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锂循环可计算一般均衡模型
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井冈山大学,首次发表Nature论文
生物世界· 2025-10-23 18:00
文章核心观点 - 锂离子电池供应链存在显著的“价值-排放悖论”,上游采矿环节经济价值占比低但碳排放占比高[4][8] - 单纯依靠回收利用对减少碳排放的效果有限,需通过全球合作与本地化策略相结合的环境、技术和贸易杠杆实现协同减排[4] - 为复杂全球供应链的脱碳提供了分析框架和蓝图,强调深度且公平的转型需要综合多层级策略[4][22] 供应链碳足迹困境 - 锂离子电池市场预计从2020年的300亿美元增长至2030年的1800亿美元[6] - 电池生产过程中的碳足迹可能抵消其使用阶段的环保收益,全球供应链地理分布分散给碳核算和减排管理带来挑战[6] 价值-排放悖论 - 上游采矿贡献18.78%的经济价值却产生38.52%的碳排放,下游正极材料生产创造42.56%的经济价值仅产生34.82%的排放[8] - “锂三角”国家(玻利维亚、智利、阿根廷)的采矿活动占供应链总排放的9.01%,仅贡献4.74%的经济产出[8] - 回收部门以5.15%的经济价值贡献仅0.28%的排放,显示出巨大减排潜力[8] 地理分布与碳不平等 - 中国是主导性的生产型排放中心,占全球总排放的51.40%[11] - 欧盟和美国是主要的隐含碳净进口国,欧盟基于消费的排放是其基于生产的出口排放的六倍多[11] - 中国和澳大利亚-新西兰等资源丰富国家是主要的净出口国,中国的出口排放远超其进口排放[11] 创新研究方法 - 研究团队开发了锂循环可计算一般均衡(LCCGE)模型,将生命周期思维与全球经济动态相结合[13] - 模型包含锂循环动力学模块和温室气体排放核算模块,能够同时预测经济和环境结果[13] - 研究设计了系统化的多层级情景分析,最终合成为1036个综合路径以探索脱碳路径[13][14] 回收策略的复杂性 - 回收政策设计需要细致的权衡并会产生显著的跨区域溢出效应[16] - 消费者导向的方案全球效果最好(到2060年减排16.30%),但其成功不均衡,可能导致资源出口国排放强度增加[16] 区域差异化策略 - 技术-贸易合作是最有效的路径(平均减排35.87%),也是中国的最佳路径,可实现42.35%的减排[18] - 发达经济体如美国(41.02%)、欧盟(38.50%)和日本-韩国(33.97%)在环境-技术合作下实现最大减排[18] - 环境、技术和贸易合作的全面整合使中国达到43.31%的减排,美国42.15%,欧盟40.13%[18] 效率与公平的权衡 - 最大化全球平均效率与确保公平结果之间存在内在权衡,消费者导向的方法可能将环境负担外部化给资源出口国[20] - 对发达经济体最优的策略可能对资源丰富国家不利,设计全球框架需要多目标方法并考虑分配影响[20] 可行且公正的转型框架 - 深度脱碳需要建立在国际合作基础上,采用根据区域准备度定制的差异化方法[22] - 最高全球平均减排(35.87%)是通过结合跨区域技术与贸易合作与区域定制的国内循环经济政策实现的[23] - 中国在全球正极材料产出中的份额可能从2030年的65.06%增至2060年的69.23%[23]