技術創新對清潔能源金屬可持續供應影響的研究綜述與展望

宋益，白文博，成金華，張億軍, 3

技術創新對清潔能源金屬可持續供應影響的研究綜述與展望

宋益1, 2，白文博1，成金華1, 2，張億軍1, 3

(1. 中國地質大學(武漢)經濟管理學院，湖北武漢，430078；2. 中國地質大學(武漢)資源環境經濟研究中心，湖北武漢，430078；3. 中國地質大學(武漢)綠色金融與資源環境創新研究中心，湖北武漢，430078)

技術創新對保障清潔能源金屬可持續供應的作用不容忽視。從清潔能源金屬的內涵及數據核算、技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響及其影響機制、技術創新影響下清潔能源金屬可持續供應趨勢分析等方面進行了系統梳理與展望。主要結論有：物質流分析能精確核算清潔能源金屬全產業鏈供需數據，為探究全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響提供基礎數據；為保障我國清潔能源金屬可持續供應，現有研究主要集中在“開源”“節流”以及全球治理等方面，有關技術創新影響的研究大部分停留在定性分析和產業鏈單一環節；清潔能源金屬可持續供應需要考慮全產業鏈技術創新的影響，需要耦合清潔能源金屬供應鏈、產業鏈和創新鏈，探究產業鏈上游的聯合生產機制、產業鏈中游的高效生產機制、產業鏈下游需求端的產業發展機制以及循環端的耦合配置機制；未來需突破傳統技術創新情景假定的分析框架，內生化技術創新的影響，進而科學研判清潔能源金屬可持續供應的演變趨勢。

技術創新；清潔能源金屬；可持續供應；全產業鏈

一、引言

當前我國碳減排任務艱巨，發展清潔能源是實現碳達峰與碳中和目標的有效路徑[1]。預計到2030年，我國清潔能源(含水電)發電裝機將達到21.9億kW，占當年裝機容量的57.6%，非化石能源發電量占比達到49%，能源變革大幅提速[2]。太陽能發電、風力發電和動力電池等清潔能源技術發展強勁，而清潔能源金屬是清潔能源技術與清潔能源產業發展的核心要件。相較于傳統能源系統，清潔能源系統更具金屬密集性[3]，如風力發電依賴稀土元素釹和鏑[4]，光伏發電依賴金屬鎵、碲、銦、鎘和硒[5]，動力電池制造離不開清潔能源金屬鋰和鈷[6?7]。僅在低碳減排領域，世界銀行估計要使全球能源系統在2050年脫碳，將需要大約30億噸清潔能源金屬，促使鋰、鎳、鈷、鎵、銦和稀土元素的需求呈指數級增長。伴隨我國能源結構轉型加速，清潔能源金屬被廣泛應用于清潔能源產業，產生新的巨大需求[8]。

然而，清潔能源金屬大多屬于伴生金屬，其供給系統具有較高的復雜性和不確定性[9?10]。歐盟2016年發布的《未來低碳能源和交通技術的材料供應鏈潛在瓶頸評估報告》指出，到2030年，鎵、銦、鍺、碲等伴生金屬的供應將面臨高風險。據研究，我國清潔能源金屬的供應風險均處于中風險以上等級，其中銦、鎵、鍺3種清潔能源金屬處于中高風險水平，鈷、鉑、銅、鋁、鈦等12種清潔能源金屬處于中風險等級[11]。隨著主金屬去產能壓力的增大以及產量增長放緩，清潔能源金屬的供給風險進一步加大[12]。此外，近來一些突發事件加劇了全球清潔能源金屬的供應風險，導致全球關鍵金屬的爭奪從初級礦產資源獲取向產業鏈、供應鏈全鏈延伸。以鋰為例，全球鋰產品貿易的集中化特征明顯，超過 80%的鋰產品貿易被少數國家所掌控[13]?？梢灶A見，未來我國清潔能源金屬供需矛盾將日益突出，其可持續供應將面臨嚴重挑戰，不利于能源結構轉型和清潔能源產業的發展，影響碳達峰、碳中和等重大戰略的有效實施。面對迫切的新興產業資源需求和嚴峻的國際資源競爭態勢, 亟需加大技術創新力度, 為保障我國清潔能源金屬可持續供應提供技術支撐。

技術創新是化解被卡脖子風險和突破價值鏈低端鎖定的基礎性、源頭性工作，對保障清潔能源金屬可持續供應的作用不容忽視[14]。一方面，技術創新通過拓展礦產資源開發利用空間、提高資源的開發利用效率等實現資源的開源；另一方面，技術創新通過提高礦產資源綜合利用效率、循環利用水平和資源替代率等實現節約資源的目的[15]。許多國家或地區利用技術創新相關措施緩解清潔能源金屬供需難題，例如日本為了擺脫對我國的稀土依賴，早在2009年就啟動了稀土替代的研發項目；歐盟早在2014年制定關鍵原材料清單時便提出了以“提高關鍵原材料循環利用水平、替代率”為主要保障途徑的關鍵原材料安全戰略，并針對性地做了很多技術研發部署；特朗普第13817號行政命令提出對開發關鍵礦產回收和再處理技術及關鍵礦產的技術替代品進行評估；2020年聯合國環境規劃署發布了《未來持續技術用關鍵金屬及其循環回收潛力》。我國關鍵金屬存在勘礦效率不高、資源回收率低等問題，清潔高效利用技術特別是復雜共伴生金屬原生及二次資源高效轉化，清潔分離新原理、新過程和新技術已成為滿足資源需求的重要保障[16]。然而，清潔能源金屬可持續供應不僅需要關注資源本身的可供性，更需要關注資源從上游供給到下游產業需求全過程的可持續性。一方面，涉及上游原料以及產業鏈中間品生產加工和流通過程的可持續供應，包含勘探、采礦、選礦、分離、冶金、回收等產業鏈環節[17]；另一方面，涉及產業鏈上的眾多關鍵技術，包括原材料制備技術、關鍵部件加工技術、終端產品制造技術和廢棄產品循環利用技術等[18]。清潔能源金屬可持續性供應是建立在資源全生命周期上的，需要更加關注全產業鏈條上的技術創新。

因此，在新技術革命和能源結構轉型背景下，需要重點關注技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響。鑒于此，本研究從清潔能源金屬的內涵及數據核算、技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響及其影響機制、技術創新影響下清潔能源金屬可持續供應趨勢分析等方面進行系統梳理，進而指出未來研究方向，以期豐富金屬資源供應安全方面的理論和方法，推動我國戰略性新興產業的發展，保障碳達峰、碳中和等重大國家戰略的有效實施。

