中國儲能網(wǎng)訊：
摘 要 儲能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)雙碳目標的重要支撐技術(shù)。綠色儲能將環(huán)境保護、資源節(jié)約和能源優(yōu)化的理念貫穿于產(chǎn)品的全生命周期環(huán)節(jié)，是雙碳背景下新型儲能產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。本文分析了國內(nèi)外推動綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關法規(guī)和標準情況，結(jié)合儲能技術(shù)路線、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成和生命周期評價等多維度分析，提出綠色儲能標準評價體系的構(gòu)建思路。綠色儲能標準除綠色產(chǎn)品外，還應考慮綠色設計、綠色制造、綠色運維和綠色回收，覆蓋儲能全生命周期。針對綠色儲能產(chǎn)品標準，分析了評價指標的選取和基準值的確定方法，提出一級指標包括資源屬性、能源屬性、環(huán)境屬性和品質(zhì)屬性，二級指標分別包括回收利用率、綜合能耗、碳足跡等，其中品質(zhì)屬性應作為其他屬性評價的前提或基礎。最后，以儲能用鋰離子電池模組為例分析了綠色儲能產(chǎn)品標準的制定思路，并概述了其他綠色儲能標準的制定方案。本文旨在推動綠色儲能技術(shù)開發(fā)，為綠色儲能標準的制定和完善提供參考，助力新型儲能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
關鍵詞 新型儲能；綠色儲能；標準；綠色產(chǎn)品；可持續(xù)發(fā)展
推動能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是我國實現(xiàn)雙碳目標的重要途徑。在政策支持和技術(shù)進步的推動下，可再生能源已成為我國新增裝機和新增發(fā)電量的主體。但是，風能、太陽能等新能源發(fā)電具有隨機性、波動性和間歇性特點，大規(guī)模接入會對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行帶來沖擊。儲能可以有效提高新能源電力并網(wǎng)的可靠性和靈活性，提高風電和光伏發(fā)電的利用率，是新能源大規(guī)模發(fā)展和能源互聯(lián)網(wǎng)建設的關鍵支撐技術(shù)。
抽水蓄能是當前大規(guī)模儲能的主要技術(shù)，其他新型儲能，特別是電化學儲能技術(shù)的開發(fā)和工程化應用近年來也取得了重大進展。我國從產(chǎn)業(yè)引導、技術(shù)創(chuàng)新、市場機制等方面出臺多項支持儲能發(fā)展的政策，推動新型儲能向規(guī)模商業(yè)化方向發(fā)展。截至2023年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達31.39 GW/66.87 GWh，平均儲能時長2.1小時；2023年新增裝機規(guī)模約22.60 GW/48.70 GWh。
新質(zhì)生產(chǎn)力的本質(zhì)是綠色生產(chǎn)力，儲能在支撐能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的同時，其自身的綠色發(fā)展也至關重要。本文作者之一陳永翀教授最早于2020年4月在新華網(wǎng)發(fā)表文章《構(gòu)建市場應用導向的綠色儲能技術(shù)創(chuàng)新體系》，提出針對具體應用場景開發(fā)不同的儲能技術(shù)，從材料、器件、系統(tǒng)和應用等多個層面協(xié)同創(chuàng)新，通過顛覆性技術(shù)降低儲能成本，提升電化學儲能系統(tǒng)的安全性能至完全可控等級，并需充分考慮環(huán)境負荷和資源再生的全產(chǎn)業(yè)鏈設計與應用。2022年8月，承擔國家能源局課題《新型儲能可再生技術(shù)發(fā)展與商業(yè)模式研究》，從儲能技術(shù)和商業(yè)模式兩方面研究了綠色儲能的實現(xiàn)途徑。2023年9月開始在清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院建設綠色儲能研究所，重點開展綠色儲能技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)示范工作。其間2022年1月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，明確提出“加快建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研用相結(jié)合的綠色儲能技術(shù)創(chuàng)新體系”。
綠色儲能也稱“可再生儲能”，是指儲能全產(chǎn)業(yè)鏈具有可再生利用和可持續(xù)發(fā)展的屬性，通過長效設計、低碳制造、高效運維和綠色回收技術(shù)的突破和循環(huán)經(jīng)濟商業(yè)模式的應用，使儲能系統(tǒng)在滿足(安全和質(zhì)量)品質(zhì)要求的前提下，具有良好的資源屬性、能源屬性和環(huán)境屬性，以更好地支撐能源的可再生發(fā)展和新型儲能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前新型儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展較快，但針對綠色屬性評價開展的研究還處于起步階段，亟須加強上下游產(chǎn)業(yè)鏈融合，將綠色發(fā)展理念融入儲能系統(tǒng)全生命周期的技術(shù)開發(fā)和標準建設，以促進產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1 國內(nèi)外推動產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的相關法規(guī)及標準情況
