魏际刚 王 超(国务院发展研究中心市场经济研究所;北京工业大学经济与管理学院)
摘 要:在全球能源转型不断加速的背景下,构建安全可靠的绿色能源供应链是实现碳达峰碳中和的关键支撑。本研究基于供应链韧性理论与系统脆弱性分析,构建了一个包含原材料供给、能源转化、储能调节、输配管理和终端应用的多层次理论框架。实证分析发现,中国在风电、光伏等新能源产业在全球供应链中具有显著优势,但同时面临战略性矿产资源依靠进口、核心技术创新不足、国际贸易壁垒加剧等挑战。针对上述问题,本研究提出构建“三大支撑、两大保障”的战略体系,通过完善资源保障机制、突破关键技术瓶颈、推进产业链升级三大支撑,配套制度创新与基础设施两大保障体系,全面提升绿色能源供应链的安全性与韧性,为推进能源转型与保障能源安全提供理论依据和政策启示。
关键词:绿色能源供应链;系统安全;供应链韧性;能源转型;战略支撑体系
全球气候治理进入关键窗口期,能源结构深度转型已成为各国推进可持续发展的战略共识。随着新能源技术快速发展和应用规模持续扩大,绿色能源供应链的系统性风险日益凸显。一方面,关键矿产资源的地缘政治属性增加,全球供应链面临重构;另一方面,国际贸易保护主义抬头,碳足迹标准等新型壁垒不断涌现。这些挑战不仅影响了供应链的稳定运行,更考验着国家能源安全保障能力。基于此,本研究从供应链韧性视角切入,系统分析中国绿色能源供应链的特征,探索构建安全可靠的战略支撑体系,以期为推进能源低碳转型提供理论指导和政策参考。
一、绿色能源供应链的理论框架与系统特征
绿色能源供应链是能源系统转型的核心载体,其本质是以可再生能源和清洁能源为主导,覆盖全生命周期的现代能源供应体系。从系统工程角度看,这一供应链体系呈现出明显的“横向产业链-纵向价值链”的双维度特征(见图1)。
在横向维度,产业链涵盖设备制造、工程建设和运营服务三大支撑体系。设备制造体系主要包括发电装备、储能设施、输配电设备等核心硬件;工程建设体系负责项目规划、施工建设和系统集成;运营服务体系则提供全周期的智能化运维支持。这三大支撑体系通过协同配合,确保了供应链的完整性和可靠性。
在纵向维度,价值链主要由五个核心环节构成。原材料供应环节主导产业基础,涉及高纯多晶硅、稀土金属、锂钴镍等战略性资源。能源生产环节实现能量转换,通过风能、太阳能等多能互补提升系统稳定性。储能转换环节解决间歇性问题,集成电化学储能、物理储能和化学储能等多元技术路线。能源传输环节保障供需平衡,依托智能电网和特高压技术实现大规模输送。终端应用环节体现价值实现,融合智能家居、电动交通和分布式能源等新型消费模式。这些环节相互衔接、紧密联系,共同构成了完整的价值创造体系。
值得注意的是,绿色能源供应链的系统性特征主要体现在三个方面:首先,各环节之间存在显著的技术关联性,如发电与储能的协同配置直接影响系统可靠性;其次,价值创造过程具有明显的累积效应,上游技术创新能够带动全链条升级;最后,系统运行效率高度依赖数字技术赋能,智能化水平决定了供应链的整体竞争力。这些特征共同构成了绿色能源供应链的基本理论框架。
二、中国绿色能源供应链的发展态势与结构性变革
中国绿色能源供应链正经历前所未有的深刻变革。装机规模方面,根据中国电力企业联合会(CEC)相关数据 ,截至2024年年底,非化石能源发电装机容量达到19.5亿千瓦,占总装机比重首次突破58%,新能源装机规模达到14.5亿千瓦,实现对火电装机规模的历史性超越。其中,并网风电装机容量达到5.2亿千瓦,涵盖陆上风电4.8亿千瓦和海上风电4127万千瓦,体现出多元化的技术路线;并网太阳能发电装机容量达到8.9亿千瓦,同比增长45.2%,显示出光伏产业的强劲发展势头。预计到2025年,风电和光伏装机规模将分别扩大至6.4亿千瓦和11亿千瓦,推动煤电装机占比降至三分之一以下,标志着能源结构转型进入加速期。
