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1、 产品数字护照(产品数字护照(DPPDPP)技术发展报告技术发展报告 (2022023 3 年年)中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所 中国纺织工业联合会环境保护与资源节约促进委员会 冶金工业规划研究院低碳发展研究中心 2023年12月 版权声明版权声明 本报告本报告版权属于版权属于中国信息通信研究院中国信息通信研究院、中国纺织工业联中国纺织工业联合会和冶金工业规划研究院合会和冶金工业规划研究院,并受法律保护,并受法律保护。转载、摘编或转载、摘编或利用其它方式使用利用其它方式使用本报告文字或者观点的,应本报告文字或者观点的,应注明注明“来源:来源:中国信息通信研究院中国信息通信研究院、中
2、国纺织工业联合会和冶金工业规划中国纺织工业联合会和冶金工业规划研究院研究院”。违反上述声明者,。违反上述声明者,编者编者将追究其相关法律责任。将追究其相关法律责任。前前 言言 碳达峰碳中和背景下,数字技术赋能已成为绿色低碳发展的重要路径之一。作为最具气候雄心的区域性经济体,欧盟于 2022 年在 可持续产品生态设计法规提案中就产品数字护照(Digital Product Passport,DPP)提出强制性要求,规定受关注产品进入欧盟市场必须符合生态设计要求、提供全生命周期绿色可持续信息数据集,该数据集特定于产品、具备唯一标识符且可通过数据载体电子化访问。今年,欧盟加快推进产品数字护照的落地实
3、施,此举或将对我国际贸易出口、数据跨境安全、企业合规成本等方面产生影响。作为欧盟最重要的进口对象,我国面临双边贸易和自身绿色低碳发展的双重压力,需要紧密跟踪欧盟相关动态,统筹谋划产品数字护照顶层设计,加快有关数字基础设施建设与关键技术标准研发,推动以“互认”代替“接入”作为应对欧盟产品数字护照的总体策略,从而破除绿色贸易壁垒,保障数据跨境安全,降低我国出口企业合规成本。本报告基于产品数字护照的概念定义、发展背景、发展现状和实施影响,分析了产品数字护照的实施要求、实施过程与实施技术,围绕电池、纺织品、钢铁 3 个重点行业探索产品数字护照推进思路,并从顶层设计、技术基础、国际互认等方面提出发展参考
4、建议,以期加强各界对产品数字护照认知、推动自主可控的技术体系构建、助力产业链数字化绿色化协同转型。目目 录录 一、产品数字护照的概念定义.1 二、产品数字护照的发展形势.2(一)产品数字护照的发展背景.2 1.全球气候雄心大幅提升,数字化绿色化协同需求显现.2 2.产业链数字化转型加速,ESG 数据深度整合成为趋势.3 3.新兴信息技术快速演进,数字基础设施筑牢发展根基.4(二)产品数字护照的发展现状.4 1.欧盟抢抓双化协同先机,主导产品数字护照稳步推进.4 2.我国启动重点行业探索,亟需产品数字护照顶层设计.5(三)产品数字护照的影响分析.6 1.基于数字手段主张绿色要求,产生新的贸易壁垒
5、风险.6 2.强制重点行业面临数据跨境,带来新的数据安全风险.7 3.凭借国际地位酝酿单边措施,增加新的适应成本风险.7 三、产品数字护照的实施.8(一)产品数字护照实施要求.8(二)产品数字护照实施过程.10(三)产品数字护照实施技术.16 四、重点行业产品数字护照应用探索.31(一)新能源成国际热点赛道,电池护照打造领航先驱.31(二)纺织行业绿色牵引强劲,产品护照纳入发展战略.35(三)钢铁行业面临降碳压力,精准数据管理亟需抓手.39 五、有关对策建议.43(一)加强统筹谋划,推进顶层设计与规划.43(二)夯实基础设施,研究关键技术与标准.43(三)推动国际互认,探索低成本适应路径.43
6、 图图 目目 录录 图 1 产品数字护照的发展过程.2 图 2 2022 年欧中贸易情况.7 图 3 欧盟产品数字护照登记处与海关的关联.9 图 4 产品数字护照的总体实施路径.10 图 5 实体产品与 DPP 数据之间通过唯一标识体系建立数字连接.12 图 6 产品数字护照实施技术体系.17 图 7 工业互联网标识解析体系示意图.20 图 8 区块链技术示意图.22 图 9 常见被动标识载体及其读写设备.23 图 10 常见主动标识载体.24 图 11 资产管理壳(AAS)的组成示意图.26 图 12 分布式存储技术示意图.28 图 13 数字身份整体架构.29 图 14 数字身份与可验证凭
7、证在产品碳足迹中的业务流程示意图.30 图 15 动力电池产品产业链示意图.33 图 16 全球电池联盟关于特斯拉的电池护照试点.34 图 17 纺织产品产业链示意图.36 图 18 绿色纤维制品可信平台(STCP)示意图.39 图 19 钢铁产品产业链示意图.41 产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)1 一、产品数字护照的概念定义 促进碳达峰碳中和已成为全球共识,数字技术赋能成为产业绿色低碳发展的重要路径。为促进数字化绿色化协同发展,2022 年 3 月欧盟在可持续产品生态设计法规提案中明确提出了“产品数字护照”1(Digital Prodauct Passport,DPP)概
8、念和要求,主要采集核验产品从设计、制造、物流、使用、回收所关联的各类绿色可持续信息。就像人类通过护照在跨国旅行中证明国籍和身份一样,产品数字护照支撑产品在跨国贸易和流通中证明产地和身份信息。可以类比,产品数字护照核心是回答产品贸易过程中重要的三类“海关问题”,即,你是谁(产品身份信息),你从哪来到哪去(产品厂商、上下游及终端客户信息),你是否可以通关(功能、性能与绿色可持续信息)。产品数字护照的本质是一组特定于产品的、可通过数据载体进行电子访问的数据集,通过数据载体链接唯一标识符,在跨国贸易和流通中证明产品的产地、身份及可持续水平。尽管 DPP 是欧盟在双碳背景下,面向可持续产品生态设计提出的
9、新的数字化范式和要求,但其根本上不完全是一个新生概念。随着消费端产品需求从保障功能使用,到追求性能优越,再到如今碳达峰碳中和、绿色高质量发展要求,对产品数据信息的要求也从最初的产品说明书,到防伪码、认证证书,再到追溯标识,最终逐渐发展形成现在的涵盖产品全生命周期数据的 DPP 形态。其功能内涵从消费者告知、产品防伪、特性认证、质量追溯,逐步扩大为释放产品全生命 1 为避免将 Digital Product Passport 歧义性理解为“针对数字产品的护照”,将 DPP 译为“产品数字护照”,或“数字化产品护照”。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)2 周期绿色高质量效能。总体来
10、看,DPP 是随着供需两侧需求不断增强、数字化绿色化协同效应不断增大而逐渐发展和演变形成的(图 1)。来源:中国信息通信研究院 图 1 产品数字护照的发展过程 二、产品数字护照的发展形势(一)(一)产品数字护照产品数字护照的的发展背景发展背景 1.全球气候雄心大幅提升,数字化绿色化协同需求显现 DPP 响应碳达峰碳中和需求,为数字化绿色化协同发展打造新路径。一方面,全球应对气候变化雄心大幅提升,欧盟作为最具气候雄心的经济体,其 2019 年发布的欧洲绿色协议要求,到 2030 年温室气体净排放量较 1990 年至少减少 55%,到 2050 年实现碳中和,并提出一揽子“Fit for 55”减
11、排方案;我国提出到 2025 年,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成,重点行业能源利用效率大幅提升,单位国内生产总值能耗比 2020 年下降 13.5%,单位国内生产总值二氧化碳排放比 2020 年下降 18%,非化石能源消费比重达到 20%左右。另一方面,数字化绿色化协同转型加快推进,欧盟去年发布的2022 年战产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)3 略前瞻报告:在新的地缘政治背景下实现绿色与数字转型,确定了能源、交通、工业、建筑和农业等绿色和数字转型相结合的五大关键领域,以及十个关键行动;我国加快推动新型工业化进程,强调着力提升产业链供应链韧性和安全水平,加快提升产业创新能力
