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「P3研报」欧盟电池护照 – 电动汽车可持续发展的关键因素!

  • 欧盟电池法规的最终版本尚未正式公布,但「欧盟电池护照」已于2023年1月1日分阶段实施,并于2026年1月1日完全执行。
  • 「欧盟电池护照」最终版尚处于开发过程中,最终细节还没有完全确定。
  • 「欧盟电池护照」或不止一种,但它们将共用同一法规框架。
  • 锂电全产业链(从采矿到回收)将深入参与,产业链相关企业将面临全新挑战,需尽早布局。
  • 「欧盟电池护照」是欧盟电子产品护照(Digital Product Passport)计划的重要组成部分,或将会创造新的机遇与商业模式。
  • 锂电全产业链中的中国相关企业应更积极参与到规则的制定过程中,以提前识别风险和机遇,尽全力抢占先机。

欧盟电池护照将于202611日正式执行

盟议会与欧盟理事会于2022年12月通过了临时的“欧盟电池法规“ (非最终版本),以全面改革欧盟关于动力电池生产制造及其回收全过程的相关规定。该法规 Regulation (EU) 2019/1020 在正式实施后将替代之前的欧盟电池指令 Directive 2006/66/EC的相关内容。

 

值得一提的是,之前的欧盟电池指令(Directive)属于框架文件,须由各个国家制定相关法规以满足其指令。此次的法规(Regulation)一旦发行,将在所有欧盟成员国内直接具有法律效力,此次相关法规的升级也凸显出欧盟对于动力电池问题的迫切关注。

图1 电池法规(提案)

 

Regulation (EU) 2019/1020法规第65条对锂电行业重点关注的电池护照」(Battery Passport)进行了明确规定。这标志着,自2026年1月1日起,电池护照将在欧盟境内的正式执行,其涉及范围包括所有电动汽车的动力电池和超过2kWh的工业电池。

 

这意味着,2023年到2026年的3年时间将会是电池护照正式生效的缓冲期,其功能将会分阶段被执行。如何利用好这段缓冲时期尽早布局,是所有锂电上下游产业链 (从矿产开采到电池回收)参与者所必须思考的问题。在可预见的未来,北美,中国以及全球都极有可能实施类似的电池护照政策。

 

本文将集中围绕核心问题: 为什么动力电池需要一本“护照”? ,持续关注欧盟相关立法的进程,并在后续文章中会详细解释电池护照的具体内容与企业应对方案。

 

电池“护照”的由来

 

什么是电池护照(Passport),而不是电池身份证(ID)?

 

其实电池护照并不是一个对动力电池产品的全新概念,但这个概念其实已经悄然渗入了我们生活的方方面面:当你走入欧洲超市选购商品时,不知道你是否有注意到,在很多肉类食品的包装上都有一个二维码。当消费者通过手机扫描这个二维码时,就可以了解这个商品的具体信息,例如原产地,生长情况,碳足迹等等。再配合包装上印刷的可读标签,消费者将对该产品有一个直观的了解,这可以协助其完成购买决定。

图2 食品数字护照 (来源: Rewe)

 

这个二维码背后的系统,便是“电池护照”的雏形 – 欧盟正在推行的数字产品护照(Digital Product Passport DPP)。

 

据悉,DPP将会首先在2024年覆盖欧盟境内的所有纺织品,食品以及电子产品。随后,在2026年覆盖动力电池以及其他工业产品,并在未来覆盖几乎欧盟境内销售的所有商品:这意味着,当生产端在大张旗鼓地推行万物互联的同时,消费端也在默默无声地普及万物可追溯

 

思考欧盟推行DPP的根本目的,无外乎可总结为以下四点:

 

  • 利用DPP打造欧盟可持续的产业链,透明的原料与生产

  • 利用DPP建立循环经济,发展更多的商业模式

  • 利用DPP帮助消费者做出购买选择

  • 利用DPP协助监管机构对产品合规进行监督

这里有一点很重要:每种欧盟境内在售商品的DPP,都有会随着产品的特性而发生改变。

讲到这里,是否有人思考过:既然是对欧盟境内的动力电池信息进行验证和追溯,那为什么不叫电池身份证(ID),而叫电池护照(Passport)呢?

