从矿山到电机：电动汽车电池供应链环境影响评估研究进展与挑战

《Cambridge Prisms: Energy Transitions》：From Mine to Motor: A Literature Review on Environmental Assessments of Electric Vehicle Battery Supply Chains

随着全球向电动交通的快速转型，电动汽车电池供应链的环境影响日益引发关注。本研究系统回顾了2008-2025年间84篇文献，识别出采矿、加工和制造是碳排放最密集环节，而回收和梯次利用可显著降低CO2排放。研究揭示了方法论不一致性及全球南方数据缺失问题，为制定标准化评估框架提供了重要依据。

　　

随着全球汽车产业向电动化转型的加速推进，锂离子电池已成为可持续交通发展的核心部件。然而，这种绿色转型背后隐藏着不容忽视的环境挑战：从关键矿物的开采、加工，到电池制造、运输使用，直至最终报废回收，整个电池供应链涉及多大陆的复杂环节，每个阶段都伴随着独特的可持续发展问题。特别是在全球南方地区，非正规回收活动和监管薄弱等问题导致环境影响被严重低估。这种复杂局面使得全面评估电动汽车电池的环境足迹变得尤为迫切。

为系统梳理该领域的研究进展，Ana Sofia Andrade-Arias等研究人员在《Cambridge Prisms: Energy Transitions》上发表了题为"从矿山到电机：电动汽车电池供应链环境评估文献综述"的研究论文。该研究采用PRISMA（系统评价和元分析的首选报告项目）方法，对2008年至2025年间发表的84篇同行评审文献进行了全面分析，其中78%的研究集中在2020-2025年，反映出近年来该领域研究速度的显著加快。

研究团队通过系统检索Google Scholar、Scopus和IEEE Xplore三大数据库，使用"EV battery supply chain"、"life cycle assessment"、"environmental impact"和"sustainability"等关键词组合进行文献筛选。经过严格的去重和筛选流程，最终纳入84项研究进行深入分析。为确保方法学严谨性，研究仅纳入报告标准LCA框架、明确系统边界和使用实证数据的研究。

研究结果显示，电动汽车电池供应链的环境热点具有明显的地域集中性。采矿活动主要集中在南美洲和中非地区，制造环节则聚集在中国和韩国，而东南亚地区正成为新兴的报废电池管理热点区域。具体而言，采矿阶段因使用柴油机械和土地破坏导致高CO₂排放、土壤退化和水污染；加工精炼阶段依赖煤炭电力和酸浸化学品，产生大量排放和有毒废水；制造阶段特别是电极干燥过程能耗巨大，碳排放强度取决于电网结构。

研究人员开发了数据可用性评分系统（1-5分），从研究数量、方法一致性和区域多样性三个维度评估各供应链阶段的数据质量。结果显示，电池制造阶段得分最高（4分），而采矿与提取、报废与梯次利用阶段得分最低（均为2分），凸显了供应链两端数据严重不足的问题。

在方法论方面，研究比较了传统LCA（过程基础）、混合LCA、动态LCA、归因性LCA、后果性LCA、模拟基础LCA、社会LCA（S-LCA）和技术经济-环境LCA集成（TEA-LCA）等不同评估方法的优劣。研究发现，方法学上的不一致性——特别是在功能单位、系统边界和区域数据可用性方面的差异——严重限制了研究结果的可比性。

针对电池梯次利用潜力，研究通过维恩图展示了再制造策略与环境效益之间的多重关联。电池健康评估可延长电池寿命，适当分级避免丢弃可用电池减少有毒废物，重新配置模块用于固定存储系统支持可再生能源存储，这些措施共同促进资源节约和排放降低。

研究还识别出五个系统性挑战：矿物采购中的地缘政治和伦理风险、电池化学性能的环境表现差异、动态电力结构和使用阶段不确定性、基础设施整合与电网规模影响，以及回收瓶颈和梯次利用不确定性。特别是在全球南方地区，非正规回收方法的污染物排放可能是正规设施的十倍之多。

在讨论部分，研究人员提出了标准化报告框架建议，包括使用标准化功能单位（如每千瓦时生命周期能量输送）、透明一致的系统边界、全面披露排放清单来源和不确定性范围、考虑区域变异性和电力结构，以及纳入社会治理指标。这些措施将增强研究间的可比性，减少矛盾发现，提高政策制定依据的可靠性。

该研究的结论部分强调，电动汽车电池供应链的环境影响评估需要全生命周期视角，而当前数据和方法学上的局限性阻碍了准确评估。特别是采矿和回收阶段的数据缺口，以及方法学不一致性问题，需要学术界、工业界和政策制定者协同解决。研究人员建议未来研究应关注区域特异性高质量数据集开发、预测模型构建、逆向物流框架优化，以及数字追溯技术的应用。

这项研究的重要意义在于为电动汽车电池供应链的可持续管理提供了全面评估框架，指出了关键环境影响热点和方法学挑战，为制定协调一致的评估标准、促进透明报告以及推动全球电池供应链向循环经济转型提供了科学依据。随着电动汽车市场的持续扩张，这类系统评估将为实现真正可持续的电动交通转型提供重要支撑。