中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetalsISSN1004-0609,CN43-1238/TG《中国有色金属学报》网络首发论文题目：中国铜产品环境足迹评价和供应风险综合评估作者：黄伟军，龚先政，高峰，刘宇网络首发日期：2022-11-23引用格式：黄伟军，龚先政，高峰，刘宇．中国铜产品环境足迹评价和供应风险综合评估[J/OL]．中国有色金属学报.https://kns.cnki.net/kcms/detail//43.1238.TG.20221122.1408.002.html网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN2096-4188，CN11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。DOI:10.11817/j.ysxb.1004.0609.2022-43646中国铜产品环境足迹评价和供应风险综合评估黄伟军，龚先政，高峰，刘宇1（北京工业大学材料与制造学部，工业大数据应用技术国家工程实验室，北京100124）摘要：在中国经济高速发展和清洁能源技术逐渐兴起的背景下，铜作为战略金属在基础设施建设和低碳技术领域需求巨大。本研究借助物质流分析方法进行数据收集，评价铜材生产环境足迹，并从环境足迹、地缘供应风险和供应限制脆弱性三个维度对中国铜产品进行供应风险综合评估。结果显示：2021年中国的铜进口物质量达1631万吨，位居世界第一。主要进口铜精矿和精炼铜，出口铜制品。中国生产铜材的环境足迹相比其他地区处于较低水平，主要由能耗较大的采矿阶段和冶炼阶段产生。而能源消耗电力化和电力清洁化能成为铜生产行业碳减排的重要手段。中国铜产品供应风险增加主要是由耗竭时间、全球治理指数和经济重要性三个指标风险增加导致的。综合指标显示即使环境足迹的下降也无法消除由于地缘供应风险和供应限制脆弱性上升导致供应风险的上升。因此，提高铜产品可替代率和回收率，增强供应国间合作将成为减少供应风险的有效举措。关键词：战略金属；供应风险；环境足迹；物质流中图分类号：TF811；X820.3；F426.1文献标志码：A1研究背景近三十年来全球高速的经济发展和科技进步导致了对自然资源和能源的巨大需求，特别是由于全球变暖进行低碳转型导致对特定金属的需求急剧增长[1-3]。研究资料显示，随着未来新能源汽车的快速发展，中国在2025年对锂、铝、铜、镍和钴5种有色金属需求量合计达18.23~75.73万t[4]。可见，保证这些金属的可持续性供应是维持国家发展的重要保障。针对各类金属的关键性和战略性，美国[5]、欧盟[6]和日本[7]等根据所处的经济和技术发展阶段基金项目：国家重点研发计划（2022YFC3901701）通信作者：龚先政，研究员，博士；电话：010-67396207；E-mail：Gongxianzheng@bjut.edu.cn网络首发时间：2022-11-2311:01:31网络首发地址：https://kns.cnki.net/kcms/detail//43.1238.TG.20221122.1408.002.html和国家发展战略都建立了各自的评价指标体系。中国也于2016年发布了《全国矿产资源规划（2016~2020年）》，将铁、铬、铜和铝等14种金属矿产列为战略性金属矿产。铜由于优异的延展性和导电性，广泛应用于电力、建筑和交通运输等领域[8]，而且在可再生能源发电和新能源汽车等低碳技术领域有显著需求[9]，这无疑让铜成为未来国家发展的重要战略金属。但是，中国在铜储量和消费量上展现出巨大差异，对外依存度超过70%。国内外的研究学者针对铜社会流动分析、环境影响评价和供应风险均有分析讨论。Gradel等[10]以人均GDP、城市化水平和时间作为变量进行了铜需求预测，结果表明到2050年铜储量存在耗尽的风险。文博杰等[11]系统分析了2011至2016年中国进出口含铜商品净进口量、占比情况以及中国铜对外贸易的空间格局。铜生命周期评价的研究结果表明矿石品位变化[12]、能源结构调整[13]等都会对温室气体排放等产生影响，而且再生铜的环境影响远小于一次精炼铜[14,15]。Li等[16]基于全球铜贸易数据，构建了铜产业链不同环节的贸易网络，分析了全球铜产业链的贸易特征，得到中国是风险相对较低的国家。李鹏远等[17]和徐琳等[18]也从对外依存度、市场集中度、地缘政治和需求趋势等方面分析了中国铜矿的供应风险，均得到我国经济发展对铜的需求增长是铜供应风险的主要来源。综上所述，关于铜物质流分析、环境影响评价和供应风险评估单方面的文献较多，但将三者进行动态综合评估的研究较少。因此，本研究采用物质流分析方法收集了全球主要国家含铜商品的贸易数据，并重点分析了中国与其他区域的贸易情况以及商品背后隐藏的环境足迹。从环境足迹、地缘供应风险和供应限制脆弱性三个维度对中国铜产品2009-2019年的供应风险进行了综合评估，为中国铜绿色可持续发展提供参考。