近期，国际能源署(IEA)发布《保障清洁能源技术供应链》报告，评估了清洁能源关键技术的供应链需求现状及未来趋势，重点关注太阳能光伏、电动汽车电池和低排放氢技术，并为政府和行业识别、评估和应对新兴机遇和脆弱性提供了一个框架，强调了建立安全、弹性和可持续供应链的五个关键战略：多样化、加速、创新、合作和投资。报告关键要点如下：
一、需要扩大清洁能源供应链
清洁能源技术的部署需要在世界范围内迅速扩大，以避免气候变化的最坏影响。在这种情况下，太阳能光伏、电动汽车和低碳氢的大量部署需要快速扩大其制造规模以及基本材料和矿物资源的生产(图1)。
1、加速太阳能发展对净零排放至关重要
太阳能光伏发电是清洁能源转型的核心支柱。在“2050年净零排放情景”中，2020年至2030年，其产能年均增量将翻两番;到本世纪中叶，太阳能发电约占总发电量的三分之一，远高于目前的仅3%。预计太阳能光伏关键材料的需求总量将在2021年至2023年期间增长150%至400%。
2、电动汽车的供应取决于电池所需的关键矿物的充足供应
加快电动汽车的普及将需要大规模扩大电池供应，这将推高对几种关键矿物的需求。在“2050年净零排放情景”中，到2030年全球电动汽车保有量将达到3.5亿辆(不包括两轮/三轮车)，占汽车总保有量的20%左右。这将使2021-2030年全球锂需求平均每年增长30%(过去五年为6%)，镍需求年均增长11%(过去五年为5%)，钴需求年均增长9%(过去五年为8%)。
3、低排放氢将发挥越来越重要的作用
低排放氢的普及也需要大大扩展且增强供应链持续性。在“2050年净零排放情景”中，低排放氢产量迅速增加，其电解槽需求将大大增加全球对铂族金属和镍的总体需求。
图1 关键能源技术供应链
二、能源转型出现能源安全新范式
1、实现净零将重新定义全球能源安全
清洁能源转型正在从根本上改变能源安全的性质。清洁能源供应链在很大程度上依赖于矿物资源，关键矿物如铜、锂、镍、钴和稀土元素的供应将尤为重要(图2)。这些矿物的全球资源储量能够满足其需求增长，但其中许多矿物的生产和加工业务目前高度集中在少数几个国家，使其供应容易受到政治不稳定性、地缘政治风险和可能的出口限制影响。由于全球新冠肺炎疫情大流行和乌克兰危机造成的经济影响，自2020年以来，主要关键矿物和金属的国际价格飙升，这些价格上涨有可能扭转由创新和规模经济推动的清洁能源技术成本长期下降的趋势，对全球清洁能源转型的融资需求产生重大影响。
图2 清洁能源和化石能源技术的矿物资源需求强度
2、未来的供应链必须是安全、有活力和可持续的
要采取全面协调的方法来开发和扩大安全、弹性和可持续的全球清洁能源技术供应链。增强供应链的安全性和弹性，同时信守开放且透明的市场承诺，避免贸易壁垒。开放市场、战略伙伴关系和供应来源的多样化相结合可以为供应链提供安全性、弹性和可持续性。清洁能源技术供应链带来了新机遇，但也带来了与化石燃料供应不同的新的风险和脆弱性。
三、清洁能源供应链的风险和脆弱性评估
1、电池和太阳能组件的供应风险和脆弱性尤为严重
电动汽车电池和太阳能光伏电池的几个主要组件供应中断的风险及其潜在影响尤其明显。例如，锂(电池关键材料)供应相对集中，增加供应所需的投资很大，一些供应来源容易受到贸易或自然中断的影响。此外，锂在锂离子电池中是不可替代的，目前还没有不需使用锂的可替代电池技术。中国和少数其他国家高度集中的太阳能光伏电池、晶圆和组件制造也让该组件容易受到供应中断的影响。
太阳能光伏、电动汽车和低排放氢的供应链风险通常在供应链的资源开采、材料生产和制造阶段最高。这三种技术供应链都有一个显著弱点：依赖关键矿物，特别是用于电池的锂和钴、用于太阳能光伏的铜以及用于氢电解槽的铂和镍。资源开采方面，高风险矿物和金属包括铜、钴、铂、石墨和锂。