 

对此,德国联邦经贸事务与气候行动部工业政策负责人Berhard Kluttig先生在2022年12月由德国工业协会(VDI/VDE)组织的电池生产讨论会开幕致辞中,为我们做出了官方解答:因为电池护照(Passport)这一表述,可以准确传达其三个重要特性:

 

1. 国际性 – 不同于身份证(ID),电池护照的有效性将会跨越国界,并在国际间得到认可。

2. 差异性 – 如同每个国家的护照都拥有独特的设计一样,电池护照强调的也不是统一的设计,它容许各国企业和机构在法规框架下拥有一定的自由度来构建自己的电池护照体系。

3. 统一性 – 与不论持哪种护照通过海关时的电子查验一样,护照对应的部分信息都能通过访问数据库,开放给有权限的访问者。

 

讲到这里,大家或许会好奇:“电池护照”究竟长什么样子?

 

其实,我们之前也很难准确地想象“电池护照”的构成,甚至连欧盟立法机构自己也不完全清楚电池护照的最终形态。

 

不过,通过法规研读以及1月18号全球电池联盟Global Battery Alliance (GBA) 发布的电池护照概念验证 (Proof of concept) ,让我们终于有机会看到“电池护照”的雏形(GBA负责全球电池护照系统的开发和验证)。

 

简单来说,欧盟电池护照可以分为实体标签信息护照数字信息两大部分。

 

“欧盟电池法规“第13章对实体标签部分进行了相应的要求:工厂需要在电池的最大面打印或刻印最少该面3%面积的可读标签信息(圆柱电池1.5%)和一个二维码(如下图3所示)。

 

图3 电池护照实体标签示意图

当然,实体标签信息的内容还未最终确定,不过其所包含的信息基本,可以概括成我们手持护照入境时海关通常会问的那三个问题:

 

  • 你从哪里来?- 产品来源信息

  • 你到哪里去?- 终端客户信息

  • 你去干什么?- 产品功能信息

 

所以,一些基本信息例如: 生产商,型号,技术规格,产地等,必然会出现在电池护照的实体标签信息中。同时,人们通过二维码将可以访问电池护照的护照数字信息部分,我们基本可以确认的是,护照数字信息将会被储存在云端,而不是本地。

在我们们进一步展开分析前,这里有几个需产业链内相关厂商立法监管机构思考的问题。

 

  • 首先针对产业链内相关生产厂商电池护照的实体标签信息,是否会对电池模组或电池包生产造成影响?例如,

1. 按照现行工艺,大部分电芯的最大面都会使用涂胶或灌胶来进行固定或提升导热能力,打印3%面积的可读标签信息,是否会影响电池导热与粘连强度?

2. 标签厚度叠加(尤其在长刀CTP电池包)是否会造成组装差?

3. 激光刻印是否会破坏电池表面绝缘?

4. 直接的油墨打印是最优的解决方案?

  • 其次针对于立法监管机构EV电池实体标签究竟有多大的意义?

 

在生产阶段,OEM无需阅读实体标签(只需扫描二维码),在梯次利用阶段由于涂胶工艺的参与,几乎不大可能进行无损拆解并完整查看实体标签。硬壳电池顶盖的二维码或许可以得到保留,但部分软包和圆柱电池成组后的标签信息基本没有可读性。

 

欧盟电池法规第13章第6条:允许由于电池特性而无法打印标签时,可以选择在外包装打印(此处或许可以理解为模组或电池包外壳上)。但这么做,同时也等于丧失了对于单个电芯的追溯能力。希望立法机构能够在最终法案中增加RFID标签的非接触识别方案的选项,让厂商能够根据自生产品设计选择最适合的标签方案。

