马里兰大学孙来祥教授/香港大学冯奎双教授团队One Earth:废旧电池

发布于 2026-05-28 14:09

可持续发展

Sustainability

当前，中国大量电动汽车废旧电池仍流向污染严重的非正规回收渠道。怎样将其引入正规体系，是行业治理的关键难题。

基于此，马里兰大学孙来祥教授与香港大学冯奎双教授团队在Cell Press细胞出版社旗下可持续发展旗舰期刊One Earth上发表了题为“Strategic extended producer responsibility can double China’s formal electric vehicle battery recycling with improved sustainability”的研究论文。该研究从生产者责任延伸制度出发，构建多主体协同分析框架，发现若在前期加强监管、实施精准激励，并同步改善市场环境，到2060年中国废旧电池正规回收率有望提升至92%，同时显著降低环境与健康风险。

建立多主体协同模型，厘清废旧电池为何流向正规或非正规渠道

本研究将演化博弈、系统动力学、全球变化评估模型（GCAM）和生命周期影响评价结合起来，构建了一个能够同时刻画政府、企业、消费者与市场互动关系的综合框架。该框架不仅能模拟废旧电池在正规与非正规渠道之间的动态流动，还能进一步评估不同政策组合带来的环境影响后果，为识别关键治理杠杆提供了系统工具。

图1. 政府-市场-社会协同下的电动汽车废旧电池回收分析框架。

早期强监管+精准激励+市场改善，可把正规回收率提升到92%

模拟结果显示，如果延续当前趋势，中国电动汽车废旧电池正规回收率在2030年后将停滞在约53%。而如果采取“协调有序的EPR”政策组合，即在前期强化监管、对关键环节实施精准性激励，并同步降低合规成本、提高公众参与度，就能显著扭转局面，到2060年将正规回收率提升至92%。

图2. 不同政策情景下政府、企业与消费者策略演化及正规回收率变化。A)生产者策略演化路径，B)政府策略演化路径，C)消费者策略演化路径。

推动正规回收，不仅能“收得回来”，还能大幅减少环境损害

延续现有趋势相比，在“协调有序的EPR”最优情景下，当2060年正规回收率超过92%，废旧电池预处理阶段对人类健康、生态系统和自然资源造成的损害可降低44%-73%（图3）。

图3. 与基线情景相比，不同情景下废旧电池正规回收带来的环境损害减缓效果。

作者专访

Cell Press细胞出版社特别邀请本文作者孙来祥教授和冯奎双教授进行了专访，请他们为大家进一步解读。

CellPress：

请问是哪些重要因素促使您对“废旧电池回收”这一近年来被广泛讨论的议题，从“多主体+博弈论”这个全新而又复杂的视角，开展了本研究？

孙来祥教授：

过去几年，中国新能源汽车快速增长，动力电池退役规模也随之迅速扩大，废旧电池回收已从一个单纯的技术问题，演变为兼具环境、资源和治理属性的系统性问题。我们注意到，现有研究大多聚焦回收技术、成本收益或单一政策工具，但现实中真正决定废旧电池流向的，并不是某一个因素，而是政府、车企、消费者以及非正式回收者之间持续互动、相互影响的结果。也就是说，废旧电池最终进入正规渠道还是非正规渠道，本质上是一个多主体动态博弈过程。正因为如此，我们希望引入‘多主体+博弈论’的视角，结合生产者责任延伸制度，系统揭示各方行为如何共同塑造回收格局，并为破解非正规回收占优的现实困境提供更具的整体性的解决思路。

CellPress：

请问您在进行本研究的过程中遇到了哪些棘手问题，又是如何克服的？

冯奎双教授：

这项研究最大的挑战，在于如何把不同学科的方法真正“接起来”。我们不仅要分析政府、企业和消费者之间的策略博弈，还要把这种行为演化与电池退役规模变化、市场条件变化以及环境影响联系起来，因此需要将演化博弈、系统动力学、综合评估模型和生命周期影响评价等模型进行耦合。这一过程涉及大量参数，例如合规成本、消费者环保意识变化、技术进步速度等，而且这些变量之间还存在复杂反馈关系。为提升结果的可信度，我们一方面构建了多组政策与市场情景进行交叉比较，另一方面通过文献校准、历史数据对照和敏感性分析反复检验模型的稳健性。我们希望最终得到的不只是一个理论上成立的模型，更是一个能够回应现实政策问题、为治理实践提供参考的分析工具。