关键矿物的加工和多晶硅生产在材料生产阶段的风险最大，关键矿物的加工通常比开采更集中。在制造和施工阶段，高风险部件包括电池的正极和负极生产，以及太阳能光伏电池、硅片和组件(表1)。虽然风险来源各不相同，但供应过于集中是一个关键因素，在大多数情况下，制造业集中在中国，新产能所需的大量投资也是如此。
表1 清洁能源技术供应链脆弱性评估
四、保障清洁能源供应链的安全性、适应性和可持续性
为清洁能源技术建立安全、弹性和可持续的供应链需要世界各地采取果断行动。IEA提出了政府和行业需要采取的五大关键领域优先行动(表2)，以降低清洁能源供应链的中断风险和脆弱性，包括：提高供应链的多样化;加速清洁能源转型;创新清洁能源技术;加强清洁能源供应链合作;投资清洁能源。
1、提高供应链的多样化
供应链的集中程度(即市场份额集中在少数生产设施、公司、国家或地区的程度)是清洁能源技术面临的主要风险。许多清洁能源技术及其原材料的供应链在地理位置上比石油或天然气更加集中。供应链的持续中断可能会推高清洁能源中间产品和终端产品的价格，推迟清洁能源转型，增加实现净零目标的成本。
(1)当前清洁能源供应链高度集中
就电动汽车电池而言，中国在采矿业下游供应链的每个阶段都主导着生产。全球约四分之三的电芯产能、约70%的正极产能和85%的负极产能以及全球一半以上的锂、钴和石墨原材料加工位于中国。中国对整个石墨负极供应链(包括约80%的采矿业)的主导地位尤为突出。太阳能光伏下游供应链—包括多晶硅、硅片、电池和组件制造能力，也高度集中在中国。低排放氢及相关材料和设备的生产可能比现有的动力电池和太阳能光伏供应链更加多样化。
(2)关键矿物的获取可能会阻碍能源转型
清洁能源技术所需关键矿物的生产集中是一个十分令人关切的问题，一些矿物的资源在地理上比石油、天然气或煤炭更集中。就锂、钴和稀土元素而言，前三大生产国控制着全球四分之三以上的总产量。南非和刚果民主共和国分别占全球铂金和钴产量的70%左右，而中国控制着全球约60%的稀有金属开采量。
当前的地缘政治形势、大宗商品价格上涨和供应瓶颈突出表明，政府和行业需要采取行动，增强清洁能源供应链的多样化和韧性。这意味着需要促进现有资源的开发，并鼓励对新的供应来源进行投资。大多数矿物已探明储量的集中度低于当前产量，这意味着有机会实现供应多样化(图3)。
图3 2021年部分清洁能源技术供应链关键矿物、材料和产品产量的地理集中度
(3)逐步增强对关键矿物供应中断的抵御能力
在2022年国际能源署部长级会议上，成员国认识到关键矿物和材料对清洁能源转型的重要性日益增加，并要求对确保关键矿物供应(包括储存)弹性的方案进行调查。在适用的情况下，自愿战略储备可以帮助各国应对短期供应中断。
2、加快清洁能源转型
(1)为了实现净零，必须加快推广清洁能源技术
全世界实现净零排放所需的清洁能源大规模增加，是基于相关供应链规模的空前加速，未来十年至关重要。任何延迟发展太阳能光伏、电动汽车和氢能技术的做法都将意味着实现2050年净零排放变得越来越困难，必须加快推广清洁能源技术。
(2)随着需求的增加，较长的项目开发时间可能会阻碍供应链
为许多清洁能源技术开发原材料、制造能力和最终用途基础设施所需的相当长的交付周期可能会限制其部署速度，提高关键矿物和清洁能源项目的许可和批准程序效率将有助于加快其部署。
(3)建立清洁能源市场需要同时关注供需双方
需要政府政策来加速清洁能源技术的推广并建立支持这些技术的供应链。加快清洁能源技术市场的创建需要同时提供需求侧支持，以刺激私营部门的投资和采用。未来十年内制定需求侧支持机制对于建立明确的清洁能源市场至关重要。将清洁能源技术推向市场的政策示例包括目标或标准、补贴、税收抵免和其他财政激励措施。碳定价机制，如碳税和排放交易计划，可以为低碳技术提供政策指导和公平竞争环境。为避免供应链失衡和效率低下，协调对供需的支持至关重要。例如，全球对低排放氢政策支持往往侧重于扩大供应，而不是创造新的需求。
