易碳大咖说 | 欧盟《生态设计》指令对光伏组件碳足迹的评估要求

欧盟2009年颁布的生态设计法规《Ecodesign》和能源标签法规《Energy Labelling》规定了欧盟在能源消耗、水资源消耗、排放指标和材料利用效率等方面为能源相关产品制定的统一规则。在上述两个法案基础上，欧盟于2016年推出第三项生态设计工作计划，该计划将光伏组件和逆变器认定为具有最大环境节约潜力的非监管产品之一，2022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。

欧盟委员会联合研究中心于2020年进行了一项预备研究，分析光伏组件、逆变器等方面的技术、环境和经济影响，该文近日发表于《Solar Energy》。如图1所示：

图1 Assessing the carbon footprint of photovoltaic modules through the EU Ecodesign Directive

该文阐述了光伏组件产品在基于PEFCR开展生命周期或碳足迹评价的方法步骤，指出了对光伏组件类产品PEFCR的改进建议，为欧盟决策者提出了4条决策建议。

1、 基于PEFCR开展光伏组件产品生命周期评价的全新方法学与步骤

图2  基于生态指令的方法学摘要

主要步骤如下：

• Step1：识别环境影响中最重要的影响类别，如全球变暖潜力GWP、水资源使用等；

• Step2：决策者根据研究结果将重点关注于将要实施的政策工具或监管领域；

• Step3：确定该产品是否可用当前已有的PEFCR，如果不能需依据最新PEF方法和已有PEFCR开发新的方法学；

• Step4：若PEFCR可用，根据生态设计指令调整PEFCR的内容；

• Step5：定义协调计算规则

• Step6：敏感性分析
  

• Step7：结果分析
  

• Step8：相关利益者参与，确保质量要求，提供建立光伏组件碳足迹要求的建议
  

• Step9：将建议的方法应用于设定市场准入要求中。

对于CIGS、CdTe、单晶硅、多晶硅、微晶硅五种在欧盟光伏PEFCR内的产品，该文给出了上述全新的方法学用于生命周期评价的计算，对于其余光伏产品，文中表示需开发新类型的方法学；此外上述方法学仅为框架，具体如何实施文中并未表明。

2、PEFCR改进建议

该文对原PEFCR已包括的五种产品的计算规则上，建议细化如下内容：

在PEFCR包含的五种光伏产品（两种薄膜光伏、单晶、多晶、微晶）的基础上增加其他类别的光伏产品或者开发新PEFCR；

功能单位细化为PV组件在寿命年限内发1kWh的直流电；

系统边界推荐设定为从摇篮到欧盟市场；

生命周期清单包括PV组件生产及其在欧洲的分销过程所涉及的清单；

细化回收材料的循环使用的计算规则；

3、 决策建议

文中给出了Sunpower、天合光能、First Solar和REC Solar发布的EPD中碳足迹结果以及欧盟PEFCR给出的参考结果，如下图3、4所示。

图3  几种EPD中的光伏碳足迹结果

图4  PEFCR中五种光伏产品碳足迹参考值

基于上述结果，该文给出了多晶硅的生命周期评价结果并进行敏感性分析，根据多晶硅的生命周期评价结果如图5所示，制造阶段的环境影响结果在所有影响类别中占70%以上，是对环境影响评价最重要的阶段。

图5  多晶硅环境影响评价结果

在结果分析的基础上，给出了如下建议：

• 建立光伏组件碳足迹的最大允许阈值的定量要求。根据文中给出的结论，单晶硅碳足迹结果最好最坏相差3.2倍，多晶硅相差2.3倍；拟议的阈值建议使用多阶段方法，如在生态设计法规生效后2-3内设定最大碳足迹值，在5-6年后进行更改，逐步淘汰落后光伏产品；

• 对影响碳足迹的相关参数如硅含量、组件回收率做定量要求；

• 披露光伏组件的碳足迹信息，对于碳足迹过高的产品仍被允许在欧盟市场流通，但需对用户和公众披露碳足迹信息用于对比；

• 在光伏组件的能源标签或相关产品信息表上披露碳足迹信息。细化回收材料的循环使用的计算规则；
  

基于上述改进的方法学给欧盟决策者提出了量化结果的建议，文中也特别指出本文不代表欧盟官方立场，但该文代表欧盟委员会联合研究中心释放了一个信号：即原有的PEFCR存在不足之处，以及欧盟对目前的光伏产品有日益严格的碳足迹要求。

该研究提出共计九个步骤的方法学看似严苛复杂，但由于原本的PEFCR基本上能够囊括市面上成熟的光伏产品，因此对市面上大多数产品来说该方法只是基于欧盟生态设计指令对PEFCR做了进一步的要求和细化，并为欧盟决策者提供光伏组件监管新方法的建议，对一些新兴的光伏产品如钙钛矿等，该方法表示则需要开发新的PEFCR用于计算和监管。