在全球碳中和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，鋰離子電池作為能源轉(zhuǎn)型核心技術(shù)，其全球化產(chǎn)業(yè)鏈隱藏著碳排放難題。供應(yīng)鏈的地理分散導(dǎo)致碳排放分布不均，碳足跡核算與管控復(fù)雜，給全球協(xié)同減碳帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

近日，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所團(tuán)隊(duì)聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)等單位，率先構(gòu)建“鋰電池全生命周期可計(jì)算一般均衡（LCCGE）”模型，為破解這一難題提供了全新工具。

▲全球鋰電池供應(yīng)鏈2018年至2022年累積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出與溫室氣體排放

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給供應(yīng)鏈算碳賬的“智能大腦”

LCCGE模型首次實(shí)現(xiàn)了生命周期評(píng)價(jià)與可計(jì)算一般均衡模型的深度融合，將微觀層面的技術(shù)細(xì)節(jié)與宏觀經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行有機(jī)整合。這一突破使得模型能夠精確模擬各類政策、技術(shù)創(chuàng)新以及貿(mào)易策略對(duì)全球供應(yīng)鏈所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境影響的連鎖反應(yīng)。

該模型如同一個(gè)“智能大腦”，不僅能穿透產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜表象，更能揭示碳排放與經(jīng)濟(jì)價(jià)值之間深層次的關(guān)聯(lián)。借助LCCGE模型，研究者得以系統(tǒng)評(píng)估不同情境下全球供應(yīng)鏈在經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境足跡方面的綜合表現(xiàn)，為低碳轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

▲全球鋰電池供應(yīng)鏈未來(lái)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出與溫室氣體排放趨勢(shì)預(yù)測(cè)

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解密“價(jià)值—排放”失衡

模型首次定量揭示了全球鋰電池供應(yīng)鏈中的“價(jià)值—排放悖論”：附加值僅占18.78%的采礦環(huán)節(jié)，卻產(chǎn)生38.52%的碳排放；貢獻(xiàn)42.56%經(jīng)濟(jì)價(jià)值的正極材料生產(chǎn)，碳排放占比34.82%。

這種結(jié)構(gòu)性失衡清晰指向制造環(huán)節(jié)是脫碳關(guān)鍵，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的減排潛力亟待挖掘。同時(shí)，模型通過上千種情景模擬證實(shí)，單一減排政策效果有限且易引發(fā)“負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移”。

▲不同循環(huán)利用情景下的區(qū)域和部門排放變化

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全球減碳的“協(xié)同處方”

研究系統(tǒng)性地揭示了全球鋰電池供應(yīng)鏈脫碳過程中，經(jīng)濟(jì)效率與區(qū)域公平之間的復(fù)雜權(quán)衡關(guān)系，如同給全球減碳開了一副精準(zhǔn)“處方”，為全球治理提供了超越單一視角的綜合決策依據(jù)。

研究提出了一種實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)深度脫碳的最優(yōu)路徑，即“全球協(xié)同+區(qū)域定制”的綜合性戰(zhàn)略框架。該戰(zhàn)略框架建議各國(guó)跨區(qū)域合作的同時(shí)，依據(jù)自身供應(yīng)鏈角色定制循環(huán)經(jīng)濟(jì)策略。預(yù)計(jì)到2060年，可使全球鋰電池供應(yīng)鏈平均排放強(qiáng)度降低35.87%，中國(guó)減排潛力達(dá)42.35%。

▲四種區(qū)域合作方案下的排放強(qiáng)度變化

▲循環(huán)經(jīng)濟(jì)策略的系統(tǒng)性分析

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引領(lǐng)全球鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈“綠色變革”

研究為戰(zhàn)略框架的落地實(shí)施提出了具體抓手，強(qiáng)調(diào)需要建立一個(gè)覆蓋鋰電池全生命周期的全球大數(shù)據(jù)，推行統(tǒng)一的碳足跡核算方法與標(biāo)準(zhǔn)。該體系將為構(gòu)建公平的國(guó)際治理框架、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)轉(zhuǎn)移奠定基礎(chǔ)，從而確保全球在追求氣候目標(biāo)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)包容和公正的發(fā)展。

該成果不僅為全球鋰電池復(fù)雜供應(yīng)鏈的深度脫碳提供了科學(xué)藍(lán)圖，也為引領(lǐng)全球鋰電池綠色產(chǎn)業(yè)鏈重塑貢獻(xiàn)了基礎(chǔ)研究新動(dòng)能。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09617-4

作者：袁浩然 顧菁 劉澤健

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所

責(zé)任編輯：曹旸