在产业创新能力方面,中国绿色能源技术实现多项突破。世界知识产权组织数据显示,截至2022年8月,中国储能技术相关专利申请已突破15万项,构建起较为完整的技术创新体系。其中,锂离子电池(4.92万项)、燃料电池(3.82万项)和氢能技术(2.67万项)专利占比达75%,反映出储能领域的技术创新重点。值得注意的是,全球产业链正在发生深刻重构:一方面,光伏组件、风电设备等劳动密集型制造环节加速向东南亚转移;另一方面,锂矿、钴矿等原材料开发布局延伸至非洲和南美地区。面对这一趋势,中国企业正通过数字化转型重塑竞争优势,借助大数据、人工智能等技术提升供应链韧性,构建新型产业生态体系。
政策支持体系不断完善,2024年国务院印发的《2024—2025年节能降碳行动方案》确立了到2025年非化石能源消费占比达到20%的发展目标。配套措施形成多层次推进格局:在能源生产端,加快建设以沙漠、戈壁、荒漠为重点的大型风光基地,有序开发海上风电资源;在电网建设方面,推进特高压输电通道建设,提升跨区域资源配置能力;在储能领域,明确到2025年底抽水蓄能和新型储能装机分别达到6200万千瓦和4000万千瓦的具体目标,为新能源消纳提供有力支撑。同时,中国积极推进国际合作,与欧盟建立气候与环境高层对话机制,开展清洁能源领域务实合作。典型案例包括中国国家能源集团与法国电力集团合作的江苏东台500MW海上风电项目,以及中德能效合作框架下的示范项目,这些实践为构建全球绿色能源治理体系积累了宝贵经验。
三、中国绿色能源供应链面临的风险挑战
当前,中国绿色能源供应链面临着资源依赖、技术瓶颈、贸易壁垒和气候冲击等多维度风险挑战。
(一)部分资源依赖进口,上游供应链面临地缘政治风险
2023年中国锂精矿进口依赖度达到85%,主要来源于澳大利亚和巴西;钴矿进口99.5%集中于刚果(金),呈现出显著的资源来源集中性特征。虽然在全球锂、钴加工产能布局中占据78%和65%的份额,但上游资源控制力不足,预计2025年锂资源自给率仅为21.2%。这种“深加工强、资源控制弱”的结构性失衡,导致供应链对外部冲击极为敏感。同时碳酸锂价格的剧烈波动进一步增加了供应链的不稳定性。
(二)核心技术有待突破,关键环节存在卡点制约
中国光伏产业在全球供应链中占据主导地位,2022年,中国多晶硅、硅片、电池和组件产量分别占全球份额的76%、96%、83%和76%,动力电池产量占全球60%的份额。然而,在氢能领域,质子交换膜(PEM)国产化率较低,国外企业占据主要市场份额;在智能电网领域,虽然柔性直流输电核心器件IGBT的国产化率已提升至30%-35%,2022年市场规模达到23.8亿元,但在1700V以上中高压领域,海外厂商仍具有明显优势。相关数据显示,中国储能技术专利虽达15万项,但在燃料电池等前沿领域与国际领先水平仍存在差距。这种技术短板一定程度制约了中国产业链的自主可控能力。
(三)贸易壁垒日趋复杂,国际市场准入存在压力
欧盟通过碳足迹标准设置绿色准入门槛,法国要求100kWp以上光伏项目的碳足迹控制在250-400 kg CO2-eq/kWc之间,而中国组件制造商的碳足迹普遍高出50%左右。美国2022年通过了《通胀削减法案》,提供3690亿美元支持本土制造,并对东南亚国家启动调查以防范关税规避。印度则采取40%的光伏组件进口关税、PLI激励计划以及强制BIS认证等多重保护措施,导致中国对印度光伏出口显著下降。这种复合型贸易壁垒不断影响全球供应链格局。
(四)资源配置区域不平衡,循环体系建设有待完善
2022年中国锂矿储量结构发生显著变化,盐湖卤水型锂矿占比降至38.24%,硬岩型锂矿升至61.76%,形成“北少南多”的新格局。矿产资源禀赋参差不齐,青海盐湖区域镁锂比偏高,西藏盐湖虽然锂矿品位较高但开发条件受限。此外,我国资源回收体系发展相对滞后,2023年二次锂回收量约4.3万吨,仅占矿山产量14%,预计2025年回收量提升至7.5万吨,约占需求量的7%,但标准化、规模化程度仍然不足。
