新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法与流程

本发明属于电动汽车，尤其是涉及一种新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法。

背景技术：

1、交通碳排放量约占全球能源相关碳排放量的四分之一，是全球碳排放量第二大的部门，交通领域脱碳是世界实现可持续发展目标和应对气候变化的关键一环，其中发展新能源汽车产业是必经之路。

2、动力电池是新能源汽车中碳排放比重最大的零部件，从而成为降低整车碳足迹的重要环节。新能源汽车动力电池碳足迹，包括电池材料生产、电池制造、物流运输、报废回收、梯次利用和再生利用等阶段的碳排放。动力电池碳足迹核算方法是整车企业和电池供应商碳管理的重点和难点。动力电池循环利用碳足迹核算关联前端材料的输入和末端报废电池的回收，其核算和评价方法对于企业碳绩效改善、降低碳管理成本、应对国际碳管管理法规等方面意义重大。

3、对于动力电池循环利用碳足迹，通常依据iso140672018《产品碳足迹-关于量化和通报的要求和指南》来核算，并参考欧盟产品环境足迹种类规则pefcr。然而，现有方法存在如下不足：其一，循环足迹公示中仅考虑了报废电池的再生利用，未考虑退役电池的梯次利用，从而导致梯次利用电池碳减排量难以计算的问题；其二，对于一些关键核算参数，缺乏中国本土化的缺省值，引发算动力电池碳足迹不准的问题；其三，动力电池碳足迹评价方法缺失，导致自主品牌低碳竞争力薄弱，难以应对国际碳管理法规的要求。

4、综上，亟需一种新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，以实现动力电池循环利用碳足迹的科学、高效和准确的核算和评价。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，通过应用生命周期评价方法，实现新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，包括以下步骤：

4、s1、对动力电池基本参数测定，对退役动力电池循环利用类型进行划分；

5、s2、核算动力电池从生产到报废处理过程中涉及步骤的碳排放，得到碳排放总和；

6、s3、将碳排放总和分配到动力电池提供的每千瓦时的能量中，得到动力电池的每千瓦时的碳排放；

7、s4、根据动力电池的每千瓦时的碳排放对动力电池循环利用碳足迹进行评价。

8、进一步的，在步骤s1中，具体包括：

9、a1、选取多款乘用车动力电池核算样品，依据电池样品的标注，初步确定被测样品的基本参数，包括电池类型、电池重量；

10、a2、计算动力电池总能量，测定每单位行驶距离的电池放电能量，利用行驶的公里数定义使用寿命，直到电池达到认证能量状态；

11、a3、对退役动力电池循环利用类型进行划分，包括梯次利用和再生利用；

12、a4、测算动力电池材料构成，依据动力电池材料构成表单或者废电池拆解数据，测算得到电池材料构成数据。

13、进一步的，在步骤s2中，包括材料生产和循环利用过程碳排放核算：

14、b1、核算电池制造中使用初级材料和循环材料相关的碳排放，在电池生产制造过程中需要输入初级材料或循环材料相关的碳排放量，相加计算得出电池制造中的使用材料碳排放，具体核算公示如式（1）所示：

15、（1）；

16、式中：

17、ev为初级材料和循环材料相关的碳排放；

18、r1,i为第i种循环材料的输入比例，默认值r1,i=0；

19、ai为第i种材料的碳排放信贷在两个生命周期（即供应和使用循环材料的生命周期）之间的分配系数,对于金属a=0.2，对于塑料及其他材料a=0.5；

20、ev,i为第i种初级材料的获取和预加工过程所产生的碳排放；

21、erecycled,i为第i种材料回收利用过程所产生的碳排放；

22、qsin,i为输入第i种循环材料的质量，即为位于替代点的循环材料的质量；

23、qp,i为第i种初级材料的质量；

24、b2、通过拆解废电池生产循环材料相关的碳排放核算，拆解废电池时产生循环材料相关的碳排放等于材料回收过程的碳排放加上避免原材料生产的碳信贷，具体核算公式如式（2）所示：

25、（2）；

26、式中：

27、erec_mat为拆解废电池生产循环材料相关的碳排放；

28、r2,i为第i种材料的回收率，即材料i在后续系统中被回收的比例；

29、ereceol,i为生产循环材料i所需的任何额外回收过程所产生的碳排放；

30、e．v,i为假设用可回收第i种材料替代的初级材料的获取和预处理所产生的碳排放e．v,i应等于ev,i；

31、qsout为输出循环材料的质量，即位于替代点的可回收材料的质量；

32、b3、通过回收废电子电器生产循环材料相关的碳排放核算，回收废电子电器生产循环材料相关的碳排放等于报废处理电子电器过程的碳排放加上材料回收过程的碳排放加上避免原材料生产的碳信贷，具体核算公式如式（3）所示：

