化风险为回报：脱碳技术的全球价值链多样化（英）

授权公开披露 授权公开披露 政策研究工作文件10696 将风险转化为奖励 多元化脱碳技术的全球价值链 SamuelRosenowPennyMealy 国际金融公司2024年2月 政策研究工作文件10696 Abstract 到2050年达到净零排放需要在全球部署太阳能光伏发电、风力涡轮机和电动汽车等关键脱碳技术方面进行前所未有的扩大。这一挑战目前充满风险和回报：虽然确保这些技术的充足供应已成为许多国家的紧迫政策优先事项，但它们的高增长全球价值链也为那些能够满足迅速增长的全球需求的国家提供了丰厚的利益。尽管最近的政策回应寻求近岸生产以降低风险并利用回报，但本文提出了一项基于证据的战略 ，以帮助具有潜在生产能力和资源的国家实现脱碳技术全球价值链的多样化。 捐赠。为此，它构建了与脱碳技术相关的贸易产品，组件和材料的新数据集；开发新的指数，以捕捉各国在这些全球价值链中当前的出口优势和未来的多元化潜力；并突出显示由于市场集中度较高而具有供应风险的产品以及在增长潜力方面具有发展回报的产品，知识溢出和技术升级。总之，证据支持这样一种观点，即有很多机会在更多的国家中实现这些价值链的多样化，以避免与仅依赖少数国家相关的风险 。 本文是国际金融公司的产品。这是世界银行集团更大努力的一部分，目的是提供对其研究的开放访问，并为世界各地的发展政策讨论做出贡献。政策研究工作文件也在http://www上发布。世界银行。org/prwp.作者可以通过sroseow@ifc联系。org和pmealy@worldba。 政策研究工作文件系列传播了正在进行的工作结果，以鼓励就发展问题交换意见。该系列的目标是快速得出发现，即使演示文稿还不够完善。论文带有作者的姓名，应相应地引用。本文表达的发现、解释和结论完全是作者的观点。它们不一定代表国际复兴开发银行/世界银行及其附属组织的观点，也不代表世界银行执行董事或它们所代表的政府的观点。 由研究支持团队制作 将风险转化为回报：多样化脱碳技术的全球价值链1 塞缪尔·罗森诺瓦和佩妮·梅利亚 JEL分类:F14,F18,Q55 关键词：贸易实证研究;贸易与环境;技术创新. 1.Introduction 为了使世界到2050年达到净零排放，太阳能光伏（PV），风力涡轮机和电动汽车（EV）等低碳技术的全球部署需要大幅增加。目前的预测表明，从现在到2030年，太阳能和风能装机容量的增长将需要增加约3-5倍，而电动汽车的全球规模预计将增加18倍（IEA，2021年）。与核能和碳捕获，使用和储存（CCUS）等技术不同，太阳能光伏，风力涡轮机和电动汽车的持续成本下降为其部署描绘了一个有希望且可预测的未来：我们在全球范围内生产的这些技术越多，成本就越便宜。，2022年；林和美居，2022年)。 我们专注于太阳能光伏、风力涡轮机和电动汽车的脱碳价值链，原因有三。首先，世界范围内存在广泛的共识，即这些技术在绿色转型中至关重要，无论各国的经济条件和政治路线如何。这与绿色和环保产品形成鲜明对比 分类是有争议的，受国家政治敏感性的影响。第二，参与贸易 1我们感谢StephaeHallegate，RalfMarti，ZeiabPartow，MarylaMaliszewsa，NadiaRocha，AaFerades，MichaelFerratio，EmmaelPoliqe，EstherNaial和CamillaKdse的评论。AichaLompo，CamilleDaPiedade和SamelEdet提供了出色的研究援助。本文表达的发现、解释和结论完全是作者的观点。它们不一定代表世界银行或其附属组织的观点，也不一定代表世界银行执行董事、其管理层或其代表的政府的观点。 a经济学家，国际金融公司，srosenow@ifc.org。b世界银行高级经济学家，pmealy@worldbank.org 这些价值链为各国提供了重要的经济优势。