为应对中国锂离子电池(LIB)产业在资源保障与碳减排的双重挑战，研究人员通过动态物质流分析(DMFA)、生命周期评估(LCA)及情景模拟，量化了从锂矿开采到回收全过程的碳排放。研究发现：2040年再生锂将超越原生锂资源，2060年最优情景下碳排放可降至0.12 Mt CO2 eq，证实多策略协同可实现行业碳中和。该研究为新能源产业绿色转型提供了科学依据。
随着全球电动汽车(EV)浪潮的兴起，锂离子电池(LIB)已成为交通领域脱碳的核心技术。中国作为全球最大的新能源车市场，2023年LIB装机量达387.7 GWh，年增长率31.6%。然而，这种爆发式增长背后隐藏着资源与环境悖论：虽然LIB的使用阶段能减少交通碳排放，但其全生命周期——从锂矿开采、材料加工、电池制造到废弃回收——却产生了惊人的碳足迹。2023年中国LIB产业碳排放高达44.74 Mt CO2
eq，其中正极材料生产占比35%。如何平衡资源安全与碳中和目标，成为制约产业可持续发展的关键瓶颈。
针对这一挑战，南昌大学等机构的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表了一项突破性研究。该团队创新性地整合了动态物质流分析(Dynamic Material Flow Analysis, DMFA)、生命周期评估(Life Cycle Assessment, LCA)和情景建模三大方法，首次系统量化了中国LIB产业全生命周期的碳代谢轨迹。研究基于2009-2023年真实市场数据，涵盖锂资源开采、原材料生产、正极材料制造、电池组装、南宫28娱乐平台使用及回收六大环节，构建了包含输入流、贸易流、损耗流和循环流四类物质流动的分析框架。通过建立锂资源存量-流量模型，结合电动汽车市场渗透率、电池技术迭代等参数，预测了未来40年的资源流动与碳排放演化路径。
研究构建的DMFA-LCA耦合框架包含锂矿石开采、原材料生产、正极材料生产、电池制造、电池使用和废料管理六个阶段。关键技术包括：(1)基于中国十城千辆等政策驱动的历史市场数据校准物质流动模型；(2)采用蒙特卡洛模拟处理参数不确定性；(3)设置基准情景、技术突破情景、能源转型情景等14种组合方案评估减排潜力。
动态模拟显示，中国LIB产业的锂资源存量将在2035-2037年间达到峰值，其中磷酸铁锂(LFP)电池和镍钴锰(NCM)电池分别在2036年和2035年见顶。到2040年，再生锂资源将首次超过原生锂供应，标志着循环经济拐点的到来。这一发现修正了既往研究仅关注历史代谢的局限，为资源战略规划提供了前瞻依据。
eq排放中，正极材料生产贡献最大(35%)，其次为电池制造(28%)和原材料加工(22%)。值得注意的是，回收环节碳强度最低，仅为原生材料生产的15%-20%，凸显闭环管理的环境优势。这种分阶段精确溯源的方法，突破了传统研究将LIB产业视为黑箱的局限。
eq；而在最优组合情景（同步实现电极材料创新、绿电占比提升至85%、回收率达95%）下，排放量可锐减至0.12 Mt CO2
eq，降幅达99.7%。敏感性分析表明，能源结构清洁化对减排贡献度最大(54%)，其次为回收率提升(28%)和能效改进(18%)。
该研究首次揭示了中国LIB产业碳中和技术路径的三大定律：一是资源代谢拐点（2040年再生锂主导）与排放拐点存在时滞效应；二是不同技术路线的减排成本效益差异显著，LFP电池的全生命周期碳强度较NCM电池低18%-22%；三是技术-能源-制度三位一体策略能产生协同放大效应。这些发现不仅为《中国制造2025》新能源战略提供了量化工具，更在全球层面验证了重工业深度脱碳的可行性。
研究团队特别指出，当前亟需建立覆盖LIB全产业链的碳足迹数据库，并建议将研究框架扩展应用于钠离子电池等新兴体系。正如通讯作者Xi Tian强调的：这项工作的核心价值在于将物质代谢科学与气候政策研究相融合，为全球新能源产业的绿色治理提供了中国方案。该成果的实践意义已获印证——部分结论已被纳入2024年发布的《中国动力电池回收利用白皮书》技术路线图。
