IEA提出保障清潔能源供應(yīng)鏈安全戰(zhàn)略建議

近期，國際能源署(IEA)發(fā)布《保障清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈》報告，評估了清潔能源關(guān)鍵技術(shù)的供應(yīng)鏈需求現(xiàn)狀及未來趨勢，重點關(guān)注太陽能光伏、電動汽車電池和低排放氫技術(shù)，并為政府和行業(yè)識別、評估和應(yīng)對新興機(jī)遇和脆弱性提供了一個框架，強(qiáng)調(diào)了建立安全、彈性和可持續(xù)供應(yīng)鏈的五個關(guān)鍵戰(zhàn)略：多樣化、加速、創(chuàng)新、合作和投資。報告關(guān)鍵要點如下：

一、需要擴(kuò)大清潔能源供應(yīng)鏈

清潔能源技術(shù)的部署需要在世界范圍內(nèi)迅速擴(kuò)大，以避免氣候變化的最壞影響。在這種情況下，太陽能光伏、電動汽車和低碳?xì)涞拇罅坎渴鹦枰焖贁U(kuò)大其制造規(guī)模以及基本材料和礦物資源的生產(chǎn)(圖1)。

1、加速太陽能發(fā)展對凈零排放至關(guān)重要

太陽能光伏發(fā)電是清潔能源轉(zhuǎn)型的核心支柱。在“2050年凈零排放情景”中，2020年至2030年，其產(chǎn)能年均增量將翻兩番;到本世紀(jì)中葉，太陽能發(fā)電約占總發(fā)電量的三分之一，遠(yuǎn)高于目前的僅3%。預(yù)計太陽能光伏關(guān)鍵材料的需求總量將在2021年至2023年期間增長150%至400%。

2、電動汽車的供應(yīng)取決于電池所需的關(guān)鍵礦物的充足供應(yīng)

加快電動汽車的普及將需要大規(guī)模擴(kuò)大電池供應(yīng)，這將推高對幾種關(guān)鍵礦物的需求。在“2050年凈零排放情景”中，到2030年全球電動汽車保有量將達(dá)到3.5億輛(不包括兩輪/三輪車)，占汽車總保有量的20%左右。這將使2021-2030年全球鋰需求平均每年增長30%(過去五年為6%)，鎳需求年均增長11%(過去五年為5%)，鈷需求年均增長9%(過去五年為8%)。

3、低排放氫將發(fā)揮越來越重要的作用

低排放氫的普及也需要大大擴(kuò)展且增強(qiáng)供應(yīng)鏈持續(xù)性。在“2050年凈零排放情景”中，低排放氫產(chǎn)量迅速增加，其電解槽需求將大大增加全球?qū)︺K族金屬和鎳的總體需求。

圖1 關(guān)鍵能源技術(shù)供應(yīng)鏈

二、能源轉(zhuǎn)型出現(xiàn)能源安全新范式

1、實現(xiàn)凈零將重新定義全球能源安全

清潔能源轉(zhuǎn)型正在從根本上改變能源安全的性質(zhì)。清潔能源供應(yīng)鏈在很大程度上依賴于礦物資源，關(guān)鍵礦物如銅、鋰、鎳、鈷和稀土元素的供應(yīng)將尤為重要(圖2)。這些礦物的全球資源儲量能夠滿足其需求增長，但其中許多礦物的生產(chǎn)和加工業(yè)務(wù)目前高度集中在少數(shù)幾個國家，使其供應(yīng)容易受到政治不穩(wěn)定性、地緣政治風(fēng)險和可能的出口限制影響。由于全球新冠肺炎疫情大流行和烏克蘭危機(jī)造成的經(jīng)濟(jì)影響，自2020年以來，主要關(guān)鍵礦物和金屬的國際價格飆升，這些價格上漲有可能扭轉(zhuǎn)由創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟(jì)推動的清潔能源技術(shù)成本長期下降的趨勢，對全球清潔能源轉(zhuǎn)型的融資需求產(chǎn)生重大影響。

圖2 清潔能源和化石能源技術(shù)的礦物資源需求強(qiáng)度

2、未來的供應(yīng)鏈必須是安全、有活力和可持續(xù)的

要采取全面協(xié)調(diào)的方法來開發(fā)和擴(kuò)大安全、彈性和可持續(xù)的全球清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈。增強(qiáng)供應(yīng)鏈的安全性和彈性，同時信守開放且透明的市場承諾，避免貿(mào)易壁壘。開放市場、戰(zhàn)略伙伴關(guān)系和供應(yīng)來源的多樣化相結(jié)合可以為供應(yīng)鏈提供安全性、彈性和可持續(xù)性。清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈帶來了新機(jī)遇，但也帶來了與化石燃料供應(yīng)不同的新的風(fēng)險和脆弱性。