12、,持续推动产业结构优化升级,大力推动数字技术与实体经济深度融合,全面推动工业绿色发展。2.产业链数字化转型加速,ESG 数据深度整合成为趋势 DPP 适配产业链数字化转型需求,为环境、社会、治理(Environmental、Social and Governance,ESG)数据治理打造新抓手。一方面,产品全生命周期数字化管理需求日益凸显,全生命周期数字化管理对于绿色低碳产品的迭代优化具有重要意义。在生产端,需要打造产品全生命周期数字孪生,实现产品全供应链透明数字管理,提升上下游协同效率;在消费端,需要简单直接查询、追溯产品的全生命周期相关信息,支撑绿色采购和质量追溯;在监管端,需要从产品角度
13、打造数字化绿色化协同转型的有力抓手,形成促进产业绿色、低碳、循环和可持续发展的重要工具。另一方面,供应链数据深度整合成为大势所趋,全球性、跨行业、多主体的 ESG 数据共享机制呼声渐高。社会角度,需求侧在产品的安全、性能之外,将绿色低碳、人文关怀等数据的关注提高到空前水平;数据角度,海量多源异构的ESG 数据不可能依赖传统的人工收集,必须依靠开创性的数字技术解决方案保障精准和安全;行业角度,电池、纺织、奢侈品等对环境、社会、治理因素关注度较高的行业成为 DPP 工作的先驱,已经开展产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)4 了一系列产品数字化领域基础性前瞻性工作。3.新兴信息技术快速
14、演进,数字基础设施筑牢发展根基 DPP 契合新兴技术发展需求,为数字基础设施规模化应用构建新场景。从内涵、要求和发展方向来看,产品数字护照的核心需求可以归纳总结为产品数据的“唯一识别、高效汇聚”和“可信存证、安全交互”两个方面。就前者而言,工业互联网标识解析技术与基础设施完美契合 DPP 唯一身份标识需求,基于标识解析规模化网络可轻松实现多源异构数据的打通和高效汇聚。标识解析技术与设施领域,我国与国际不分伯仲,国内跨地域、跨行业数据互通所需节点网络已基本建成完备。就后者而言,区块链技术与基础设施的不可篡改、点对点交互等技术特性与 DPP 数据的可存证与交互要求天然耦合,可保障数据共享和数据保护
15、之间的平衡。区块链技术与设施领域,国际上公有链与联盟链共荣发展,区块链底层技术与应用场景百花齐放,我国自主可控的链网设施“星火链网”同样高速建设,DPP 将适配形成新的应用场景。此外,5G、大数据、人工智能、分布式存储等新兴技术发展进入规模化应用阶段,并将为 DPP 的快速推进夯实技术基础。(二)(二)产品数字护照产品数字护照的的发展现状发展现状 1.欧盟抢抓双化协同先机,主导产品数字护照稳步推进 政策法规方面,早在 2014 年,欧洲资源效率平台以材料再利用为目标,发起产品数字护照初步讨论。2019 年,欧洲绿色协议开启欧洲绿色转型新征程,强调可信赖、可比照和可验证的“可持续产品”信息。20
16、20 年欧洲电池法规规定投放市场或投入使用的容量产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)5 在 2kWh 以上的工业电池和电动汽车电池应具有电池护照。2022 年,欧盟提出可持续产品生态设计法规建筑产品法规及可持续循环纺织品战略,系统规范产品数字护照有关要求。2027 年前后,欧洲将面向电池等产品强制启用产品数字护照,届时没有“护照”的产品将无法进入欧盟市场。技术研发方面,2023 年 3 月汉诺威工业博览会上,德国电子电气行业协会展示了基于工业 4.0 数字孪生和资产管理壳技术的产品数字护照系统;2023 年 4 月,瑞典 Axfoundation 基金会联合瑞典贸易联合会等研发了
17、产品数字护照原型,并发布有关解决方案指南。支持保障方面,2023 年 数字欧洲工作计划 2023-2024规划投入 600 万欧元开展产品数字护照的试点验证和规模部署。启动为期 18 个月的 Cirpass 合作项目,该项目于 2023 年 1 月提出产品数字护照参考架构并公开征求意见,正重点面向电池、纺织与电气电子3 个行业制定具体的产品数据模型、系统和路线图。2.我国启动重点行业探索,亟需产品数字护照顶层设计 电池行业,宁德时代作为全球电池联盟(Global Battery Alliance,GBA)董事会成员,支持该联盟在 2023 年 1 月瑞士达沃斯世界经济论坛上首次发布了电池产品数
18、字护照概念验证,记录了特斯拉等三款新能源汽车电池的制造历史、化学成分、技术规格、碳足迹等。化纤行业,国家先进功能纤维创新中心于 2023 年 3 月发布了“绿色纤维制品可信平台”,依托工业互联网与区块链基础设施,初步构建形成了循环再生纺织品从瓶片回收到服装织造、从纤维到终端产品的可信追溯体系。钢铁行业,钢铁工业协会于 2022 年 5 月上线发布钢铁行业产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)6 环境产品声明(EPD)平台,该平台可为钢铁产业链各游段主体提供权威公信的公共信息服务,促进整个钢铁产业链的上下游在公开披露自身包括碳足迹在内的环境数据2。整体上,我国产品数字护照相关工作具备
19、一定行业工作基础,但相比欧盟仍欠缺对应顶层设计,政策法规、标准规范、发展路线、实施方案等尚未明确。(三)(三)产品数字护照产品数字护照的的影响分析影响分析 1.基于数字手段主张绿色要求,产生新的贸易壁垒风险 欧盟产品数字护照对本土产业具有单边保护机制,将形成以数字化手段构筑的新的绿色贸易壁垒,从而影响发展中国家在国际贸易中的竞争力。我国是欧盟最重要的贸易伙伴之一,据商务部数据披露,2022 年我国为欧盟第一大进口来源地,占比高达 20.8%,欧盟二十七国对我贸易逆差 3957 亿欧元,增长 58.1%(图 2)。产品数字护照作为可持续产品生态设计法规实施的数字化载体和强制手段,将成为产品进入欧
20、盟市场的必要条件。按照目前的立法进程,欧盟产品数字护照或于 2027 年前后强制生效,被列入第一批管理对象的电池、纺织品等均为我国出口欧洲的主要产品。2 相关案例具体情况可参见本报告第四章。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)7 来源:中华人民共和国商务部、欧盟统计局,中国信息通信研究院整理 图 2 2022 年欧中贸易情况 2.强制重点行业面临数据跨境,带来新的数据安全风险 从欧盟可持续产品生态设计法规有关要求来看,产品数字护照的核心数据来源于产业链供应链上下游各方,涉及质量、安全、环保、低碳甚至反垄断、人权等多方面,系统性强、敏感度高。我国出口货物的全生命周期数据信息与工业产
21、业的技术布局息息相关,尤其新能源、消费电子等关键竞争赛道的产业数据需要重点保护,数据跨境安全不容忽视。欧盟正依托标识解析网络、区块链服务基础设施、公共数据空间等新型基础设施,加快建设产品数字护照体系,实现产品全生命周期数据的深度整合。我国企业若未经保护直接接入境外产品数字护照体系,无疑将产生数据泄露风险,对产业链供应链安全产生难以预估的重大影响。3.凭借国际地位酝酿单边措施,增加新的适应成本风险 欧盟产品数字护照对制造企业的产品数据汇聚、存证、核验、交互等提出了新的更高要求,一旦实施必将增加包括我国在内的发展中产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)8 国家适应性投资成本,对我出口型
22、企业尤其是中小企业造成较大压力。一是在数据合规方面,产品数字护照涉及大规模数据汇聚交互,需配套对应的软硬件基础设施,产生技术改造成本。二是在指标合规方面,产品数字护照涉及较多方面的产品符合性验证,国内外合格评定机制短期尚难全部协同,产生跨国检测认证成本。三是在管理合规方面,产品数字护照涉及数字化、绿色化、国际化多领域协同,需匹配对应的专门人才与制度,产生运行实施成本。三、产品数字护照的实施(一)(一)产品数字护照产品数字护照实施实施要求要求 欧盟在 2022 年 3 月 30 日提出的可持续产品生态设计法规中,明确将 DPP 作为其推进可持续生态设计的重要数字化抓手。在数字化绿色化协同的理想场
