光伏是近年来全球增长最快的可再生能源。我国的光伏产业经过十多年的高速发展,已成为全球光伏产业引领者,实现端到端自主安全可控并有望率先成为高质量发展典范的新兴产业。2023年以来,我国光伏制造端产业链供应保持高速增长,1-5月,我国多晶硅产量48.4万吨,硅片202.8GW、电池片180.7GW、组件164.2GW,并在光伏产业链的各个环节占据全球市场的80%以上。

在REPowerEU的方案下,为了积极发展本土的光伏产业,推进光伏制造本土化,欧盟计划不断对光伏产品以及光伏产业链的关键环节设置各类绿色贸易壁垒。“碳壁垒”是继此前贸易关税调查等绿色贸易壁垒手段之后的新技术壁垒,强调竞争过程中评估环境的重要性,也是发达国家常采用的“非关税贸易壁垒”和“技术排他手段”。
现阶段,欧盟拥有一套系统、完备的生命周期评价(Life Circle Assessment,LCA)标准及认证体系。既有普遍适用的产品环境足迹规则(Product Environmental Footprint,PEF),也有专门针对某类产品的环境足迹类别规则(Product Environmental Footprint Category Rules,PEFCR)。
*详情可点击阅读:《应对绿色贸易壁垒——产品环境足迹(PEF)评价是关键》。
2022年欧盟发布的太阳能战略(EU Solar Energy Strategy)表明欧盟层面对光伏组件潜在碳足迹要求的政策相关性。最新欧盟ErP 指令(Energy-related Products)对进入欧盟市场的光伏组件和逆变器建立生态设计法规,从提高能效和降低环境影响角度,提出更多的要求,其中光伏组件需要参考欧盟发布的 PEFCR评估碳足迹。
光伏PEFCR自2013年开始制订,已经过多次更新,目前最新版为2020年发布的《Photovoltaic Modules used in Photovoltaic Power Systems for Electricity Generation》(有效期至2021.12.31)。由于当前新版光伏PEFCR尚未发布,虽然现版本已过期,但仍具有一定的参考价值。

欧盟光伏PEFCR内容简介
光伏PEFCR适用于光伏发电系统中的光伏组件,包括面板(有框组件)和层压板(无框组件),组件的额定功率不应低于100瓦,组件尺寸不应低于0.5平方米。此外,现版本PEFCR的评价范围覆盖5种不同技术类别的光伏组件,分别为:碲化镉薄膜光伏组件(CdTe)、铜铟镓硒薄膜光伏组件(CIS/CIGS)、微晶硅光伏组件(micro-Si)、多晶硅光伏组件(multi-Si)、单晶硅光伏组件(mono-Si);异质结、多结晶硅、钙钛矿等光伏组件不在此PEFCR评价范围。光伏PEFCR整体评价流程遵循PEF方法评价框架,但在部分环节针对光伏组件产品特点提供了更加详细的规定,例如,光伏组件的基准流(kWp)是通过生命周期每千瓦峰值发电量的倒数与功能单位(kWh)相关联,相关细节规定可见下表。

PEFCR对光伏组件环境足迹计算所需的数据质量提出了严格要求,需要计算并报告每个数据集和整个环境足迹研究的数据质量评估结果(Data Quality Reqairements,DQR)。DQR采用半定量分析方法对4个质量标准评分,包括:准确性(P)、时间代表性(TiR)、技术代表性(TeR)和地理代表性(GR)。其中,P评分不大于3分, TiR、TeR、GR评分均不大于2分,DQR评分应不大于1.6分。数据质量评估步骤如下:
◆ 选择至少占公司特定数据集总环境影响80%的最相关过程和直接基本流,将它们从贡献最大到贡献最小的顺序列出;
◆ 对于每个最相关的基本流(EF),评估TeR-EF、TiR-EF、GR-EF、PEF的4个DQR质量标准;
◆ 每个最相关的过程都是活动数据(AD)和所用背景数据(SD)的组合;
◆ (i) TiR和P应在活动数据级别进行评估命名为(TiR-AD、PAD);
◆ (ii) TeR、TiR和GR应在所用背景数据的级别进行评估(命名为TeR-SD,TiR -AD和TiR-SD);
◆ 由于TiR计算了两次,因此TiR-AD和TiR-SD的算术平均值代表了最相关过程的TiR;
◆ 单个最相关流程(过程和基本流)的DQR评分采用4个质量标准的算术平均值;
◆ 数据集和整个环境足迹研究的DQR评分采用所有最相关流程DQR分数的加权平均值,权重为每个流程对应的相对环境贡献。


欧盟光伏PEFCR更新趋势
欧盟委员会联合研究中心开发出一种量化光伏组件碳足迹的新方法,其核心目标是将之应用于环境监管,相关内容于2023年发表在《Solar Energy》。

该文对PEFCR中覆盖的五种技术类别(CIGS、CdTe、单晶硅、多晶硅、微晶硅)的光伏组件给出了新的生命周期评价方法学,并阐述了基于PEFCR的生命周期评价步骤,提出了对光伏组件PEFCR 的改进建议。该文中提到的“统一计算规则”旨在计算光伏组件从生产到进入市场的碳影响,特别关注制造和运输阶段。该方法在计算最终结果之前,对光伏组件的硅含量、光伏组件产量和制造阶段使用的电网组合进行敏感性分析。

图 | 生态设计指令下的生命周期评价步骤
对原光伏组件PEFCR的计算规则提出了如下细化建议:
◆ 适用范围根据所涵盖的技术进行调整,在PEFCR包含的五种光伏产品的基础上增加其他类别的光伏产品或者开发对应新技术类别产品的PEFCR;
◆ 功能单位细化为光伏组件在寿命年限内产生1kWh直流电,发电量根据正在制定的生态设计法规中包含的方法计算;
◆ 系统边界推荐设定为从摇篮到欧盟市场;
◆ 生命周期清单仅包括PV组件生产及其在欧洲的分销过程;
◆ 循环足迹公式 (CFF) 的使用仅限于材料部分,并适用于输入中的再生材料。
文末虽特别指出文章内容不代表欧盟委员会的官方立场,但同时也向全球及各利益相关方释放了一个信号:即光伏组件PEFCR会进一步更新细化,以及欧盟对光伏产品的碳足迹要求将日趋严格。
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