全球經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)積極推行低碳和綠色發(fā)展政策，歐盟新電池法的實施對新型儲能產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。我國也出臺了系列文件和政策，引導低碳綠色循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的建設，并制定了系列綠色產(chǎn)品和綠色制造相關的國家標準。
1.1 國際發(fā)展概況
美國近幾年推出了系列行政命令推進碳減排工作，例如《應對國內(nèi)外氣候危機的行政命令》《清潔未來法案》等，2023年4月發(fā)布《美國國家創(chuàng)新路徑》，加快推進清潔能源關鍵技術(shù)創(chuàng)新，提出2035年實現(xiàn)電力領域零碳排目標。歐盟于2023年發(fā)布《綠色新政工業(yè)計劃》及《凈零工業(yè)法案(Net Zero Industry Act)》，提出的戰(zhàn)略凈零技術(shù)包括太陽能、風電、電池/儲能技術(shù)等。韓國政府于2022年3月頒布《碳中和與綠色發(fā)展基本法》，并于2023年3月發(fā)布了計劃綱要和具體實施方案，制定了十大中長期溫室氣體減排政策。日本于2023年2月通過“實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的基本方針”，未來10年日本政府和私營部門投資將超過150萬億日元(約1.1萬億美元)實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型并同步脫碳、穩(wěn)定能源供應和促進經(jīng)濟增長。
儲能作為清潔低碳能源發(fā)展的重要支撐技術(shù)，獲得了較大力度的政策支持。歐盟、美國、澳大利亞等均制定了產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、財稅支持、市場規(guī)則等政策促進儲能的綠色發(fā)展。例如，歐美國家已采取實質(zhì)行動落實本土鋰離子電池回收產(chǎn)能建設。2023年8月17日《歐盟電池和廢電池法規(guī)》生效，將工業(yè)電池產(chǎn)業(yè)的低碳要求提升至新的高度，針對電池全生命周期提出碳足跡、電池回收和循環(huán)材料、盡職調(diào)查等方面的要求。相關政策法規(guī)將積極助推新型儲能產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
標準方面，ISO 14000系列標準針對環(huán)境管理方針、環(huán)境影響、環(huán)境目標、實施方案、糾正措施和管理評審等作出規(guī)定，旨在推動企業(yè)和社會團體等組織合理配置和節(jié)約資源，減少人類活動對環(huán)境的影響。其他針對碳足跡提出的國際標準主要有《產(chǎn)品與服務生命周期溫室氣體排放的評價規(guī)范》(PAS 2050:2011)、《產(chǎn)品生命周期核算與報告標準》(GHGP rotocol：2011)以及《產(chǎn)品碳足跡量化與交流的要求與指導技術(shù)規(guī)范》(ISO 14067:2013)。這些國際標準可為綠色儲能的環(huán)境屬性評價提供重要參考和借鑒。
1.2 國內(nèi)發(fā)展概況
2021年12月，國務院印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》，提出2025年全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比2020年下降13.5%的目標，明確了節(jié)能減排重點工程和政策機制。國家發(fā)展改革委、國家能源局于2022年1月發(fā)布《關于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》，提出“十四五”時期，基本建立推進能源綠色低碳發(fā)展的制度框架，形成比較完善的政策、標準、市場和監(jiān)管體系。2022年1月，國家發(fā)改委和能源局發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，提出“加快建立以企業(yè)為主體、市場為導向、產(chǎn)學研用相結(jié)合的綠色儲能技術(shù)創(chuàng)新體系”。2023年11月，中美兩國發(fā)表關于加強合作應對氣候危機的陽光之鄉(xiāng)聲明，決定啟動“21世紀20年代強化氣候行動工作組”，聚焦聯(lián)合聲明和聯(lián)合宣言中確定的合作領域，包括能源轉(zhuǎn)型、甲烷、循環(huán)經(jīng)濟和資源利用效率、低碳可持續(xù)省/州和城市等主題。
標準方面，我國2017年發(fā)布和實施《綠色產(chǎn)品評價通則》國家標準，規(guī)定了綠色產(chǎn)品的基本原則、評價指標和評價方法，之后陸續(xù)發(fā)布實施了綠色工廠、綠色制造、綠色物流等相關領域國家標準(表1)。部分行業(yè)也發(fā)布了綠色產(chǎn)品評價標準，例如機械產(chǎn)品、塑料制品、涂料、輪胎等相關產(chǎn)品的評價標準。國家標準《溫室氣體產(chǎn)品碳足跡量化要求和指南》(GB/T 24067—2024)于2024年10月1日起正式實施，規(guī)定了產(chǎn)品碳足跡(CFP)和部分產(chǎn)品碳足跡(PCFP)量化和報告的原則、要求和指南，在產(chǎn)品碳足跡影響評價中增加了產(chǎn)品碳足跡計算公式和全球增溫潛勢(GWP)參考值。此外，我國發(fā)布了大量與綠色發(fā)展相關的行業(yè)標準、地方標準和團體標準，為相關行業(yè)的綠色發(fā)展提供了指導。