23、景中,DPP 可以对产品或材料的组成及生命周期信息实现接近实时水平的监测和管理。该法规的第三章中重点明确了产品数字护照的有关要求,综合来看包括以下总体要求、标识要求及管理要求 3 个方面。DPP 的总体要求。一是明确 DPP 的强制性,受到欧盟关注的重点产品需要通过适宜的法案授权获取产品护照后才能进入欧盟市场流通;二是明确 DPP 的行业性,要求针对具体产品明确产品数字护照的细节性要求;三是明确 DPP 的有效性,要求消费者、企业、政府等价值链相关方可以通过 DPP 获取必要的信息,以实现对产品合规的核查和追溯。DPP 的标识要求。要求 DPP 应通过数据载体链接到唯一的产品产品数字护照(DP
24、P)技术发展报告(2023 年)9 标识符,还应包含唯一操作员标识符和唯一设施标识符,而且 DPP 数据载体应实际出现在产品、其包装或产品附带的文件上,这些标识符合数据交换和数据同步中对象的唯一标识标准(ISO/IEC15459:2015)。此外,DPP 信息应基于开放的标准,采用互操作格式开发,具有机器可读、结构化和可搜索性,确保数据的认证、可靠性和完整性,保障安全隐私并避免欺诈。DPP 的管理要求。一方面,欧盟拟设立一个 DPP 注册中心来存储授权法案规定的 DPP 包含的信息,管理 DPP 数据载体和唯一产品标识符列表,保障 DPP 数据的安全性、真实性与可验证性。另一方面,欧盟将推进
25、DPP 注册中心与海关单一窗口系统进行关联(图 3),通过欧盟海关单一窗口环境与各国海关系统自动交换信息,同时也要求海关对报关单中的唯一产品标识与 DPP 注册中心记录的一致性予以核验。来源:欧盟可持续产品生态设计法规提案,中国信息通信研究院 图 3 欧盟产品数字护照登记处与海关的关联 产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)10(二二)产品数字护照实施)产品数字护照实施过程过程 抽象来看,产品数字护照与人类护照在形态、用途和管理上具备较高的相似性,其主要目标都是核验护照对象的身份与信息一致性,尽管不同国家护照管理程序和系统可能不同,但都将安全性、准确性和合规性作为核心诉求。结合本章
26、第一节所述欧盟可持续产品生态设计法规提案对产品数字护照提出的有关要求,产品数字护照的总体实施路径可以总结为 DPP 生成、DPP 管理两个主要过程(图 4)。来源:中国信息通信研究院 图 4 产品数字护照的总体实施路径 在 DPP 的生成过程,强调产品数字护照信息的高效汇聚、唯一识别。具体过程包括明确具体产品的 DPP 数据模型和元数据、优化DPP数据的采集方式,以及实现DPP数据产品实体的唯一标识关联。在 DPP 的管理过程,强调产品数字护照信息的可信存证、安全监管。具体过程包括对 DPP 标识予以数据认证和确认发行、对 DPP相关信息进行可信存储、对 DPP 分对象进行安全核验,以及构建合
27、理适配的 DPP 应用监管架构。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)11 1.产品数字护照的生成过程(1)开发 DPP 数据模型 DPP 的数据模型与元数据提供产品信息的结构化和标准化表示,是构建产品数字护照体系、实施全生命周期产品数据管理和交换的基础。总体来看,DPP 的数据模型与元数据从功能和定位出发应包括但不限于产品信息数据、原材料与零部件信息数据、生产数据(适用时)、ESG 信息数据(如生态设计要求、产品碳足迹、可再生材料使用情况等),以及信息来源数据、护照交互数据等 6 个方面。具体来看,不同行业、不同产品 DPP 具有强特异性,一方面要重点考虑具体产品产业链上的数据主
28、体和数据流转路径,另一方面要统筹兼顾产品生态设计、绿色低碳制造、高效循环利用等过程的核心信息需求,在制定流程型制造产品/离散型制造产品、中间产品/终端产品 DPP 数据模型时遵循不同思路。(2)构建 DPP 数采通路 准确、完整、高效的 DPP 数据采集技术为产品数字护照数据获取提供坚实保障。过程来看,DPP 数据来源涉及产品全生命周期上下游各主体、产业链供应链各游段,原材料获取阶段的数据来源包括矿产开采、冶炼加工、原材料生产等过程,生产制造阶段的数据来源包括零部件生产、组件生产、产品(中间)生产、产品(终端)生产等过程,流通阶段的数据来源包括运输、分销、零售等过程,消费阶段的数据来源包括使用
29、、维护、再使用等过程,末端回收利用、再制造等过程。对象来看,DPP 的数据来源包括产品相关的各类人员、设备、产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)12 系统等等,数据来源千差万别、壁垒效应明显,数据的异主、异构、异地是常态。人工填报或是简单的物联设备采集质量风险高、工作量大、兼容性差,明显无法满足海量产品 DPP 数据高效高频采集的要求,需要依托规模化的工业互联网网络提升 DPP 数据在产品全生命周期映射和聚合水平。(3)建设 DPP 标识体系 构建特定于产品的 DPP 唯一标识体系是产品数字护照的核心诉求,这实质上是实体产品与其 DPP 数据之间建立数字连接的关键过程(图 5)。
30、DPP 唯一标识体系的建立,一方面要统筹考虑标识载体的形态与技术应用,另一方面要重点关注标识解析系统的统一性和互操作能力。来源:中国信息通信研究院 图 5 实体产品与 DPP 数据之间通过唯一标识体系建立数字连接 标识载体技术应用上,要兼顾经济与产业实际,不影响产品的性能与安全。作为承载标识编码的物理实体,一旦有形产品不再携带DPP 标识载体,或者 DPP 标识载体被破坏进而失去可读性,产品与DPP 数据之间的信息纽带就会断裂消失。DPP 标识载体可以分为被产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)13 动、主动两类,被动 DPP 标识载体成本往往较低,但需通过标识读写器向标识解析服务
31、器发起解析请求,形态包括条形码、二维码(QR)、射频识别标签(RFID)、近场通信标签(NFC)、数字水印以及蓝牙标签等;DPP 主动标识载体成本相比较高,可承载编码及其必要的安全证书、算法和密钥,具备联网通信功能,能够主动向标识解析服务节点或标识数据应用平台等发起连接,形态包括芯片、通信模组和网关等。在 DPP 标识载体技术与应用的选择上,一方面要考虑产品的价值和生态设计要求,通常价值较大、生态设计水平要求较高的产品对 DPP 标识载体的持久性与安全性要求更高(如汽车、个人通信终端等);另一方面要稳妥考虑将标识附加到产品上的方式,例如张贴、蚀刻、内嵌等,这些过程是否会对造成组装公差,是否会对
32、产品本身的性能和安全带来风险隐患。标识解析系统设计上,要规范标识编码和解析过程,尽可能提升互操作水平。DPP 标识解析体系可以充分利用工业互联网标识解析系统平台,将 DPP 编码规范、数据规范进行有机地结合,以标识为数据流转的桥梁,牵引 DPP 数据在行业间、平台间、企业间、系统间流转。DPP 标识解析系统应具备以下特性:编码统一性,规范统一的 DPP编码方式、前后缀规则,保障定位寻址的唯一性;数据统一性,制定总体层面及面向特定行业产品的 DPP 元数据、主数据,并以此规范标识对象的属性值;接口统一性,DPP 标识应当与通用的工业互联网网络基础设施对接,建立公共服务平台对外提供规范 API 接
33、口的社会服务;数据多跨性,充分连接产品全生命周期各过程、产业链供应链产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)14 各游段的数据来源主体,对有关的资源实体与业务实体予以标识标注,实现跨地域、跨行业、跨企业的 DPP 信息查询和共享。2.产品数字护照的管理过程(1)DPP 的发行 产品数字护照的发行过程须关注申请、认证和发行等主要流程。申请阶段,产品制造商或品牌方是过程主体,根据特定于产品的 DPP数据模板或数据标准发起注册申请,依托标识写入产品相关数据信息并附加相关认证证书或证明材料,并进一步向授权的 DPP 注册管理中心提交。认证阶段,一方面是对 DPP 数据的完整有效性认证,确认申