说完实体标签信息,我们再来关注一下电池的护照数字信息。

 

电池护照的护照数字信息分将会包含更丰富的内容,且部分信息仅供有权限的访问者我们可以暂且将护照数字信息的内容分为四大类:

1. 对所有人开放的产品信息:包含电池信息,材料信息,环境、社会责任和公司治理(ESG)信息,数据源信息。

2. 对有关人员(interested persons)和欧盟委员会开放的产品相关信息:包含正负极材料,电解液类型,安全须知等化学相关内容。同时也包含电池拆解手册和产品图纸等机械相关内容。这里并未对有关人员进行定义,但应该是电池维修与回收的参与者。

3. 对监管机构和欧盟委员会开放的合规类信息:包含产品合规与测试证书。

4. 对有关人员(interested persons)开放的电池动态数据信息: 包含了电池的容量(SOC)与寿命(SOH)信息,这类动态信息的收集将由BMS负责并上传,这里的有关人员或仅指厂商自己。

 

而透过GBA发布的电池护照概念验证,产品信息有四个重要的组成部分(参见下图4概念试点1:

  • 电池信息(Battery)

  • 材料信息(Materials)

  • 环境、社会责任和公司治理信息(ESG)

  • 数据源信息(DATA)

图4 GBA电池护照概念验证(试点 1 Tesla)- Battery

其中,电池信息 (Battery) 一栏共包含21组相关产品信息:

 

  1. 电池护照 ID:护照文件的唯一标识(自动生成)

  2. 电池型号:电池型号的简单描述,可能还包含对应的 电动汽车

  3. 电池序列号:电池上的物理编号

  4. 电池状态:本护照所指电池的状态(原始、再利用、回收等)

  5. 电动汽车制造商:OEM公司的名称(特指将电池装入电车的总装厂)

  6. 电动汽车组装国家/地区:OEM工厂所在国家/地区

  7. 电池生产商:电池包生产公司的名称(可能是电动汽车制造商)

  8. 电池生产国:电池生产设施所在国

  9. 电芯生产商:电芯生产公司的名称

  10. 电芯生产:电芯生产设施所在国

  11. 制造日期:电池制造实际时间

  12. 电池类型:圆柱,软包,硬壳,其他

  13. 化学:电池核心化学元素的简单文字描述

  14. 电芯数:电池组中单电芯的数量

  15. 重量:kg

  16. 总能量:kWh

  17. 能量密度:kWh / kg

  18. 额定容量:Ah

  19. 预期寿命:循环数

  20. 电压(最小-标称-最大):V

  21. 温度范围:最低温度 – 最高温度(°C)

其次,材料(Material一栏共包含6组信息(见下图5):

  1. 回收材料:回收材料的名称

  2. 材料可追溯性(在试点中):可追溯材料的质量占电池总重

  3. GBA会员覆盖率:与材料可追溯性相同,但仅合算GBA会员

  4. 第一 / 第二次追溯材料:材料名称

  5. 每块电池的物理量:kg或“未公开”

  6. 第一/第二材料来源:与材料可追溯性相同

图5 GBA电池护照概念验证(试点 1 Tesla)- Materials

 

环境、社会责任和公司治理(ESG)一栏共包含8组信息(见下图6),关于童工,人权评价指数以及温室气体数据的参考和基准,质检标志。此部分的信息对于产业链上下游所有厂家形成挑战,在后续文章会做重点讨论:

 

1. 人权/童工平均得分:全产业链上下游平均分 / 全产业上下游最高分

2. 问卷回答:回答必答题的数量 / 必答题最高分

3. 公司数量:提交相关报告的公司数量

4. 温室气体BCF(HMA):kg/kWh,电池相关的温室气体排放,包括基于 HMA 方法的计算电力排放

5. 温室气体BCF(PMA):kg/kWh,电池相关的温室气体排放,包括基于 PMA 方法的计算电力排放

6. 一级数据:BCF (HMA)中的主要数据份额 (#4)