2方法与数据2.1研究方法物质流分析是基于质量守恒定律，系统地确定已预定的时间和空间范围内物质的流量和存量的方法[19]。本研究借助物质流分析方法获取全球主要国家铜物质量进出口数据，并重点分析了中国含铜商品的进出口情况。将贸易商品的重量或贸易额乘以相应的含铜系数以获得商品中铜物质含量，见式（1）。含铜系数来自日本研究者Nakajiama的研究[20]。𝐹𝑡𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑥𝑝𝑜𝑟𝑡⁄=∑𝑃𝑡,𝑖𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑥𝑝𝑜𝑟𝑡⁄×𝐶𝑖（1）式中：𝐹𝑡𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑥𝑝𝑜𝑟𝑡⁄为t年进出口含铜商品的铜含量（万吨）；𝑃𝑡,𝑖𝑖𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒𝑥𝑝𝑜𝑟𝑡⁄为t年进出口含铜商品i的重量或贸易额（万吨或美元）；𝐶𝑖为进出口含铜商品i的含铜系数（万吨铜含量/万吨或万吨铜含量/美元）。选用环境足迹评价方法对铜生产的潜在环境影响进行量化分析，将环境影响分为气候变化（GWP）、光化学臭氧形成（HOFP）、颗粒物（PM）、人体非致癌毒性（HTPnc）、人体致癌毒性（HTPc）、陆地和淡水酸化（AP）、海洋富营养化（MEP）、淡水富营养化（FEP）、淡水生态毒性（FETP）、化石能源消耗（FFP）和矿产资源消耗（SOP），并对环境影响进行标准化和加权获得单一指标，计算公式如式（2）和（3）所示。𝐸𝐹𝑖=∑𝐶𝐹𝑗×𝐸𝐿𝑃𝑗𝑗（2）𝐸𝐹=∑𝐸𝐹𝑖×𝑁𝐹𝑖×𝑄𝐹𝑖𝑖（3）式中，𝐸𝐹𝑖为第𝑖类环境影响指标值；𝐶𝐹𝑗为第𝑗类环境负荷项目相对应的特征化因子；𝐸𝐿𝑃𝑗为第𝑗类环境负荷项目编目清单。𝐸𝐹为各环境影响标准化和加权后的单一指标值；𝑁𝐹𝑖和𝑄𝑖分别为第𝑖类环境影响所对应的标准化因子和加权因子。地缘供应风险和供应限制的脆弱性两个维度细分共10个指标[21,22]，见式（4）、（5）和（6）。所有指标均转化为0-100范围，具体信息见表1。其中，可替代性指标需要考虑替代场景下的替代金属、金属替代率、和被替代金属的供应风险和环境影响。例如，在高压电缆等场景中铝替代铜的替代率在10%~20%浮动[22]，铝的供应风险相较铜低[24]，而铝生产的温室效应等环境影响较高，铜生产的人体生态毒性等环境影响较高[25,26]。因此，本研究将用铝替代铜的可替代性指标分值设为62.5，属于较高风险范围。人类发展指数、全球治理指数和生产集中度均考虑了开采和冶炼阶段，按铜精矿和精炼铜进口含铜量的比例加权得到，而政策潜力指数仅考虑开采阶段。𝐺𝑆𝑅=𝐼1+𝐼22+𝐼3+𝐼42+𝐼5+𝐼623（4）𝑉𝑆𝑅=𝐼7+𝐼8+𝐼9+𝐼1023（5）‖𝑆𝑅‖=√(10×𝐸𝐹′)2+𝐺𝑆𝑅2+𝑉𝑆𝑅2√3（6）式中，𝐺𝑆𝑅表示地缘供应风险；𝑉𝑆𝑅表示供应限制脆弱性；𝐸𝐹′表示除矿产资源消耗外的所有环境足迹标准化加权值；‖𝑆𝑅‖表示综合评估得到的关键性指标值。表1地缘供应风险和供应限制脆弱性指标Table1Theindicatorsofgeo-supplyriskandvulnerabilitytosupplyrestrictionIndicatorsDescriptionSourceCalculationGeo-supplyriskGeological,technologicalandeconomicDepletiontimeTheratioofannualprimaryproductiontothereservesofcopperinChina.USGS𝐼1=100−0.2𝐷𝑇−0.008𝐷𝑇2CompanionmetalfractionTheratioofby-productmetalproductiontohostmetalproduction.Nassaretal,2015𝐼2=9SocialandregulatoryPolicypotentialindexAssessmentofthecapacityofproducingcountriestoimplementnewminingprojects,weightedbyeachcountry'sshareofproduction.FraserInstitute𝐼3=100−𝑃𝑃𝐼HumandevelopmentindexEvaluationoffuturemetalminingandsmeltingpreventedbyregulations,taxesortariffsinproducingcountries,weightedbyeachcountry'sshareofproduction.UNDP𝐼4=100∗𝐻𝐷𝐼GeopoliticalWorldwideGovernanceIndicatorReflectsthelikelihoodofproductionandexportdisruptionsinexportingcountriesduetounrest,terrorism,etc.,weightedbyeachcountry'sshareofproduction.WorldBank𝐼5=20×(2.5−𝑊𝐺𝐼_𝑃𝑉)GlobalsupplyconcentrationThesumofthesquaresoftheproductionsharesofeachcountry,reflectingthedegreeofmonopolyinmetalproductionUSGS、Chinanonferrousmetalsindustryyearbook𝐼6=17.5×ln(𝐻𝐻𝐼)−61.18VulnerabilitytosupplyrestrictionEconomicimportanceRatioofvalueaddedofmetal-relatedindustriestoGDP,reflectingtheimportanceofmetalsinthenationaleconomy.Yuetal,2021𝐼7=𝐸𝐼×1000SubstitutabilityTheextenttowhichametalcanbereplacedbyanothermetal.Graedeletal,2015𝐼8=62.5SusceptibilityNetimportrelianceTheratioofnetimporttotheapparentconsumption,reflectingcountry'simportdependenceonothercountries.UNComtrade、Chinanonferrousmetalsindustryyearbook𝐼9=𝑁𝐼𝐴𝐶×100GlobalinnovationindexReflectstheextenttowhichacountryislessaffectedbysupplyconstraintsduetoitsabilitytoinnovate.WIPO𝐼10=𝐺𝐼𝐼2.2研究范围与数据收集本研究选择了金砖五国和七国集团[27]以及铜资源储量丰富的智利、澳大利亚和秘鲁共15个国家2018年的铜物质净流量，以及中国2009~2021年含铜商品的进出口情况。本研究有关的数据主要来源于联合国商品贸易统计数据库（UNComtrade）[28]、美国地质调查局[29]和中国有色金属工业年鉴[30]等相关机构发布的数据和报告[31-34]以及相关文献[21,24,35]。筛选了约280项含铜商品的海关编码[11]，具体分类信息见表2。核算中国2009~2019年开采、冶炼及铜材生产的环境足迹系统边界见图1。只研究矿石和各类能源输入，其他辅助材料的输入暂不考虑。功能单位设为生产1t铜材。清单编制数据来自中国有色金属工业年鉴、IPCC[36]、EEA[37]及相关文献[38]，结果如表3所示。表2含铜商品分类及HS编码Table2Classificationofcopper-containingcommoditiesandHScodesClassification1992HScodesMinerals260300、260400、260500、260700、260800、262020、262030Crudecooper740200Refinedcopper740311、740312、740313、740319Copperalloys740321、740322、740323、740329、740500、740610、740620、740710、740721、740722、740729、740811、740819、740821、740822、740829、740911、740919、740921、740929、740931、740939、740940、740990、741011、741012、741021、741022、741110、741121、741122、741129、741210、741220、741300Copperwaste740400CopperproductsElectricity8407-8412、8501-8508、8543-8547Electroniccommunications8470-8473、8517、8525-8527、8532-8538、8540-8542、9001Transportation8511、8512、8530、8531、8601-8908MachineryManufacturing741510、741521、741529、741532、741539、741910、741991、741999、8401-8406、8413、8414、8416、8417、8419-8421、8423-8449、8453-8468、8474-8480、