歐盟2009年頒布的生態設計法規《Ecodesign》和能源標簽法規《Energy Labelling》規定了歐盟在能源消耗、水資源消耗、排放指標和材料利用效率等方面為能源相關產品制定的統一規則。在上述兩個法案基礎上，歐盟于2016年推出第三項生態設計工作計劃，該計劃將光伏組件和逆變器認定為具有最大環境節約潛力的非監管產品之一，2022年歐盟發布的太陽能戰略《EU Solar Energy Strategy》表明歐盟層面對光伏組件潛在碳足跡要求的政策相關性。

歐盟委員會聯合研究中心于2020年進行了一項預備研究，分析光伏組件、逆變器等方面的技術、環境和經濟影響，該文近日發表于《Solar Energy》。如圖1所示：

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

該文闡述了光伏組件產品在基于PEFCR開展生命周期或碳足跡評價的方法步驟，指出了對光伏組件類產品PEFCR的改進建議，為歐盟決策者提出了4條決策建議。

1、 基于PEFCR開展光伏組件產品生命周期評價的全新方法學與步驟

圖2  基于生態指令的方法學摘要

主要步驟如下：

• Step1：識別環境影響中最重要的影響類別，如全球變暖潛力GWP、水資源使用等；

• Step2：決策者根據研究結果將重點關注于將要實施的政策工具或監管領域；

• Step3：確定該產品是否可用當前已有的PEFCR，如果不能需依據最新PEF方法和已有PEFCR開發新的方法學；

• Step4：若PEFCR可用，根據生態設計指令調整PEFCR的內容；

• Step5：定義協調計算規則

• Step6：敏感性分析
  

• Step7：結果分析
  

• Step8：相關利益者參與，確保質量要求，提供建立光伏組件碳足跡要求的建議
  

• Step9：將建議的方法應用于設定市場準入要求中。

對于CIGS、CdTe、單晶硅、多晶硅、微晶硅五種在歐盟光伏PEFCR內的產品，該文給出了上述全新的方法學用于生命周期評價的計算，對于其余光伏產品，文中表示需開發新類型的方法學；此外上述方法學僅為框架，具體如何實施文中并未表明。

2、PEFCR改進建議

該文對原PEFCR已包括的五種產品的計算規則上，建議細化如下內容：

在PEFCR包含的五種光伏產品（兩種薄膜光伏、單晶、多晶、微晶）的基礎上增加其他類別的光伏產品或者開發新PEFCR；

功能單位細化為PV組件在壽命年限內發1kWh的直流電；

系統邊界推薦設定為從搖籃到歐盟市場；

生命周期清單包括PV組件生產及其在歐洲的分銷過程所涉及的清單；

細化回收材料的循環使用的計算規則；

3、 決策建議

文中給出了Sunpower、天合光能、First Solar和REC Solar發布的EPD中碳足跡結果以及歐盟PEFCR給出的參考結果，如下圖3、4所示。

圖3  幾種EPD中的光伏碳足跡結果

圖4  PEFCR中五種光伏產品碳足跡參考值

基于上述結果，該文給出了多晶硅的生命周期評價結果并進行敏感性分析，根據多晶硅的生命周期評價結果如圖5所示，制造階段的環境影響結果在所有影響類別中占70%以上，是對環境影響評價最重要的階段。

圖5  多晶硅環境影響評價結果

在結果分析的基礎上，給出了如下建議：

• 建立光伏組件碳足跡的最大允許閾值的定量要求。根據文中給出的結論，單晶硅碳足跡結果最好最壞相差3.2倍，多晶硅相差2.3倍；擬議的閾值建議使用多階段方法，如在生態設計法規生效后2-3內設定最大碳足跡值，在5-6年后進行更改，逐步淘汰落后光伏產品；

• 對影響碳足跡的相關參數如硅含量、組件回收率做定量要求；

• 披露光伏組件的碳足跡信息，對于碳足跡過高的產品仍被允許在歐盟市場流通，但需對用戶和公眾披露碳足跡信息用于對比；

• 在光伏組件的能源標簽或相關產品信息表上披露碳足跡信息。細化回收材料的循環使用的計算規則；
  

基于上述改進的方法學給歐盟決策者提出了量化結果的建議，文中也特別指出本文不代表歐盟官方立場，但該文代表歐盟委員會聯合研究中心釋放了一個信號：即原有的PEFCR存在不足之處，以及歐盟對目前的光伏產品有日益嚴格的碳足跡要求。

該研究提出共計九個步驟的方法學看似嚴苛復雜，但由于原本的PEFCR基本上能夠囊括市面上成熟的光伏產品，因此對市面上大多數產品來說該方法只是基于歐盟生態設計指令對PEFCR做了進一步的要求和細化，并為歐盟決策者提供光伏組件監管新方法的建議，對一些新興的光伏產品如鈣鈦礦等，該方法表示則需要開發新的PEFCR用于計算和監管。