表1 綠色產(chǎn)品或綠色制造相關通用國家標準
儲能領域，目前尚無專門的綠色低碳發(fā)展相關標準，但已發(fā)布了《電化學儲能電站環(huán)境影響評價導則(GB/T 42318—2023)》《電池工業(yè)污染物排放標準(GB 30484—2013)》等標準。碳足跡相關標準的制定正在加快推進，國家標準《產(chǎn)品碳足跡 量化要求》《碳排放核算與報告要求 第XX部分：廢棄電池處理處置企業(yè)》《碳排放核算與報告要求 磷酸及磷酸鹽企業(yè)》《碳排放核算與報告要求 第XX部分：炭素材料生產(chǎn)企業(yè)》《碳排放核算與報告要求 第XX部分：鉛冶煉企業(yè)》等系列標準正在起草或征求意見。另外，中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會制定的《鋰離子電池產(chǎn)品碳足跡評價導則》團體標準系列包括了正極材料、負極材料、電解液、隔膜、電池管理系統(tǒng)等內(nèi)容，深圳市質(zhì)量檢驗協(xié)會制定的《碳足跡評價技術(shù)要求》團體標準系列中包含了鋰電池電芯、鋰電池正負極功能材料、便攜式儲能電源等內(nèi)容。
2 綠色儲能標準體系架構(gòu)的多維度分析
綠色儲能標準評價體系應充分考慮儲能產(chǎn)品技術(shù)類型多、產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)復雜等特點，分別針對不同儲能技術(shù)路線，對產(chǎn)業(yè)鏈上中下游關鍵產(chǎn)品及應用進行評估，建立覆蓋全生命周期環(huán)節(jié)的評價標準體系。
2.1 儲能技術(shù)路線
傳統(tǒng)儲能技術(shù)以抽水蓄能為主，裝機容量占比最大，但其存在建設周期長、地形因素限制大等局限性。以電化學儲能為主的新型儲能技術(shù)整體呈現(xiàn)出加速發(fā)展趨勢，應用需求不斷拓展。新型儲能技術(shù)以輸出電力為主，主要包括電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等幾種類型。電化學儲能以其高能量密度和適用場景廣泛等技術(shù)特點脫穎而出，相較于其他儲能技術(shù)發(fā)展更為成熟，已經(jīng)成為推動新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要動力。
我國持續(xù)推進儲能技術(shù)標準的制修訂工作。抽水蓄能技術(shù)發(fā)展較早，基本上在2018年已經(jīng)完成了主要標準的制定工作，包括關鍵設備的技術(shù)導則、試驗規(guī)程及電站檢修導則等。不同技術(shù)類型的新型儲能標準逐步完善，鋰離子電池、全釩液流電池、鉛炭電池、壓縮空氣儲能、儲熱系統(tǒng)、鈉離子電池均發(fā)布了國家標準，用于規(guī)范儲能系統(tǒng)的性能檢測和相關指標要求(表2)。飛輪儲能已經(jīng)下達了國家標準制定計劃，處于起草階段。氫能領域發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南(2023版)》，計劃到2025年制修訂30項以上氫能國家標準和行業(yè)標準，其中儲能是氫能應用的重要領域之一。
表2 不同新型儲能技術(shù)領域的國家標準
鋰離子電池是目前新型儲能中的主要電化學儲能技術(shù)類型，且上游鋰資源供應的穩(wěn)定性問題及《歐盟電池和廢電池法規(guī)》的相關要求都與綠色發(fā)展密切相關，因此綠色標準的制定應首先提上日程。其他儲能技術(shù)也應納入綠色儲能標準體系的范圍，但需要考慮不同儲能技術(shù)在材料體系、制造工藝、系統(tǒng)構(gòu)成等方面存在差異，綠色屬性的評價既要考慮不同技術(shù)路線橫向比較的合理性，又要體現(xiàn)各種儲能技術(shù)中同類產(chǎn)品之間的屬性差異。
2.2 產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
儲能產(chǎn)業(yè)鏈上游通常以材料或關鍵設備供應為主，中游主要是工程建設、核心裝備生產(chǎn)及系統(tǒng)集成，下游以系統(tǒng)應用和運維為主，并在生命周期結(jié)束后予以回收。不同儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)成熟度和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成情況不盡相同，在資源約束、技術(shù)成熟度、能源及環(huán)境屬性等方面均存在較大差異。目前電化學儲能產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，已經(jīng)形成了系列國家標準，包括上游材料性能要求、中游設備制造和下游的并網(wǎng)、運維、回收等都有相關標準可參照執(zhí)行(表3)。電化學儲能領域還針對不同儲能技術(shù)制定了相應的行業(yè)標準、地方標準和團體標準，數(shù)量合計近百項。
表3 電化學儲能產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的國家標準
其他類型的新型儲能技術(shù)目前市場化程度相對較低，國家標準和行業(yè)標準數(shù)量相對較少，團體標準的制定進程較快，數(shù)量較多。以壓縮空氣儲能為例，目前已發(fā)布國家標準1項，行業(yè)標準1項，國家標準計劃2項，團體標準18項(表4)。飛輪儲能、熱(冷)儲能等技術(shù)均已制定團體標準十余項，在產(chǎn)業(yè)鏈標準體系完善方面起到了積極作用。