随着全球需求开始从基于化石燃料的生产转向这些技术，发展有竞争力地生产产品和相关部件的能力可以帮助各国实现更大的经济增长和出口多样化前景。对于技术复杂的产品尤其如此，因为它们为技术升级和知识溢出到其他工业领域提供了优势（Hidalgo＆Hasma，2009）。第三，这些价值链面临自然灾害、流行病、冲突和地缘政治事件等破坏的脆弱性。这突出了确定具有必要能力和资源禀赋的国家的重要性，以帮助实现生产多样化并增强这些价值链中的复原力。这有助于确保参与高增长全球价值链的回报得到更广泛的分享。 然而，世界各地的政策制定者正在竞相重新设计对绿色转型至关重要的行业中市场与国家之间的关系。发展中国家越来越多地使用补贴和出口限制来垄断脱碳技术市场，这一点很明显。相反，发达国家最近的产业政策反应寻求帮助市场调和经济繁荣和气候目标，同时减少依赖性。这些和其他例子说明了国家政策制定如何在国内寻求将这些供应链本地化。这可能会削弱资本的有效配置和规模经济（Tagliapietra和Vegelers，2023）。它还可能排除财政能力有限的发展中国家，尽管它们的当地能源资源是能源密集型工业商品生产的关键投入，但它们无法与工业国进行补贴竞赛。 尽管呼吁在脱碳技术方面建立更多样化的价值链（IEA，2023年；IMF，2022年），但在确定最适合增加参与这些技术生产的国家或强调单个国家的增长机会方面，工作有限。为了解决这一差距，本文做出了一些贡献。首先，我们构建了与太阳能光伏，风力涡轮机和电动汽车相关的关键交易产品，组件和材料的新数据集，并将其映射到国家贸易数据。 这有助于探索2005-2021年全球价值链中74个高收入国家、106个中等收入国家和26个低收入国家的历史和当前贸易模式 ，并为未来的贸易分析引入新的数据集。总体而言，我们发现，与其他贸易产品相比，脱碳价值链的出口市场集中度并不高，尽管一些产品特定的漏洞仍然存在。因此，集中本身并不有害；只有过度集中代表供应安全的风险。这意味着，在当今不断上升的经济民族主义背景下，最低程度的多元化有助于恢复力。 其次，我们开发了新的指数，总结了这些价值链中各国当前出口优势的广度和深度。虽然中国、德国和美国在这三项技术的出口竞争力方面处于领先地位，但Türiye、墨西哥、印度、南非和巴西等中等收入国家在各种关键价值链产品、零部件和材料方面具有出口优势，并有能力利用这些领域的未来增长。我们还制定了一套类似的新指数，旨在捕捉各国未来在这些价值链中多样化潜力的广度和深度。使用过去的演变和后推，我们表明，在机会指数中得分较高的国家在随后的时期中更有可能发展出更大的竞争力。具有多元化潜力的国家包括荷兰，法国和西班牙，但也包括中低收入国家，如中国，印度和蒂尔基耶 。这些见解补充了记录能源技术供应链当前生产趋势的现有工作（例如Procedre，IEA，2022a；IEA，2022b)。然而，我们的产品映射更加精细，范围更广，使用了太阳能光伏、风力涡轮机和电动汽车中最好的国际统一产品分类。这使政策制定者能够确定可能在每个价值链上存在瓶颈的产品，以及最适合提高多样化和复原力的国家。 第三，我们建立了一个分析框架，以确定最适合帮助实现特定产品市场多元化的国家。例如，尽管光伏电池的全球生产高度集中在少数国家，但我们表明马来西亚，越南和泰国可能具有巨大的扩张潜力 他们的生产和出口，使这一关键产品的供应商数量多样化。我们还研究了国家一级的机会，并确定了在技术复杂性、增长状况和与一个国家现有出口能力的一致性方面可能有利的产品机会。在这样做的过程中，我们的分析揭示了在脱碳技术中利用现有和潜在利基的颗粒，特定于产品的机会，并有助于评估其权衡。该框架建立在Mealy和Teytelboym（2022）的工作基础上，对具有环境效益的产品采用了类似的方法。此外，它有助于更广泛的文献利用数据驱动的方法来为绿色产业政策和经济发展战略提供信息（Motresor和Qatraro，2019；Ballad等人。，2019年）。 