34、请企业是否准确、完整、有效地提供了特定产品的 DPP 体系化数据信息;另一方面是对 DPP 数据的真实合理性认证,确认申请企业提交 DPP 数据模板中的全部数据或受关注的关键核心数据(如材料效率、碳足迹等)是否真实有效,开展 DPP 数据认证的第三方机构应根据相关要求制定具体的认证技术规范和实施规则等。发行阶段,授权的各级 DPP 注册管理中心是过程主体,规定 DPP 注册管理办法、编码规则、数据模板等内容,受理 DPP 注册申请,审定 DPP 数据认证结果,实施 DPP 注册发行,并将相关注册发行信息同步上级部门。(2)DPP 的存储 产品数字护照的存储须立足可信存证需求,支撑国际互认体制机
35、制建设。正如人类护照的信息与自身身份的强关联,DPP 一旦发行,也将作为产品在流通过程中的关键身份证明,DPP 的存储需要必须保证相关数据可信存证、不可篡改。区块链技术的去中心化、不可篡改、产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)15 公开透明等特点,与产品数字护照数据的存储需求天然耦合,是最能保障 DPP 安全可信存储的实施路径之一。可以依托区块链基础设施实现 DPP 数据的上链存证和多方共识背书,加快突破一批 DPP 可信存证配套技术标准,包括但不限于 DPP 上链智能合约、数据加密方法、数字指纹(哈希)、分布式存储等,根据产业实际考虑具体的存证内容和对象,可以是 DPP 全部数
36、据,也可以是部分关键数据、认证证书或标识解析地址等。欧盟委员会在 2023 年 3 月发布的 20232024 年数字欧洲工作计划将 DPP 列为专项工作之一,强调 DPP 将与 欧 洲 区 块 链 服 务 基 础 设 施(European Blockchain Services Infrastructure,EBSI)的分布式账本技术的耦合适配。“星火链网”等我国自主可控区块链基础设施已经启动建设,可以此为基础探索与EBSI 对接机制,在保障数据安全的基础上拓展中欧互认路径。(3)DPP 的核验 产品数字护照的核验须统筹兼顾身份认证、访问控制,以及安全准确、时间敏感。如同个人在海关核验护照信
37、息、在酒店核验身份证信息一样,DPP 的核验通常是其最主要的应用场景。一方面,从核验的对象来看,由于 DPP 数据涵盖产品全生命周期的特性数据,系统性强、敏感度高,必须保障不同对象在核验 DPP 时的身份认证和访问控制。按照权限的从高到低,包括但不限于向厂商及其供应链内部开放的动态信息、向主管部门开放的监管与合规信息、向售后支持或回收人员开放的产品维护信息,以及向社会公众开放的公开信息。另一方面,从核验的过程来看,由于各类产品数量种类丰繁且往往批量产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)16 过检,核验过程对实时性、准确性、可靠性要求很高,必须保障核验过程的安全准确和时间敏感。合理设
38、计的 DPP 可验证凭证(DPP Verifiable Credentials,DPP-VCs)对于保障核验过程至关重要,可以结合具体情况考虑去中心化的数字身份解决方案,或是中心化的PKI/CA 服务适配情况。(4)DPP 的应用监管 产品数字护照的应用监管需要同时考虑与现有基础设施的耦合,以及与地方特点、行业特性的适配。原则上,DPP 的主要应用监管相关方包括但不限于主管部门、发证机构、持证机构、验证主体以及第三方数据认证机构等。一个全面高效的 DPP 应用监管体系包含的主要因素包括但不限于 DPP 数字基础设施、DPP 公共服务平台、面向监管需求的 DPP 应用系统,以及面向特定行业、产品
39、的 DPP 应用软件等。重点聚焦产品数字护照“唯一识别、高效汇聚”“可信存证、安全交互”两大核心需求,DPP 的应用监管体系的设计上可依托标识解析网络的提供产品数字护照的标识分配和数据查询能力,依托星火链网基础设施提供产品数字护照的身份存证和跨境认证能力,分层级建设 DPP 注册管理中心,搭建 DPP 公共服务平台,研究制定相关行业标准、数据模型、管理规范等,进一步开展面向电池、纺织品、钢铁、电子产品等具体行业的注册管理机构建设,推进行业试点示范。(三)产品数字护照(三)产品数字护照实施实施技术技术 1.产品数字护照实施技术体系总图 产品数字护照实施技术体系是支撑其功能实现、应用落地的整体产品
40、数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)17 技术结构,作为综合性的系统工程,需要将各类单一技术联系起来构建成相互关联、各有侧重的创新技术体系,在此基础上进一步考虑功能实现或系统建设所需重点技术集合。以工业互联网标识解析、区块链为代表的新一代信息技术与基础设施快速发展,支撑实现产品数字护照的能力内涵和作用效能。来源:中国信息通信研究院 图 6 产品数字护照实施技术体系 产品数字护照的实施的核心是通过更大范围、更深层次的数字连接实现对产业链供应链的绿色高质量全面感知,其技术体系由 DPP 传输、DPP 安全两方面基础技术,以及 DPP 生成、DPP 管理、DPP 应用三方面业务技术组成(图
41、 6)。基础技术构建了产品数字护照数据高效安全的传输系统。以 5G、WiFi 为代表的通信技术,提供更可靠、快捷、灵活的产品数字护照数据传输能力;以加密算法、身份认证、访问控制、隐私保护等为代表的安全技术,提供更稳固、可控、柔性的产品数字护照信息安全保障。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)18 业务技术勾勒了产品数字护照业务合理有效的运行框架。DPP 生成技术中,数据模型、元数据、数据空间等保障统一、兼容、标准化的产品数字护照数字模板和生成规则;传感、测量、识读、资产管理壳等技术为产品数字护照打造快速精准的数据采集路径;标识载体、标识编码、标识解析等技术为产品数字护照打造唯一标
42、识关联寻址方法。DPP 管理技术中,数据认证、合格评定分别保证产品数字护照数据质量与数据真实,电子印章、可信存证分别保证产品数字护照的有效授权与不可篡改;集中式存储、云存储、分布式存储与边缘存储互相结合为产品数字护照提供更低成本、更高效率的存储能力;数字身份与防伪技术为产品数字护照打造安全、高效、敏感的核验能力。DPP应用技术中,公共服务平台、注册管理中心的建设实现产品数字护照全面互联和广泛应用的闭环优化;跨境贸易对接、产品质量追溯、ESG数据治理等创造产品数字护照的泛在使用场景。2.产品数字护照实施重点技术发展概述产品数字护照实施技术体系要支撑其建设实施解决“在哪做”“做什么”“怎么做”的问
43、题,其核心在于推动重点技术前瞻性、率先性融入产品数字护照的建设实施中,进而带动发挥整体技术体系的赋能作用。随着新一代信息技术自身发展和面向产业实际的二次开发,标识解析、区块链、标识载体、资产管理壳、分布式存储以及数字身份等将成为产品数字护照后续发展的关键技术与组成内容。(1)标识解析技术工业互联网标识解析是工业互联网网络体系的重要组成部分,是产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)19 支撑工业互联网互联互通的神经枢纽。工业互联网标识解析由标识编码、标识载体、标识解析系统、标识数据服务等部分组成。标识编码能够唯一识别物料、机器、产品等物理资源和工序、软件、模型、数据等虚拟资源的身份符
44、号,类似于“身份证”。标识编码通常存储在标识载体中,包括主动标识载体和被动标识载体。标识解析系统能够根据标识编码查询目标对象网络位置或者相关信息的系统,对物理对象和虚拟对象进行唯一性的逻辑定位和信息查询,是实现全球供应链系统和企业生产系统精准对接、产品全生命周期管理和智能化服务的前提和基础。标识数据服务,能够借助标识编码资源和标识解析系统开展工业标识数据管理和跨企业、跨行业、跨地区、跨国家的数据共享共用。工业互联网标识解析发展近年来取得卓越成效。一方面,关键核心技术不断突破。随着我国工业互联网融合应用不断走深向实,标识解析在制造业研发设计、生产制造、运营管理等各个环节的延伸赋能也日益凸显。基础
45、软硬件服务性能大幅提升,面向大规模、广覆盖的标识服务安全连接能力不断增强;主动标识载体原型机初步研发完成,为现场级复杂环境下的可信实时数据采集提供创新技术手段;标识数据参考模型行业实践不断积累,为产业级异主异地异构数据的互操作提供重要标准依据。另一方面,核心基础设施逐渐完备。经过几年的节点建设,标识解析基础设施已初具规模(图 7),北京、上海、广州、武汉、重庆五大国家顶级节点稳定运行,超过 300 个二级节点上线运行,接入的企业节点数量超过 40 万家,覆盖 34 个行业,标识解产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)20 析服务覆盖范围大幅提升。来源:中国信息通信研究院 图 7 工