表4 壓縮空氣儲能標準及產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)
綠色儲能的評價標準應充分考慮不同技術(shù)的產(chǎn)業(yè)鏈供應情況。例如，壓縮空氣儲能系統(tǒng)主要包括高壓儲氣系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、膨脹發(fā)電系統(tǒng)等，上游核心設備以金屬部件為主，但通常需要考慮選址要求，開展地質(zhì)勘探和設計等工作。而電化學儲能產(chǎn)業(yè)上游則以電池原材料及零部件供應為主，關鍵材料的性能提升及資源的穩(wěn)定供應是產(chǎn)業(yè)關注的重點，因此在上游原材料的開采、供應及資源回收再生利用方面關注度更高。
中游的儲能系統(tǒng)作為整體進行產(chǎn)品綠色評估是綠色標準體系建設的核心內(nèi)容，但上游的材料、設備等也可作為獨立的產(chǎn)品，制定相應的綠色標準，例如，鋰離子電池正極材料的綠色評價標準。這樣有助于推動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)積極提升綠色發(fā)展意識，也有利于形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈評估體系。
2.3 生命周期評價
綠色儲能標準體系范圍應覆蓋儲能全生命周期，圍繞“長效設計、低碳制造、高效運維、綠色回收”四個核心環(huán)節(jié)進行分析。①長效設計是指在產(chǎn)品開發(fā)初期即充分考慮產(chǎn)品的資源屬性、修復再生及回收再利用等問題，力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度地降低資源消耗、節(jié)約能源、減少污染排放等，可以通過制定“綠色設計”或“生態(tài)設計”標準提出相應要求。②低碳制造對應生命周期中的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，是通過使用綠電、提高效率、優(yōu)化工藝等方式，對制造過程的資源和能源消耗進行把控，減少碳排放和廢棄物的產(chǎn)生，相應的要求可以通過“綠色制造”或“綠色工廠”標準進行規(guī)范。③高效運維對應生命周期中的產(chǎn)品使用環(huán)節(jié)，新型儲能系統(tǒng)的高效運維包括安全運行、智能維護和科學調(diào)度三個方面，要求儲能系統(tǒng)實現(xiàn)本質(zhì)安全，可以修復再生，并匹配應用場景的高效運行，可以相應地制定“綠色運維”管理標準。④綠色回收對應生命周期的報廢環(huán)節(jié)，技術(shù)途徑包括節(jié)能、減排和提效三個方面，要求核心材料回收率達到較高水平，回收過程低能耗、無污染，可以通過“綠色回收”標準體現(xiàn)先進綠色回收技術(shù)的要求。
2.4 綠色儲能標準體系構(gòu)成
根據(jù)以上分析，制定綠色儲能標準體系表(表5)，涵蓋不同儲能技術(shù)類型，除綠色產(chǎn)品外，還包括綠色設計、綠色制造、綠色運維和綠色回收等不同產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。抽水蓄能與新型儲能技術(shù)在產(chǎn)品規(guī)模、建設要求、運維管理等各環(huán)節(jié)均存在較為顯著的差異性，綠色評價的側(cè)重點有所不同，但同樣有必要開展相關屬性的評估，以減少其生命周期內(nèi)對環(huán)境和資源造成的負面影響。
表5 綠色儲能標準體系構(gòu)成
注：其他技術(shù)類型包括所有新型儲能技術(shù)路線，可分別形成體系表中的單獨一行。由于數(shù)量較多，表中不逐一列出。
我國《新型儲能標準體系建設指南》中，將新型儲能標準體系框架分為基礎通用、規(guī)劃設計、設備試驗、施工驗收、并網(wǎng)運行、檢修監(jiān)測、運行維護、安全應急八個方面。綠色儲能標準針對綠色屬性的評價自成體系，有助于推動綠色發(fā)展理念的深入貫徹，其中新型儲能相關標準可與現(xiàn)有標準體系框架進行結(jié)合，例如基礎通用方面可制定《新型儲能系統(tǒng)綠色評價方法》《新型儲能產(chǎn)品綠色制造評價方法》等，規(guī)劃設計方面包括不同儲能技術(shù)的《綠色設計評價方法》，運行維護方面包括不同儲能技術(shù)的《綠色運維評價方法》。儲能產(chǎn)品的回收利用目前未在新型儲能標準體系框架中體現(xiàn)，但對于產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展尤為重要，因此在綠色儲能標準體系中，不同儲能技術(shù)的《綠色回收評價方法》標準必不可少。
3 綠色儲能產(chǎn)品評價指標分析
綠色產(chǎn)品評價標準是綠色儲能標準體系建設的核心內(nèi)容之一。綠色儲能產(chǎn)品評價指標應客觀、全面，且可測量、可比較。參照《綠色產(chǎn)品評價通則(GBT 33761—2017)》，一級指標包括資源屬性、能源屬性、環(huán)境屬性和品質(zhì)屬性，二級指標分別從儲能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進行提取(圖1)。綠色儲能產(chǎn)品評價指標可分為定性指標和定量指標，定性指標應滿足性能、安全、環(huán)保、能耗等方面的法律法規(guī)或相關標準要求，定量指標應明確具體的測量方法和指標要求。
圖1 綠色儲能產(chǎn)品評價指標
3.1 資源屬性
資源屬性重點關注原材料節(jié)約、資源可再生利用等方面的指標，主要與上游設備或原材料的供應相關，包括資源稀缺性、回收利用率、水資源及其他資源等二級指標。回收利用率是儲能產(chǎn)品資源屬性的代表性指標，通過材料回收利用率和產(chǎn)品可再生材料投入比例的提升，可以降低對礦產(chǎn)資源開采的依賴，促進循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。