三、清潔能源供應(yīng)鏈的風(fēng)險和脆弱性評估

1、電池和太陽能組件的供應(yīng)風(fēng)險和脆弱性尤為嚴(yán)重

電動汽車電池和太陽能光伏電池的幾個主要組件供應(yīng)中斷的風(fēng)險及其潛在影響尤其明顯。例如，鋰(電池關(guān)鍵材料)供應(yīng)相對集中，增加供應(yīng)所需的投資很大，一些供應(yīng)來源容易受到貿(mào)易或自然中斷的影響。此外，鋰在鋰離子電池中是不可替代的，目前還沒有不需使用鋰的可替代電池技術(shù)。中國和少數(shù)其他國家高度集中的太陽能光伏電池、晶圓和組件制造也讓該組件容易受到供應(yīng)中斷的影響。

太陽能光伏、電動汽車和低排放氫的供應(yīng)鏈風(fēng)險通常在供應(yīng)鏈的資源開采、材料生產(chǎn)和制造階段最高。這三種技術(shù)供應(yīng)鏈都有一個顯著弱點：依賴關(guān)鍵礦物，特別是用于電池的鋰和鈷、用于太陽能光伏的銅以及用于氫電解槽的鉑和鎳。資源開采方面，高風(fēng)險礦物和金屬包括銅、鈷、鉑、石墨和鋰。

關(guān)鍵礦物的加工和多晶硅生產(chǎn)在材料生產(chǎn)階段的風(fēng)險最大，關(guān)鍵礦物的加工通常比開采更集中。在制造和施工階段，高風(fēng)險部件包括電池的正極和負(fù)極生產(chǎn)，以及太陽能光伏電池、硅片和組件(表1)。雖然風(fēng)險來源各不相同，但供應(yīng)過于集中是一個關(guān)鍵因素，在大多數(shù)情況下，制造業(yè)集中在中國，新產(chǎn)能所需的大量投資也是如此。

表1 清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈脆弱性評估

四、保障清潔能源供應(yīng)鏈的安全性、適應(yīng)性和可持續(xù)性

為清潔能源技術(shù)建立安全、彈性和可持續(xù)的供應(yīng)鏈需要世界各地采取果斷行動。IEA提出了政府和行業(yè)需要采取的五大關(guān)鍵領(lǐng)域優(yōu)先行動(表2)，以降低清潔能源供應(yīng)鏈的中斷風(fēng)險和脆弱性，包括：提高供應(yīng)鏈的多樣化;加速清潔能源轉(zhuǎn)型;創(chuàng)新清潔能源技術(shù);加強(qiáng)清潔能源供應(yīng)鏈合作;投資清潔能源。

1、提高供應(yīng)鏈的多樣化

供應(yīng)鏈的集中程度(即市場份額集中在少數(shù)生產(chǎn)設(shè)施、公司、國家或地區(qū)的程度)是清潔能源技術(shù)面臨的主要風(fēng)險。許多清潔能源技術(shù)及其原材料的供應(yīng)鏈在地理位置上比石油或天然氣更加集中。供應(yīng)鏈的持續(xù)中斷可能會推高清潔能源中間產(chǎn)品和終端產(chǎn)品的價格，推遲清潔能源轉(zhuǎn)型，增加實現(xiàn)凈零目標(biāo)的成本。

(1)當(dāng)前清潔能源供應(yīng)鏈高度集中

就電動汽車電池而言，中國在采礦業(yè)下游供應(yīng)鏈的每個階段都主導(dǎo)著生產(chǎn)。全球約四分之三的電芯產(chǎn)能、約70%的正極產(chǎn)能和85%的負(fù)極產(chǎn)能以及全球一半以上的鋰、鈷和石墨原材料加工位于中國。中國對整個石墨負(fù)極供應(yīng)鏈(包括約80%的采礦業(yè))的主導(dǎo)地位尤為突出。太陽能光伏下游供應(yīng)鏈—包括多晶硅、硅片、電池和組件制造能力，也高度集中在中國。低排放氫及相關(guān)材料和設(shè)備的生產(chǎn)可能比現(xiàn)有的動力電池和太陽能光伏供應(yīng)鏈更加多樣化。