46、业互联网标识解析体系示意图 标识解析技术提供的关键的数据管理和标识化工具,使产品的数据更易于捕获、管理、存储和分享,可为 DPP 提供强大的数据支持。在采集方面,支持数字产品相关信息的数据采集,产品的标识编码可以与传感器技术结合,实时采集产品的状态和性能数据,这些数据可用于产品质量监控、产品追踪和供应链管理。在管理方面,标识编码赋予每个数字产品都能够得到唯一标识,这一标识不仅包括产品的基本信息,还能够关联到制造商、供应链、生产批次等关键信息,有助于实现 DPP 理解和管理产品的全生命周期数据需求。在发行和存储方面,被标识和编码产品信息可以被发行和注册到 DPP 系统中,产品信息实现全球范围内的
47、相关方访问,有助于确保数据的安全存储和可信追溯。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)21(2)区块链技术 区块链(Blockchain)技术是将数据以区块的形式存储,每个区块包含了一定数量的交易记录,同时链接前一区块的哈希值,构成不断增长的链条。建立一个去中心化的、不可篡改的数据存储系统(图8)。区块链的运作依赖于共识算法,例如工作量证明(Proof of Work,PoW)和权益证明(Proof of Stake,PoS),以确保网络中的所有节点就交易的合法性达成一致意见,以保证数据的安全与可信度。此外,区块链支持智能合约自动根据预定条件执行交易或操作,无需中介,从而提高了效率
48、和可靠性。在产品数字护照领域,区块链可以增强产品数据的可信度,允许多方共同验证产品数据的真实性和来源,进而实现全面、精准追溯,有助于识别和解决产品质量与环境问题。区块链基础设施的发展正朝着提高性能、实现跨链互操作性以及增强隐私和安全性等多个方向取得积极进展。一是区块链正持续进行扩容和性能优化,一些区块链项目采用 PoS 等新的高效共识算法,以提高网络的扩展性和性能,如闪电网络和 Rollups 的 Layer 2 解决方案被广泛用以实现更高的吞吐量和更低的交易费用。二是跨链互操作性,区块链生态系统越来越多样化,不同的区块链网络和项目之间需要实现互操作性,以促进价值和数据的无缝流动。三是隐私安全
49、性的增强,零知识证明和同态加密可以确保用户的个人信息和交易细节得到保护。同时,区块链安全性方面的研究也在不断进行,提升潜在的攻击和漏洞防护水平。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)22 来源:中国信息通信研究院整理 图 8 区块链技术示意图 区块链技术可以为 DPP 提供数据安全、可信度、追溯性和合规性等多重支撑,有助于改善产品质量数据管理水平、提升消费者信任度和行业监管效率。一是区块链提供分布式的、不可篡改的数据存储方式,每个区块链上的交易可以包含产品信息、制造商、供应链等相关数据,确保 DPP 信息的全面性和可追溯性。二是区块链可以生成唯一的标识符,如哈希值或数字签名,以确保
50、 DPP 的真实性和防止伪造,标识符可以在区块链上进行验证,核验 DPP 的来源和合法性。三是区块链的智能合约功能可以自动执行 DPP 监管规定,例如产品安全、质量或碳足迹等 ESG 要求,如果未达到规定标准,智能合约可以触发警报或禁止 DPP 流通。(3)标识载体技术 标识载体是指承载标识编码资源的标签,根据标识载体是否能够主动与标识数据读写设备、标识解析服务节点、标识数据应用平台等发生通信交互,可以其分为被动标识载体、主动标识载体两类。被动标识载体,一般附着在工业设备或者产品的表面以方便读卡器读取。在工业互联网中,被动标识载体一般只承载工业互联网标识产品数字护照(DPP)技术发展报告(20
51、23 年)23 编码,而远程网络连接能力缺乏(某些被动标识载体,如 RFID、NFC,只具备短距离网络连接能力),需要依赖标识读写器才能向标识解析服务器发起标识解析请求。如图 9 所示,常见的被动标识载体有一维条形码、二维条形码、RFID、NFC 等,其主要特征包括:一般附着在工业设备/耗材表面,标识信息易读取、易复制,但也容易被盗用和误用;网络连接能力有限,需要借助读写器向标识解析服务器发起标识解析请求;安全能力较弱,缺乏证书、算法和密钥等所需的必要安全能力(如安全存储区);经济成本低,适用于承载低价值、数量大的工业单品标识。来源:工业互联网标识解析 主动标识载体白皮书 图 9 常见被动标识
52、载体及其读写设备 主动标识载体,一般可以嵌入在工业设备的内部,承载工业互联网标识编码及其必要的安全证书、算法和密钥,具备联网通信功能,产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)24 能够主动向标识解析服务节点或标识数据应用平台等发起连接,而无需借助标识读写设备来触发。如图 10 所示,UICC、通信模组、MCU等都是主动标识载体的例子,其主要特征有:嵌入设备或产品内部,不容易被盗取或者误安装;具备网络连接能力,能够主动向标识解析服务器发起标识解析请求,支持被其承载的标识及其相关信息的远程增删改查;除了承载标识符,还具有安全区域存储必要的证书、算法和密钥,能够提供标识符及其相关数据的加密
53、传输、能够支持接入认证等可信相关功能。来源:工业互联网标识解析 主动标识载体白皮书 图 10 常见主动标识载体 DPP 旨在建立整个产品生命周期中质量、安全与 ESG 等方面数字记录,监管方、供应链上下游、消费者在内的相关方都可以根据自身权限查询该类信息,从而更好理解产品和与其生态设计水平。标识载体是特定产品与其 DPP 信息之间数据连接的物理形态,因此如何通过标识载体识读DPP信息至关重要。一种是通过在产品上粘贴DPP被动标识载体,如二维码头,通过扫码、解析获取既有 DPP 信息和数据;另一种为采用主动标识载体,如在产品中嵌入安全芯片,以主动读取方式实时采集 DPP 信息和数据,以追踪各种消
54、费品中使用的组件和原材料的来源,更精细地实现对行业产品全生命周期的数字化UICC 卡 MCU 模组 终端 产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)25 管理。(4)资产管理壳技术 资产管理壳(Asset Administration Shell,AAS)是一个资产的数字表示,用于全面描述特定资产的各种信息和功能(图 11),其主要要素包括以下几个方面:一是子模型组成,AAS 由多个子模型组成,每个子模型描述了资产的不同方面,如特征、属性、状态、能力等,这些子模型协同工作,提供对资产的全面描述。二是跨领域连接,AAS允许使用不同的通信渠道和协作方式来建立联系,实现资产与分布式数字化场景
55、之间的互联,进而与其他资产、系统或服务进行交互,以支持更广泛的应用。三是结构化定义,AAS 通过元模型和序列化映射来定义结构,元模型定义了 AAS 整体结构和组成部分之间的关系,序列化映射定义了 AAS 的信息编码和传输方式,这种结构化定义可保障 AAS 的互操作性。四是多领域适用性,AAS 适用于各种资产管理,它可以包括与资产的安全性、安装、生命周期管理、性能、节能环保等相关的描述信息。五是易于定位,用户能够根据特定属性或需求查找相关资产,从而实现对资产管理壳的高效搜索和发现。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)26 来源:德国工业 4.0 平台,中国信息通信研究院整理 图 1
56、1 资产管理壳(AAS)的组成示意图 AAS 的概念在工业互联网和智能制造中得到广泛应用。制造业企业正在将 AAS 用于数字化生产过程、设备监控、资产维护和生命周期管理,从而提升效率、降低成本,提高产品质量。在标准制定方面,目前德国龙头企业依托国际电工委员会(IEC)等机构已经开始制定与 AAS 相关的国际标准,围绕 AAS 和数字孪生的技术融合,以及在制造业、能源、物流等领域的应用实践开展标准制定和推广。在生态推进方面,龙头企业围绕资产管理壳平台本身以及在“云-边-端”侧的各种支持工具和服务打造系列服务,包括 AAS 的创建、管理、监控工具,以及 AAS 相关的应用程序和解决方案,更全面的
