鈷是電動車和能源儲存系統中鋰離子電池的關鍵成分，但新研究顯示，全球鈷供應鏈的脆弱性可能遠超以往的認知。問題不僅止於孤立的短缺，單一國家或生產階段的干擾，可能透過網絡蔓延，引發跨越多個區域和產業的連鎖故障。
研究結合物料流分析與多層衝擊傳播模型，發現風險常源於供應鏈的上游部分，但在關鍵的精煉和製造瓶頸處變得最為嚴重。研究表明，衝擊可以透過水平和垂直路徑，以及直接和間接連結傳播，形成冗長的干擾鏈和突然的崩潰。這些發現表明，傳統的逐國風險評估未能完全捕捉鈷供應鏈的脆弱性，需要協調一致的全系統策略來增強韌性。
不斷增長的需求與日益加劇的供應鏈風險
電動車和大型能源儲存系統的快速發展，推動了對鈷需求的急劇增加。因此，對供應安全、地緣政治集中度以及環境和社會挑戰的擔憂也日益加劇。
許多現有研究透過單獨分析個別國家、材料或貿易流來評估關鍵礦物。然而，現代供應鏈高度互聯，供應商、製造商和消費者透過多個生產階段複雜地聯繫在一起。近期的事件，包括出口限制、貿易爭端和與疫情相關的干擾，都已證明局部問題如何迅速在全球生產網絡中蔓延。
儘管存在這些風險，許多現有的分析方法仍難以解釋干擾如何同時在不同國家和生產階段之間移動。這種局限性凸顯了需要一種更廣泛、基於網絡的方法來理解鈷供應鏈的脆弱性。
在一項於 2025 年底在《環境科學與生態技術》線上發表的研究中，來自中國科學院、北京大學、南丹麥大學等機構的研究人員，檢視了 1998 年至 2019 年間的全球鈷流動。
該團隊建立了一個多層供應鏈模型，並應用了迭代衝擊傳播框架，追蹤干擾如何在鈷的整個生命週期（包括採礦、精煉、製造、使用和回收等六個階段）以及跨國家移動。此次分析提供了迄今為止對全球鈷供應鏈系統性風險最詳細的檢視之一。
為進行此研究，研究人員建立了一個連接 230 個國家、跨越六個相互關聯的生產階段的網絡。透過結合基於貿易的物料流分析與動態衝擊傳播模型，他們能夠模擬網絡中單一點的供應短缺或需求下降如何擴散到更廣泛的系統。
他們的模擬顯示，干擾經常透過交替的直接和間接路徑傳播，跨越國際貿易連結以及國內生產鏈。採礦干擾，尤其是在高度集中的上游地區，經常是風險的初始來源。然而，最嚴重的後果往往出現在後續的精煉和製造「橋樑」處，這些生產階段之間的密集連結放大了故障。
隱藏的相互依賴性增加了脆弱性
研究人員發現，由此產生的潛在故障「雪崩網絡」比底層的實體貿易網絡密集約四倍。這一發現表明，僅僅檢視貿易關係時，存在著大量隱藏的相互依賴性，這些依賴性並不顯而易見。
包括中國和美國在內的國家，表現出特別高的系統性脆弱性。在這些情況下，其供應鏈內部的干擾可能引發全球網絡的廣泛故障。同時，一些生產量相對較小的國家，卻發現自己高度暴露於隨機干擾，並且缺乏足夠的韌性來有效應對。
研究還發現了風險長期上升的趨勢。在過去二十年中，全球鈷供應的脆弱性變得更加波動，同時總體上呈上升趨勢，這歸因於供應鏈內部的集中度不斷提高以及供需之間的失衡。
為何鈷供應鏈是「強韌卻脆弱」的
根據作者的說法，鈷供應鏈呈現出一種「強韌卻脆弱」的結構。實際上，這意味著該系統能夠承受許多小型、隨機的干擾，但卻極易受到影響關鍵節點的定向衝擊。
研究人員指出，國家戰略儲備計劃或生產轉移等措施，可能會降低個別國家的風險。然而，這些行動也可能將脆弱性轉移到網絡的其他部分，而不是完全消除它們。
他們認為，提高韌性需要考慮上游和下游生產階段之間連結的協調策略。僅僅關注國家利益而不考慮這些更廣泛的關係，可能會無意中加劇全球系統的不穩定性。
對能源安全和潔淨科技的影響
這些發現對能源政策、關鍵礦物管理和產業規劃具有重要意義。透過識別風險的出現、累積和傳播地點，該框架有助於支持供應干擾的預警系統，並改善國際合作。
決策者可以利用這些見解來制定共同的戰略儲備計劃，實現精煉和製造能力的多元化，並更好地評估貿易限制或經濟脫鉤策略的廣泛影響。
雖然這項研究聚焦於鈷，但相同的方法也可以應用於其他支持電池生產和潔淨能源技術的關鍵材料。最終，這項研究表明，成功的低碳轉型不僅取決於確保關鍵資源的獲取，還取決於理解和管理這些資源流動的複雜全球網絡。