(2)關(guān)鍵礦物的獲取可能會阻礙能源轉(zhuǎn)型

清潔能源技術(shù)所需關(guān)鍵礦物的生產(chǎn)集中是一個十分令人關(guān)切的問題，一些礦物的資源在地理上比石油、天然氣或煤炭更集中。就鋰、鈷和稀土元素而言，前三大生產(chǎn)國控制著全球四分之三以上的總產(chǎn)量。南非和剛果民主共和國分別占全球鉑金和鈷產(chǎn)量的70%左右，而中國控制著全球約60%的稀有金屬開采量。

當(dāng)前的地緣政治形勢、大宗商品價格上漲和供應(yīng)瓶頸突出表明，政府和行業(yè)需要采取行動，增強(qiáng)清潔能源供應(yīng)鏈的多樣化和韌性。這意味著需要促進(jìn)現(xiàn)有資源的開發(fā)，并鼓勵對新的供應(yīng)來源進(jìn)行投資。大多數(shù)礦物已探明儲量的集中度低于當(dāng)前產(chǎn)量，這意味著有機(jī)會實現(xiàn)供應(yīng)多樣化(圖3)。

圖3 2021年部分清潔能源技術(shù)供應(yīng)鏈關(guān)鍵礦物、材料和產(chǎn)品產(chǎn)量的地理集中度

(3)逐步增強(qiáng)對關(guān)鍵礦物供應(yīng)中斷的抵御能力

在2022年國際能源署部長級會議上，成員國認(rèn)識到關(guān)鍵礦物和材料對清潔能源轉(zhuǎn)型的重要性日益增加，并要求對確保關(guān)鍵礦物供應(yīng)(包括儲存)彈性的方案進(jìn)行調(diào)查。在適用的情況下，自愿戰(zhàn)略儲備可以幫助各國應(yīng)對短期供應(yīng)中斷。

2、加快清潔能源轉(zhuǎn)型

(1)為了實現(xiàn)凈零，必須加快推廣清潔能源技術(shù)

全世界實現(xiàn)凈零排放所需的清潔能源大規(guī)模增加，是基于相關(guān)供應(yīng)鏈規(guī)模的空前加速，未來十年至關(guān)重要。任何延遲發(fā)展太陽能光伏、電動汽車和氫能技術(shù)的做法都將意味著實現(xiàn)2050年凈零排放變得越來越困難，必須加快推廣清潔能源技術(shù)。

(2)隨著需求的增加，較長的項目開發(fā)時間可能會阻礙供應(yīng)鏈

為許多清潔能源技術(shù)開發(fā)原材料、制造能力和最終用途基礎(chǔ)設(shè)施所需的相當(dāng)長的交付周期可能會限制其部署速度，提高關(guān)鍵礦物和清潔能源項目的許可和批準(zhǔn)程序效率將有助于加快其部署。

(3)建立清潔能源市場需要同時關(guān)注供需雙方

需要政府政策來加速清潔能源技術(shù)的推廣并建立支持這些技術(shù)的供應(yīng)鏈。加快清潔能源技術(shù)市場的創(chuàng)建需要同時提供需求側(cè)支持，以刺激私營部門的投資和采用。未來十年內(nèi)制定需求側(cè)支持機(jī)制對于建立明確的清潔能源市場至關(guān)重要。將清潔能源技術(shù)推向市場的政策示例包括目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)、補(bǔ)貼、稅收抵免和其他財政激勵措施。碳定價機(jī)制，如碳稅和排放交易計劃，可以為低碳技術(shù)提供政策指導(dǎo)和公平競爭環(huán)境。為避免供應(yīng)鏈?zhǔn)Ш夂托实拖?，協(xié)調(diào)對供需的支持至關(guān)重要。例如，全球?qū)Φ团欧艢湔咧С滞鶄?cè)重于擴(kuò)大供應(yīng)，而不是創(chuàng)造新的需求。

3、創(chuàng)新清潔能源技術(shù)

(1)實現(xiàn)凈零排放所需的許多技術(shù)尚未商業(yè)化

到2050年實現(xiàn)凈零排放需要大幅加快清潔能源創(chuàng)新，因為許多所需的技術(shù)尚未上市。在“2050年凈零排放情景”中，幾乎一半的減排量來自目前僅處于示范和原型階段的技術(shù)。這些技術(shù)的商業(yè)化取決于更快的創(chuàng)新，技術(shù)成熟度(TRL)對整個供應(yīng)鏈都有重大影響。創(chuàng)新是清潔能源供應(yīng)鏈技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵。數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新也為構(gòu)建更安全、更有彈性和可持續(xù)的供應(yīng)鏈提供了巨大機(jī)遇。先進(jìn)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，如區(qū)塊鏈、人工智能、數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)和自動化技術(shù)，可以幫助處于供應(yīng)鏈不同階段的公司提高響應(yīng)能力、透明度和效率。