57、AAS 生态系统正在产业界逐渐形成。资产管理壳技术可以对DPP实施过程中的数据标准化和数据规范化起到关键的支持作用。首先,在总体架构上 AAS 提供一种统一的数据模型,包括描述 DPP 各个方面的标准数据字段,例如产品特性、参数、状态、制造过程、碳足迹、材料效率等,这种标准化模型可确保不同厂商的产品信息能够以一致的方式进行表示,减少了数据的混淆和不一致性,促进不同产品的数据能够在供应链中无缝共享和协作。其次,在具体实施上 AAS 可以使用元模型和序列化映射来定义 DPP的结构,这为数据规范化提供了基准框架,进而保障 DPP 数据的一致性和格式的标准化。例如,不同产品、行业和应用场景中,可以使用
58、相同的元模型和序列化规范来定义其 DPP 的结构,从而确保其数产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)27 据以相同的方式进行组织和存储,系统性增强 DPP 的通用性与可扩展性。(5)分布式存储技术 分布式存储是将数据分散存储在多个物理位置或节点上,通过分布式架构可以提供高可用性、容错性、扩展性和数据冗余,确保数据安全和可靠性的技术(图 12)。分布式存储的主要技术内容包括数据分片和分布、数据冗余和备份、一致性验证与激励网络等。其中,数据分片和分布将数据切分成小块,分散存储在不同的节点上,系统提高数据的可用性和性能。数据冗余和备份将数据多次复制到不同的节点上,尽可能预防单点故障。数据
59、一致性验证确保数据在不同节点之间一致有效,以防止各个节点数据异常情况。激励网络为存储网络的各参与相关方提供动力和奖励,驱动和确保系统的有效运作和可持续发展。数据安全可信需求日益增长,分布式存储技术正积极拥抱去中心化模式。一是分布式存储生态持续扩大,利用数据分片技术降低参与分布式存储的用户门槛,吸引更多的参与者,促进形成更广泛的分布式网络,提高可用性、降低数据存储成本。二是存储激励机制不断优化,分布式存储技术与区块链的高度契合,共同为管理奖励、节点信誉、访问控制和安全性提供保障,进而提高整个分布式存储网络的可信度和持续性。三是加密和隐私保护措施不断增加,分布式存储网络依托零知识证明、同态加密等技
60、术,充分保障数据在存储传输过程中的安全性和隐私性。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)28 来源:中国信息通信研究院整理 图 12 分布式存储技术示意图 分布式存储技术可为 DPP 的海量产品数据提供稳定、可靠和高度安全的数据存储基础,支持 DPP 系统的可行性和高效性,同时确保产品信息的安全、持久和可追溯性。一方面,DPP 涉及的产品信息、制造信息、ESG、供应链记录等数据可以分散存储在多个节点上,降低单点故障引起的全局风险。另一方面,DPP 在实施过程中通常需要将对应的信息分发给不同的参与者,如制造商、供应商、零售商和消费者等,分布式存储技术可支持多地点、多主体数据存储,实现
61、快速数据分发,并确保数据传输和存储的高效性。此外,分布式存储支持可支持在分布式存储网络中对 DPP 的唯一标识符(如 ID、哈希值或数字签名)进行验证,提升 DPP 的真实性、合法性保障水平。(6)数字身份技术 数字身份包括分布式标识、可验证凭证和公钥基础设施,可以实现数据的安全、可控流转(图 13)。分布式标识(Decentralized 产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)29 Identifier,DID)是一种去中心化可验证数字标识符,用来代表人、机、物等物理实体或虚拟实体对象,不需要中央注册机构即可实现全球唯一性。可验证凭证(Verifiable Credential,
62、VC)是发证方使用自己的签名给目标对象的某些属性做背书而签发的描述性凭证,提供一种规范来描述实体所具有的某些属性,实现基于证据的信任传递。分布式公钥基础设施采用区块链作为底层支撑技术,通过加密算法来保护数据的方式构建分布式、受加密保护的数据库,为分布式标识公钥、分布式标识元数据文档的存储及属性凭证的验证提供可信来源。来源:中国信息通信研究院整理 图 13 数字身份整体架构 数字身份相关技术和产业正加速构建。在标准方面,万维网联盟(W3C)等多个标准化组织及开源社区都在积极开展数字身份标识相关技术的标准化研制工作。依照 W3C 推动的分布式标识符和可验证凭证规范,全球各国的企业和研究机构已经注册
63、提交了超过 103 种不同的技术实现方案。在生态方面,去中心化身份基金会(DIF)、重启可信网络工作组(RWOT)、结构化信息标准促进组织(OASIS)产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)30 等产业联盟不断探索配套工具设施的实现方法,完善数字身份产业生态要素。在应用方面,技术创新型企业都在积极探索数字身份的软件开发与应用试验,应用涉及产品追溯、学历认证、供应链金融等。DPP 等全生命周期产品数据流转的过程是数字身份重要应用领域。以 DPP 中最主要的 ESG 数据之一产品碳足迹为例,该过程涉及产品的整个生命周期,包括从原材料的开采、制造、运输、分销、使用到最终废弃阶段所产生的温
64、室气体排放量,数据多源异构、数据敏感度高,导致碳数据汇聚困难。借助区块链、分布式标识、可验证凭证以及隐私计算等技术,可以在不暴露供应链信息的前提下,实现碳足迹沿供应链可信流转(图 14)。当前,针对欧盟碳边境调节机制等对中国出口欧盟产品带来的潜在需求,西门子中国依托“星火链网”,打造了一套基于区块链、分布式数字身份、可验证凭证等技术的产品碳足迹追溯平台,可以在不暴露供应链信息情况下,实现碳数据可信流转和验证。来源:中国信息通信研究院整理 图 14 数字身份与可验证凭证在产品碳足迹中的业务流程示意图 产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)31 四、重点行业产品数字护照应用探索(一)(
65、一)新能源成国际热点赛道,电池护照打造领航先驱新能源成国际热点赛道,电池护照打造领航先驱 1.行业背景 一方面,我国电池产业发展态势良好,在国际市场占据主导地位。在碳达峰碳中和背景下,新能源赛道成为国际国内热点。全球动力电池产业呈现迅速增长态势,麦肯锡预测,锂离子电池的需求预计将以每年 33%的速度增长,到 2030 年将达到 4700 GWh 左右;与此同时,锂离子电池价值链将提供超过 4000 亿美元的收入机会;到 2030 年,全球总共需要建造至少 120 到 150 家新的电池工厂。我国锂电池总需求在 2025 年、2030 年的全球占比将分别达到 45%和 40%,国内企业竞争力明显
66、,宁德时代占据全球 1/3 以上市场份额且市占率保持相对稳定,“一超多强”局面已经形成。另一方面,我国电池产业面临数据基础欠完善问题,“电池护照”等数据导向的海外壁垒逐步加剧。电池产业链分散度较高,涵盖多个环节,包括材料供应、生产制造、整车应用等,各个环节使用的数据标准和收集方法不一致,导致数据分散和难以整合。电池制造商和企业出于商业敏感性的考虑,即便是面向政府监管系统仍然存在安全担忧和保留意见,产业链数据安全开放水平较低。以欧盟为主的中国电池出口国家,正加速谋划以数据导向的绿色贸易壁垒,意图逆转电池产品出口逆差、保护本土企业和实现产业回流。电池成为欧盟首个强制执行DPP管理要求的行业。202
67、3年8月,新的欧盟电池和废电池法规正式生效,要求自 2027 年 2 月起,产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)32 在欧盟流通和交易的要求容量超过 2kWh 的可充电工业电池、LMT电池和 EV 电池必须提供电池护照。鉴此,我国电池行业必须抓紧时间窗口做好应对准备。2.产业分析 我国动力电池产业链完整且具有先发优势,动力电池出货量位居全球首位。就动力电池行业全产业链而言,可以从上至下分为能源金属生产、电池材料生产、电池及电池系统生产、整车应用,以及回收利用等内容(图 15)。能源金属的生产主要涉及锂、镍、钴、锰、铝等矿产资源的加工制造,形成符合电池生产要求的原材料。电池材料生产