資源屬性評估應包括以下內(nèi)容：
（1）資源稀缺性，特別是儲量小、產(chǎn)能低、供應鏈脆弱的不可再生資源，例如稀土、貴金屬等，作為儲能產(chǎn)品上游的原材料來源時，需要考慮供應鏈安全問題，避免因外界不可控因素導致經(jīng)濟成本攀升或供應鏈斷裂等情況的發(fā)生。
（2）回收利用率，儲能產(chǎn)品報廢后通過回收處理可實現(xiàn)材料的循環(huán)再生利用，包括關鍵材料和配件等。通過定量評價資源再生后的重復利用情況，鼓勵儲能新產(chǎn)品提高再生料的使用比例，緩解資源焦慮，減少廢棄物隨意處置造成的環(huán)境壓力。
（3）水資源，可通過定量指標的制定進行評估，主要包括水資源消耗量和水資源循環(huán)利用率。水資源情況涉及儲能系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈，例如物理儲能系統(tǒng)上游設備多使用機械設備，其中鋼鐵材料的水資源消耗仍有下降需求。根據(jù)相關政策，鋼鐵行業(yè)“到2025年，水資源消耗強度降低10%以上”。中游主要考慮設備或部件生產(chǎn)過程中的水資源用量及循環(huán)利用情況。下游包括儲能系統(tǒng)運維過程中用于冷卻和消防等的水資源用量、儲能系統(tǒng)及材料回收過程中的水資源消耗等。
（4）土地資源，考慮儲能系統(tǒng)在裝備選址方面的特殊要求，例如抽水蓄能的上下游水庫選址、壓縮空氣儲能的洞穴選址、電化學儲能的占地需求情況等。
3.2 能源屬性
能源屬性重點關注生產(chǎn)和使用過程中的能源消耗情況和可再生能源利用情況，在儲能產(chǎn)業(yè)的上中下游各環(huán)節(jié)均有相應的綠色指標，主要包括綜合能耗、運維能耗、物流能耗、回收能耗和可再生能源利用率?？稍偕茉蠢寐实奶嵘蔷G色制造或綠色工廠建設的重要內(nèi)容，在綠色產(chǎn)品評價中也有相應體現(xiàn)。
綜合能耗貫徹儲能產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈，可以作為儲能產(chǎn)品能源屬性的代表性指標進行分析。綜合能耗分析包括原材料開采過程及關鍵設備或產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗。生產(chǎn)能耗是將各種能源折算為標準煤，通過單位產(chǎn)品綜合能耗的監(jiān)測和計算，可以定量評價產(chǎn)品生產(chǎn)過程中能源消耗量。《綜合能耗計算通則》(GB/T 2589—2020)中提出了各種能源折標準煤系數(shù)、電力和熱力折標準煤系數(shù)。不同儲能技術(shù)的上游材料都可根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計形成定量的評價指標，進一步綜合比較，形成綠色儲能的指標基準。
運維能耗是產(chǎn)業(yè)鏈下游環(huán)節(jié)在儲能系統(tǒng)使用過程中的能源屬性指標。運維能耗也可通過運維能效指標進行分析，儲能系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率低，或需要額外的能源消耗以保障其正常運行，都會降低系統(tǒng)的綜合效率，增加能源損耗。
物流能耗貫徹儲能系統(tǒng)全生命周期，但與企業(yè)的生產(chǎn)和市場布局情況有關，因此鼓勵企業(yè)關注物流能耗情況，可以不作為儲能系統(tǒng)綠色屬性的必要評價指標，而作為參考指標或加分項予以考慮。
回收能耗是指儲能產(chǎn)品報廢后進行回收處理過程中的能源消耗情況。回收能耗的評價有助于促進回收技術(shù)和管理水平的提高，同時帶動企業(yè)開發(fā)具有易回收特性的新型儲能技術(shù)。
國家發(fā)改委等多部門于2022年聯(lián)合發(fā)布《促進綠色消費實施方案》，提出加強高耗能企業(yè)使用綠色電力的剛性約束，各地可根據(jù)實際情況制定高耗能企業(yè)電力消費中綠色電力最低占比。我國目前實施“新增可再生能源電力消費量不納入能源消費總量控制”的政策，綠電交易自2021年起啟動，交易規(guī)則日漸成熟，因此企業(yè)在生產(chǎn)過程中可通過各種方式提高綠電使用比例，降低綜合能耗。如果將綠色電力消耗納入綜合能耗計算之內(nèi)，則結(jié)合綜合能耗和可再生能源利用率，通過分別對不可再生能源消耗量及可再生能源消耗量進行分析，才能夠全面體現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的能耗情況。
3.3 環(huán)境屬性
綠色儲能產(chǎn)品的環(huán)境屬性評價包括大氣環(huán)境影響、水環(huán)境影響、土壤環(huán)境影響、物理性污染影響，旨在評估產(chǎn)品全生命周期對大氣環(huán)境和水土環(huán)境的影響。其中，碳足跡對大氣環(huán)境有重要影響，在雙碳背景下有必要予以重點關注，是環(huán)境屬性的代表性指標。
環(huán)境屬性評估指標貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，包括材料制備、產(chǎn)品生產(chǎn)、電站建設和運維、產(chǎn)品報廢回收等過程。大氣環(huán)境影響包括揚塵、揮發(fā)性氣體、有毒有害廢氣和二氧化碳排放等因素的評估。水環(huán)境影響包括生產(chǎn)廢水排放、化學試劑或電解液等的泄漏或廢棄處理等。土壤環(huán)境影響包括礦產(chǎn)開采影響、產(chǎn)品有害物質(zhì)的潛在影響、施工垃圾廢棄、生產(chǎn)廢渣、危險化學品處置不當?shù)瓤赡茉斐傻挠绊憽Ｎ锢硇晕廴居绊懓ㄔ肼?、振動以及各種可能產(chǎn)生的輻射等。