8482-8485、8514、8515、8548、9002、9010-9033Consumergoods741810、741820、8415、8418、8422、8450-8452、8469、8481、8509、8510、8513、8516、8518-8524、8528、8529、8539、9003-9009、9101-9114Chemicalindustrialproducts282550、282741、283325图1铜材生产系统边界Fig.1Theboundaryofcopperalloysproduction表32019年生产1t铜材生命周期清单Table3Lifecycleinventoryof1toncopperalloysproductionin2019CategoriesItemsUnitMiningBeneficiationSmeltingCalenderingTotalResourceinputCopperore(0.57%)kg/t2.09E+05---2.09E+05EnergyinputRawcoalkg/t1.09E+034.87E+017.18E+024.85E+022.34E+03Crudeoilkg/t3.83E+011.72E+002.55E+011.40E+017.96E+01Naturalgasm3/t7.55E+003.38E-013.14E+014.32E+018.25E+01PollutantoutputAiremissionsCO2kg/t2.02E+039.06E+011.43E+039.48E+024.49E+03CH4kg/t4.60E-022.06E-034.17E-021.04E-021.04E-01N2Okg/t3.58E-021.60E-032.40E-021.59E-027.72E-02COkg/t4.44E+001.99E-013.92E+001.33E+009.89E+00SO2kg/t1.38E+016.19E-011.23E+015.93E+003.26E+01NO2kg/t6.92E-013.10E-022.30E+003.82E-013.40E+00NOXkg/t8.13E+003.64E-014.99E+003.92E+001.74E+01NMVOCkg/t2.64E-011.18E-022.94E-017.52E-026.45E-01PMkg/t1.95E+003.87E+001.71E+003.67E-017.90E+00Askg/t3.33E-031.49E-043.92E-031.60E-039.00E-03Cdkg/t2.48E-051.11E-065.16E-041.03E-055.52E-04Crkg/t3.09E-041.38E-052.05E-041.36E-046.63E-04Hgkg/t1.62E-047.25E-062.09E-047.14E-054.50E-04Nikg/t4.42E-041.98E-052.85E-042.01E-049.47E-04Pbkg/t3.19E-031.43E-048.48E-031.41E-031.32E-02Sekg/t3.72E-051.67E-064.54E-052.50E-068.68E-05Znkg/t4.41E-031.97E-042.94E-031.93E-039.47E-03Vkg/t4.79E-032.15E-042.92E-032.30E-031.02E-02WateremissionsCODkg/t7.04E-013.38E+012.86E-011.57E-013.50E+01Pbkg/t1.77E-041.80E-034.92E-04-2.47E-03Askg/t3.33E-042.93E-033.01E-04-3.56E-03Hgkg/t2.14E-062.11E-051.52E-06-2.48E-05Cdkg/t1.40E-056.90E-041.24E-04-8.27E-04Crkg/t--2.51E-05-2.51E-05Cukg/t--6.02E-04-6.02E-043结果与讨论3.1物质流分析图2展示了15个国家2018年铜物质量净流量情况。在总量方面，中国净进口量达到1069万吨，处于绝对领先地位，这与中国较大的人口基数和高速的经济发展密不可分。其次是美国、日本和印度等国家。智利、秘鲁、澳大利亚、俄罗斯、南非、巴西和德国为净出口国家。其中，前六个国家主要是由于铜资源储量丰富，出口铜矿石及精炼铜从而造成净出口情况；而德国是因为自身具备先进的深加工工艺，出口的铜材和铜制品较多。在单位人口净进口量方面，日本排名第一，约8.14kg/人，中国紧随其后，达7.68kg/人，随后是意大利、法国、美国和英国等发达国家。这侧面反映了中国和日本等取代了美国和英国等国家成为全球铜消费的有力增长点。