在全球碳中和目標驅動下，鋰離子電池作為能源轉型核心技術，其全球化產業(yè)鏈隱藏著碳排放難題。供應鏈的地理分散導致碳排放分布不均，碳足跡核算與管控復雜，給全球協同減碳帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

近日，中國科學院廣州能源研究所團隊聯合北京工業(yè)大學等單位，率先構建“鋰電池全生命周期可計算一般均衡（LCCGE）”模型，為破解這一難題提供了全新工具。

▲全球鋰電池供應鏈2018年至2022年累積經濟產出與溫室氣體排放

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給供應鏈算碳賬的“智能大腦”

LCCGE模型首次實現了生命周期評價與可計算一般均衡模型的深度融合，將微觀層面的技術細節(jié)與宏觀經濟的動態(tài)運行有機整合。這一突破使得模型能夠精確模擬各類政策、技術創(chuàng)新以及貿易策略對全球供應鏈所產生的經濟效益與環(huán)境影響的連鎖反應。

該模型如同一個“智能大腦”，不僅能穿透產業(yè)鏈的復雜表象，更能揭示碳排放與經濟價值之間深層次的關聯。借助LCCGE模型，研究者得以系統(tǒng)評估不同情境下全球供應鏈在經濟效益與環(huán)境足跡方面的綜合表現，為低碳轉型與可持續(xù)發(fā)展提供科學依據。

▲全球鋰電池供應鏈未來經濟產出與溫室氣體排放趨勢預測

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解密“價值—排放”失衡

模型首次定量揭示了全球鋰電池供應鏈中的“價值—排放悖論”：附加值僅占18.78%的采礦環(huán)節(jié)，卻產生38.52%的碳排放；貢獻42.56%經濟價值的正極材料生產，碳排放占比34.82%。

這種結構性失衡清晰指向制造環(huán)節(jié)是脫碳關鍵，循環(huán)經濟的減排潛力亟待挖掘。同時，模型通過上千種情景模擬證實，單一減排政策效果有限且易引發(fā)“負擔轉移”。

▲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“協同處方”

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

研究提出了一種實現產業(yè)深度脫碳的最優(yōu)路徑，即“全球協同+區(qū)域定制”的綜合性戰(zhàn)略框架。該戰(zhàn)略框架建議各國跨區(qū)域合作的同時，依據自身供應鏈角色定制循環(huán)經濟策略。預計到2060年，可使全球鋰電池供應鏈平均排放強度降低35.87%，中國減排潛力達42.35%。

▲四種區(qū)域合作方案下的排放強度變化

▲循環(huán)經濟策略的系統(tǒng)性分析

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引領全球鋰電池產業(yè)鏈“綠色變革”

研究為戰(zhàn)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(tǒng)一的碳足跡核算方法與標準。該體系將為構建公平的國際治理框架、促進循環(huán)經濟技術轉移奠定基礎，從而確保全球在追求氣候目標的同時實現包容和公正的發(fā)展。

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(yè)鏈重塑貢獻了基礎研究新動能。

論文鏈接：

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

作者：袁浩然 顧菁 劉澤健

來源：中國科學院廣州能源研究所

責任編輯：曹旸