全球光伏供应链地理关联与贸易中断的时空演化及脆弱性评估

　　本研究通过复杂网络建模和冲击传播分析，揭示了全球光伏供应链从原材料到最终产品的时空演化特征。研究人员构建了包含硅矿石、高纯硅、硅片和光伏组件四个关键环节的贸易网络，评估了不同情景下的供应链脆弱性。结果显示中国、马来西亚等亚洲国家的崛起显著改变了贸易格局，而中美越等关键贸易关系的中断将对供应链产生最剧烈影响。该研究为制定地理多元化和国际合作策略提供了量化依据，对保障全球能源转型关键物资供应链安全具有重要指导意义。

　　

随着全球能源转型进程加速，光伏发电作为最具前景的可再生能源之一，其装机容量呈现爆发式增长。国际能源署（IEA）数据显示，2020年全球光伏总装机容量已达760吉瓦（GW），占新增可再生能源容量的75%。然而，在光伏产业快速发展的背后，复杂的国际动态和间歇性贸易中断给全球光伏供应链带来系列风险。光伏制造呈现显著的地理集中趋势，中国在太阳能电池板环节的市场份额已超80%，这种集中度进一步放大了贸易限制和中断的影响。过去十年间，需求国实施的间歇性贸易制裁导致光伏供应链频繁中断，反倾销、反补贴和进口关税案件数量显著增加。如何量化评估全球光伏供应链的脆弱性，识别关键风险节点，成为保障能源转型物资安全的重要课题。

中国的研究团队在《Geography and Sustainability》发表的研究中，创新性地采用复杂网络建模与冲击传播分析相结合的方法，系统描绘了2000-2020年全球光伏供应链的时空演化特征。研究选取光伏供应链四个关键环节产品——非纯硅（HS 280469）、高纯硅（HS 280461）、硅片（HS 381800）和光伏组件（HS 854140），构建了包含节点度、节点强度、网络密度等指标的复杂网络模型。通过设计随机故障和蓄意攻击两种情景，采用节点强度加权脆弱性评估方法，量化了供应链网络的抗干扰能力。针对贸易中断风险，研究建立了三种情景的冲击传播模型：单边贸易中断、双边贸易暂停和国际进口禁令，通过定义冲击传播函数f₁
^[t]
和相对影响函数g₁
^[t]
等量化指标，识别了最易受贸易中断影响的关联关系。

研究结果部分，"时空演化模式"显示全球光伏供应链贸易规模从2000年的147.5亿美元扩张至2020年的795.7亿美元。中国在四个产品网络中的出度均跃居首位，光伏组件出度达150，与越南建立的贸易联系成为网络中最密集的边。马来西亚、越南等东南亚国家在光伏组件网络中的节点强度显著提升。"复杂网络特征"分析表明，光伏组件网络具有最高的平均度数（31.773）和聚类系数（0.691），但平均路径长度最低（1.830），显示其高度互联特性。洛伦兹曲线揭示贸易关系和贸易值均集中在少数节点，且光伏组件网络的分布最为均衡。

"网络脆弱性评估"部分发现，在蓄意攻击情景下，2020年光伏组件网络的脆弱性最高，移除中国节点后剩余权重降至0.48，而硅矿石网络表现最强韧性。值得注意的是，虽然高纯硅和硅片网络的韧性有所提升，但光伏组件网络的抗干扰能力在过去二十年显著下降，这与其地理集中度增加直接相关。"间歇性贸易中断"模拟显示，中国与越南之间的单边贸易中断将影响66个节点，是冲击传播最广的情景。美国进口禁令将导致37个节点受影响，其中柬埔寨90%的光伏出口将受阻。

讨论部分强调，光伏供应链的地理多元化对增强韧性至关重要。研究揭示了三个关键政策启示：首先，应通过财政补贴、税收优惠等政策鼓励低收入国家发展本土光伏产业，同时主导经济体应通过技术许可等方式促进全球技术扩散；其次，建议建立国际光伏产业联盟等多边合作机制，缓解地缘政治争端；最后，支持提高光电转换效率、降低关键材料依赖度的技术创新。该研究的创新性在于首次构建了覆盖光伏全产业链的复杂网络模型，并量化评估了不同中断情景的级联效应。研究结果为制定兼顾供应链安全和气候目标的政策提供了科学依据，对实现全球可持续发展具有重要实践意义。需要指出的是，国际政治环境的动态变化、技术突破等不确定因素可能影响评估结果，未来研究可通过引入比例系数和深度学习工具，进一步提升模型对实时贸易情景的模拟能力。