Netflow−400−300010020010001100Coppermass(10thousandtons)ChinaRussiaIndiaBrazilSouthAfricaUSAUnitedKingdomFranceGermanyJapanItalyCanadaChilePeruAustraliaCoppermass(kg/person)ImportExportNetflowperunitpopulation−3−2−10456789图2各国铜物质量净流量情况Fig.2Netcoppermassflowsofcountries2009-2021年中国含铜商品的进口量整体上呈逐年上升的趋势，自2009年的1064万吨增长至2021年的1631万吨，进口的含铜商品主要是矿产品、精炼铜、铜废料和铜制品。其中矿产品的进口占比逐渐增大，精炼铜和铜制品的进口占比分别保持在25%和10%左右，而铜废料近年来进口量有减少趋势。分析可能是因为中国自2017年后通过相关法律、法规和政策的实施，对铜废料的种类和含铜量等指标进行了严格规定，铜废料进口受到限制。这可能在短期内导致中国铜供应量的下降，但从长期看，随着回收效率的提高，能够弥补铜废料进口量下降的影响[39]。中国含铜商品出口量自2009年至2014年处于稳定增长态势，之后处于稳定状态，出口以铜制品为主，占比达到90%。2021年出口量的突增现象分析认为可能是由于疫情期间中国工业复苏相较其他国家较快而承担更多的铜制品生产和出口造成。2009201020112012201320142015201620172018201920202021−900−600−3000300600900120015001800Coppermass(10thousandtons)ChinaMineralsCrudecopperRefinedcopperCopperalloysCopperscrapCopperproductImportExport图3中国含铜商品进出口情况Fig.3China'simportandexportofcopper-containingcommodities图4展示了2009年、2012年、2015年、2018年和2021年中国从全球不同地区进口铜精矿、粗铜、精炼铜和铜废料情况。中国进口的铜精矿和精炼铜主要来自南美洲和亚洲，且从南美洲铜废料主要来自亚洲、欧洲和北美洲，且重心逐渐从美国和欧洲国家向日本和马来西亚等具备初步处理铜废料能力的亚洲国家转移，保证高含铜量废料进口的同时避免了处理铜废料产生的巨大环境影响。\图4中国与其他地区主要含铜商品进口情况：(1)2009；(2)2012；(3)2015；(4)2018；(5)2021Fig.4China'simportsofmaincopper-containingcommoditiesfromotherregions:(1)2009;(2)2012;(3)2015;(4)2018;(5)20213.2环境足迹评价随后对全球不同区域铜精矿和精炼铜生产的环境足迹进行核算，数据来源于Ecoinvent3.2数据库，该数据库为基于区域性材料和产品生产的平均数据，具有区域代表性，在世界范围内拥有高度认可和广泛应用。挑选其中气候变化和矿产资源消耗进行具体分析，将2021年进口商品量与单位产品环境足迹相乘得到的结果见图5。在气候变化方面，亚洲地区占比最高，达到40%，主要是由较高的精炼铜产品碳足迹造成，南美洲虽然进口总量最大但气候变化只占到26%，这是因为其铜精矿和精炼铜的单位产品碳足迹相比其他区域较低。分析认为是由于南美洲特别是智利铜精矿和精炼铜的产量巨大，拥有成熟的采选和冶炼工艺。同时，智利矿山供电系统中水力发电和天然气发电占比显著[40]，而且近年来太阳能发电占比逐渐增加[41]，进一步造成了单位产品气候变化影响处于较低水平。在矿产资源消耗方面各区域并没有出现较大区别，这说明不同区域间的工艺差异造成的供应链转化率和损失率差异不大，主要是能源结构的差异。AsiaSouthAmericaEuropeNorthAmericaOceaniaAfrica0100200300400500600700800900Climatechangeimpact(10thousandtonsCO2eq)RefinedcopperCopperconcentrate(a)AsiaSouthAmericaEuropeNorthAmericaOceaniaAfrica0.000.060.120.180.240.300.360.420.48Mineralsandmetalsreourceuseimpact(10thousandtonsSbeq)RefinedcopperCopperconcentrate(b)图5中国进口铜精矿和精炼铜环境足迹情况：(a)气候变化；(b)矿产资源消耗Fig.5EnvironmentalfootprintofChina'scopperconcentrateandrefinedcopperimports:(a)climatechange;(b)mineralresourceuse对中国采选-冶炼-压延加工过程的环境足迹进行核算，各阶段环境影响占比见图6。