上游原材料應使用滿足相關標準的環(huán)境負荷低、對人體無害的物質(zhì)，或在儲能產(chǎn)品全生命周期內(nèi)不會排放相關有毒、有害、污染性成分的材料。原材料所需礦產(chǎn)開采方面，應避免違規(guī)開采造成嚴重環(huán)境危害，包括水土流失、礦坑造成的地面沉降、生物多樣性的破壞以及采礦過程中含化學物質(zhì)的廢水對地下水的污染等。此外，可提出對原材料供應商的綠色認證要求，除具體材料外，從其環(huán)境保護意識、安全衛(wèi)生意識和環(huán)境認證等方面進行全面評估。
生產(chǎn)排放重點評估生產(chǎn)過程中的工業(yè)“三廢”排放情況，包含廢水、廢氣、廢渣。企業(yè)可進行定量監(jiān)測，應滿足相關標準要求，并持續(xù)開發(fā)低碳制造技術(shù)，尤其在高排放工藝環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新，以提升儲能產(chǎn)品的綠色屬性。
建設運維階段關注儲能系統(tǒng)對周邊環(huán)境產(chǎn)生的影響，例如鋰離子電池發(fā)生安全事故后，可能因燃燒造成有害氣體擴散或碳排放的增加，該情況下應進行環(huán)境影響分析和處理預案，及時控制或消除相關影響。
產(chǎn)品回收包括梯次利用、修復再生或材料回收等較多路徑，相關環(huán)節(jié)均應考慮如何安全、無污染、充分地進行儲能電池及其他部件回收，降低回收利用難度和回收過程中的三廢排放、提高回收利用率。
目前國際上以歐美為代表的國家已經(jīng)率先出臺了碳足跡、碳標簽等相關政策，我國也在部分領域進行了試點。生命周期評價方法(life cycle assessment，LCA)通常是評價某一過程、產(chǎn)品或事件從原料投入、加工制作、使用到廢棄的整個生態(tài)循環(huán)過程中環(huán)境負荷的定量方法?；贚CA分析方法的碳足跡評價是電池行業(yè)逐漸開始關注的重要指標，在綠色儲能標準體系中可以在較大程度上體現(xiàn)儲能產(chǎn)品的環(huán)境屬性。根據(jù)歐盟相關法規(guī)，企業(yè)需要提供包含碳足跡在內(nèi)的數(shù)字電池護照才能夠進入歐盟市場。需注意的是，電池護照與綠色儲能標準在碳足跡、材料回收等方面的內(nèi)容具有交集，但各自側(cè)重點有所不同。電池護照除碳足跡、循環(huán)利用等要求外，還需要提供電池材料組成、電池性能數(shù)據(jù)、供應鏈盡職調(diào)查、各種符合性聲明等，以數(shù)字化平臺為支撐，形成電池產(chǎn)品的全生命周期跟蹤服務。綠色儲能標準中，碳足跡作為產(chǎn)品環(huán)境屬性的重要評價指標，需要予以重視，但碳足跡評價不是產(chǎn)品環(huán)境屬性評價的全部，更不是儲能產(chǎn)品綠色評價的唯一標準；此外，綠色儲能產(chǎn)品標準不要求必須向客戶提供電池材料組成、供應鏈盡職調(diào)查等內(nèi)容。
3.4 品質(zhì)屬性
綠色儲能的品質(zhì)屬性主要針對儲能設備及儲能系統(tǒng)進行評價，以產(chǎn)品的質(zhì)量標準和安全標準為主，產(chǎn)品的質(zhì)量、安全及應用應達到相關國家標準或行業(yè)標準的要求。綠色儲能產(chǎn)品的品質(zhì)屬性應作為其他屬性評價的前提或基礎，安全性能或使用性能不能達到要求的產(chǎn)品不具備進一步開展其他綠色屬性評價的資質(zhì)。
儲能產(chǎn)品的安全生產(chǎn)和安全運行是其推廣應用的基本要求。安全性能可根據(jù)相關規(guī)范或標準進行分級管理，形成定性評價指標。儲能產(chǎn)品的性能質(zhì)量包括使用壽命、功率及能量特性等評估指標，其中儲能產(chǎn)品的使用壽命直接影響其對能源有效利用的貢獻度。對于儲能產(chǎn)品制造商而言，在產(chǎn)品設計、工藝制定和材料采購環(huán)節(jié)就應該制定覆蓋產(chǎn)品全生命周期的綠色計劃，并評估綠色計劃是否在經(jīng)濟效益和環(huán)境效益方面符合企業(yè)的發(fā)展，保障綠色計劃能夠得到有效的執(zhí)行。
4 綠色儲能產(chǎn)品標準制定方案
綠色儲能產(chǎn)品標準的制定應結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和標準制定需求，具體遵循以下流程：選取評價指標、制定測試方法、積累行業(yè)數(shù)據(jù)、確定基準值或評價等級，最后形成較為完善的評價標準體系。
4.1 綠色儲能產(chǎn)品標準的制定思路
綠色儲能產(chǎn)品評價指標(圖1)應涵蓋儲能全生命周期的能源、資源、環(huán)境和品質(zhì)屬性，從原材料選擇、制造過程、使用環(huán)節(jié)以及產(chǎn)品廢棄后的回收處理等各環(huán)節(jié)進行綠色化綜合評估。
指標要求的提出有基準值判定和評分分級認證兩種方式?；鶞手蹬卸ǚ绞绞瞧渌袠I(yè)綠色產(chǎn)品標準普遍采用的方法，針對各項指標制定基準值，符合基準值要求即可評定為綠色產(chǎn)品，例如《綠色產(chǎn)品評價 塑料制品》《綠色產(chǎn)品評價 涂料》《綠色產(chǎn)品評價 紡織產(chǎn)品》等。評分分級認證方式是對各類指標提出控制項和評分項，經(jīng)過加權(quán)計算后根據(jù)得分情況劃分等級，參考《綠色建筑評價標準》，將綠色建筑劃分為基本級、一星級、二星級、三星級4個等級，當滿足全部控制項要求時為基本級，在此基礎上滿足進一步的分值要求時可評定為一至三等級，三星級為最高等級。最終可通過對各個評價指標進行評分及權(quán)重占比的分析，確定綠色等級劃分依據(jù)，形成完整的綠色儲能標準體系，為綠色儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供依據(jù)。