(2)創(chuàng)新公共投入必須成為國家凈零計劃的關(guān)鍵支柱

公共資金對于減輕開發(fā)清潔能源技術(shù)的固有風(fēng)險和撬動私人投資仍然至關(guān)重要。2021年，全球各類能源的公共研究、開發(fā)與示范支出估計達(dá)到約380億美元，其中IEA成員國投入了230億美元(占比61%)。而且，IEA成員國用于清潔能源的支出比例一直在上升，2021年約有90%的支出用于清潔能源技術(shù)，其中僅能效和核能就占一半。鑒于清潔能源所需擴(kuò)張的規(guī)模和速度，以及尚未商業(yè)化的技術(shù)的巨大貢獻(xiàn)，短期內(nèi)逐步增加創(chuàng)新公共資金投入至關(guān)重要。政府對示范項目的研究、開發(fā)與示范的支持需要超越融資范疇，并以最大程度地發(fā)揮私營部門貢獻(xiàn)的方式進(jìn)行調(diào)整。2021年上市公司的能源研發(fā)支出約為1170億美元，比2019年疫情前水平高出5%，約60%的投資都用于汽車、石油和天然氣行業(yè)，2021年在可再生能源上的投資達(dá)100億美元(約9%)。有利于鼓勵創(chuàng)新的政策支持包括公共采購、孵化和對企業(yè)家的獎勵。對于大型示范項目，需要采取措施，改善獲得低成本融資的途徑，如信用增級(借款人通過提高其信譽(yù)來減少債務(wù)的條款)、風(fēng)險分擔(dān)計劃和實物咨詢支持。

4、在供應(yīng)鏈開發(fā)方面進(jìn)行協(xié)作

確保清潔能源技術(shù)的供應(yīng)鏈安全必須由公共和私營部門以及政府之間協(xié)作努力。各國政府已經(jīng)在清潔能源供應(yīng)鏈領(lǐng)域建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。

(1)國際標(biāo)準(zhǔn)可以支持清潔能源和相關(guān)材料市場。國際標(biāo)準(zhǔn)是通過促進(jìn)貿(mào)易和技術(shù)轉(zhuǎn)讓來支持清潔技術(shù)和燃料市場以及相關(guān)供應(yīng)鏈發(fā)展的重要手段。涵蓋整個供應(yīng)鏈的可追溯性是國際標(biāo)準(zhǔn)的一個重要方面。清潔能源中可追溯性標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用正在取得進(jìn)展，特別是在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體。

(2)幫助新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體確保供應(yīng)鏈安全是公平轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。世界能源和氣候的未來越來越依賴于新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的決策，因此與其合作正變得更加重要。清潔能源技術(shù)成本的下降為這些國家制定一條新的、低排放的增長和繁榮之路提供了巨大的機(jī)會。幫助新興經(jīng)濟(jì)體建立安全、彈性和可持續(xù)的清潔能源供應(yīng)鏈，可以為所有國家?guī)碇卮蟮男陆?jīng)濟(jì)機(jī)遇。

5、加大投資清潔能源

(1)到2030年迫切需要大規(guī)模增加清潔能源投資。未來十年，清潔能源的投資需要大幅增加，才能在本世紀(jì)中葉實現(xiàn)凈零排放。為了應(yīng)對通脹，世界各國央行已經(jīng)開始提高利率，增加債務(wù)成本。隨著能源系統(tǒng)的資本密集度越來越高，保持較低的融資成本對于降低成本和加快能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

(2)調(diào)用民間資本的關(guān)鍵在于降低投資風(fēng)險。清潔能源項目增加的大部分經(jīng)費(fèi)將會來自私營部門。在“2050年凈零排放情景”中，未來十年約70%的清潔能源投資來自于私人開發(fā)商、消費(fèi)者和金融家。政府明確的政策信號將減少與清潔能源相關(guān)的不確定性，并避免投資可能未充分利用或擱淺的資產(chǎn)的潛在成本。

(3)戰(zhàn)略投資可以改變當(dāng)今的基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)凈零能源系統(tǒng)。投資基礎(chǔ)設(shè)施并將低排放能源與最終用戶連接起來，將是能源轉(zhuǎn)型的核心。重新利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施將有助于降低成本并加快清潔技術(shù)的推出，尤其是氫能和碳捕集、利用與封存(CCUS)。

表2 政府和行業(yè)優(yōu)先行動