33、（3）；

34、式中：

35、erec_pwb为通过回收废电子电器(印刷电路板)生产循环材料相关的碳排放；

36、apwb为印刷电路板的碳排放信贷在两个生命周期之间的分配系数，为0.2；

37、ereceol_pwb为废印刷电路板回收利用过程所产生的碳排放；

38、b4、通过再生利用回收废电池单体生产循环材料相关的碳排放核算，回收废电池单体生产循环材料相关的碳排放等于报废处理电池单体过程的碳排放加上材料回收过程的碳排放加上避免原材料生产的碳信贷，具体核算公式如式（4）所示：

39、（4）；

40、式中：

41、erec_battery为通过再生利用回收废电池单体生产循环材料相关的碳排放；

42、abattery为电池的碳排放信贷在两个生命周期之间的分配系数，为0.2；

43、ereceol_battery为废电池单体回收利用过程所产生的碳排放；

44、b5、通过梯次利用回收废动力电池相关的碳排放，通过梯次利用动力电池相关的碳排放等于报废处理电池包过程的碳排放加上避免能量生产的碳信贷，具体核算公式如式（5）所示：

45、（5）；

46、式中：

47、ereu_battery为通过梯次利用回收废动力电池相关的碳排放；

48、r3,i为第i种材料的梯次利用率，即材料i在后续系统中被梯次利用的比例；

49、ereueol_battery为废电池梯次利用过程所产生的碳排放。

50、进一步的，在步骤s2中，包括能量回收利用过程碳排放核算：

51、能量回收利用过程碳排放等于能量回收利用过程本身的碳排放加上避免能量生产的碳信贷，具体核算公式如式（6）所示：

52、（6）；

53、式中：

54、ereu_energy为能量回收利用过程碳排放；

55、bi为第i能量回收利用过程碳排放信贷在两个生命周期之间的分配系数，为0；

56、r4,i为第i种材料的能量回收利用率，即材料i在后续系统中被能量回收利用的比例；

57、lhv为能量回收流程使用的产品物料的低热值；

58、xer,heat,i为第i种材料热量回收流程的效率；

59、ese,heat,i为第i种材料被替代的热量原本将要产生的碳排放；

60、xer,elec,i为第i种材料电力回收流程的效率；

61、ese,elec,i为第i种材料被替代的电力原本将要产生的碳排放。

62、进一步的，在步骤s2中，包括其他报废处理过程碳排放核算：

63、在报废拆解废电池之后，不能被回收利用的部分进行填埋处理产生的碳排放，具体核算公式如式（7）所示：

64、（7）；

65、式中：

66、ed为其他报废处理过程碳排放；

67、ed，i为在不进行能量回收的情况下，第i种材料生命终点阶段的废物弃置所产生的碳排放。

68、进一步的，在步骤s3中，根据步骤s2中得到的碳排放总和分配到动力电池提供的每千瓦时的能量中，完成动力电池循环利用碳足迹核算，具体核算公式（8）所示：

69、（8）；

70、式中：

71、etotal为动力电池循环利用碳足迹；

72、c为动力电池生命周期中所提供的总能量。

73、进一步的，在步骤s4中，根据步骤s3中动力电池循环利用碳足迹核算结果，统计各动力电池的每千瓦时的碳排放，并以此评价动力电池循环利用的碳足迹。

74、进一步的，本方案公开了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法。

75、进一步的，本方案公开了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法。

76、进一步的，本方案公开了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法。

77、相对于现有技术，本发明所述的新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法具有以下有益效果：

78、（1）本发明所述的新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，从动力电池生命周期碳核算角度，所述动力电池循环利用碳足迹核算方法，基于动力电池初级制造及再生利用全过程，不仅核算了电池材料生产相关的碳排放，还核算了与循环材料使用、报废电池再生利用和梯级利用过程的碳排放，对科学准确核算动力电池碳足迹基数有益；

79、（2）本发明所述的新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，从动力电池循环利用碳减排角度，所述动力电池循环利用碳足迹核算方法，根据退役动力电池不同的再利用方式，科学核算了关于报废电池材料循环利用、废电子电器材料再利用、废电池单体再生利用、废电池梯次利用、能量回收利用等过程的碳减排效益，对动力电池循环利用减排效益评估有益；

80、（3）本发明所述的新能源汽车动力电池循环利用碳足迹核算及评价方法，从动力电池循环利用碳足迹评价角度，开发了动力电池循环利用碳足迹评价方法，可以实现不同类型动力电池循环利用碳足迹的快速评价，对动力电池循环利用碳足迹评价有益。