在气候变化等大部分环境影响中，采矿阶段占比约43%，冶炼阶段占比约35%，加工过程占比约20%，选矿过程仅占2%。这与各阶段能耗大小有直接关系，冶炼阶段作为主要的耗能过程产生较大的环境足迹，而采矿阶段由于铜矿石品位较低，需要开采大量的铜矿石，在功能单位下表现出较高的能源消耗和环境足迹。因此，从铜品位较高的二次资源中回收再生铜是降低能耗和环境足迹的一个重要方法。但在人体致癌毒性、人体非致癌毒性和淡水生态毒性三种环境影响上，选矿过程的占比在15%~20%之间，主要是由于选矿过程各种重金属离子的水体排放导致的。对历年每个阶段各类化石能源和电力的碳排放占比分析发现，电力占比呈逐年上升趋势。图7的结果表明中国精炼铜单位产品碳足迹总体呈下降趋势，且考虑电力结构调整的影响相比使用火力发电会产生更低的产品碳足迹，这表明电力结构调整有助于铜冶炼行业的碳减排。而铜冶炼行业能耗结构向电力的逐步倾斜，进一步加快碳减排步伐。中国铜精矿和精炼铜生产的环境足迹相比全球其他地区处于较低水平。以气候变化影响为例，2021年中国铜精矿和精炼铜生产的气候变化影响分别为0.46kgCO2eq/kg和3.54kgCO2eq/kg，特别是精炼铜与南美洲3.68kgCO2eq/kg相近。可见，中国将铜商品进口重心从精炼铜向铜精矿的转变有助于减小环境足迹。GWPHOFPPMHTPncHTPcAPMEPTEPFETPFFPSOP0%20%40%60%80%100%MiningBeneficiationSmeltingCalendering图6中国铜材生产各过程环境影响占比Fig.6Percentageofenvironmentalimpactofeachprocessofcopperproduction4.374.314.814.354.113.983.803.804.003.763.544.003.924.423.853.623.403.193.123.483.032.78200920102011201220132014201520162017201820192.73.03.33.63.94.24.54.85.1OnlythermalpowergenerationAfterelectricityrestructuringCarbonfootprintofrefinedcopper(kgCO2eq/kg)图7电力结构调整前后精炼铜单位产品碳足迹Fig.7Carbonfootprintofcopperbeforeandafterelectricityrestructuring3.3供应风险评估从物质流分析的结果能看出，中国的一次铜资源进口主要依赖于铜精矿和精炼铜（占比约70%），因此仅针对这两种产品的供应来评价中国铜产品的供应风险。需要强调的是，本研究假设两种商品全由供应国生产，不考虑供应链中间贸易国家的影响[42]。评估结果见表4。供应风险评估结果显示，地质、技术和经济领域的风险受耗竭时间的直接影响，中国铜开采量逐渐增加的情况下，耗竭时间指标值逐渐增加。也有研究指出耗竭时间的核算中考虑社会库存量[43]，所以重视“城市矿山”中铜的回收再生可以有效降低供应风险。社会监管领域政策潜力指数和人类发展指数在一定范围内波动，主要是受到智利等生产份额占比较大国家的影响。地缘政治领域，由于全球铜矿的陆续开采导致市场集中度的逐年下降，特别是中国市场的参与造成精炼铜市场集中度的快速下降，这对中国铜产品供应风险减少是十分有利的。而市场集中度的下降也在一定程度上缓解了政策潜力指数和人类发展指数的上升带来的压力。全球治理指数总体呈上升趋势，其中铜精矿进口国家较为稳定，智利和秘鲁两个国家的政治稳定性会直接影响到供应风险的大小；精炼铜进口国家逐渐从治理指数较高的日本和澳大利亚等转变为印度和哈萨克斯塔等治理指数较低的国家，增加了中国铜产品的供应风险。供应限制脆弱性方面，由于近年来低碳技术的兴起，铜在发电、传输领域和新能源汽车领域的用量逐渐增加，经济重要性指标随之上升，对外依存度也一直居高不下。而中国创新能力的进步导致创新指数逐年增加，缓解了一定的风险。在多重指标的作用下，地缘供应风险和供应限制脆弱性两个指标值呈逐年上升趋势，主要是耗竭时间、全球治理指数和经济重要性三个指标值增加引起的。将环境足迹、地缘供应风险和供应限制脆弱性三个指标进行整合得到的综合单一指标值呈逐年递增的趋势。环境足迹的逐年降低无法弥补地缘供应风险和供应限制脆弱性的上升，从而导致综合指标的上升。这说明在关注行业节能减排的同时，应加强金属可替代技术性研发、增进供应国间合作、提高二次资源的回收利用率等以降低地缘供应风险和供应限制脆弱性。当然，这一结果是建立在三个指标取相同权重的基础上，若环境足迹赋予更高的权重，最终的指标将有所差异。后续研究应开发出更加合理的加权方法，让结果更加科学准确。