新能源汽车碳中和

本书基于生命周期评价理论和方法，按照新能源汽车及动力材料→电池企业和行业→电池产品生命周期评价→碳足迹和足迹家族→碳中和策略的思路，介绍新能源汽车及关键部件（如动力电池）的碳足迹核算，帮助读者了解有关新能源汽车全生命周期的碳中和价值。研究新能源汽车及其动力电池的绿色特性和环境影响，全面分析新能源汽车的碳中和贡献，是《新能源汽车碳中和》的核心内容。本书特点是抓住当前主流的新能源汽车，即动力电池驱动的电动汽车，对其碳中和潜力进行全面分析。本书可作为新能源汽车相关行业人员的参考书，也可为材料类、能源类、化工类、机械类的广大工程和科技人员提供技术参考，同时可作为材料、能源、化工、机械等相关专业的教学和科研参考书。

序
前言
第1章 锂离子动力电池组综合环境影响与绿色特性评价 1
1.1 电动汽车及电池组发展与环境评价 1
1.1.1 历史发展 1
1.1.2 电池组结构 3
1.1.3 动力电池环境影响评价研究现状及发展趋势 4
1.1.4 生命周期评价在电动汽车及电池组上的应用 6
1.1.5 锂离子动力电池环境评价内容、技术路线及创新 17
1.2 电池环境评价的理论基础与指标体系 18
1.2.1 生命周期评价框架 18
1.2.2 综合环境评价指标 19
1.2.3 足迹家族类指标 20
1.2.4 资源耗竭类指标 20
1.2.5 毒性损害类指标 21
1.2.6 绿色特性指标 21
1.3 动力电池组生命周期清单分析与参数确定 25
1.3.1 评价对象与范围确定 25
1.3.2 动力电池组生产阶段的清单分析 26
1.3.3 动力电池组使用阶段的运行计算 30
1.3.4 纯电动汽车运行阶段的参数确定 31
1.3.5 动力电池组情景分析的参数确定 32
1.4 电池组生产阶段的综合环境影响和绿色特性评价 33
1.4.1 电池组生产阶段的综合环境影响 33
1.4.2 电池组生产阶段的绿色特性评价 40
1.5 电池组使用阶段的综合环境影响和绿色特性评价 41
1.5.1 电池组使用阶段的综合环境影响 41
1.5.2 电池组使用阶段的绿色特性影响 48
1.6 电池组环境评价及情景模拟分析 49
1.6.1 四种车型电池组的环境影响比较 49
1.6.2 四种车型电池组的多区域情景分析 53
1.6.3 电池组生命周期阶段的绿色特性影响 65
1.6.4 不确定性分析 66
1.7 小结 72
参考文献 74
第2章 基于案例的锂离子电池行业碳足迹 83
2.1 锂离子电池行业分析 84
2.1.1 锂离子电池的发展 84
2.1.2 锂离子电池行业的发展 84
2.2 生命周期评价方法 87
2.2.1 生命周期评价方法的常用软件 87
2.2.2 生命周期评价方法的主要应用 88
2.3 碳足迹研究 88
2.3.1 碳足迹的定义 89
2.3.2 碳足迹的分类方法 89
2.3.3 碳足迹的计算方法 89
2.3.4 行业碳足迹研究进展 90
2.3.5 锂离子电池行业碳足迹研究进展 91
2.4 碳足迹研究现状及案例 91
2.4.1 主要研究内容 91
2.4.2 本研究的技术路线 91
2.4.3 碳足迹研究方法 92
2.4.4 选取的案例及相关说明 94
2.4.5 案例的清单分析和研究范围 95
2.5 案例分析与讨论 96
2.5.1 案例1：锂离子电池产业链Ⅰ 96
2.5.2 案例2：锂离子电池产业链Ⅱ 100
2.5.3 案例综合分析 102
2.5.4 中国碳排放现状和形势分析 103
2.6 小结 104
参考文献 105
第3章 纯电动汽车动力电池全生命周期CO2等排放 110
3.1 纯电动汽车全生命周期污染排放 110
3.1.1 新能源汽车碳排放 114
3.1.2 新能源汽车碳达峰研究的目标与技术路线 114
3.2 新能源汽车碳达峰研究方法 118
3.2.1 研究方案 118
3.2.2 研究对象 125
3.3 生产阶段CO2、PM2.5、SO2和NOx排放 125
3.3.1 LFP和NMC动力电池包生产排放 125
3.3.2 LFP和NMC电池组生产排放分析 127
3.3.3 动力电池包质量能量密度的影响 133
3.4 使用阶段CO2、PM2.5、SO2和NOx排放 135
3.4.1 区域交通部门排放 135
3.4.2 能源全生命周期排放 139
3.5 回收阶段CO2、PM2.5、SO2和NOx排放 144
3.5.1 回收工艺排放和贡献 144
3.5.2 回收阶段排放 147
3.6 电动汽车动力电池LCA分析 151
3.6.1 电动汽车动力电池一次生产全生命周期排放 151
3.6.2 电动汽车动力电池二次生产全生命周期排放 155
3.6.3 电动汽车与传统燃油车全生命周期排放比较 157
3.6.4 电动汽车碳达峰分析的敏感性评估 159
3.7 小结 165
参考文献 167
第4章 新能源汽车动力电池足迹家族分析 173
4.1 研究背景 173
4.1.1 国内外研究进展 174
4.1.2 新能源汽车动力电池足迹家族研究目的及意义 175
4.2 新能源汽车足迹家族的研究路线图 175
4.3 新能源汽车足迹家族的理论方法体系 176
4.3.1 系统动力学 176
4.3.2 生命周期评价 176
4.3.3 足迹家族 177
4.4 新能源汽车产业规模预测 178
4.4.1 模型边界 178
4.4.2 模型结构 178
4.4.3 模型检验与情景设定 181
4.4.4 新冠疫情的影响 182
4.4.5 纾困措施 185
4.5 动力电池足迹家族评价 189
4.5.1 生态足迹 189
4.5.2 碳足迹 195
4.5.3 健康足迹 200
4.5.4 水足迹 206
4.5.5 物质足迹 209
4.6 动力电池产业足迹家族核算平台 215
4.6.1 模型函数 215
4.6.2 关键参数设置 217
4.6.3 核算结果 223
4.7 小结 226
参考文献 227
第5章 面向双碳目标的锂动力电池碳足迹削减策略 230
5.1 双碳目标 230
5.1.1 引言 230
5.1.2 碳达峰与碳中和 233
5.1.3 国内外动力电池发展现状 234
5.1.4 技术路线 234
5.2 理论与方法体系 235
5.2.1 生命周期评价 236
5.2.2 情景分析法 237
5.2.3 SimaPro软件的使用 237
5.3 中国新能源汽车碳排放历史和现状分析 238
5.3.1 2015～2020年中国动力电池、新能源汽车的发展状况总结 238
5.3.2 2020基准年中国动力电池、汽车发展状况总结 240
5.3.3 新能源汽车锂动力电池清单收集及碳足迹计算结果 243
5.3.4 燃油车碳足迹计算结果 246
5.4 中国汽车碳达峰情景预测与分析 248
5.4.1 数据收集 248
5.4.2 情景分析 250
5.5 小结 260
参考文献 261
常用缩略语表 265