日本水泥供应链跨区域碳-资源流动的多层生命周期解析与减排策略研究

本研究针对日本水泥供应链中跨区域贸易导致的隐性碳不平等问题，构建了整合运输数据与重力模型的多层生命周期网络模型（2010-2022）。结果显示：2022年88%总物质需求（TMR）和74%碳足迹（CF）源于跨县贸易，38%TMR转移至煤炭出口国，运输环节贡献5%影响。研究为区域差异化减排（如低碳燃料、材料优化设计）提供了数据支撑。

　　

日本作为全球重要的水泥生产国，其建筑业的繁荣背后隐藏着复杂的资源环境矛盾。尽管日本水泥产业已实现生产消费自给，但煤炭能源的高度进口依赖（JCA,2023a）与生产消费的地理错配，导致跨县贸易中产生大量隐性物质流和碳流（2022年分别占TMR的88%和CF的74%）。这种空间失衡不仅造成区域间碳责任分配不公（碳泄漏率35-80%），还因国际能源贸易格局变动（俄乌冲突后澳大利亚、印尼取代俄罗斯煤炭地位）使38%TMR转移至海外，长距离海运影响激增22%。更棘手的是，日本县级统计数据滞后（最新区域投入产出表仅更新至2011年），传统多区域投入产出模型（MRIO）难以捕捉供应链动态细节，亟需创新方法破解这一困局。

名古屋大学等机构的研究团队在《Environmental Impact Assessment Review》发表研究，通过构建过程式生命周期多层供应网络，整合重力模型与运输数据，首次实现了日本47个都道府县2010-2022年水泥供应链的时空解析。关键技术包括：1) 融合贸易统计与社区检测算法的网络分析，识别北海道-岩手（北部）和福冈-山口-高知（南部）向三大经济圈的TMR/CF转移路径；2) 归一化互信息（NMI）量化供应链群落结构稳定性；3) 总物质需求（TMR）指标追踪隐含资源流，弥补传统物质流分析（MFA）对"隐性流"的忽视。

研究结果揭示：

1. 日本水泥产业的TMR与CF影响特征
   2022年全国水泥消费引发93.6 Mt. TMR和25.4 Mt. CO₂eq CF，单位水泥TMR达3.1 kg/kg（高于全球均值2 kg/kg），主因日本严苛的工业废弃物掺兑政策推高石灰石开采隐流。随时间推移，远程消费减少使主要出口县（如兵库）生产侧影响下降，但国际煤炭贸易重构导致海运相关TMR增长显著。

2. 跨区域影响转移网络演化
   社区检测显示国内形成"北-中-南"三极转移格局：北部（北海道、岩手）和南部（福冈等）通过埼玉、新潟、三重等枢纽向东京、大阪、名古屋三大都市圈输送资源。NMI分析表明该网络结构在2015年后趋于稳定，但2019年后因能源进口结构调整出现模块化重组。

3. 运输环节的边际贡献
   与传统认知不同，运输仅贡献总影响的5%，但国际海运因航距增加导致单位货运量TMR上升1.8倍，凸显地缘政治对供应链韧性的冲击。

结论部分强调，这项研究首次实现了三个突破：1) 时空维度上捕捉了能源危机与政策调整对县级水泥供应链的传导机制；2) 揭示"生产集中化-消费分散化"矛盾下，小型转运枢纽（如三重县）在平衡区域碳不平等中的缓冲作用；3) 验证低隐含碳燃料（如氢能）在长距离海运中可削减12-18%TMR的潜力。正如Yueyang Bai团队指出，该方法学框架可扩展至钢铁、化工等高耗能行业，为《日本碳中和战略》中"区域特色减排路线图"的制定提供了范式转移级的工具支撑。