(五)气候变化加剧冲击,供应链韧性需进一步加强
2022年,四川极端高温干旱天气导致水电短缺,造成碳酸锂减产1120吨、氢氧化锂减产1690吨,三元材料减产500吨,磷酸铁锂减产5200吨,影响锂电供应链的稳定性。海上风电等可再生能源设施同样面临台风、强对流等极端天气威胁,加之设备维护难度大、周期长,一旦发生故障极易引发连锁反应。这种自然灾害与技术风险的相互交织,不断考验绿色能源供应链的整体韧性。
四、提升绿色能源供应链安全与韧性的策略
基于供应链韧性理论和系统脆弱性分析的研究框架,结合国际能源署(IEA)最新政策实践,本研究提出构建“三大支撑、两大保障”的战略体系,以系统提升中国绿色能源供应链的安全性与韧性。
(一)构建三大支撑体系
1. 资源保障支撑。实施全球资源战略布局,以“绿色丝绸之路”为依托,重点深化与南美锂三角、非洲钴矿带、中亚能源走廊等资源富集区域的战略合作,建立多层次的国际资源合作网络;建设境外资源开发基地,推进锂、钴、镍等战略性矿产的境外开发。完善资源储备体系,建立以企业为主体、政府调控、市场运作的储备机制,在西部、华北、华东等重点区域布局建设资源储备基地,形成分级分类的储备网络。发展规模化资源循环体系,制定资源回收利用标准,构建废旧电池、光伏组件等再生资源回收网络,扶持循环经济示范园区建设。
2. 技术创新支撑。明确技术突破路线,重点突破高效光伏电池、新型储能材料、氢能制储运、智能电网控制等关键技术,制定分阶段技术发展路线图。建立产学研协同创新机制,组建产业技术创新联盟,搭建协同创新平台,设立重大科技专项,集中攻关核心技术。完善知识产权保护体系,加强对专利的布局和保护,建立技术标准和知识产权协同推进机制,支持企业开展海外专利布局,提升国际竞争力。
3. 产业升级支撑。推进供应链本地化,培育本土核心供应商,打造“研发+制造+服务”的完整产业生态,建设产业集群。实施全球化战略,支持龙头企业建设海外生产基地,开拓国际市场,提升价值链地位。建立风险防范机制,构建覆盖原材料、生产、储运等环节的预警系统,完善应急响应机制。
(二)建设两大保障体系
1.制度保障体系。完善政策支持机制,创新财税政策,建立碳定价、绿色信贷、绿色债券等多元金融支持工具。推进市场化改革,深化电力市场改革,建立绿色能源交易机制。加强法规标准建设,完善能源管理法规,建立统一的碳足迹核算、产品认证等标准体系。
2. 设施保障体系。构建新型电力系统,以新能源为主体,推进智能电网和微电网建设,优化电网结构。推进数字化转型,建设能源互联网平台,发展智慧能源管理系统,实现设施智能化运维。完善储能配套设施,布局大规模储能设施,建设分布式储能网络,提升系统调节能力。
(三)建立健全协同推进机制
建立健全协同推进机制,成立跨部门协调机构,统筹各项政策措施;建立动态评估与调整机制,保障战略实施成效;加强国际合作机制建设,推动全球绿色能源治理体系构建。通过建立系统完备的协同推进机制,确保各项策略有效落地,全面提升绿色能源供应链的安全性与韧性。
五、结语
基于供应链韧性理论和系统脆弱性分析框架,本研究深入剖析了中国绿色能源供应链面临的战略性挑战,即上游关键矿产资源对外依赖度较高、核心技术创新能力不足、国际贸易壁垒日趋严格等。针对这些系统性风险,本研究提出构建“三大支撑、两大保障”的战略体系:通过完善资源保障机制、突破关键技术瓶颈、推进产业链升级“三大支撑”,配套制度创新与基础设施“两大保障”,全面提升绿色能源供应链的安全与韧性。随着战略体系的深入实施,中国绿色能源供应链将从全球产业链的“参与者”逐步迈向“引领者”,为国家能源安全和经济高质量发展提供坚实支撑。这不仅有助于推动“双碳”目标的实现,更将为构建全球绿色能源治理体系贡献中国智慧。
(魏际刚系国务院发展研究中心市场经济研究所副所长、研究员;王超系北京工业大学经济与管理学院教授、博士生导师)