具體標準的制定應從產(chǎn)業(yè)化程度較高的儲能技術(shù)類型入手，逐步覆蓋所有儲能產(chǎn)品，形成完整的標準系列，例如《綠色產(chǎn)品評價 鋰離子電池儲能系統(tǒng)》《綠色產(chǎn)品評價 液流電池儲能系統(tǒng)》《綠色產(chǎn)品評價 飛輪儲能系統(tǒng)》等。
4.2 綠色儲能產(chǎn)品標準制定示例
以《綠色產(chǎn)品評價 儲能用鋰離子電池》的制定為例，標準應包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、產(chǎn)品評價要求、評價方法等內(nèi)容。標準的核心是明確產(chǎn)品各個評價指標的要求和判定依據(jù)。部分指標已有一定的行業(yè)數(shù)據(jù)積累基礎可供參考。例如，資源屬性方面，回收利用率指標可參考《歐盟電池與廢電池法規(guī)》，其中提出鋰離子電池活性材料中鈷、鋰、鎳再生料的使用比例要求，2030年分別不低于16%、6%和6%，2035年分別不低于26%、12%和15%。能源屬性方面，綜合能耗指標包括上游材料生產(chǎn)和中游儲能系統(tǒng)生產(chǎn)的綜合能耗，我國工信部2020年發(fā)布《石墨行業(yè)規(guī)范條件》，對不同石墨產(chǎn)品的綜合能耗提出要求，例如“高純石墨：高溫法不高于1000千克標煤/噸，化學法不高于185千克標煤/噸?！?021年對鋰離子電池企業(yè)的綜合能耗提出要求，應≤400 kgce/萬Ah。環(huán)境屬性方面，《電化學儲能電站環(huán)境影響評價導則》(GB/T 42318—2023)提出從電站建設期、運行期及服務期滿后不同時段進行電站環(huán)境影響的評價內(nèi)容和保護措施，《電池工業(yè)污染物排放標準》(GB 30484—2013)規(guī)定了電池工業(yè)企業(yè)水和大氣污染物排放要求。品質(zhì)屬性方面，安全保障指標可參考《電化學儲能電站安全規(guī)程》(GB/T 42288—2022)，性能質(zhì)量指標可參考《電力儲能用鋰離子電池》(GB/T 36276—2023)等相關標準的要求。綠色指標要求的提出需要在有效檢測方法的基礎上，經(jīng)過一定規(guī)模的測試，廣泛積累行業(yè)數(shù)據(jù)后進行研究確定。例如資源屬性方面，稀缺資源指標的要求既要考慮鋰離子電池不同材料體系的差別，又要兼顧鋰離子儲能電池與其他儲能技術(shù)之間的橫向綜合比較，因此其基準值的提出需要進行更為全面的分析和論證。能源屬性方面，綜合能耗和可再生能源利用率可能隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而逐漸發(fā)生變化，因此需要切實開展相關數(shù)據(jù)的調(diào)研分析工作，制定合理的評價方法和指標要求，并跟蹤產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，適時進行標準修訂。環(huán)境屬性方面，鋰離子電池領域的碳足跡相關研究正在開展，包括上游材料供應環(huán)節(jié)、回收利用環(huán)節(jié)等，企業(yè)應盡早開展電池碳足跡的核算工作，識別關鍵排放環(huán)節(jié)，為后續(xù)降低電池碳足跡提供數(shù)據(jù)基礎。品質(zhì)屬性方面，儲能產(chǎn)品的安全性是市場應用的基礎，需研究制定系統(tǒng)級的安全管理規(guī)范及安全分級制度，在綠色儲能標準中將安全性能評價作為其他屬性評價的前置要求，未滿足安全要求的儲能產(chǎn)品不具備進行其他綠色屬性評價的條件。在各項指標的基準值要求和判定依據(jù)逐步明確的基礎上，可以考慮進一步的分級賦分和等級劃分，逐步形成完善的鋰離子電池綠色產(chǎn)品評價標準。表6為包含各項指標的儲能用鋰離子電池模組綠色產(chǎn)品評價示例表。
表6 儲能用鋰離子電池模組綠色產(chǎn)品評價示例表
注：*代表不同數(shù)值。本表內(nèi)容僅為示例，不等同于實際標準制定內(nèi)容。
5 其他綠色儲能標準制定方案
綠色儲能產(chǎn)品標準是綠色儲能的核心指標之一，除了綠色儲能產(chǎn)品標準以外，尚需進一步完善綠色儲能的其他標準，包括設計標準、制造標準、運維標準和回收標準。
5.1 綠色儲能設計標準
綠色設計或生態(tài)設計是指按照全生命周期的理念，在產(chǎn)品設計開發(fā)階段系統(tǒng)考慮原材料獲取、生產(chǎn)制造、包裝運輸、使用維護和回收處理等各個環(huán)節(jié)對資源環(huán)境造成的影響，力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用含有有害物質(zhì)的原材料，減少污染物產(chǎn)生和排放，從而實現(xiàn)環(huán)境保護的活動。國家標準《生態(tài)設計產(chǎn)品評價技術(shù)規(guī)范 電池產(chǎn)品》(GB/T 40583—2021)規(guī)定了鋰離子電池、鋅負極原電池和鉛酸蓄電池生態(tài)設計評價的指標要求，主要包括產(chǎn)品限用物質(zhì)、材料種類和數(shù)量、產(chǎn)品包裝、清潔生產(chǎn)及電池性能等方面的要求。
儲能系統(tǒng)的綠色設計首先應關注綠色材料的選擇和設計，減少或避免有毒有害或資源有限的材料，并盡可能采用可再生原材料。此外，還應考慮生產(chǎn)制造流程的優(yōu)化，降低生產(chǎn)難度，減少生產(chǎn)能耗和排放；通過可拆卸易回收結(jié)構(gòu)的設計，降低產(chǎn)品報廢后的回收難度，提高回收利用率；通過維護再生等方式，提高儲能系統(tǒng)的使用壽命。例如，半開放鋰漿儲能專用電池采用厚電極、可維護再生和安全劑注入設計思路，從設計階段即考慮儲能系統(tǒng)“高安全、低成本、易回收”目標的實現(xiàn)，提高儲能專用電池的綠色化水平。
