SA：國家制造業礦產品供應風險評估
點擊量：發布時間：2020-04-19 11:39
礦產資源是否關鍵往往取決于評價者的戰略目的和資源的供應風險(Graedel et al., 2012; Gulley et al., 2018)，供應風險往往不能簡單地用進口量與消費量的比值來衡量,Russett早在1984年就指出，礦產資源關鍵與否要滿足四個基本條件和任一附加條件。四個基本條件是指：1）進口量與消費量的比值，2）供給國是否集中，3）供給國供貨是否穩定，4）供給國是否可靠，任一附加條件包括：進口值占國民生產總值的比重，非彈性需求或礦產品對工業與國防的重要作用（Russett, 1984）。同時，自然災害(Menzie et al., 2011)、地緣政治(Le Billon, 2004)、環境保護(Norgate et al., 2007)、可持續發展(Sykes et al., 2016)、市場動態(McCullough and Nassar, 2017)、新興產業與技術革新等因素，對制定關鍵礦產資源清單起到重要作用。
過去數十年, 研究者利用案例分析、指標建模等手段研究各類礦產品是否為關鍵礦產資源。Hayes and McCullough (2018)對美國2005-2018年已有32個關鍵資源評價開展綜合研究，指出已有研究均將稀土元素、鉑族元素、銦、鎢、鍺、鈷、鈮、鉭、鎵、銻、鉍、鉈和鎂列為關鍵礦產資源，但受資源稟賦、現今產業結構和國家發展階段影響，不同國家、大學和私人咨詢公司都制定出了符合自身利益的關鍵礦產資源清單，進而建立了現階段評估關鍵性礦產資源的范式 (Hayes and McCullough, 2018)，如澳大利亞就把對農業發展息息相關的鉀、磷列為關鍵礦產(Skirrow et al., 2013)。
作為國家制造業的重要原材料，礦產品的供應風險直接決定了各類制造行業的發展前景，制定降低風險的對策至關重要。近日，Nassar et al. (2020) 在Science Advances上發表研究成果，他們利用指標建模方法系統分析了美國制造業2007-2016年間52種非燃料礦產品的供應風險。
該研究利用傳統風險分析方法框架建立了供應風險（Supply Risk，SR）模型，認為SR值由中斷潛在風險（Disruption Potential，DP）、貿易風險（Trade Exposure，TE）和經濟易損性（Economic Vulnerability，EV）三個要素組合而成，這三類要素由各自的關鍵經濟指標進行衡量(圖1，圖2)。
（1）中斷潛在風險（DP）表征控制礦產品供應中斷的影響因素，包括自然災害和人為因素。該模型主要關注人為因素——即衡量某一礦產品供給國自身政治經濟狀況以及供給意愿。前者包括政治是否穩定、基礎設施建設、持續供應原材料的勞動力使用情況，后者包括與本國的貿易關系、軍事合作關系和是否共享價值觀。某種礦產品在某一年的DP指標可利用供給國在該礦產品世界生產總量所占份額、供給國的供給能力指數和供給意愿指數來衡量。計算該要素的關鍵源數據包括各類礦產品的一次與二次（Primary and Secondary）廢舊回收全球生產量和價格，并使用計算年度五年后所發表的礦物年鑒穩定數據；供給能力指數利用弗雷澤研究所政策感知指數（Policy Perception Index，PPI）進行計算；供給意愿指數利用計算年度內該國與美國進出口總額相對于該國國內生產總值衡量貿易關系，利用世界自由指數FIW（Freedom in the World）衡量美國共享價值觀，利用是否與美國擁有集體防衛安排衡量軍事合作指標。
（2）貿易風險（TE）通過計算美國凈進口礦產品依賴度占該產品表觀消費的百分比來衡量供應中斷風險。計算該要素關鍵數據包括適用統一關稅表貿易代碼的礦產品進口和出口量、政府對該礦產品股票持有的調整量和國家表觀消費量（還需知曉一次生產和二次生產量）。對于少部分貿易受限礦產品，需用報告消費量與表觀消費量共同表征。
（3）經濟易損性（EV）使用某項制造行業在某一年對于某一礦產品的支出、行業營業利潤、該行業對國民生產總值的貢獻度和該年度國民生產總值來進行衡量，并假定經濟貢獻比例大的行業其權重更大。
圖2 美國2007-2016年間52種礦產品供應風險熱力圖，根據聚類分析分為四類，每種礦產品以藍色為低風險和紅色為高風險展示10年間供應風險情況（第一列），其中每種礦產品對應的領先產出國（第二列）和2016年最易受損的制造行業已標出（第三列，淺綠為最主要易損產業貢獻度，深綠為其余產業貢獻度），可以看出大多數礦產品的易損性往往受控于單一用途，如永磁材料對于釤、釹、鏑、鐠等稀土元素；少部分礦產品如鋁和錫可能受控于多個制造業使用
研究結果顯示：1）包括鈷、鈮、稀土元素和鎢在內的23種礦產品對于美國制造業具有最高的供應風險；2）若高供應風險礦產品獲取難度加大，相關產業將無法承受價格沖擊，進而供應中斷；3）供應風險隨國際市場狀態發生動態變化；4）大多數礦產品的供應風險短期內鮮有重大變化。
相對于以國家為單位的“清單式”關鍵礦產資源研究，該項研究已經細化到評估國家各個制造業對各類礦產品的供應風險，其指標建模過程和所選數據針對性強。如何將高供應風險礦產品降至可接受的水平，即如何降低中斷潛在風險（DP）、貿易風險（TE）或經濟易損性（EV）指標，該研究建議對于高供應風險的礦產品可擴展供給來源渠道、利用貿易伙伴保障供給、發展國內相關產品一次和二次資源的利用率、大力發展可再生-循環利用資源和替代資源、增加相關產品資源儲備等一系列措施降低風險至可控范圍。
主要參考文獻
Graedel T E, Barr R, Chandler C, et al. Methodology of metalcriticality determination[J]. Environmental Science & Technology, 2012,46(2): 1063-1070.
