化碳當(dāng)量，使得生產(chǎn)階段的碳排放能夠核減為9.8噸，減少約34%。
據(jù)了解，在車企方面，沃爾沃計劃到2025年將在產(chǎn)品中更多地使用再生及生物基材料，將材料的二氧化碳排放量降到最低。電池廠商中，LG新能源在其電池全生命周期管理戰(zhàn)略指引下，已經(jīng)著手通過構(gòu)建涵蓋電池原材料、生產(chǎn)、消費、廢棄等全供應(yīng)鏈的資源閉環(huán)體系，針對使用后的廢舊電池和電池生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢品，進行回收利用。
需要指出的是，電池梯次利用對于減碳的價值也不容忽視。據(jù)行業(yè)機構(gòu)推測，2021~2030年中國退役的動力電池將達到708GWh，將這些電池有效地梯次利用，將比制造等量的新電池減少近3342萬噸碳排放。據(jù)悉，LG新能源已經(jīng)通過壽命更長的電池和智能電池生命管理技術(shù)來實現(xiàn)電池的梯次利用，并開發(fā)一種可將廢料中的活性材料直接修復(fù)的再生工藝。
碳中和的浪潮勢浩浩蕩蕩。未來，LG新能源將持續(xù)聚焦綠色能源全面轉(zhuǎn)換、智能制造創(chuàng)新、全生命周期管理三大重點領(lǐng)域，全面推動碳排凈零目標的實現(xiàn)。同時，秉承“為更美好未來賦能”的ESG經(jīng)營愿景，LG新能源希望構(gòu)建全球綠色環(huán)保的電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)，創(chuàng)造可持續(xù)的社會價值。
根據(jù)LG新能源發(fā)布的碳中和規(guī)劃，該公司計劃將碳排放量從2019年96萬噸分階段逐漸降低，直至2050年實現(xiàn)碳排放量徹底降為零。