表4中国铜供应风险综合评估结果Table4ResultsofcoppersupplyriskcomprehensiveevaluationinChinaGeo-supplyriskVulnerabilitytosupplyrestrictionEnvironmentalfootprintSingleindicator𝐼1𝐼2𝐼3𝐼4𝐼5𝐼6GSR𝐼7𝐼8𝐼9𝐼10VSR10×𝐸𝐹′‖𝑆𝑅‖200987953504255495562.58353624051.2201090954514455515862.58153624051.8201191955504853516162.58054634052.3201294958495051526362.58055643752.2201393956504852516662.58056653652.3201494956464551506862.58153663752.4201595947474751497062.58253673652.1201696949474750507162.58149663652.1201795951474751507262.58447673452.0201895947494752507362.58647673552.4201995951505051517462.58645673552.64结论在经济发展和低碳技术崛起的双重背景下，本研究以金属铜为研究对象，从全球主要国家铜商品贸易物质流分析、中国进口铜商品和生产铜材环境足迹评价以及中国铜产品供应风险评估三个方面进行了综合分析。得出以下主要结论：1）2021年，中国铜物质净流量达1631万吨，远超其他国家，人均净进口量也位居世界第二。自2009至2021年，中国含铜商品进口逐年增加，主要表现在铜精矿的进口量增加上，铜废料进口量近年有下降趋势。出口铜商品中铜制品占比达90%。2）2009-2019年中国铜生产环境足迹整体呈下降趋势，主要由能耗较大的采矿和冶炼阶段产生。降低产品和行业温室气体排放，可从降低单位产品物耗和能耗、增加电力在能耗中的占比以及增加清洁能源使用等措施实现。中国铜生产环境足迹相比国外其他地区处于较低水平，进口重心应从精炼铜向铜精矿转移，有利于减小环境足迹。3）供应风险评估的结果显示，中国进口铜精矿和精炼铜的地缘供应风险和供应限制脆弱性均逐年增加，主要由耗竭时间、全球治理指数和经济重要性三个指标的风险增加引起。环境足迹的逐年降低无法弥补地缘供应风险和供应限制脆弱性的上升所带来的综合指标的上升。因此，应重视提高铜产品回收率和可替代率，加强供应国间合作等来降低地缘供应风险和供应限制脆弱性，确保中国铜产品的绿色安全发展。REFERENCES[1]BENJAMINKS,SALEEMHA,MORGANB,etal.Sustainablemineralsandmetalsforalow-carbonfuture[J].Science,2020,367(6473):30-3.[2]徐德义,朱永光.能源转型过程中关键矿产资源安全回顾与展望[J].资源与产业,2020,22(04):1-11.XUDe-yi,ZhuYong-guang.Reviewandoutlookofkeymineralssecurityduringenergytransformation[J].Resources&Industries,2020,22(04):1-11.[3]ALISH,GIURCOD,ARNDTN,etal.Mineralsupplyforsustainabledevelopmentrequiresresourcegovernance[J].Nature,2017,543(7645):367-72.[4]殷仁述,杨沿平,谢林明,等.新能源汽车动力电池对有色金属资源需求预测[J].资源与产业,2016,18(05):85-91.YINRen-shu,YANGYan-ping,XIELin-ming,etal.Demandpredictionofnon-ferrousmetalresourcesdrivenbynewenergyvehiclebattery[J].Resources&Industries,2016,18(05):85-91.[5]MCCULLOUGHE,NASSARNT.Assessmentofcriticalminerals:updatedapplicationofanearly-warningscreeningmethodology[J].MineralEconomics,2017,30(3):257-72.[6]BLENGINIGA,NUSSP,DEWULFJ,etal.EUmethodologyforcriticalrawmaterialsassessment:Policyneedsandproposedsolutionsforincrementalimprovements[J].ResourcesPolicy,2017,53:12-9.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