Gulley A L, Nassar N T, Xun S. China, the United States, andcompetition for resources that enable emerging technologies[J]. Proceedings ofthe National Academy of Sciences, 2018, 115(16): 4111-4115.
Hayes S M, McCullough E A. Critical minerals: A review of elementaltrends in comprehensive criticality studies[J]. Resources Policy, 2018, 59:192-199.
Le Billon P. The geopolitical economy of ‘resourcewars’[J]. Geopolitics, 2004, 9(1): 1-28.
McCullough E, Nassar N T. Assessment of critical minerals: Updatedapplication of an early-warning screening methodology[J]. Mineral Economics,2017, 30(3): 257-272.
Menzie W D, Baker M S, Bleiwas D I, et al. Mines and mineralprocessing facilities in the vicinity of the March 11, 2011, earthquake innorthern Honshu, Japan[R]. US Geological Survey, 2011.
Nassar N T, Brainard J, Gulley A, et al. Evaluating the mineralcommodity supply risk of the US manufacturing sector[J]. Science Advances,2020, 6(8): eaay8647.
Norgate T E, Jahanshahi S, Rankin W J. Assessing the environmentalimpact of metal production processes[J]. Journal of Cleaner Production, 2007,15(8-9): 838-848.
Russett B. Dimensions of resource dependence: Some elements of rigorin concept and policy analysis[J]. International Organization, 1984, 38(3):481-499.
Sykes J P, Wright J P, Trench A, et al. An assessment of thepotential for transformational market growth amongst the critical metals[J].Applied Earth Science, 2016, 125(1): 21-56.
Skirrow R G, Huston D L, Mernagh T P, et al. Critical commoditiesfor a high-tech world: Australia's potential to supply global demand[M].Canberra: Geoscience Australia, 2013.
（撰稿：趙俊興，秦克章/礦產室）
過去數十年, 研究者利用案例分析、指標建模等手段研究各類礦產品是否為關鍵礦產資源。Hayes and McCullough (2018)對美國2005-2018年已有32個關鍵資源評價開展綜合研究，指出已有研究均將稀土元素、鉑族元素、銦、鎢、鍺、鈷、鈮、鉭、鎵、銻、鉍、鉈和鎂列為關鍵礦產資源，但受資源稟賦、現今產業結構和國家發展階段影響，不同國家、大學和私人咨詢公司都制定出了符合自身利益的關鍵礦產資源清單，進而建立了現階段評估關鍵性礦產資源的范式 (Hayes and McCullough, 2018)，如澳大利亞就把對農業發展息息相關的鉀、磷列為關鍵礦產(Skirrow et al., 2013)。
作為國家制造業的重要原材料，礦產品的供應風險直接決定了各類制造行業的發展前景，制定降低風險的對策至關重要。近日，Nassar et al. (2020) 在Science Advances上發表研究成果，他們利用指標建模方法系統分析了美國制造業2007-2016年間52種非燃料礦產品的供應風險。
該研究利用傳統風險分析方法框架建立了供應風險（Supply Risk，SR）模型，認為SR值由中斷潛在風險（Disruption Potential，DP）、貿易風險（Trade Exposure，TE）和經濟易損性（Economic Vulnerability，EV）三個要素組合而成，這三類要素由各自的關鍵經濟指標進行衡量(圖1，圖2)。
（1）中斷潛在風險（DP）表征控制礦產品供應中斷的影響因素，包括自然災害和人為因素。該模型主要關注人為因素——即衡量某一礦產品供給國自身政治經濟狀況以及供給意愿。前者包括政治是否穩定、基礎設施建設、持續供應原材料的勞動力使用情況，后者包括與本國的貿易關系、軍事合作關系和是否共享價值觀。某種礦產品在某一年的DP指標可利用供給國在該礦產品世界生產總量所占份額、供給國的供給能力指數和供給意愿指數來衡量。計算該要素的關鍵源數據包括各類礦產品的一次與二次（Primary and Secondary）廢舊回收全球生產量和價格，并使用計算年度五年后所發表的礦物年鑒穩定數據；供給能力指數利用弗雷澤研究所政策感知指數（Policy Perception Index，PPI）進行計算；供給意愿指數利用計算年度內該國與美國進出口總額相對于該國國內生產總值衡量貿易關系，利用世界自由指數FIW（Freedom in the World）衡量美國共享價值觀，利用是否與美國擁有集體防衛安排衡量軍事合作指標。
