全球光伏供应链网络演化：核心结构、集群特征与驱动机制解析

本研究针对光伏供应链全球化进程中结构复杂化与驱动机制不明晰的问题，采用复杂网络分析(complex network analysis)和扩展引力模型(extended gravity modeling)，系统揭示了2000-2022年从工业硅(impure silicon)到光伏组件(photovoltaic modules)的全产业链时空演变规律。研究发现供应链呈现核心-边缘(core-edge)极化结构，亚洲成为新核心区，中国在多环节参与度显著提升；通过识别FIT政策(feed-in-tariff)、碳强度(carbon intensities)等关键驱动因子，为全球可持续光伏供应链管理提供了科学依据。

　　

在全球应对气候变化的背景下，光伏发电已成为推动低碳转型和区域经济发展的关键战略。国际可再生能源机构数据显示，2024年全球光伏年装机容量达452 GW，市场规模呈指数级增长。然而，伴随产业扩张而来的供应链结构巨变，正深刻影响着光伏产业的竞争格局和可持续发展。当前研究多聚焦单一环节如高纯硅(high-purity silicon)或组件模块，缺乏对全产业链网络拓扑结构和多维驱动因素的系统认知。尤其在全球贸易环境动荡的当下，厘清光伏供应链的地理演化规律和形成机制，对保障可再生能源产业安全至关重要。

中国科学院研究人员张萌、韩梦瑶和刘卫东在《Journal of Environmental Management》发表的研究，首次构建了覆盖工业硅至发电机组(generator sets)的全产业链贸易网络。研究整合2000-2022年全球双边贸易数据，运用复杂网络理论量化网络规模、稳定性和模块化特征，通过Louvain社区检测算法识别区域集群，并采用扩展引力模型解析GDP per capita、可再生能源装机容量(installed renewable energy capacities)等驱动因素的异质性影响。

光伏供应链网络特征
分析显示全球光伏贸易额从2000年167.7亿美元激增至2022年1059.4亿美元。早期呈现欧亚北美"三角结构"，2022年则形成以亚洲为核心的新格局，中国在所有环节参与度增速最快。高纯硅和硅片(silicon wafers)环节保持稳定核心结构，其他环节则呈现显著的核心-边缘分化，极化指数达0.68。网络密度(density)提升3.2倍，平均路径长度缩短41%，表明国际协作显著增强。

区域集群演化
通过模块度(modularity)分析发现，2000年形成的3大集群到2022年演变为7个专业化分工集群。东南亚成为最大的组件生产集群，欧洲保持高纯硅技术优势，北美则在系统集成环节形成新增长极。中国在4个环节同时进入核心国家前三位，表现出全产业链整合能力。

驱动机制解析
扩展引力模型显示：1）FIT政策每提升1美元/千瓦时，组件贸易流量增加8.7%；2）碳强度下降1吨/万美元使硅片贸易概率提升23%；3）可再生能源装机容量对上游环节驱动效应更强（弹性系数0.34 vs下游0.18）；4）地理距离的负向影响在技术密集型环节减弱30%。异质性分析表明，发展中国家更易受政策因素影响，而发达国家对技术指标更敏感。

该研究首次全景式揭示了光伏供应链的时空分异规律，创新性地将网络拓扑分析与经济地理建模相结合。研究发现的多尺度集群特征为区域产业协同发展提供路线图，识别的关键驱动因子为差异化政策制定提供量化依据。特别是证实碳强度与贸易流的非线性关系，为气候治理与产业发展的协同优化提供了新证据。研究建立的"结构-集群-驱动"三位一体分析框架，可推广至其他战略性新兴产业供应链研究，对构建安全、高效、低碳的全球能源供应链体系具有重要实践价值。