二、清潔能源金屬的內涵及數據核算

(一) 清潔能源金屬的內涵

新一輪的技術革命和產業變革拓展了稀土、稀有金屬、稀散金屬等礦產資源的應用領域，使其成為新能源汽車、清潔能源、信息通信、航空航天、國防軍工等戰略性新興產業不可或缺的物質基礎，成為學者們研究的焦點[19]。在此背景下，“關鍵礦產”[20]、“危機礦產”[21]、“高技術礦產”[22]、“戰略性關鍵礦產”[23]、“關鍵金屬”[24]、“戰略性關鍵金屬”[16]等概念被相繼提出。

隨著太陽能、風能、新能源汽車等清潔能源技術和清潔能源產業的發展，許多學者也從清潔能源需求的角度界定關鍵金屬，如清潔能源金屬或者清潔能源技術關鍵金屬[11]以及清潔能源技術關鍵伴生金屬[10]。Ballinger等[25]確定了電動汽車行業存在重大供應風險的7種清潔能源技術關鍵金屬。黃健柏等[11]界定了存在供應風險的15種清潔能源技術關鍵金屬。在現有研究的基礎上，本文認為清潔能源金屬的內涵包括以下幾個方面：第一，是國家清潔能源技術和清潔能源產業發展的關鍵原材料；第二，本國具有資源優勢，但由于開發技術落后或環境負荷大造成對外依存度高；第三，本國資源緊缺造成對外依存度高。表1是根據現有研究整理出來的部分清潔能源金屬的種類。

(二) 清潔能源金屬的物質流核算

清潔能源金屬的數據可得性和數據質量問題是研究其可持續供應的一大難點。物質流分析能清晰搭建包含國際貿易和產業兩個尺度的分析框架，有效歸集從礦石到礦產品再到制成品、回收品等環節的供應、需求和國際貿易數據，精確核算清潔能源金屬的全產業鏈供需數據，為探究全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響提供基礎數據。表2梳理了現有大宗金屬和清潔能源金屬的物質流核算相關文獻。

現有關于大宗金屬物質流核算的相關文獻已非常豐富。從全球層面來看，Cullen和Allwood[26]運用物質流分析框架探討了全球金屬鋁的物質流動情況；Nakajima等[27]分析了全球鎳、銅和鐵的物質流動情況。從國家或區域層面來看，Johnson和Graedel[28]從生命周期視角核算了美國銅、鉛、鋅、鉻和銀的流量與存量；Nakajima等[29]將金屬殘渣回收利用量納入物質流分析框架，對日本鋼鐵產業中鋅、錳、鎳、鉻、鉬等金屬利用進行了物質流核算；Buchner等[30]研究了奧地利的鋁流；Wang等[31]從全生命周期視角核算了中國鋼鐵資源流；Li等[32]從全生命周期視角核算了中國鐵的存量；Chen等[33?35]追蹤了美國和中國金屬鋁的具體流動過程；Dai等[36]研究了中國鋁工業代謝和產業流動問題；Wang等[37]分析了銅在美國不同產業的流動情況；韓中奎等[38]從全產業鏈視角對鐵二次資源回收潛力進行了評估。

隨著清潔能源技術的突破和清潔能源產業的發展，清潔能源金屬的物質流分析逐漸成為研究熱點。從全球層面來看，Ziemann等[39]對金屬鋰分別進行了靜態物質流分析和動態物質流分析；Nansai等[40]分析了金屬釹、鈷和鉑的全球流動；Licht等[41]定量分析了2011年鎵、鍺、銦在開采、冶煉、中間產品生產和最終產品使用等階段的存量和流量；L?vik等[42]核算了2011年全球鎵的存量和流量；Leal-Ayala等[43]首次創建了全球鎢的流量圖；Sun等[44]分析了全球貿易層面的鋰流；Zeng等[45]探討了金屬鈷的全球流動與供應安全水平。從國家和區域層面來看，Guyonnet等[46]核算了歐盟稀土元素(鐠、釹、銪、鋱、鏑和釔)的流量和存量，并考慮了價值鏈和潛在的地質資源；文博杰等[47]基于物質流分析模型追蹤了2015年中國鈷的流動狀況；嚴康等[48]建立了鋰離子電池系統中鈷代謝的物質流分析模型，核算了鋰離子電池中鈷的流動情況；Ciacci等[49]核算了2016年歐盟金屬釹的流量和存量；Chen等[50]核算了1994年至2016年中國鈷的流量與存量；Qiao等[51]核算了2000年至2021年中國城市鈷礦的鈷流量、存量和回收潛力；劉立濤等[52]分析了美國1995年到2015年鈷物質流演變；Zhou等[53]核算了我國2000年到2018年金屬銦的流量與存量；趙連征等[54]分析了新能源汽車產業驅動下我國鋰元素的流量、存量和供需格局；Li等[55]核算了2011年至2020年我國金屬鏑的流量和存量，并考慮了鏑最終產品的回收問題。

表1 部分清潔能源金屬的種類

表2 大宗金屬和清潔能源金屬的物質流核算相關文獻

(三) 研究展望

綜上，現有文獻提供了清潔能源金屬全生命周期物質流分析的研究框架，為構建基于全生命周期清潔能源金屬產業鏈各環節產品的流動網絡提供了理論基礎與技術支持。然而現有文獻缺乏追蹤我國不同產業和不同產品相互交織的復雜的金屬供需路徑，特別是從全產業鏈視角追蹤我國清潔能源金屬的可持續供應路徑。未來有必要在“載體金屬—伴生金屬”聯合生產、“清潔能源產業—清潔能源金屬”需求驅動、“原生金屬—再生金屬”耦合配置的基礎上，建立追蹤清潔能源金屬全生命周期循環的“存量與流量”模型，構建“長尺度、多流程、多產品”的清潔能源金屬存量與流量數據核算體系，提高我國清潔能源金屬供需核算的廣度、精度和準度(如圖1所示)。

三、技術創新影響清潔能源金屬可持續供應的理論分析

(一) 清潔能源金屬可持續供應研究現狀

由于我國清潔能源金屬供需矛盾日益突出，其可持續供應受到嚴重挑戰，現有研究首先關注其供需平衡問題。全球的“凈零排放”與“碳中和”目標，促使可再生能源、新能源汽車等產業快速發展，刺激了稀土、鋰、鈷、銦、鎵等金屬的需求增長，導致這類清潔能源金屬的達峰時間有所推遲[56]。然而，太陽能光伏發電所需的金屬銦[57]、電動汽車電池所需的金屬鋰和鈷[25]、風力渦輪機所需的最關鍵的兩種金屬釹和鏑[58]，在未來將不能滿足需求，面臨可持續供應問題[3]。Watari等[59]運用情景分析法預測了與清潔能源技術密切相關的48種金屬的需求量，發現清潔能源金屬存在供需不匹配問題。此外，清潔能源金屬的伴生屬性也將對其可持續供應構成威脅[60]。