68、主要涉及正极、负极、电解液、锂电铜箔、隔膜等典型中间材料的生产制造。电池及电池系统的生产主要涉及将电池材料生产为电芯、将电芯集成为模组,并进一步开发形成动力电池系统等。整车应用是将动力电池与电池组适配应用在新能源汽车并销售的过程。电池回收利用涉及报废机动车回收拆解、动力电池梯次利用、动力电池再生利用等。就电池 DPP 运行而言,动力电池及系统制造商是主要数据来源和相关方,出口需求旺盛,具备产业链承上启下、推动电池生命周期数据管理的潜力。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)33 来源:中国信息通信研究院整理 图 15 动力电池产品产业链示意图 实施思路上,电池 DPP 相关工作可围
69、绕以下 4 个方面展开。一是跟踪研究国际规则,包括研究以美欧为主的法规细则、国际指标体系,积极反馈我国作为动力电池大国的意见和声音。二是研究建立自主可控电池 DPP 体系,包括分阶段设计关键指标、制定科学合理的核算与披露规则、增加电池数据存储、交互与治理水平、构建后市场溯源体系和工具平台等。三是积极推动中欧互认,实质性参与国际标准制定与认证规则研究,加强数据审核与认证机制互信。四是先行试点示范,遴选试点企业,征集良好实践,加强宣传推广,形成可复制推广案例。3.相关行业案例 全球电池联盟电池护照3 全球电池联盟(Global Battery Alliance,GBA)是由世界经济论坛最初发起,于
70、 2017 年成立的国际性组织。目前,该组织已吸引超过120 多家企业、政府和非政府机构加入,旨在 2030 年前推动建立一个可持续、负责任、公正的全球电池产业链。GBA 将电池护照概念化为一项提高整个电池价值链透明度的框架,建立可持续性和生命周期要求信息的物理电池数字孪生。在设计上,GBA 电池护照通过收集、交换、整理和报告所有生命周期利益相关者之间关于材料来源、电池化学成分、制造历史、可持续性能的可 3 全球电池联盟电池护照:https:/www.globalbattery.org/battery-passport/产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)34 信数据,基于标准化
71、、可比和可审计性,提升全球电池价值链的透明度。来源:全球电池联盟官网 图 16 全球电池联盟关于特斯拉的电池护照试点 2023 年 1 月 18 日,在瑞士举行的达沃斯世界经济论坛上,GBA首次发布了特斯拉、奥迪的 3 款电池护照概念验证成果(图 16)。从概念验证来看,对电池各类信息覆盖比较全面,包含了电池信息(Battery)、材料信息(Material)、环境社会责任和公司治理信息(ESG)、数据源信息(Data)四个大组 46 类数据信息。未来,GBA将以电池护照概念验证为基础,全面推进有关工作:一是全球性报告框架,用于管理整个电池价值链中 ESG 参数的衡量、审计和报告规则;二是电池
72、数字 ID,包含有关 ESG 性能、制造历史和来源数据、延长电池寿命和实现回收利用的数据信息;三是信息系统协同,协调整个价值链将数据报告到电池护照中;四是电池数字平台,在所有授权相关方之间收集、交换、整理和报告数据,以推进动力电池和工业产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)35 电池的可持续价值链;五是电池质量印章,基于报告到平台的数据,促进消费者绿色消费。(二)(二)纺织行业绿色牵引强劲,产品护照纳入发展战略纺织行业绿色牵引强劲,产品护照纳入发展战略 1.行业背景 纺织行业自改革开放以来快速发展,我国已成为全球最大的纺织服装生产国、消费国和贸易国,纤维加工量约超全世界 50%,化
73、纤产量约占 70%,出口总额约占三分之一。当前,我国已完成从纺织大国到纺织强国的产业建设,拥有行业最为齐全的产业链配套,新时期如何实现纺织行业可持续发展,建立健全绿色低碳发展产业体系,促进行业双碳目标的实现,已经成为纺织行业重点思索的问题。一方面,纺织行业的能耗、水耗、劳力敏感,面临智能改造、绿色转型挑战;另一方面,循环和可再生纺织品要求不断提升,循环可再生经济成为纺织行业新的发展趋势。继电池护照之后,欧盟同样重点计划在纺织品领域加快 DPP 推广建设,2023 年 6 月 9 日,欧洲议会通过了关于欧盟可持续和循环纺织品战略的决议,将数字化手段提升纺织品循环可持续水平作为重要转型路径,提出建
74、设纺织品产品数字护照,提供充分的可持续信息以便消费者据以选择,包括成分、材料、环境足迹及可修复性等。欧盟是中国纺织品重要的出口国之一,可持续纺织品及其 DPP 的研究和实施,一方面可促进行业加快数字化转型进程,另一方面将从产品流通管理的角度提升全球纺织产业链绿色化水平。DPP 将成为纺织行业绿色低碳发展未来最具影响力研究领域和实施抓手之一,推动纺产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)36 织行业数字化绿色化发展,助力行业生态设计与可持续水平提升,加速行业实现碳达峰和碳中和。2.产业分析 我国纺织行业产业链已发展成熟,产业链上游是棉、麻、毛、丝等天然纤维,以及化学纤维等原材料生产制造
75、,中游是纺纱、织布、染整、印花等纺织织造,下游是服装、家纺、产业用纺织品的加工制造等(图 17)。就纺织品 DPP 的运行而言,行业上游和中游是主要数据来源和相关方,尤其是大体量的纺织龙头企业,业务涵盖原材料、印染织造、成衣加工等全部产业链,部分化纤企业更是延伸到化工原料上游,一方面自身对纺纱、织布、染整数据统筹聚合能力较强,另一方面可以依托自身数字化基础帮助下游出口型中小企业做好成衣DPP 建设工作。来源:中国纺织工业联合会,中国信息通信研究院整理 图 17 纺织产品产业链示意图 实施思路上,纺织 DPP 的推进建议通过市场化要求,驱动终端品牌企业牵引,以数绿协同的绿色纺织产品商业模式构建生
76、态循环。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)37 纺织产品 DPP 数据指标体系框架,建议统筹考虑可持续纺织品、绿色设计产品等国际国内综合需求,包括但不限于纺织产品信息、原材料信息、生产过程信息、回收利用过程信息以及 ESG 信息方面。依托行业协会行业工作基础和社会公信力,推进完善可持续纺织品评价指标体系,建设纺织企业产品数字护照管控与评估平台,研究纺织产品 DPP 参考架构、数据模型与元数据等内容。依托标识解析系统对生产设备、原材料、纺织产品等要素进行唯一标识,关联查询相关数据,构建纺织产品全生命周期绿色数字孪生,实现纺织企业生产全过程的质量、环境数据监测、统计、对标,支撑纺织
77、企业对内提升绿色制造水平、对外提升国际贸易竞争力。3.相关行业案例 纺织行业绿色发展服务平台4 纺织企业的产品品种众多,生产工序多变,导致许多节能服务单位或机构在开展节能诊断或节能服务过程中针对性不强,起到的效果不明显,影响到纺织企业节能诊断工作。为满足企业节能需求,持续提升能效水平,推动行业绿色发展,针对纺织企业节能诊断的特点,中国纺织工业联合会开发了纺织行业绿色发展服务平台(Factory Assessment&Improvement System,FAIS),并利用平台对纺织企业开展在线节能诊断。FAIS 系统一方面能帮助纺织工厂识别企业在能源管理和用能方面的短板,可以从中获取适宜的解决
78、方案和最佳实践案例,从而持续 4 FAIS 平台:https:/ 年)38 改善弱势,加速绿色转型;另一方面,FAIS 系统也可作为行业主管单位及政府部门针对纺织企业工厂环境管理绩效的评价工具,为全面评估行业能源管理现状以及能源利用水平,为制定行业规范标准提供有力的数据支撑,为纺织行业 DPP 推进工作奠定了基础。绿色纤维制品可信平台5 2023 年 3 月,国家先进功能纤维创新中心发布了“绿色纤维制品可信平台”(STCP),依托工业互联网与区块链基础设施,初步构建形成了循环再生纺织品从瓶片回收到服装织造、从纤维到终端产品的可信追溯体系,为纺织行业 DPP 的推进实施初步奠定了基础。STCP
