給鋰電池供應鏈裝上“智能大腦” | 科技前線

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。

近日，中國科學院廣州能源研究所團隊聯合北京工業大學等單位，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與宏觀經濟的動態運行有機整合。這一突破使得模型能夠精確模擬各類政策、技術創新以及貿易策略對全球供應鏈所產生的經濟效益與環境影響的連鎖反應。

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，研究者得以系統評估不同情境下全球供應鏈在經濟效益與環境足跡方面的綜合表現，為低碳轉型與可持續發展提供科學依據。

▲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%的采礦環節，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節是脫碳關鍵，循環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“負擔轉移”。

▲不同循環利用情景下的區域和部門排放變化

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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，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。該戰略框架建議各國跨區域合作的同時，依據自身供應鏈角色定制循環經濟策略。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%。

▲四種區域合作方案下的排放強度變化

▲循環經濟策略的系統性分析

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引領全球鋰電池產業鏈“綠色變革”

研究為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。該體系將為構建公平的國際治理框架、促進循環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