《Sustainable Energy Technologies and Assessments》：Revealing embedded supply risks of critical materials in China’s lithium-ion battery supply chain: A trade-linked material flow perspective
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马国松|段茂生|孙欣•将隐性进口纳入供应风险评估中。•梳理了中国电动汽车电池供应链中的贸易相关物料流动情况。•揭示了中国电动汽车电池材料供应链中存在的隐性上游风险。•2022年，隐性进口使供应风险估算值上升至多7.8%。引言推动电动汽车的普及是实现交通领域脱碳的公认路径。电动汽车
马国松|段茂生|孙欣
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将隐性进口纳入供应风险评估中。
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梳理了中国电动汽车电池供应链中的贸易相关物料流动情况。
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揭示了中国电动汽车电池材料供应链中存在的隐性上游风险。
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2022年，隐性进口使供应风险估算值上升至多7.8%。
引言
推动电动汽车的普及是实现交通领域脱碳的公认路径。电动汽车销量持续增长，到2024年可能达到约1700万辆，占全球汽车销量的五分之一以上[1]。与之相应，作为电动汽车核心组件之一的锂离子电池的产量和消费量近年来也呈指数级上升。中国是全球最大的电动汽车及锂离子电池生产国，占据了全球四分之三的锂离子电池产量[2]。随着道路运输电气化进程的推进以实现净零排放目标，对电动汽车用锂离子电池的需求还将持续上升[3]。
锂离子电池行业的快速扩张引发了人们对资源问题的担忧。与传统化石燃料技术不同，锂离子电池对矿产和金属的需求更为旺盛[4]。电动汽车用锂离子电池由电池模块内的电池单元组成，这些电池单元通常占电池总重量的70%到85%，其中含有锂、镍、钴、锰和石墨等多种关键矿物[5]。尽管目前地球壳层中这类矿物的储量较为丰富，但开采和提纯的能力却十分有限，无法满足电动汽车用锂离子电池带来的巨大需求[6]。由于电动汽车用锂离子电池生产的规模快速扩大，预计到2040年，对这些关键材料的需求量将与2020年相比增加5到40倍[7]。此外，用于制造锂离子电池的关键材料的开采、提纯和加工活动在地理分布上极为集中，这也带来了相当大的供应风险。
在清洁能源转型加速的背景下，人们对电动汽车用锂离子电池所涉及的关键材料的流动、存量以及供应风险展开了大量研究。物质流分析是目前用于描述这类关键材料循环的最常用工具，它已被用来追踪不同空间尺度下锂[8]、[9]、[10]、镍[11]、[12]、钴[13]、锰[14]和石墨[15]的静态或动态流动情况。这些研究通常会分析各类关键金属的整体人为循环，整体呈现其社会代谢特征，但却无法捕捉到与特定产品相关的流动规律，尤其是那些由电动汽车用锂离子电池需求驱动的独特物料流动。虽然有一些研究探讨了中国境内与锂离子电池相关的关键材料流动的变化情况，但这些研究往往将来自多个国家的进口数据汇总在一起，没有区分每笔贸易流的具体来源[16]、[17]、[18]。此外，现有的供应风险评估通常只考虑直接进口，忽略了包含在中间产品或半加工产品中的隐性进口[18]、[19]。鉴于中国电动汽车用锂离子电池供应链在很大程度上依赖进口关键矿物，且其贸易网络极为复杂，因此有必要全面追踪这些材料在整个生命周期以及国际贸易环节中的流动情况。然而，与中国电动汽车用锂离子电池生产相关的贸易型物料流动和供应风险目前仍缺乏足够的研究。如果没有这种针对贸易特征的分析，就无法准确了解中国电动汽车用锂离子电池行业面临的供应风险，进而难以预判潜在脆弱点、评估行业韧性，也无法制定有效的政策来保障关键材料的供应。
为填补这一知识空白，本研究旨在构建一个更完善的供应风险评估框架。为此，首先建立了一个与贸易相关的物质流分析框架，用于追踪2015年至2022年间中国用于电动汽车用锂离子电池生产的锂、镍和钴的流动变化情况。该物质流分析框架的核心作用在于量化传统评估方法所忽视的隐性进口。在此基础上，再结合整个贸易网络来评估这些关键材料的供应风险，从而揭示中间进口中存在的隐性供应风险。与以往主要关注原材料直接贸易流动或单个加工环节的供应风险评估不同，本研究构建的与贸易相关的物质流分析框架能够明确追踪电动汽车用锂离子电池供应链多个环节中的直接进口和隐性进口。这项研究的方法学贡献并不在于引入新的风险指标，而在于拓展了供应风险评估的系统边界，能够识别出体现在国际贸易中的中间产品和下游产品中所蕴含的隐性上游依赖关系。通过将隐性进口纳入以生命周期为导向的供应风险评估框架，该研究更全面地展现了全球化电池供应链中的资源依赖状况。本研究构建的研究框架还可以用于分析其他各类清洁能源技术所使用的关键材料的贸易相关流动情况及其供应风险。
章节要点
完善的供应风险评估框架
为了评估中国电动汽车用锂离子电池生产所需关键材料的供应风险，我们构建了一个完善的供应风险评估框架，该框架同时涵盖了直接进口和间接进口，从供应集中度、政治风险和进口依赖度三个维度对供应风险进行量化。
中国电动汽车用锂离子电池生产的演变情况
图2展示了中国电动汽车用锂离子电池生产的演变特征。作为全球最大的电动汽车用锂离子电池生产国，2015年至2022年间，中国的累计生产量达到了1081.5吉瓦时。其年度生产量增长势头十分强劲，从2015年的10.9吉瓦时上升至2022年的332.4吉瓦时，年均增长率高达63%。电池化学体系的构成也发生了显著变化。2021年之前，锂镍锰钴氧化物（NCM）
讨论
尽管供应风险指标的各项构成要素，包括供应集中度、政治风险和进口依赖度，已在以往研究中得到广泛应用，但本研究通过将隐性进口明确纳入评估框架，对现有方法进行了拓展。对于电动汽车用锂离子电池供应链而言，这一拓展尤为重要，因为越来越多的关键材料是通过中间产品和加工产品而非直接交易的方式流通的
结论
本研究建立了一个与贸易相关的物质流分析框架，该框架将隐性进口明确纳入关键材料供应风险的评估体系中，从而揭示了中国电动汽车用锂离子电池供应链中此前未被量化的脆弱点。通过结合详细的贸易数据以及锂、镍和钴的生命周期特征，该模型在传统物质流分析的基础上，进一步追踪了全球贸易网络中的多层级资源依赖关系。本研究的主要发现和意义可总结为
生成式人工智能使用声明
在撰写本文的过程中，作者使用了ChatGPT进行语法检查和语言润色。在使用该工具之后，作者对内容进行了必要的审阅和修改，并对最终发表文章的内容承担全部责任。
CRediT作者贡献说明
马国松：写作——初稿撰写、可视化分析、方法设计、正式分析、数据整理、概念构思。段茂生：写作——审阅与编辑、研究指导。孙欣：写作——审阅与编辑。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
