全球可再生能源供应链的脆弱性问题及建议

袁佳

任丹妮

徐振鑫

当前，全球可再生能源市场发展迅速，但现有规模和发展速度仍不足以支持实现全球碳减排目标。随着市场竞争日趋激烈，全球可再生能源供应链各环节供需不匹配问题日益突出，这增加了可再生能源供应链的脆弱性及全球实现碳减排目标的不确定性。各国应通过加强国际合作实现优势互补，保障可再生能源供应链稳定。

全球可再生能源市场发展仍不足以支持实现全球碳减排目标

一方面，在政策支持等多因素驱动下，全球可再生能源市场规模持续快速扩大。2020年，尽管受新冠肺炎疫情影响，但全球可再生能源新产能投资仍达3035亿美元，同比增长2%；可再生能源新增装机容量近280吉瓦，同比增长45%，为过去20年来最高增幅。其中，中国太阳能光伏和风能新增装机量占全球80%以上。相应地，可再生能源在全球发电量中的比重从2019年的27%跃升至2020年的29%，预计2021年将升至30%，其中中国将占全球可再生电力增长量的近一半，其次是美国、欧盟和印度。

另一方面，可再生能源市场的规模和发展速度仍不足以支持实现全球碳减排目标。按照国际能源署提出的2050年实现全球净零排放路径规划，2030年之前，全球太阳能和风能发电厂建设速度需达到2020年的4倍左右，其中太阳能光伏每年需新增装机630吉瓦（相当于未来十年每天安装一个目前世界最大的太阳能光伏园）。新购汽车中，电动汽车占比须从目前的5%提高至2030年的60%，电动车电池年产量从目前的160吉瓦时跃升至6600吉瓦时（相当于未来十年每年新增近20个千兆级电池制造厂）。巨大缺口给可再生能源供应带来巨大挑战。国际能源署估计，到2030年，包括可再生能源在内的清洁能源年度投资须超过4万亿美元，是过去5年平均水平的3倍；建造清洁能源设备所需的关键矿产（关键矿产是指对国家经济和安全至关重要的矿产或矿产材料）市场须扩大近6倍。

全球可再生能源供应链各环节供需不匹配问题日益突出

随着市场竞争日趋激烈，可再生能源在核心技术、关键矿产、土地海洋资源、配套设施、资本投入等方面的供需不匹配问题逐步凸显，资源稀缺、分布集中、垄断限制等因素将导致可再生能源供应链的不稳定（见图1），增加全球实现碳减排目标的不确定性。

图1 可再生能源供应链的构成及各部分需要的关键投入要素

可再生能源所需关键矿产储量小、分布集中、供应链脆弱

需求端，可再生能源产业发展高度依赖关键矿产，近年来对关键矿产需求量大幅提高，导致其价格飙升。稀土、锂、钴、镍等关键矿产资源是发电设备、电池组件的重要原料，可再生能源体系所需的矿产消耗量远高于传统能源。如生产一辆电动汽车所需矿产是传统汽车的5倍，建造一座风力发电厂所需矿产是同瓦数燃煤电厂的7倍。随着需求量激增，2020年全球锂价格上涨超过1倍，铜价格上涨约70%。国际能源署预测，未来20年，全球对铜和稀土总需求的40%以上、对镍和钴总需求的60%～70%、对锂总需求的90%都来自可再生能源行业。到2040年，全球锂的需求增长将超过40倍，石墨、钴和镍的需求将增长20～25倍。

供给端，关键矿产的供给可能难以匹配需求增长。一是与化石能源相比，可再生能源关键矿产储量更小、分布更集中、供应链更脆弱。根据美国地质调查局数据，智利和澳大利亚的锂储量合计占全球的66%，产量合计占70%；刚果（金）的钴储量占全球51%，产量占68%。关键矿产分布高度集中导致供应链脆弱。例如，2018年刚果（金）将钴列为“战略矿产”，将税金从2%提高至10%，导致当年伦敦金融交易所钴价一度飙升至十年最高点；2021年2月，缅甸军方政变导致国际市场对稀土供应担忧大幅提升。二是各国围绕关键矿产供应链竞争日益激烈。欧美国家关键矿产高度依赖全球配置，美国、欧盟和日本等都重点强调增强关键矿产的全球配置能力，构建安全、多样化的关键矿产供应链。澳大利亚制定《2019年关键矿产战略》，帮助本国制造商在资源技术和关键矿产加工领域提高竞争力。三是我国在部分资源和产能上具有一定优势，但未来不容乐观。我国稀土、锂等储量丰富，但铜、镍、钴储量较少，对外依存度达80%以上。若有关国家针对关键矿产推出保护性、针对性政策，未来我国将面临较大挑战。

可再生能源核心技术主要集中于发达经济体

一是发达国家掌握大部分可再生能源核心技术，发展中国家差距明显。欧洲、日本、美国在目前全球可再生能源技术创新格局中占主导地位，2000—2019年，全球低碳能源技术国际专利中，欧洲、日本和美国的专利数量共占3/4以上，韩国和中国占比分别为10%和8%，其他新兴经济体和发展中国家占比更低。我国海上风能和其他可再生能源技术较领先国家仍存明显差距。

二是可再生能源技术合作主要集中在发达经济体，亚非拉国家参与度较低。2015—2019年间，英国、美国低碳能源技术专利中来自国际合作的各占22%和13%，而日本、韩国这一占比不到2%和3%。2000—2009年，中国低碳能源技术国际合作专利占比为13%，但在2015—2019年这一占比下降至7%。

