中科院地理资源所联合研究EST│全球锂供应链网络的系统性风险

政务   2024-12-22 09:27   湖北  

自:3E论文速递

原文题目

Systematic Risks of the Global Lithium Supply Chain Network: From Static Topological Structures to Cascading Failure Dynamics

原文作者

Xin Ouyang, Litao Liu, Wu Chen, Chao Wang, Xin Sun, Canfei He, Gang Liu

一作单位

Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, China

期刊名称

Environmental Science & Technology

期刊月份

2024年12月

 关键词  

锂 物质流分析 复杂网络 多层网络 供应链



研究背景

锂离子电池(LIB)和电动汽车(EV)有望实现交通运输脱碳。近三十年来,在全球化的推动下,全球供应链已发展成为由不同经济体和商品组成的高度互联互通的复杂网络系统,在大幅提高经济活动效率的同时,也使经济活动面临连锁波动的风险,局部波动可能传导至整个网络,加大系统性风险。必须全面了解供应链中的关键材料流动,特别是互联互通和相互依赖在造成系统性风险以及供应链效率和稳健性之间的权衡方面的作用。然而,大多数以前的研究要么仅基于静态网络测量,要么侧重于单个层,忽略了动态级联风险以及生命周期阶段和经济体之间相互关联和相互依存的关系。要深入了解上述作用,需要回答的主要问题包括:(i)当前全球锂供应链的网络特征是什么?(ii)谁最容易受到中断的影响,中断将如何影响网络的其他部分;(iii)我们如何有效地减轻这些系统性风险?



研究方法

本研究整合了与贸易相关的物质流和复杂网络分析,从静态和动态的角度全面研究全球锂供应链中错综复杂的互连、相互依赖和系统性风险。建模的基本出发点是开发一个与贸易相关的物质流分析(MFA)。然后,构建不同贸易产品的多层网络,以整合国家内部上下游商品之间的转换流和经济体之间的贸易流。为了识别网络特征,进行了静态评估和动态评估。最后,提出了基于级联故障动态的“动态临界性”(衡量该节点对整个网络的稳健性或弹性的冲击严重程度)和“动态脆弱性”(衡量受其他节点影响的概率)指标来评估系统性风险。



研究结论

由于过去三十年的全球化,全球已经建立了一个高度互联但地理集中的全球锂供应链网络,其中澳大利亚、中国、智利、日本、韩国、美国和欧盟发挥着重要作用。然而,互联互通和相互依赖增加了锂供应链的复杂性,导致管理挑战升级和缓解响应延迟。我们的实证结果证实,更多样化或更多互联互通的网络可能并不会更具弹性。全球锂供应链的网络性质是一把“双刃剑”,既能吸收局部中断,又能将局部中断放大为不可逆转的灾难性故障。

研究基于复杂网络理论的分析有助于明确揭示网络拓扑与系统风险之间的关系以及“稳健而脆弱”的特性。一方面,从静态拓扑角度来看,供应链网络对于来自其他节点的随机冲击具有稳健性,但对于来自“枢纽”的针对性冲击则很脆弱。这种特性在其他LIB相关商品的单层网络中一直得到观察到。另一方面,从动态级联角度来看,供应链网络对于小规模或局部中断具有稳健性,但对于大规模或级联故障则很脆弱,这在关键材料网络中以前从未观察到过。




编者按

优化供应链结构,平衡效率与安全之间的权衡是一个永恒问题。本研究关注与能源转型,尤其是锂金属供应,相关的全球供应链风险。事实上,政府和企业最关心的往往是谁最容易受到供应中断的影响。传统的临界性评估分别评估供应风险和脆弱性,人们也通常认为,进口依赖程度高、供应中断影响显著的国家(如中国和美国)面临的风险更大。然而,本研究揭示出,这些国家庞大的下游生产能力和市场使它们拥有更强的议价能力,可以争夺有限的锂资源,并有效应对供应中断。重新审视各个国家的在全球供应链中的地位,进行针对性的政策设计以提高供应链的抗风险能力,对安全稳妥实现能源转型至关重要。

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