（2）貿易風險（TE）通過計算美國凈進口礦產品依賴度占該產品表觀消費的百分比來衡量供應中斷風險。計算該要素關鍵數據包括適用統一關稅表貿易代碼的礦產品進口和出口量、政府對該礦產品股票持有的調整量和國家表觀消費量（還需知曉一次生產和二次生產量）。對于少部分貿易受限礦產品，需用報告消費量與表觀消費量共同表征。
（3）經濟易損性（EV）使用某項制造行業在某一年對于某一礦產品的支出、行業營業利潤、該行業對國民生產總值的貢獻度和該年度國民生產總值來進行衡量，并假定經濟貢獻比例大的行業其權重更大。
圖1 美國2007-2016年間各類礦產品中斷潛在風險、貿易風險、經濟易損性和供應風險的評分情況（元素格內由0到1，陰影越大風險評分越高）
研究結果顯示：1）包括鈷、鈮、稀土元素和鎢在內的23種礦產品對于美國制造業具有最高的供應風險；2）若高供應風險礦產品獲取難度加大，相關產業將無法承受價格沖擊，進而供應中斷；3）供應風險隨國際市場狀態發生動態變化；4）大多數礦產品的供應風險短期內鮮有重大變化。
相對于以國家為單位的“清單式”關鍵礦產資源研究，該項研究已經細化到評估國家各個制造業對各類礦產品的供應風險，其指標建模過程和所選數據針對性強。如何將高供應風險礦產品降至可接受的水平，即如何降低中斷潛在風險（DP）、貿易風險（TE）或經濟易損性（EV）指標，該研究建議對于高供應風險的礦產品可擴展供給來源渠道、利用貿易伙伴保障供給、發展國內相關產品一次和二次資源的利用率、大力發展可再生-循環利用資源和替代資源、增加相關產品資源儲備等一系列措施降低風險至可控范圍。
主要參考文獻
Graedel T E, Barr R, Chandler C, et al. Methodology of metalcriticality determination[J]. Environmental Science & Technology, 2012,46(2): 1063-1070.
Gulley A L, Nassar N T, Xun S. China, the United States, andcompetition for resources that enable emerging technologies[J]. Proceedings ofthe National Academy of Sciences, 2018, 115(16): 4111-4115.
Hayes S M, McCullough E A. Critical minerals: A review of elementaltrends in comprehensive criticality studies[J]. Resources Policy, 2018, 59:192-199.
Le Billon P. The geopolitical economy of ‘resourcewars’[J]. Geopolitics, 2004, 9(1): 1-28.
McCullough E, Nassar N T. Assessment of critical minerals: Updatedapplication of an early-warning screening methodology[J]. Mineral Economics,2017, 30(3): 257-272.
Menzie W D, Baker M S, Bleiwas D I, et al. Mines and mineralprocessing facilities in the vicinity of the March 11, 2011, earthquake innorthern Honshu, Japan[R]. US Geological Survey, 2011.
Nassar N T, Brainard J, Gulley A, et al. Evaluating the mineralcommodity supply risk of the US manufacturing sector[J]. Science Advances,2020, 6(8): eaay8647.
Norgate T E, Jahanshahi S, Rankin W J. Assessing the environmentalimpact of metal production processes[J]. Journal of Cleaner Production, 2007,15(8-9): 838-848.
Russett B. Dimensions of resource dependence: Some elements of rigorin concept and policy analysis[J]. International Organization, 1984, 38(3):481-499.
Sykes J P, Wright J P, Trench A, et al. An assessment of thepotential for transformational market growth amongst the critical metals[J].Applied Earth Science, 2016, 125(1): 21-56.
Skirrow R G, Huston D L, Mernagh T P, et al. Critical commoditiesfor a high-tech world: Australia's potential to supply global demand[M].Canberra: Geoscience Australia, 2013.
（撰稿：趙俊興，秦克章/礦產室）
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