CellPress：

2026年4月1日，全国首个新能源汽车动力电池溯源信息平台正式上线， “一池一码” 标志着我国动力电池回收利用迈入数字化、全链条管理的新阶段。

2027年起，根据欧盟的《新电池法》要求，进入欧洲市场的动力电池必须持有符合要求的“电池护照”，记录电池制造商、材料成分、可回收物、碳足迹、供应链等信息。在此背景下，您能否简述一下本研究所呈现的几个重要新发现和新意义，尤其在提升中国电池产业的可持续竞争力，以及助力全球可持续电池体系建设的方面？

孙来祥教授：

本研究的一个非常重要的发现是，推动废旧电池从非正规渠道转向正规渠道，不能只靠单一政策，而需要监管、激励和市场条件改善协同发力。我们的模拟显示，如果只是延续当前趋势，正规回收率在2030年后将长期徘徊在较低水平；但如果在前期加强监管、实施精准激励，并同步改善市场环境，到2060年正规回收率有望提升至92%，环境与健康损害也会显著下降。在这一背景下，“一池一码”平台的上线具有非常现实的意义。它为落实多主体协同治理提供了关键的数字化基础，有助于提高全生命周期追溯能力，压缩非正规回收利用信息不对称利润空间，增强正规回收体系的可执行性。与此同时，欧盟“电池护照” 正在重塑国际市场对电池产品可追溯性、低碳性和合规性的要求。对中国而言，这不仅是环保治理议题，更是产业竞争力议题。谁能率先建立透明、规范、可追溯的回收体系，谁就更有可能在未来国际绿色供应链中占据主动。我们的研究因此不仅为中国完善废旧电池回收制度提供了定量依据，也为其他面临快速电动化与非正规回收挑战的国家提供了可借鉴的治理思路。

CellPress：

基于该研究的成果，您和您的团队后续有意围绕哪些研究方向开展相关工作？

冯奎双教授：

下一步，我们希望沿着两个方向继续深入。第一个方向是区域化研究。当前这项工作主要是在全国尺度上展开，但中国不同地区在新能源汽车普及水平、回收基础设施、产业布局和地方治理能力方面差异很大。未来我们希望把模型进一步细化到区域层面，从而识别不同地区最适合的政策组合，提出更具针对性的分级治理方案。第二个方向是公平性与包容性问题。废旧电池回收不仅是资源与环境问题，也涉及就业转型、非正规从业者生计以及不同社会群体之间的利益分配。未来我们希望在现有分析框架基础上，进一步纳入社会公平性维度，研究如何在提高正规回收效率的同时，推动形成更加公平、高效、具有社会包容性的回收治理体系。

作者介绍

孙来祥

教授

孙来祥，论文领衔通讯作者，美国马里兰大学地理科学系教授，英国社会科学院院士。主要研究领域为气候变化的减缓与适应、综合建模与应用系统分析、空间经济学与计量经济学、生态经济学与发展经济学、土地利用变化等。截至目前，已在Nature、One Earth等高水平期刊发表论文240余篇，其中多篇以第一作者或通讯作者身份发表。

冯奎双

教授

冯奎双，论文共同第一作者，香港大学地理系教授，主要研究领域为基于消费的环境核算、环境投入产出分析、综合评估模型等。截至目前，已在Nature、One Earth等高水平期刊发表论文170余篇，其中多篇以第一作者或通讯作者身份发表。现任国际投入产出协会会长等学术职务。

王鹤潼

副教授

王鹤潼，论文共同第一作者，青岛科技大学气候变迁与能源可持续发展研究院副教授，主要研究方向为能源低碳转型与可持续发展管理。截至目前，已在One earth、Nature Communications、Engineering等期刊发表论文7篇，其中四篇以第一作者身份发表。主持国家自然科学基金等项目。

汪鹏

教授

汪鹏，论文共同通讯作者，中国科学院城市环境研究所研究员，国家高层次QB人才。主要从事战略资源地理学与人工智能交叉研究，已在Nature Energy、Nature Geoscience、Nature Computational Science、One Earth等期刊发表论文40余篇，其中多篇以第一作者或通讯作者身份发表。主持国家科技重大专项、国家自然科学面上项目等十多项。

张宁

教授

张宁，论文共同通讯作者，山东大学威海前沿交叉科学研究院教授，国家级领军人才。主要研究方向为资源与环境经济学、可持续发展评估，已在Science等国内外高水平期刊发表论文100余篇，其中多篇以第一作者或通讯作者身份发表。主持国家级科研项目等10余项，担任Green and Low-carbon Economy主编等职务。

马里兰大学孙来祥教授/香港大学冯奎双教授团队One Earth:废旧电池

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