交通电动化被普遍视为实现全球气候目标的关键路径，但也会显著推高对矿产资源的需求，并在矿业开采、材料生产、加工制造等全产业链各环节产生大量资源消耗和生态扰动，进一步加剧环境负担。现有对汽车转型资源环境影响的相关研究，多局限在温室气体排放单一维度，对于物质足迹的研究也多受限于产业链和矿山数据库时空精度，对非直接消耗（如剥离表土、尾矿）物质足迹和产业链隐性物质流跨境转移刻画不充分。

为此，3p视频 刘刚教授团队联合日本东北大学等国内外合作者，以全球最大的新能源汽车生产与消费国——中国为例，构建全球矿山站点数据库与基于全生命周期的总物质需求（TMR）核算框架，量化隐性物质流的规模、空间分布及跨境转移，为汽车转型进程中全球物质足迹和生态环境影响减缓与资源效率提升策略提供依据。

研究收集并整理了1784个矿山站点数据，涵盖11种金属、3种能源资源和13种非金属矿物；数据维度包括矿石品位、矿山废物、产量与地理位置，其中10种金属及煤炭实现矿山层级分辨率。产品侧覆盖12类乘用车（内燃机汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等），并在供应链尺度细化至1126个产品条目，同时纳入28个国家的国际贸易数据。在矿山、矿物与产品三个层级分别计算总物质需求（TMR）系数，即每单位矿石、半成品或车辆所需的从岩石圈提取的总物质量。方法上采用迭代式生命周期清单方法，结合 Ecoinvent、MiLCA 等数据库，逐层追溯材料投入至最终产品。

图 1 . 系统定义图和矿点分布图

研究结果表明：新能源汽车的总物质需求（TMR）显著高于传统燃油车，每辆新能源汽车触发的隐性物质流为传统燃油车的3倍以上。2019 年中国乘用车生产系统隐性物质流规模约为最终使用资源的35倍，仅约3%的开采物质进入最终制造汽车；其中约 48% 的隐性物质流发生在制造国之外，主要包括智利（10%）、澳大利亚（7%）、秘鲁（6%）和南非（5%），凸显了全球汽车电动化转型中物质效率提升的必要性。

研究汇编的全球矿山数据库和构建的基于全生命周期的 TMR 量化框架，对探索全球不同电池与整车技术路线及关键工艺的隐性物质流高分辨率解耦，并系统刻画其规模、空间分布格局与转移机制提供了数据和方法基础。相关结果可为电动化转型中统筹温室气体减排与其他环境目标、制定针对性减缓策略提供依据，从而提升资源效率与环境公平，推动更全面、更公平的交通可持续发展。

图2. 中国乘用车产业链的TMR系数、物质投入和物质效率

图3. 2019年中国乘用车产业链总物质流

图4：2019年中国乘用车产业多区域TMR物质足迹分布

研究以 Global hidden material flows triggered by China’s vehicle supply chain far exceed eventual material use为题，于 2025 年 10 月发表在 Nature Communications。3p视频 刘刚教授、刘仟策博雅博士后和日本东北大学Kazuyo Matsubae教授为论文共同通讯作者，日本东北大学王彬泽博士（曾为3p视频 访问博士生）为第一作者，刘刚教授团队已毕业博士生欧阳锌（现为日本东京大学博士后）、陈伍（现为南丹麦大学副教授）及日本东北大学张政阳助理教授为论文合作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（72334001）、教育部哲学社会科学研究重大攻关项目（23JZD018）、日本学术振兴会等资助。