在供需失衡挑戰下，大量研究構建關鍵金屬供應風險評估體系，評估其供應風險。供應風險評估不僅要考慮市場供需、價格、進出口貿易、資源、政治等因素，還應綜合考慮全球需求增長可能性、全球生產能力擴張局限性、國際間生產國集中度、主要生產國政治風險、貿易壁壘、原材料產業鏈、資源外交等因素[61]。同時，全球產業結構調整加劇了海外清潔能源金屬獲取的風險，且清潔能源金屬可持續供應面臨貿易保護主義和資源民族主義的雙重挑戰[62]。在識別供應風險影響因素的基礎上，供應風險評估體系也逐漸從二維評估體系發展到三維和四維評估體系。如從經濟重要性和供應短缺二維度[63]擴展到供應風險、環境和經濟風險三維度[64]，再到供應減少、需求增加、集中風險、政治風險四維度[65]。黃健柏等[11]還考慮了清潔能源金屬回收對緩解供應風險的影響。

圖1 基于多系統多環節全產業鏈的我國清潔能源金屬物質流核算框架

為保障我國清潔能源金屬可持續供應，學者們提出了一系列政策措施，主要集中在“開源”“節流”以及全球治理等方面。在“開源”方面，提出了加快新資源開發、實現供給來源多樣化、實施“資源外交”等舉措[66?67]；楊丹輝等[68]建議擴展資源邊界，建立多元化供給渠道；李鵬飛等[69]建議加大關鍵金屬勘探和應用技術的研發投入力度；侯增謙等[24]建議通過研究關鍵金屬成礦規律、成礦作用和高效利用，創新關鍵礦產成礦及分離理論，提升我國對關鍵礦產的話語權。在“節流”方面，提高資源利用效率是實現關鍵金屬可持續供應的有效路徑[58]；資源的循環利用以及替代品的開發也可以有效緩解其供應約束[70?71]。例如，在金屬鋰的循環利用率達到80%的情景下，電動汽車將突破鋰資源約束[59]；無鈷或低鈷電池技術可以通過使用金屬鎳，減少對鈷的依賴[72]。在全球治理方面，隨著新技術革命的到來，關鍵礦產需求的指數級增長必將引起全球主要大國的激烈競爭，亟需建立全球層面的治理體系來維持全球關鍵礦產資源網絡秩序[73]。

綜上，現有文獻對清潔能源金屬可持續供應進行了大量研究，是制定保障清潔能源金屬可持續供應政策體系的重要文獻基礎。然而，現有研究缺乏對清潔能源金屬可持續供應理論機制的剖析，在一定程度上忽視了清潔能源金屬可持續供應的理論性和復雜性；同時也缺乏技術創新尤其是全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響研究。此外，現有的政策建議比較零散。未來有必要從全產業鏈視角出發，有效耦合清潔能源金屬供應鏈、產業鏈和創新鏈，系統解析技術創新尤其是全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響機制。

(二) 技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響及其影響機制

在新一輪科技革命和產業革命的背景下，技術創新對清潔能源金屬需求端的影響已成為研究的焦點。清潔能源金屬需求的增長主要來自清潔能源技術的發展，清潔能源金屬主要用于太陽能光伏發電設備、風力發電設備和電動汽車的制造。Hoenderdaal等[74]的分析表明電力發動機、混合動力與電動汽車等的發展需要金屬鏑的支撐。Elshkaki和Graedel[4]發現風力發電技術依賴鋁、銅、鉻、鎳、鉛、鐵，尤其是稀土元素釹和鏑。Roelich等[75]分析了低碳發電技術與金屬釹消耗之間的關系。Kim等[66]分析了風能系統對銀、鎂、銦、金和鉭等主要材料的需求。Davidsson和H??k[5]發現光伏發電技術和薄膜技術依賴金屬鎵、碲、銦、鎘和硒。He等[76]研究了可再生能源技術進步和化石燃料技術進步對金屬材料消費的影響。技術創新同時也是影響清潔能源金屬供應端的重要因素[14]。Langkau和Espinoza[77]指出技術創新包括新技術的出現和對現有技術的持續改進，可以通過降低生產成本、提高資源利用效率、促進回收以及實現資源替代等方式，直接或間接對金屬供應產生影響。Song等[78]以全球21個主要資源國為例，將關鍵金屬供應劃分為采選、冶煉和回收等階段，從產業鏈的視角探討了技術創新對銅、鎳、鈷、鎵、銦、鉑等11種關鍵金屬供應的影響；在此基礎上引入產業發展規模，發現技術創新對關鍵金屬供應存在規模效應。同時，Song等[79]探討了我國戰略性關鍵金屬子行業技術創新對關鍵金屬產品供應的影響，發現技術創新對采選階段和冶煉階段戰略性關鍵金屬供應的影響存在規模效應和成本效應。

技術創新對金屬資源產業鏈各環節的影響存在差異。首先，勘探或采選等產業鏈上游技術創新可以大幅提高礦產資源的儲量和產量。侯增謙等發展的斑巖銅礦成礦理論，指導了我國碰撞帶斑巖銅礦的勘查工作，極大地提升了銅礦資源的可供儲量[14]；邱冠周等研究的生物冶金技術可以有效應對復雜礦產資源，極大地提升了礦產資源可供產量[80]；第三代酸法串級萃取的理論創新大幅增加了我國的稀土產量，使全球稀土供給進入中國主導時代[81]。Tilton等[82]發現金屬勘探或開采技術的突破以及探礦或采礦機械設備的革新，可以幫助發現更多的資源儲量，增加資源的發現率、可獲得性和產出率。Upstill和Hall[83]發現技術創新對于開采更復雜的新礦床起著至關重要的作用。然而，清潔能源金屬大多數屬于伴生金屬，而伴生金屬的特殊之處在于產量嚴格受限于載體金屬的生產，載體金屬的供給規模、載體金屬的回收利用、伴生金屬的分離技術等都將影響清潔能源金屬的可持續供應[12]。因此，清潔能源金屬上游采選冶行業的技術創新存在聯合生產機制效應，能通過影響載體金屬的供給規模、載體金屬的回收利用、伴生金屬的分離技術對清潔能源金屬可持續供應產生影響。

其次，金屬冶煉加工等產業鏈中游的技術改進可以有效提高資源綜合利用效率。冶煉行業的技術創新往往來自它們本身，通常包括現有技術的逐步發展和新技術工藝的引入或出現[84]。加工冶煉類技術可以通過有效處理低品位礦石、加工更復雜的礦石、最小化能源使用或減少碳排放，推動冶金行業的發展[85]。Mitra[86]通過分析銅生產各環節的投入產出數據，發現技術創新可以提取出更多金屬，從而抵消金屬資源的物理損耗。因此，產業鏈中游技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響存在高效生產機制。一方面，加工制造企業可以通過優化工藝流程，減少清潔能源金屬原料的消耗、降低生產成本，提高清潔能源金屬加工制造的效率，發揮技術創新對清潔能源金屬供應的規模效應和激勵效應；另一方面，加工制造企業可以通過深加工技術進步，推進現有生產工藝和技術裝備的不斷完善，提高清潔能源金屬產品質量，緩解“低端產能過剩、高端產能不足”的結構性供需失衡問題。

此外，產業鏈下游的回收利用技術創新可以變廢為寶，實現資源的循環利用。例如，再生銅技術和再生鋁技術的發展，增加了可以回收的金屬種類，提高了金屬回收的效率。清潔能源金屬以在用存量或廢棄物的形式在社會富集，其循環利用能夠有效緩解原生資源的供應壓力[87]。值得注意的是，再生金屬是一種特殊的金屬資源，既源于原生金屬，又與之具有相同的市場競爭目標，兩者處于相互競爭、相互替代又相互補充、相互耦合的復雜系統之中[71]。因此，基于“原生金屬—再生金屬”的耦合配置機制，在循環利用技術進步和回收效率提升驅動下，再生金屬生產對清潔能源金屬可持續供應存在乘數效應。

(三) 研究展望

綜上，技術創新對清潔能源金屬需求的影響研究已較為深入，但技術創新對清潔能源金屬供應的影響，大部分停留在理論綜述和定性研究上，部分實證研究也僅停留在單一技術或產業鏈單個環節上，缺乏對全產業鏈的影響分析，更加缺乏對影響機制或影響路徑的探索。金屬資源全產業鏈是包括資源勘探、開采和洗選等礦業項目階段，冶煉、加工和生產等礦產品生產加工階段，產業嵌入和行業使用階段以及回收循環利用階段等的多主體交互作用的復雜系統，以資源流動為主線，以技術創新為支撐[17]。李華姣等[88]指出中國上游優勢礦產資源由于缺乏產業鏈深加工必要的關鍵技術，使得中下游“被卡脖子”的困境屢屢出現。未來有必要從全產業鏈視角出發，構建全產業鏈技術創新影響清潔能源金屬可持續供應的機理分析框架(如圖2所示)，揭示全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響。

圖2 全產業鏈技術創新影響清潔能源金屬可持續供應的機理分析框架

四、技術創新影響下清潔能源金屬可持續供應趨勢分析

(一) 不同情境下礦產資源供需趨勢分析

探究礦產資源的供需趨勢對突破資源約束限制、維護國家礦產資源安全具有重要意義?；诖?，學者們綜合各類約束性因素，分析了不同情境下礦產資源的供需趨勢。王安建等[89]基于資源需求理論，綜合考慮人均資源消費和人均GDP兩個核心變量，結合產業結構、城市化率、資源價格、消費強度、消費彈性等約束性因素，參考基礎設施建設與財富積累水平情況，全面預測了2010—2030年全球層面以及中國的能源、鋼、銅、鋁需求變化情況。張艷飛等[90]綜合考慮全球各區域GDP增速和人口變化情況，對2015—2040年的全球鋼鐵供需情況進行了預測。渠慎寧[91]采用結構向量自回歸方法，將礦產需求量與工業增加值、人均GDP、城鎮化率相聯系，預測了中國2016—2020年鐵、銅、錫三種資源需求狀況，并進一步基于未來需求增長速度和產能建設速度預測了三類關鍵礦產的供給，最終得出中國的供需缺口變化情況。Fang等[92]將年產量、累積產量、最終可采儲量等因素納入 Logistic曲線和STELLA模型，評估了中國鈾產量的峰值。Mohr等[93]考慮了礦山的生命周期、生產率以及礦產回收利用等因素，對全球鉛和鋅的生產進行了預測。Xu和Zhu[94]在傳統Hubbert模型中加入兩種假設，即各礦物的累積產量呈邏輯曲線分布以及副產品礦物之間存在Copula關系，進而預測了未來鋅和銦的峰值時間，發現峰值的來臨受到開采和加工效率的影響。Fu等[95]對2030年全球鈷供應進行預測，供應情景依次考慮了初次供應的價格，礦山產量，礦床的采收率、儲量、壽命以及二次供應的生產效率、二次流動；需求情景則劃分為電池需求和非電池需求兩類情景。Yi等[96]基于動態規劃假設，分析了中國生產配額政策對26種關鍵礦產長期可持續供應的影響。

由于傳統的供需趨勢分析未考慮技術創新的影響，研究結果存在一定的偏差，因此，部分學者將技術因素作為特定情境或是主要影響變量，納入關鍵礦產供需預測分析中。Ge等[97]在考慮替代和回收層面技術改進的基礎上，構建了動態可計算均衡模型(DCGE)并代入基準、寬松、緊張三類供應情景，綜合預測了2025年中國稀土的生產、國內供應和出口情況。M?nberger和Stenqvist[98]分析了全球氣候減緩情景下不同的技術改進(如海上風力發電、向岸風、太陽熱能等)和不同終端技術組合(如個人車輛、重型卡車、混合動力公共汽車、電池電力和燃料電池等)對12種關鍵金屬的需求影響情況。Luo等[99]分析了特定清潔能源技術和電動汽車領域在可持續發展情景(SDS)和既定政策情景(STEPS)下對各種關鍵礦產資源的需求。Zeng等[45]研究發現電池技術和回收利用可以緩解鈷長期供應風險，并指出即使技術創新在最理想的條件下也難以緩解鈷的短期和中期供應短缺問題。Sun等[100]基于國內生產總值、儲量、價格、技術進步水平和消費等五類影響因素，制定了12種供需方案來探究清潔能源技術關鍵金屬(鋰、鎳、鈷)的未來供應，并發現技術創新是制約供應可持續性的關鍵因素。

(二) 研究展望

綜上，清潔能源金屬可持續供應趨勢分析，需要綜合考慮資源國內供需、資源國際貿易、經濟、人口、綠色發展需求、突發事件、政府政策調控等多種因素的影響。但現有研究在進行礦產資源供需預測時，技術創新往往以簡單的假設參數來代替，未考慮技術演進趨勢以及技術在短期與長期的差異。雖然“情景設定—定量預測”分析范式能夠在一定程度上反映技術進步對清潔能源金屬供需的影響，但其作用大小以及傳導機制中各因素間的相互作用在很大程度上無法得到體現，導致預測結果存在偏差。未來有必要突破傳統技術創新情景假定的分析框架，將全產業鏈技術創新的影響效應內生于趨勢分析模型中，構建全產業鏈技術創新影響下我國清潔能源金屬可持續供應綜合分析框架(如圖3所示)，科學研判我國清潔能源金屬可持續供應演變趨勢，并識別其關鍵驅動路徑和關鍵約束路徑，據此制定保障清潔能源金屬可持續供應的對策建議。

圖3 全產業鏈技術創新影響下清潔能源金屬可持續供應綜合分析框架

五、結論與展望

(一) 主要結論

在新技術革命和能源結構轉型背景下，我國清潔能源金屬供需矛盾日益突出，迫切需要發揮技術創新對清潔能源金屬可持續供應的積極影響。本文從清潔能源金屬的內涵及數據核算、技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響及其影響機制、技術創新影響下清潔能源金屬可持續供應趨勢分析等方面進行了系統梳理與展望。

(1) 清潔能源金屬的內涵包含三個方面：第一，是國家清潔能源技術和清潔能源產業發展的關鍵原材料；第二，本國具有資源優勢，但由于開發技術落后或環境負荷大造成對外依存度高；第三，本國資源緊缺造成對外依存度高。

(2) 物質流分析能精確核算清潔能源金屬全產業鏈供需數據，為探究全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響提供基礎數據?，F有文獻為構建我國清潔能源金屬物質流分析框架提供了理論基礎與技術支持，但很少追蹤我國不同產業和不同產品相互交織的復雜金屬供需路徑，特別是從全產業鏈視角追蹤我國清潔能源金屬的可持續供應路徑。

(3) 在清潔能源金屬供需矛盾日益突出的背景下，現有文獻主要關注其供需平衡問題，并構建供應風險評估體系，評估其供應風險。為保障我國清潔能源金屬可持續供應，學者們從“開源”“節流”以及全球治理等方面提出了一系列政策措施。然而，現有研究缺乏對清潔能源金屬可持續供應理論機制的剖析，在一定程度上忽視了清潔能源金屬可持續供應的理論性和復雜性。

(4) 技術創新對清潔能源金屬需求影響的研究已較為深入，但技術創新對清潔能源金屬供應的影響研究大部分停留在理論綜述和定性研究上，部分實證研究也僅停留在單一技術或產業鏈單個環節上，缺乏對全產業鏈的影響分析，更加缺乏對影響機制或影響路徑的探索。

(二) 未來展望

(1) 未來有必要在“載體金屬—伴生金屬”聯合生產、“清潔能源產業—清潔能源金屬”需求驅動、“原生金屬—再生金屬”耦合配置的基礎上，建立追蹤清潔能源金屬全生命周期循環的“存量與流量”模型，提升我國清潔能源金屬供需核算的廣度、精度和準度，為探究全產業鏈技術創新對清潔能源金屬可持續供應的影響提供基礎數據。

(2) 未來需要構建一個綜合全面的分析框架來探究全產業鏈技術創新影響清潔能源金屬可持續供應的理論機制。全產業鏈技術創新視角下的清潔能源金屬可持續供應需要耦合清潔能源金屬供應鏈、產業鏈和創新鏈，并分析產業鏈上游采選冶行業載體金屬與伴生金屬的聯合生產機制、產業鏈中游加工制造行業的高效生產機制、產業鏈下游消費端關鍵礦產的產業發展機制以及循環端原生金屬與再生金屬的耦合配置機制。

(3) 未來需要突破傳統技術創新情景假定的分析框架，將全產業鏈技術創新的影響效應內生于趨勢分析模型中，科學研判我國清潔能源金屬可持續供應的演變趨勢，并識別其關鍵驅動路徑和關鍵約束路徑，在此基礎上制定保障清潔能源金屬可持續供應的對策建議，推動我國清潔能源技術和清潔能源產業發展，保障碳達峰、碳中和等重大國家戰略的實施。

[1] 汪鵬, 王翹楚, 韓茹茹, 等. 全球關鍵金屬?低碳能源關聯研究綜述及其啟示[J]. 資源科學, 2021, 43(4): 669?681.

[2] 屈博, 劉暢, 李德智, 等. “碳中和”目標下的電能替代發展戰略研究[J]. 電力需求側管理, 2021, 23(2): 1?3, 9.

[3] SOVACOOL B K, ALI S H, BAZILIAN M, et al. Sustainable minerals and metals for a low-carbon future[J]. Science, 2020, 367(6473): 30?33.

[4] ELSHKAKI A, GRAEDEL T E. Dysprosium, the balance problem, and wind power technology[J]. Applied Energy, 2014, 136: 548?559.

[5] DAVIDSSON S, H??K M. Material requirements and availability for multi-terawatt deployment of photovoltaics[J]. Energy Policy, 2017, 108: 574?582.

[6] 邢佳韻, 陳其慎, 張艷飛, 等. 新能源汽車發展下鋰鈷鎳等礦產資源需求展望[J]. 中國礦業, 2019, 28(12): 67?71.

[7] 朱學紅, 劉瑾睿, 曾安琪, 等. 基于產業復雜網絡的中國隱含鈷消費結構特征及關鍵路徑研究[J]. 中南大學學報(社會科學版), 2022, 28(3): 68?81.

[8] 張所續, 周季鑫. 能源轉型進程中的關鍵礦產安全[J]. 中國國土資源經濟, 2022, 35(1): 22?28, 78.

[9] MUDD G M, JOWITT S M, WERNER T T. The world’s by-product and critical metal resources PartⅠ: Uncertainties, current reporting practices, implications and grounds for optimism[J]. Ore Geology Reviews, 2016, 86: 924?938.

[10] 宋慧玲, 王昶, 左綠水. 碳中和背景下清潔能源技術關鍵伴生金屬可供性約束研究回顧與展望[J]. 中國人口?資源與環境, 2022, 32 (3): 38?48.

[11] 黃健柏, 孫芳, 宋益.清潔能源技術關鍵金屬供應風險評估[J]. 資源科學, 2020, 42(8): 1477?1488.

[12] 邵留國, 藍婷婷. 伴生性關鍵礦產資源安全研究綜述與展望[J]. 資源科學, 2020, 42(8): 1452?1463.

[13] 吳巧生, 周娜, 成金華, 等.全產業鏈鋰產品貿易格局演化與中國地位[J].中南大學學報(社會科學版), 2023, 29(3): 102?112.

[14] 成金華, 劉凱雷, 徐德義, 等. 戰略性關鍵礦產資源可供性研究現狀與展望[J]. 河北地質大學學報, 2021, 44(1): 95?103.

[15] 董雪松, 黃健柏, 鐘美瑞, 等. 技術進步對關鍵金屬礦產需求影響的研究綜述[J]. 資源科學, 2020, 42(8): 1592?1603.

[16] 翟明國, 吳福元, 胡瑞忠, 等. 戰略性關鍵金屬礦產資源: 現狀與問題[J]. 中國科學基金, 2019, 33(2): 106?111.

[17] 安海忠, 李華姣. 戰略性礦產資源全產業鏈理論和研究前沿[J]. 資源與產業, 2022, 24(1): 8?14.

[18] 王昶, 劉雅琳, 耿紅軍, 等. 基于P-TRM的中國稀土產業技術創新的政策演化路徑研究[J]. 中南大學學報(社會科學版), 2023, 29(3): 89?101.

[19] GOLDTHAU A, HUGHES L. Protect global supply chains for low-carbon technologies[J]. Nature, 2020, 585(7823): 28?30.

[20] 王登紅. 關鍵礦產的研究意義、礦種厘定、資源屬性、找礦進展、存在問題及主攻方向[J]. 地質學報, 2019, 93(6): 1189?1209.

[21] 余韻, 陳甲斌. 美國危機礦產研究概況及其啟示[J]. 國土資源情報, 2017(2): 45?51.

[22] 陳從喜, 崔榮國, 李政, 等. 高技術礦產的內涵、分類及應用前景[J]. 國土資源情報, 2020(10): 5?11.

[23] 王登紅. 戰略性關鍵礦產相關問題探討[J]. 化工礦產地質, 2019, 41(2): 65?72.

[24] 侯增謙, 陳駿, 翟明國. 戰略性關鍵礦產研究現狀與科學前沿[J]. 科學通報, 2020, 65(33): 3651?3652.

[25] BALLINGER B, STRINGER M, SCHMEDA-LOPEZ D R, et al. The vulnerability of electric vehicle deployment to critical mineral supply[J]. Applied Energy, 2019, 255: 113844.

[26] CULLEN J M, ALLWOOD J M. Mapping the global flow of aluminum: from liquid aluminum to end-use goods[J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(7): 3057?3064.

[27] NAKAJIMA K, DAIGO I, NANSAI K, et al. Global distribution of material consumption: Nickel, copper, and iron[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2018, 133: 369?374.

[28] JOHNSON J, GRAEDEL T E. The “hidden” trade of metals in the United States[J]. Journal of Industrial Ecology, 2008, 12(5?6): 739?753.

[29] NAKAJIMA K, OHNO H, KONDO Y, et al. Simultaneous material flow analysis of nickel, chromium, and molybdenum used in alloy steel by means of input-output analysis[J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(9): 4653?4660.

[30] BUCHNER H, LANER D, RECHBERGER H, et al. In-depth analysis of aluminum flows in Austria as a basis to increase resource efficiency[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2014, 93: 112?123.

[31] WANG P, JIANG Z, GENG X, et al. Quantification of Chinese steel cycle flow: Historical status and future options[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2014, 87: 191?199.

[32] LI Q, DAI T, WANG G, et al. Iron material flow analysis for production, consumption, and trade in China from 2010 to 2015[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 172: 1807?1813.

[33] CHEN W Q, GRAEDEL T E, NUSS P, et al. Building the material flow networks of aluminum in the 2007 US economy[J]. Environmental Science & Technology, 2016, 50(7): 3905?3912.

[34] CHEN W Q, GRAEDEL T E. Dynamic analysis of aluminum stocks and flows in the United States: 1900—2009 [J]. Ecological Economics, 2012, 81: 92?102.

[35] CHEN W, SHI L, QIAN Y. Substance flow analysis of aluminium in mainland China for 2001, 2004 and 2007: Exploring its initial sources, eventual sinks and the pathways linking them[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2010, 54(9): 557?570.

[36] DAI M, WANG P, CHEN W Q, et al. Scenario analysis of China's aluminum cycle reveals the coming scrap age and the end of primary aluminum boom[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 226: 793?804.

[37] WANG M, LIANG Y, YUAN M, et al. Dynamic analysis of copper consumption, in-use stocks and scrap generation in different sectors in the US 1900—2016 [J]. Resources, Conservation & Recycling, 2018, 139: 140?149.

[38] 韓中奎, 代濤, 李強峰, 等. 基于動態物質流分析的中國鐵二次資源回收潛力研究[J]. 地球學報, 2023, 44(2): 315?324.

[39] ZIEMANN S, MüLLER D B, SCHEBEK L, et al. Modeling the potential impact of lithium recycling from EV batteries on lithium demand: A dynamic MFA approach[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2018, 133: 76?85.

[40] NANSAI K, NAKAJIMA K, KAGAWA S, et al. Global flows of critical metals necessary for low-carbon technologies: The case of neodymium, cobalt, and platinum[J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(3): 1391?1400.

[41] LICHT C, PEIRó L T, VILLALBA G. Global substance flow analysis of gallium, germanium, and indium: Quantification of extraction, uses, and dissipative losses within their anthropogenic cycles[J]. Journal of Industrial Ecology, 2015, 19(5): 890?903.

[42] L?VIK A N, RESTREPO E, MüLLER D B. The global anthropogenic gallium system: Determinants of demand, supply and efficiency improvements[J]. Environmental Science & Technology, 2015, 49(9): 5704?5712.

[43] LEAL-AYALA D R, ALLWOOD J M, PETAVRATZI E, et al. Mapping the global flow of tungsten to identify key material efficiency and supply security opportunities[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2015, 103: 19?28.

[44] SUN X, HAO H, ZHAO F, et al. Tracing global lithium flow: A trade-linked material flow analysis[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2017, 124: 50?61.

[45] ZENG A, CHEN W, RASMUSSEN K D, et al. Battery technology and recycling alone will not save the electric mobility transition from future cobalt shortages[J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 1341.

[46] GUYONNET D, PLANCHON M, ROLLAT A, et al. Material flow analysis applied to rare earth elements in Europe[J]. Journal of Cleaner Production, 2015, 107: 215?228.

[47] 文博杰, 韓中奎. 2015 年中國鈷物質流研究[J]. 中國礦業, 2018, 27 (1): 73?77.

[48] 嚴康, 郭學益, 田慶華, 等. 中國鋰離子電池系統鈷代謝分析[J]. 中南大學學報(自然科學版), 2017, 48(1): 25?30.