三是部分国家明确限制相关技术出口以保持优势。如近年来，美国对中国可再生能源企业的技术出口限制不断升级。中国电子科技集团十四所生产的太阳能多晶硅电池片在国内具有领先地位，2020年5月，美国将该企业列入出口管制实体清单，限制其进口美国产品和技术。

太阳能、风能等可再生能源项目对土地、海域资源需求大，部分国家和地区存在制约

根据普林斯顿大学建立的美国实现零排放的路径模型显示，到2030年，美国建设太阳能和风力发电厂所需的土地面积可能约为6.2万平方英里 （16万平方公里），相当于美国国土面积的1.66%。根据我国国家能源局规划，到2030年我国风电、太阳能总装机容量要达到12亿千瓦以上。根据我国可再生能源项目用地相关标准初步测算，到2030年我国风电、太阳能发电项目所需土地面积约为24万平方公里，目前仍需20万平方公里左右土地，与我国陕西省的面积相当。根据中国气象局风能资源详查初步成果，我国风电可装机容量约2亿千瓦时，如果全部开发将占用3.2万平方公里海域面积。再如，我国台湾“经济部”规划在2025年前建成装机容量达20吉瓦的太阳能发电机组，约需250平方公里用地，现已盘点120平方公里土地，约可建置装机容量8吉瓦的太阳能机组，还需要约130平方公里的土地，相当于台湾面积的0.69%。由此可知，由于对土地面积等方面需求过于巨大，或制约着国家和地区发展这些项目。

可再生能源所需的电网配套发展仍面临诸多问题

输变电电网配套发展是可再生能源开发利用必然面临的问题。目前，无论是中国、越南等新兴经济体，还是美国、澳大利亚等发达经济体，均对改善当地电网配套具有显著需求，但相关电网建设面临诸多难题和掣肘。一是可再生能源的并网和消纳不足。例如，我国可再生能源生产与负荷中心呈明显逆向分布的格局，容易导致省际输电壁垒和灵活调峰改造滞后等问题，制约了可再生能源的并网和消纳。二是部分国家电网建设审批时间过长。例如，美国州际输电线建设必须经过每一个州的批准，部分州还必须通过每个县的批准，因而建设州际电网可能需要10年以上的时间才能完成。

大多数新兴经济体和发展中国家吸引可再生能源投资较少

国际可再生能源署数据显示，2013—2018年，全球可再生能源年均投资额超过3000亿美元，其中83%的资金来自东亚和太平洋地区、北美和西欧少数国家，而78%的资金同样流向上述地区。东亚和太平洋地区是全球吸引可再生能源投资占比最大（32%）的区域。相比之下，120个发展中经济体和新兴经济体吸引的可再生能源投资仅占全球15%，年均约450亿美元，其中拉丁美洲和加勒比地区年均140亿美元，南亚160亿美元，中亚、东欧、中东和非洲仅50亿～60亿美元。彭博社调查发现，平均而言，与政策明确的新兴市场国家相比，没有支持政策的新兴市场国家吸引的清洁能源投资仅为前者的1/17。

对我国的政策建议

一是加强国际合作，确保关键矿产供应链安全。全面评估掌握我国关键矿产资源现状，做好长期规划安排。对镍、锰、铬等我国储量较少的矿产，应加强与巴西、刚果（金）等储量较丰富国家的贸易投资合作，保障供应渠道安全稳定。中资矿业企业要更加注重海外投资风险，有效防范外国投资审查、加征资源税等政策变动风险，提高在“一带一路”区域发展可再生能源的市场参与度与认可度。

二是大力推动可再生能源技术国际合作。在世界贸易组织（WTO）、二十国集团（G20）等多边框架下，呼吁发达国家根据“共同但有区别的责任”原则，履行支持发展中国家低碳转型的承诺，强化可再生能源核心技术领域国际合作，实现优势互补。尤其是在美国推行“科技脱钩”背景下，应将绿色产业合作作为中欧科技合作的重要着力点，充分利用我国在市场、资金、关键矿产及部分领域技术优势，加强与欧盟在智能电网、海上风电、储能、氢能等重点领域的技术合作与应用推广。北美和欧洲经验表明，跨国电网可以较好地解决各国能源供需平衡问题，目前我国已和俄罗斯、东盟部分国家开展了跨国电网建设和电力贸易，未来应积极推动与周边国家跨国电网建设，支持我国具有技术优势的企业走出去。

三是优化可再生能源相关的土地和海域资源使用。做好太阳能、风能等清洁能源发展占地规划，在确保粮食耕地安全和生态环境的情况下保证清洁能源发展土地需要。更多发展分布式太阳能、海上风能等土地占用较少的清洁能源，减少土地占用。进一步支持新疆、内蒙古等国土面积较大，适合发展风电、光电等可再生能源的省区的发展，全国“一盘棋”，充分利用比较优势，做好能源发展及利用规划。通过加强可再生能源供暖利用等，增加可再生能源发电就近消纳。在可再生能源发展较好的地方，研究逐步减少火电供应及火电退出的具体措施，优先建设有发展可再生能源优势且消纳困难地区的输电通道。

四是加强国际绿色金融合作。鼓励金融机构将更多金融资源投入到可再生能源领域，推动可再生能源更多地使用绿色债券，动员机构投资者加大可再生能源投资。鼓励和支持世界银行、亚洲基础设施投资银行等多边开发机构，国家开发银行、进出口银行等国内开发性和政策性金融及商业性金融机构加大对“一带一路”沿线国家可再生能源项目的融资支持，帮助有关国家加速能源结构转型。利用我国可再生能源发展潜力巨大等优势，鼓励有关国家发行人民币计价的可再生能源绿色债券。