79、通过对瓶片厂、切片厂、纱线厂、面料厂、成衣及品牌商提供轻量应用(图 18),进行数字化转型升级和在线交易的同时,实现生产数据、仓储数据、物流数据、交易数据的可信上链。最终实现从采购、原料入出、生产消耗、丝饼、箱、成品入出、发票、绿色认证的数据透明上链。通过平台的数字化应用,进行数字化可信升级,按平台的标准进行生产、出入库、物流等操作,向平台授权实时、可信、有效的数据。5 绿色纤维制品可信平台(STCP):http:/ 年)39 来源:国家先进功能纤维创新中心 图 18 绿色纤维制品可信平台(STCP)示意图 目前,平台正在进行第一阶段实厂内测,完成基础数据的搭建,打造从废料回收,到面料的完整可
80、信链路,通过打造可信标杆,基于可信质量的统一要求,建设再生化纤数字化品牌,建设数字化可信标准,实现生产、流通和交易的标准接入,搭建行业平台架构,上架数字化可信服务。平台将进行外部拓展与内涵延伸,持续完善功能,扩展服务内容,通过数字化可信改造逐步深入,通过顶层设计,完善数字化可信解决方案,实现从产业链的数据可信接入,进而赋能整个产业链数字化转型升级,维护绿色纤维、纺织品市场秩序。(三)(三)钢铁行业面临降碳压力,精准数据管理亟需抓手钢铁行业面临降碳压力,精准数据管理亟需抓手 1.行业背景 全球钢铁行业绿色低碳转型成为主旋律,一方面,钢铁行业将面临从碳排放强度的“相对约束”到碳排放总量的“绝对约束
81、”的转换;另一 方 面,欧 盟 碳 边 境 调 节 机 制(Carbon Border Adjustment Mechanism,CBAM,又称“碳关税”)已经推行,钢铁行业作为 CBAM产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)40 重点涉及领域,对于全生命周期碳数据管理提出新的更高要求。从国际看,欧盟 2023 年 2 月底就优先实施产品可持续生态设计与产品数字护照的产品清单公开征求意见,其中钢铁、有色金属、铝、塑料和聚合物、纸、玻璃等高环境负荷的中间产品列入优先清单。预计到 2030 年,欧盟市场上除食品、饲料和医药产品以外,包括钢材产品及钢材下游终端产品的所有产品都要满足数字产
82、品护照的要求。未来,所有在欧盟生产或销售的钢材产品、钢材下游终端产品,包括出口到欧盟的产品,都须收集产品生命周期相关的强制性数据,包括从原材料到消费使用,再到材料回收的全流程。从国内看,随着全国发电行业碳交易市场的建立,钢铁行业也将在条件成熟之际被纳入全国碳市场。三部门关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见(工信部联原20226 号)指出支持构建钢铁生产全过程碳排放数据管理体系,参与全国碳排放权交易。该工作核心是碳排放数据体系框架的构建、碳排放数据高效采集,以及碳排放数据的可信存证。推动建立钢铁生产全过程碳排放数据管理体系,基于标识解析、区块链等技术发展钢铁产品 DPP,可以支撑保障钢铁行业组织
83、层面、产品层面碳排放数据实时、真实、有效流转。2.产业分析 钢铁产业链主要有长流程、短流程两种,长流程总体分为原料制造、钢铁冶炼制造、应用市场三个部分,短流程总体分为钢铁冶炼制造、应用市场两个部分(图 19)。就钢铁 DPP 的运行而言,钢铁生产企业是 DPP 主要数据来源和相关方,作为产业链中体量最大、龙产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)41 头性最强的一方,可释放更强的集成数据、建立溯源管理体系的潜力。来源:冶金工业规划研究院,中国信息通信研究院整理 图 19 钢铁产品产业链示意图 其实施思路上,钢铁产品 DPP 数据指标体系建议优先以“必要性”“可行性”原则出发,考虑钢铁
84、产品信息、原燃料信息、生产过程信息以及 ESG 信息等方面。可将数智化低碳化结合改进作为钢铁 DPP建设主线,研究建立基于工业互联网标识解析的钢铁企业碳排放全过程智能管控与评估平台,为获取钢铁产品 DPP 数据提供重要路径。通过标识解析系统对生产设备、原燃料、钢材产品进行唯一标识,关联查询到企业内不同系统中,以及上下游相关的数据,构建钢材产品在产业链全生命周期数字孪生,实现碳素流可视可管可控以及钢铁企业生产全过程的碳排放监测、统计、对标,支撑企业开展碳排放水平、碳足迹和全生命周期碳排放的分析研究。以碳效率为核心优化生产工艺及管理,实现生产工序碳排放过程目标管控、碳排放预警管控及减碳降污协同管控
85、。产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)42 3.相关行业案例 中国钢铁行业 EPD 平台 作为碳排放密集型行业,钢铁行业面临巨大的碳达峰碳中和倒逼压力。作为工业发展的基础材料,钢铁产品对下游产业的环境绩效具有非常大的影响。已发布的钢铁相关环境产品声明(Environmental Product Declaration,EPD)大多都是以自我声明的形式对外公告,难以适应国际层面碳关税压力逐步加码的要求,钢铁行业迫切需要发布权威公正、国际认可的环境产品声明。基于此,中国钢铁工业协会组织领导、中国宝武等企业共同参与、欧冶云商股份有限公司建设并运维、面向社会公众开放了行业级 EPD 公共
86、服务平台中国钢铁行业EPD 平台6,于 2022 年 5 月 19 日在北京正式发布。该平台能够提供基于国际标准 ISO 14025,对产品全生命周期的环境数据和信息进行规范格式的报告,并通过第三方机构予以验证。平台运行一年来发展成效显著,用户注册量、报告发布量、报告发布种类增长快速。截至 2023 年 5 月,平台注册用户数量已经达到1900 余家,其中沃尔沃、舍弗勒等下游用户占注册用户的 57%;单月最高注册量超过 200 个,发布报告 35 份,其中钢铁产品 29 份、铁矿石 6 份;发布单位除了宝武系企业外,还包括鞍钢、首钢、沙钢、包钢、酒钢等多家钢企,报告累计下载量超过 4000 次
87、。同时,产品种类规则(Product Category Rule,PCR)的种类也在不断增加,目前除了钢铁产品之外,增加了铁矿石产品、球团产品等,未来还将增加 6 中国钢铁行业 EPD 平台:https:/www.cisa- 年)43 镁、铝以及建筑用钢、特殊钢等 PCR。该平台在钢铁全生命周期数据汇聚、关键数据认证等方面具备的工作基础可为钢铁产品 DPP 体系建设奠定基础。五、有关对策建议(一)(一)加强统筹谋划加强统筹谋划,推进顶层设计推进顶层设计与与规划规划 建议持续研究欧盟产品数字护照政策规划、标准制定、推进模式与协同方式等,强化工业和信息化、商务、市场监管及海关等主管部门联动配合,明
88、确牵头组织与协作机制,提升产品全生命周期数字化绿色化水平。把握窗口、先手储备、打“组合拳”,在与产品数字护照有关的绿色制造、数据流通、出口贸易、合格评定等领域,加快研究完善一揽子政策与行动计划,以期妥善应对贸易壁垒风险。(二)(二)夯实基础设施,研究关键技术与标准夯实基础设施,研究关键技术与标准 建议深化 5G、工业互联网、云计算、区块链、大数据中心等新型基础设施建设,立足“唯一识别、高效汇聚”“可信存证、安全交互”核心需求,实施我国产品数字化工程。推进产品数字护照数据模型、采集、标识、存储、核验、交互等关键技术标准研发和应用转化,做好产品全生命周期数据信息安全保护、可信存储与精准追溯,以期防
89、范化解数据跨境风险。(三)(三)推动国际互认,探索低成本适应路径推动国际互认,探索低成本适应路径 建议优先以“互认”代替“接入”作为我国产品数字护照总体适应路径,推动基础设施国际对标、合格评定国际认可,实现解决方案与产品数字护照(DPP)技术发展报告(2023 年)44 技术服务整合化、本土化。推动产品数字护照算力共享和服务融通,支持建设产品数字护照管理中心、试点网络、公共服务平台、人才培养体系。面向电池、纺织品、钢铁等重点行业,优先在江苏、广东、上海等有条件、基础好的地区开展一批产品数字护照试点示范,加大宣传引导力度,通过政策引导和项目支持探索行业具体适应路径,以期统筹降低企业合规成本。中国信息通信研究院中国信息通信研究院 工业互联网与物联网研究所工业互联网与物联网研究所 地址:北京市海淀区花园北路地址:北京市海淀区花园北路 52 号号 邮编:邮编:100191 电话:电话: 传真:传真: 网址:网址: