研究首次定量揭示全球鋰電池供應鏈“價值—排放”悖論

在全球碳中和目標驅動下，鋰離子電池作為能源轉型和交通電氣化的核心技術，其市場規模迅速擴張。然而，這一“綠色產業”的背后，其自身的全球化產業鏈條也隱藏著碳排放。從上游資源開采、中游材料精煉到下游電池制造以及循環利用，鋰電池供應鏈地理上的高度分散，不僅導致碳排放分布不均，也使得碳足跡核算與管控變得異常復雜，對全球協同減碳構成了嚴峻挑戰。

10月22日，由北京工業大學“資源環境與循環經濟”交叉學科吳玉鋒教授團隊牽頭合作的研究成果，發表在《自然》期刊上。該研究的核心創新在于率先構建了“鋰電池全生命周期可計算一般均衡（LCCGE）模型”，首次將生命周期評價的微觀技術細節與可計算一般均衡模型的宏觀經濟動態相結合，從而精準模擬出不同政策、技術及貿易策略對全球供應鏈經濟效益與環境足跡的連鎖效應。

基于此模型，研究團隊首次定量揭示了全球鋰電池供應鏈中的“價值—排放”悖論：附加值較低的采礦環節，以18.78%的經濟價值貢獻，產生了38.52%的碳排放；附加值較高的正極材料生產環節，以34.82%的排放，創造了42.56%的經濟價值。這一結構性失衡表明，產業鏈脫碳的關鍵在于制造環節的重點治理，并迫切需要挖掘循環經濟的減排潛力。通過對上千種復雜情景的系統性模擬研究，研究團隊提出了一種實現產業深度脫碳的最優路徑，即“全球協同+區域定制”的綜合性戰略框架，建議各國在技術、貿易和環境政策上展開跨區域合作，同時根據自身在供應鏈中的角色量身定制各自的循環經濟策略。

全球鋰電池供應鏈未來經濟產出與碳排放趨勢預測

循環經濟策略的系統性分析      課題組供圖

該研究系統性地揭示了全球鋰電池供應鏈脫碳過程中，經濟效率與區域公平之間的復雜權衡關系，為全球治理提供了超越單一視角的綜合決策依據。基于研究提出的最優策略框架，預計到2060年全球鋰電池供應鏈的平均排放強度可降低35.87%。同時，也為該戰略框架的落地實施提出了具體抓手，強調需要建立一個覆蓋鋰電池全生命周期的全球大數據，推行統一的碳足跡核算方法與標準。該成果不僅為全球鋰電池復雜供應鏈的深度脫碳提供了科學藍圖，也為引領全球鋰電池綠色產業鏈重塑貢獻了基礎研究力量。

北京工業大學青年教師翟夢瑜為論文第一作者，該研究在國家自然科學基金等支持下完成。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09617-4