基于价值链分析的中国锂离子电池产业全球可持续性影响评估

本研究针对关键原材料(CRMs)可持续供应链管理(SSCM)的挑战，通过整合价值保留过程(VRPs)的价值链分析(VCA)模型，首次量化评估了中国锂离子电池(LIBs)产业中锂(Li)的物质流与价值流。研究发现锂化学提纯和LIBs终端产品生产是价值创造最大环节，而报废阶段(EOL)存在显著经济损耗，为提升供应链韧性、促进循环经济提供了数据支撑和政策启示。

　　

在全球能源转型背景下，锂离子电池(LIBs)作为清洁能源技术的核心组件，其供应链可持续性面临严峻挑战。中国作为全球最大的LIBs生产国和消费国，占全球三分之二产能和半数电动汽车(EVs)市场份额，但锂资源高度依赖进口且回收体系不完善。价格剧烈波动（如2021-2022年碳酸锂价格增长近10倍）、地缘政治风险加剧（如欧美提高关税至45.3%）、以及报废阶段(EOL)锂回收率不足30%等问题，威胁着产业链韧性和低碳转型进程。

为系统评估这些问题，研究人员创新性地构建了整合价值保留过程(VRPs)的价值链分析(VCA)模型，首次将物质流分析(MFA)与货币价值流相结合，以2021年为基准年，追踪中国LIBs全生命周期中锂的流动轨迹。通过采集17类HS编码贸易数据、上市公司年报等多元数据，量化了从锂矿开采到电池回收各环节的价值创造与损耗。

关键技术方法包括：(1) 建立VCA-MFA耦合模型，计算锂当量价值水平(V_M,p
)和净收益(NP_M,p
)；(2) 设计5种VRPs情景模拟（如提升收集率至100%、改进回收技术效率至90%）；(3) 采用Laner不确定性框架评估数据质量；(4) 敏感性分析价格波动与政策干预影响。

研究结果揭示：

1. 锂价值水平演变
   通过计算锂在各类产品中的单位价值发现，国内锂价值从上游开采阶段的17-28美元/千克激增至终端产品的1500-8500美元/千克。但EOL阶段因处理成本高昂，未回收锂呈现负价值（-26美元/千克），而正规回收可使价值回升至230美元/千克。

2. 价值链增值分布
   2021年中国LIBs产业总增加值达31亿美元，其中终端产品贡献最大（31亿美元），其次是锂化学精炼（13亿美元）。但EOL阶段因70%废弃电池未回收导致18亿美元价值损失，最佳情景下VRPs可挽回32亿美元收益。

3. 国际比较与风险
   中国锂提取成本全球最高（四川锂辉石达9413美元/吨LCE），较南美盐湖提锂成本高3倍。贸易分析显示中国出口电动汽车锂价值仅为进口产品的40%，且欧美关税新政可能使EVs净收益下降185%-223%。

4. 循环经济潜力
   情景模拟表明：提升收集率、降低52%运输成本、引入电池梯次利用（40% repurpose率）等组合策略，可使EOL阶段净收益增长18倍。当前锂回收经济性受限于钴/镍回收主导（占收益75%）、锂溶解损失等问题。

结论指出，中国需通过三方面提升供应链可持续性：(1) 加强锂资源国际合作与替代技术研发；(2) 完善EPR制度与全国溯源平台建设；(3) 构建全球回收网络应对贸易壁垒。该研究为政策制定提供了量化依据，证实VRPs在实现"双碳"目标中的关键作用——到205年全球锂需求达1.3-3百万吨时，循环策略可减少原生资源压力。论文发表于《Resources, Conservation and Recycling》，为全球CRMs管理提供了中国案例范式。