[49] CIACCI L, VASSURA I, CAO Z, et al. Recovering the “new twin”: Analysis of secondary neodymium sources and recycling potentials in Europe[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2019, 142: 143?152.

[50] CHEN Z, ZHANG L, XU Z. Tracking and quantifying the cobalt flows in mainland China during 1994—2016: Insights into use, trade and prospective demand[J]. Science of The Total Environment, 2019, 672: 752?762.

[51] QIAO D, DAI T, MA Y, et al. Insights into the evolution of cobalt use and implications through dynamic analysis of cobalt flows and stocks and the recycling potential of cobalt from urban mines in China during 2000—2021[J]. Waste Management, 2023, 163: 122?133.

[52] 劉立濤, 趙慧蘭, 劉曉潔, 等. 1995—2015年美國鈷物質流演變[J]. 資源科學, 2021, 43(3): 524?534.

[53] ZHOU Y, RECHBERGER H, LI J, et al. Dynamic analysis of indium flows and stocks in China: 2000—2018[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2021, 167: 105394.

[54] 趙連征, 汪鵬, 湯林彬, 等.中國鋰元素動態物質流及關鍵驅動因素分析[J]. 科技導報, 2022, 40(21): 100?109.

[55] LI Y, WANG Y, GE J. Tracing the material flows of dysprosium in China from 2010 to 2020: An investigation of the partition characteristics of different rare earth mining areas[J]. Resources Policy, 2023, 85: 103836.

[56] 梁姍姍, 楊丹輝. 演化視角下大國工業化與礦產資源消費的典型事實和脫鉤實證[J]. 中南大學學報(社會科學版), 2023, 29 (1): 66?81.

[57] CHOI C H, KIM S P, LEE S, et al. Game theoretic production decisions of by-product materials critical for clean energy technologies—Indium as a case study[J]. Energy, 2020, 203: 117768.

[58] SHAMMUGAM S, GERVAIS E, SCHLEGL T, et al. Raw metal needs and supply risks for the development of wind energy in Germany until 2050[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 221: 738?752.

[59] WATARI T, NANSAI K, GIURCO D, et al. Global metal use targets in line with climate goals[J]. Environmental Science & Technology, 2020, 54(19): 12476?12483.

[60] WANG Q C, WANG P, QIU Y, et al. Byproduct surplus: Lighting the depreciative Europium in China’s rare earth boom[J]. Environmental Science & Technology, 2020, 54(22): 14686?14693.

[61] 王昶, 宋慧玲, 左綠水, 等. 中國優勢金屬供應全球需求的風險評估[J]. 自然資源學報, 2018, 33(7): 1218?1229.

[62] 楊丹輝, 渠慎寧. 百年未有之大變局下全球價值鏈重構及國際生產體系調整方向[J]. 經濟縱橫, 2021(3): 61?71, 2.

[63] 張艷飛, 陳其慎, 于汶加, 等. 中國礦產資源重要性二維評價體系構建[J]. 資源科學, 2015, 37(5): 883?890.

[64] GRAEDEL T E, BARR R, CHANDLER C, et al. Methodology of metal criticality determination[J]. Environmental Science & Technology, 2012, 46(2): 1063?1070.

[65] HELBIG C, BRADSHAW A M, WIETSCHEL L, et al. Supply risks associated with lithium-ion battery materials[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 172: 274?286.

[66] KIM J, GUILLAUME B, CHUNG J, et al. Critical and precious materials consumption and requirement in wind energy system in the EU 27[J]. Applied Energy, 2015, 139: 327?334.

[67] 葛建平, 劉佳琦. 關鍵礦產戰略國際比較——歷史演進與工具選擇[J]. 資源科學, 2020, 42(8): 1464?1476.

[68] 楊丹輝, 渠慎寧, 李鵬飛. 稀有礦產資源開發利用的環境影響分析[J]. 中國人口?資源與環境, 2014, 24(11): 230?234.

[69] 李鵬飛, 楊丹輝, 渠慎寧, 等. 稀有礦產資源的戰略性評估——基于戰略性新興產業發展的視角[J]. 中國工業經濟, 2014(7): 44?57.

[70] ZENG X, ALI S H, TIAN J, et al. Mapping anthropogenic mineral generation in China and its implications for a circular economy[J]. Nature Communications, 2020, 11(1): 1544.

[71] 顧一帆, 吳玉鋒, 穆獻中, 等. 原生資源與再生資源的耦合配置[J]. 中國工業經濟, 2016, 5: 22?39.

[72] BAARS J, DOMENECH T, BLEISCHWITZ R, et al. Circular economy strategies for electric vehicle batteries reduce reliance on raw materials[J]. Nature Sustainability, 2020, 4(1): 71?79.

[73] ALI S H, GIURCO D, ARNDT N, et al. Mineral supply for sustainable development requires resource governance[J]. Nature, 2017, 543(7645): 367?372.

[74] HOENDERDAAL S, ESPINOZA L T, MARSCHEIDER- WEIDEMANN F, et al. Can a dysprosium shortage threaten green energy technologies?[J]. Energy, 2013, 49: 344?355.

[75] ROELICH K, DAWSON D A, PURNELL P, et al. Assessing the dynamic material criticality of infrastructure transitions: A case of low carbon electricity[J]. Applied Energy, 2014, 123: 378?386.

[76] HE R, ZHONG M, HUANG J. The dynamic effects of renewable-energy and fossil-fuel technological progress on metal consumption in the electric power industry[J]. Resources Policy, 2021, 71: 101985.

[77] LANGKAU S, ESPINOZA L A T. Technological change and metal demand over time: What can we learn from the past?[J]. Sustainable Materials and Technologies, 2018, 16: 54?59.

[78] SONG Y, ZHANG Z, ZHANG Y, et al. Technological innovation and supply of critical metals: A perspective of industrial chains[J]. Resources Policy, 2022, 79: 103144.

[79] SONG Y, RUAN S, CHENG J, et al. Technological change in critical metallic mineral sub-sectors and its impacts on mineral supply: Evidence from China[J]. Resources Policy, 2023, 85: 103850.

[80] 余潤蘭, 石麗娟, 周丹, 等. 生物浸出過程中微生物協同作用機制的研究進展[J]. 中國有色金屬學報, 2013, 23 (10): 3006?3014.

[81] JOHNSON K R D, HAYES P G. Yttrium and scandium complexes of a bulky bis (phosphinimine) carbazole ligand[J]. Inorganica Chimica Acta, 2014, 422: 209?217.

[82] TILTON J E, CROWSON P C F, De YOUNG Jr J H, et al. Public policy and future mineral supplies[J]. Resources Policy, 2018, 57: 55?60.