我们的工作并非没有限制。首先，虽然我们与脱碳技术相关的价值链的产品映射依赖于协调制度（HS）的6位数字，这是最详细的国际标准化产品分类，但产品可能具有双重用途。这意味着产品可能具有与脱碳技术价值链相关的其他应用或用途 。其次，尽管6位HS的产品分类非常详细，但HS6位代码不是单个产品，而是差异化产品品种的平均值。因此，我们的产品定义可能过于宽泛，无法清楚地识别与脱碳技术相关的产品。由于目前无法确定每种产品的贸易比例主要与脱碳技术的使用有关，因此应将本文所示的产品出口总量视为上限。收集各国之间具有可比性的更详细的投入、产出或供应链数据将有助于更准确地描述这些全球价值链。最后，还应牢记贸易数据的滞后，因为没有考虑到最近的事态发展和/或干预措施。 2.Results 2.1绘制关键脱碳技术的全球价值链图 为了分析太阳能光伏，风力涡轮机和电动汽车的全球价值链中的贸易模式，我们整理了一个新的数据集，其中包括6位数HS下的最终产品，子组件，加工和原材料。6位HS是世界各地海关当局使用的贸易产品的标准化分类。它也是在几乎所有国家和随着时间的推移具有可比性的最细粒度的分类(更多细节见方法部分A1)。图1显示了太阳能光伏价值链的示意图，其中列出了示例产品。由于在6位HS（IISD，2020）下对此类产品进行分类的挑战，我们的数据集并非详尽无遗，但旨在关注每个价值链的关键可识别元素。 由于电动汽车生产包括也用于内燃机（ICE）车辆的产品，我们构建了两套价值链产品：一套定义更广泛，另一套定义更狭窄。更广泛的集合包括与更广泛的汽车制造价值链相关的HS产品。Procedre，用于ICE车辆或电动汽车的产品。较窄的电动汽车价值链只考虑与电动汽车具体相关的产品。Procedre、电池终端产品和组件以及组装的EV终端产品。 图1：太阳能全球价值链图 2我们数据集中的所有产品均接受了选定行业专家的一系列独立评估（有关更多信息，请参见方法部分A1，有关所包括产品的列表，请参见表SI10）。 决策者和国际组织提出的一个关键问题是，这些技术的生产在地理上高度集中。在图2中，我们考虑了每个技术价值链在其组成产品的市场份额方面的集中度。对于每种产品，我们根据出口该产品的所有国家的市场份额计算赫芬达尔-赫希曼指数 （HHI）（有关数据源的描述，请参阅方法部分A2，有关指标的定义，请参阅A3）。HHI为1表示市场是完全垄断的（一个国家出口100％的产品），而HHI得分接近0表示竞争市场。图2显示了每个技术价值链中所有产品的HHI值分布。所有交易产品的平均HHI值(0.174)显示为虚线。每个价值链都有明显的右倾斜，其中很大一部分产品的HHI得分低于平均水平（表明市场集中度较低），但长尾产品表现出更高的市场集中度。总体而言，这意味着每个技术价值链的集中度并不令人震惊 ，但由于出口市场集中度很高，一些产品代表了脆弱性。 图2：2021年出口产品在各价值链中的市场集中度 图3提供了每个价值链中产品市场集中度的更多详细信息。每个节点代表每个价值链中的一个产品，按其价值链段着色，并根据其全球出口价值确定大小。X轴示出了产品的市场集中度,如通过HHI测量的,并且y轴示出了当前出口比进口更多的该产品的国家的数量。后者表明了出口国的广度。供应面风险较高的产品是右下角的产品，那里的出口国数量较少，这些国家的市场份额集中。在太阳能光伏价值链中,这些倾向于涉及更下游的子组件,例如玻璃产品、绝缘电导体和光学装置。对于风力涡轮机,这些更多地与加工材料有关,特别是较大的子部件和最终产品,例如叶片或塔架,由于它们的尺寸和重量,它们往往不太集中交易。对于电动汽车，上游原材料和加工材料可能是最高的。 供应方面的风险。但是，重要的是要注意，这种分析没有考虑这些产品的可替代性。虽然这些集中产品的供应中断可能造成短期生产延迟或成本增加，但如果生产者能够及时和具有成本效益的方式转向替代品，这种中断就可以克服。 图3：2021年价值链产品出口市场集中度