5.2 綠色儲能制造標準
綠色制造是在生產(chǎn)制造過程中統(tǒng)籌考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源資源、生態(tài)環(huán)境等因素，減少能源消耗量，降低碳排放水平和環(huán)境影響，實現(xiàn)經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。根據(jù)國家標準《綠色制造 屬性》(GB/T 28616—2023)，綠色制造包括資源能源屬性、生態(tài)環(huán)境屬性、健康安全屬性。資源能源屬性包括資源方面的消耗量、可回收利用率、可降解性等指標，以及能源方面的消耗量、能源效率、可再生性等指標。生態(tài)環(huán)境屬性包括廢棄、廢水、固體廢物、溫室氣體和其他方面。健康安全屬性包括有害物質(zhì)危害、爆炸性危險、電氣危險等評估內(nèi)容。
綠色儲能制造標準重點關注在用能結(jié)構(gòu)、資源利用、環(huán)境影響、生產(chǎn)效率等方面的評價。鼓勵企業(yè)或工廠通過分布式光伏、智能微電網(wǎng)等方式提高可再生能源的使用比例；減少或避免有害物質(zhì)的使用，提高再生材料的利用率，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用；通過優(yōu)化生產(chǎn)流程、提升工藝水平，減少廢棄物的產(chǎn)生，并提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。
5.3 綠色儲能運維標準
大多工業(yè)品或日用品在使用階段不存在綠色運維的要求，但儲能電站作為能量的載體，在運行過程中面臨嚴苛的安全、效率、壽命考驗。儲能系統(tǒng)運維包括日常運行、維護、檢修與安全消防等，需對儲能容量、健康指標進行實時跟蹤，不斷調(diào)整控制策略，或及時對儲能系統(tǒng)關鍵部件進行修復延壽或更換，保障系統(tǒng)的安全可靠性。目前大多數(shù)儲能電站運維還處在比較基礎的水平，未來高效、智能運維技術(shù)的發(fā)展是必然趨勢。
綠色儲能的高效運維以安全要求為基礎，要求儲能系統(tǒng)盡可能降低故障率，并將故障檢測提前。在保障安全性的基礎上，應參考電力系統(tǒng)檢修維護分級處置方法，在儲能電站全生命周期運行中實施多級檢修，通過修復再生技術(shù)延長儲能壽命。
5.4 綠色儲能回收標準
綠色回收是在產(chǎn)品壽命終結(jié)后進行低能耗、無污染、高效率的處置，獲得再生產(chǎn)品或再生材料，繼續(xù)投入新產(chǎn)品的生產(chǎn)制造，實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)發(fā)展的首尾銜接?！毒G色制造 制造企業(yè)綠色供應鏈管理 逆向物流》(GB/T 43145—2023)中對廢棄產(chǎn)品的回收利用及末端處置環(huán)節(jié)的管理要求進行了規(guī)定。
綠色儲能回收評價應包括回收能耗、污染物排放和回收率指標，鼓勵企業(yè)采用先進回收技術(shù)降低回收過程中的能源消耗，減少有害氣體或廢液的排放，并逐步提高產(chǎn)品回收率。鋰離子儲能電池的回收得到越來越多的關注，但回收技術(shù)和管理規(guī)范水平仍需進一步提高?；鸱ɑ厥漳芎妮^大，空氣污染嚴重；濕法回收流程較長，大量腐蝕性試劑的使用增加了廢水處理的難度。因此，有必要形成系統(tǒng)的綠色回收評價指標，促進綠色回收技術(shù)的發(fā)展，降低回收過程的能耗和污染排放。
6 總 結(jié)
綠色低碳發(fā)展是我國能源轉(zhuǎn)型升級和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的必然要求。綠色儲能標準體系的構(gòu)建和完善有助于推動新型儲能產(chǎn)業(yè)強化低碳發(fā)展理念，提升綠色發(fā)展水平。儲能技術(shù)路線較多，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和構(gòu)成情況差異較大，因此綠色評價標準的制定需要以大量行業(yè)數(shù)據(jù)的積累和分析為基礎，并考慮不同儲能技術(shù)的差異性、評價指標的動態(tài)發(fā)展情況、基準值確立的客觀性和關聯(lián)性等。
綠色儲能標準體系建設的核心內(nèi)容是綠色儲能產(chǎn)品的評價標準，同時結(jié)合“長效設計、低碳制造、高效運維、綠色回收”的發(fā)展理念，分別制定綠色設計、綠色制造、綠色運維和綠色回收標準，形成完整的標準評價體系。綠色產(chǎn)品評價標準的一級指標包括資源屬性、能源屬性、環(huán)境屬性和品質(zhì)屬性，二級指標包括回收利用率、綜合能耗、碳足跡、安全保障等。其中，產(chǎn)品的品質(zhì)屬性是其他屬性評價的前提或基礎，安全性能或使用性能不能達到要求的產(chǎn)品不具備進一步開展其他綠色屬性評價的資質(zhì)。
綠色設計、綠色制造、綠色運維和綠色回收構(gòu)成完整的綠色供應鏈標準，與綠色產(chǎn)品標準有關聯(lián)性，但側(cè)重點不同，需要企業(yè)有針對性地開展設計、管理、運行和回收等方面的評價。隨著儲能技術(shù)水平的提升及市場需求的變化，綠色儲能標準各個指標的測試方法和量化評價要求也將逐步完善，指標范圍和權(quán)重可能隨之調(diào)整，指標要求也有可能進一步提高。因此，綠色儲能評價體系的建設需要結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展水平不斷完善，相關領域協(xié)同推進綠色標準制定，并關注與國際綠色標準的接軌和互認，避免綠色貿(mào)易壁壘，促進中國綠色儲能技術(shù)服務全球碳中和進程。