[83] UPSTILL G, HALL P. Innovation in the minerals industry: Australia in a global context[J]. Resources Policy, 2006, 31(3): 137?145.

[84] BATTERHAM R J, ALGIE S H. The role of technology in the minerals industry[R]. Littleton, CO (United States): Society for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc, 1995.

[85] KUMAR S, KUMAR R, BANDOPADHYAY A. Innovative methodologies for the utilisation of wastes from metallurgical and allied industries[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2006, 48(4): 301?314.

[86] MITRA S. Depletion, technology, and productivity growth in the metallic minerals industry[J]. Mineral Economics, 2019, 32(1): 19?37.

[87] ZUO L, WANG C, CORDER G, et al. Future trends and strategies of recycling high-tech metals from urban mines in China: 2015—2050[J]. Resources, Conservation & Recycling, 2019, 149: 261?274.

[88] 李華姣, 安海忠, 齊亞杰, 等. 基于產業鏈國際貿易網絡的中國優勢礦產資源全球貿易格局和競爭力——以鎢為例[J]. 資源科學, 2020, 42(8): 1504?1514.

[89] 王安建, 王高尚, 陳其慎, 等. 礦產資源需求理論與模型預測[J]. 地球學報, 2010, 31(2): 137?147.

[90] 張艷飛, 陳其慎, 于汶加, 等. 2015—2040年全球鐵礦石供需趨勢分析[J]. 資源科學, 2015, 37(5): 921?932.

[91] 渠慎寧. 工業化中后期中國礦產資源供需預測研究[J].學習與探索, 2016(3): 79?86.

[92] FANG J, LAU C K M, LU Z, et al. Estimating peak uranium production in China—Based on a Stella model[J]. Energy Policy, 2018, 120: 250?258.

[93] MOHR S, GIURCO D, RETAMAL M, et al. Global projection of lead-zinc supply from known resources[J]. Resources, 2018, 7(1): 17.

[94] XU D, ZHU Y. A Copula–Hubbert model for co (by)-product minerals[J]. Natural Resources Research, 2020, 29(5): 3069?3078.

[95] FU X, BEATTY D N, GAUSTAD G G, et al. Perspectives on cobalt supply through 2030 in the face of changing demand[J]. Environmental Science & Technology, 2020, 54(5): 2985?2993.

[96] YI J, DAI S, CHENG J, et al. Production quota policy in China: Implications for sustainable supply capacity of critical minerals[J]. Resources Policy, 2021, 72: 102046.

[97] GE J, LEI Y, ZHAO L. China’s rare earths supply forecast in 2025: A dynamic computable general equilibrium analysis[J]. Minerals, 2016, 6(3): 95.

[98] M?NBERGER A, STENQVIST B. Global metal flows in the renewable energy transition: Exploring the effects of substitutes, technological mix and development[J]. Energy Policy, 2018, 119: 226?241.

[99] LUO X, PAN L, YANG J. Mineral resource constraints for China’s clean energy development under carbon peaking and carbon neutrality targets: Quantitative evaluation and scenario analysis[J]. Energies, 2022, 15(19): 7029.

[100]SUN H, MENG Z H, LI M L, et al. Global supply sustainability assessment of critical metals for clean energy technology[J]. Resources Policy, 2023, 85: 103994.

Review and prospect of the effects of technological innovation on sustainable supply of clean energy metals

SONG Yi1, 2, BAI Wenbo1, CHENG Jinhua1, 2, ZHANG Yijun1, 3

(1. School of Economics and Management, China University of Geosciences, Wuhan 430078, China; 2. Center of Resource and Environmental Economics, China University of Geosciences, Wuhan 430078, China;3. Green Finance and Resource and Environmental Innovation Research Center, China University of Geosciences, Wuhan 430078, China)

The role of technological innovation in ensuring a sustainable supply of clean energy metals cannot be ignored. In this paper, the relevant literatures are systematically reviewed and prospected, including the connotation and data accounting of sustainable supply of clean energy metals, the influence of technological innovation on the sustainable supply of clean energy metals and its influence mechanisms, and the trend analysis of sustainable supply of clean energy critical metals under the influence of technological innovation, and so on. The main conclusions are as follows. Material flow analysis can accurately calculate the supply and demand data of clean energy metals from the perspective of the whole industry chain, and provide basic data for exploring the impact of technological innovation on the sustainable supply of clean energy metals. In order to ensure the sustainable supply of clean energy metals in China, existing researches are mainly focused on "open source", "throttling" and global governance, and most of the impact of technological innovation studies remains in qualitative analysis and a single link of the industrial chain. The sustainable supply of clean energy metals needs to consider the impact of technological innovation in the whole industrial chain, and it is necessary to couple the supply chain, industrial chain and innovation chain of clean energy metals, and explore the joint production mechanism of the upstream, the efficient production mechanism of the midstream, the industrial development mechanism and the coupling configuration mechanism of the downstream. It is necessary to break through the analytical framework of traditional technological innovation scenarios and internalize the impact of technology innovation into the model in the future, so as to scientifically investigate the evolution trends of sustainable supply of clean energy metals.

technological innovation; clean energy metals; sustainable supply; the whole industry chain

2023?02?30；

2023?10?25

國家自然科學基金重大項目“新時代戰略性關鍵礦產資源供給安全與管理政策”(71991482)；國家自然科學基金青年項目“全產業鏈技術創新對清潔能源關鍵金屬可持續供應的影響機制及保障對策研究”(72204236)；國家自然科學基金青年項目“大國競爭背景下戰略性關鍵礦產全產業鏈韌性提升機制及保障對策研究”(72304255)；教育部人文社會科學青年項目“清潔能源技術關鍵金屬供需格局演變與我國的對策研究”(21YJC790099)

宋益，女，湖南湘陰人，中國地質大學(武漢)經濟管理學院副教授，主要研究方向：資源環境經濟與管理、產業經濟；白文博，男，內蒙古呼倫貝爾人，中國地質大學(武漢)經濟管理學院碩士研究生，主要研究方向：礦產資源產業鏈韌性評估；成金華，男，湖北黃岡人，中國地質大學(武漢)經濟管理學院教授、博士生導師，主要研究方向：關鍵礦產資源安全與治理；張億軍，男，陜西安康人，中國地質大學(武漢)經濟管理學院副教授，主要研究方向：資源與環境經濟、產業經濟，聯系郵箱：yijun39@foxmail.com

10.11817/j.issn. 1672-3104. 2024.01.011

TG14

A

1672-3104(2024)01?0112?14

[編輯: 何彩章]