7. 二级数据:BCF (HMA)(#4) 中的二级数据份额 = 100% – #6

8. 公司数量:提交温室气体报告的公司数量

图6 GBA电池护照概念验证(试点 1 Tesla)- ESG

 

最后,数据(Data)一栏共包含11组信息(见图7):

 

1. 产业链:电池产业链的简化名称

2. 身份:执行相关产业链步骤操作的公司名称

3. 物料流:物料流的可追溯性

4. ESG数据:产业链提供的ESG数据状态

5. 数据验证:ESG数据可信度状态:

6. 可追溯性:可追溯性工具的成熟度状态:

7. 可交互性:所用IT实现的可交互性状况:

8. 物料流聚合:物料流信息汇总程度

9. 期初:物料流数据收集开始

10. 期末:物料流数据收集结束

11. 数据收集保证:跟踪和追踪提供商的名称

图7 GBA电池护照概念验证(试点 1 Tesla)- Data

 

 

文主要对电池护照进行描述,希望让更多业内人士能够提前理解和追溯这个全新的概念。同样,我也将尝试在下篇文章中对电池护照」的一些具体内容进行讨论,并提出锂电行业所面临的挑战和解决方法。

 

首先,锂电上下游所有相关厂商都需要做好准备,尤其是ESG和碳足迹部分。另外,如上文所提到的,电池护照将会有可能创造出新的机遇和商业模式,例如大数据,云,数字孪生,区块链等这些技术将有机会得到广泛的应用,而这一切都还有待我们去探索和实践。

 

当人们面临全新事物时,总是难以想象且不知所措,就像我们30年前第一次听说互联网,10年前第一次听说比特币,5年前听说Web3.0一样。如果我们能勇于探索且勇敢迎接挑战,将可能占领先机。

 

中国锂电龙头企业宁德时代作为GBA会员,参与了电池护照开发的多个工作组。而中国动力电池产能约占全球70%,并且占据上下游全产业链。比亚迪,华友钴业,天齐锂业,天赐材料,星源材质等中国公司也均属于全球行业龙头,希望在未来,我们可以看见更多的中国企业积极的参与到国际标准的制订中去,而不是单纯的被动遵守规则。

 

当游戏规则都是由别人制定的时候,这场游戏也必然不再公平。

—END—

🔍本文作者刘子达

 

作者在欧洲有多年的整车及动力电池生产与规划经验。现就职于P3 Automotive GmbH,负责电池工业类咨询业务。在亚洲企业主导动力电池市场的背景下,也希望能够为更多出海的中国企业提供国际市场全产业链的咨询服务。

 

🔍P3公司介绍

 

德国P3公司 (P3 Group) 是一家成立于1996年的专注汽车工程技术、产品设计及研究的综合性咨询公司。在全球17个办公室拥有超过1000名员工。公司总部位于德国斯图加特,并在北京,上海,深圳设立有分公司。P3公司 (P3 Group) 下属的电动化业务部门(P3 Electrify)从协助德国OEM客户开发第一代混动汽车开始至今,已有超过15年的电动汽车行业咨询经验。现已发展成为一个横跨三大主题:电池,电驱,电网与充电的专业性咨询部门。电动化业务部门的200名专业咨询师能为客户提供产品开发认证,工业规划,上下游供应链开发等全产业链咨询服务。

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About The Author
王晓峰
德国经济工程工学硕士 十一年德国汽车行业质量管理经验,拥有VDA 6.1/6.3/6.5以及IATF 16949 二级审核员认证资质。曾先后服务于多家世界前十的汽配集团,负责过质量体系的开发和改进,以及供应商全球化体系的质量管理与审核。现任职于某德国顶级汽车供应商ADAS商业单元,任职质量经理,负责多款主流车载传感器的项目对接,质量控制计划制定,产品工艺品控以及生产流程审核!
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