3、创新清洁能源技术
(1)实现净零排放所需的许多技术尚未商业化
到2050年实现净零排放需要大幅加快清洁能源创新，因为许多所需的技术尚未上市。在“2050年净零排放情景”中，几乎一半的减排量来自目前仅处于示范和原型阶段的技术。这些技术的商业化取决于更快的创新，技术成熟度(TRL)对整个供应链都有重大影响。创新是清洁能源供应链技术进步的关键。数字技术的创新也为构建更安全、更有弹性和可持续的供应链提供了巨大机遇。先进数字技术的应用，如区块链、人工智能、数据分析、物联网和自动化技术，可以帮助处于供应链不同阶段的公司提高响应能力、透明度和效率。
(2)创新公共投入必须成为国家净零计划的关键支柱
公共资金对于减轻开发清洁能源技术的固有风险和撬动私人投资仍然至关重要。2021年，全球各类能源的公共研究、开发与示范支出估计达到约380亿美元，其中IEA成员国投入了230亿美元(占比61%)。而且，IEA成员国用于清洁能源的支出比例一直在上升，2021年约有90%的支出用于清洁能源技术，其中仅能效和核能就占一半。鉴于清洁能源所需扩张的规模和速度，以及尚未商业化的技术的巨大贡献，短期内逐步增加创新公共资金投入至关重要。政府对示范项目的研究、开发与示范的支持需要超越融资范畴，并以最大程度地发挥私营部门贡献的方式进行调整。2021年上市公司的能源研发支出约为1170亿美元，比2019年疫情前水平高出5%，约60%的投资都用于汽车、石油和天然气行业，2021年在可再生能源上的投资达100亿美元(约9%)。有利于鼓励创新的政策支持包括公共采购、孵化和对企业家的奖励。对于大型示范项目，需要采取措施，改善获得低成本融资的途径，如信用增级(借款人通过提高其信誉来减少债务的条款)、风险分担计划和实物咨询支持。
4、在供应链开发方面进行协作
确保清洁能源技术的供应链安全必须由公共和私营部门以及政府之间协作努力。各国政府已经在清洁能源供应链领域建立了战略伙伴关系。
(1)国际标准可以支持清洁能源和相关材料市场。国际标准是通过促进贸易和技术转让来支持清洁技术和燃料市场以及相关供应链发展的重要手段。涵盖整个供应链的可追溯性是国际标准的一个重要方面。清洁能源中可追溯性标准的应用正在取得进展，特别是在发达经济体。
(2)帮助新兴市场和发展中经济体确保供应链安全是公平转型的关键。世界能源和气候的未来越来越依赖于新兴市场和发展中经济体的决策，因此与其合作正变得更加重要。清洁能源技术成本的下降为这些国家制定一条新的、低排放的增长和繁荣之路提供了巨大的机会。帮助新兴经济体建立安全、弹性和可持续的清洁能源供应链，可以为所有国家带来重大的新经济机遇。
5、加大投资清洁能源
(1)到2030年迫切需要大规模增加清洁能源投资。未来十年，清洁能源的投资需要大幅增加，才能在本世纪中叶实现净零排放。为了应对通胀，世界各国央行已经开始提高利率，增加债务成本。随着能源系统的资本密集度越来越高，保持较低的融资成本对于降低成本和加快能源转型至关重要。
(2)调用民间资本的关键在于降低投资风险。清洁能源项目增加的大部分经费将会来自私营部门。在“2050年净零排放情景”中，未来十年约70%的清洁能源投资来自于私人开发商、消费者和金融家。政府明确的政策信号将减少与清洁能源相关的不确定性，并避免投资可能未充分利用或搁浅的资产的潜在成本。
(3)战略投资可以改变当今的基础设施，实现净零能源系统。投资基础设施并将低排放能源与最终用户连接起来，将是能源转型的核心。重新利用现有基础设施将有助于降低成本并加快清洁技术的推出，尤其是氢能和碳捕集、利用与封存(CCUS)。
表2 政府和行业优先行动
