预测中国新能源车霍克蓄电池关键金属的需求

受中国双碳化目标驱动，新能源车（NEV）产业的快速扩张急剧增加关键金属需求，挑战资源安全和供应链稳定性。为解决被忽视的区域异质性，本研究制定了三阶段框架：“历史核算→驱动因素归因→未来预测”。利用动态物料流分析（DMFA），该机构量化了2011年至2022年间31个省份对锂（Li）、钴（Co）、镍（Ni）和锰（Mn）在新能源汽车电池中的需求。对数平均迪维西亚指数（LMDI）模型指出，产业结构是区域差异的主要驱动因素。高斯过程回归（GPR）模型进一步预测了2023–2030年各省的需求趋势和不确定性。结果显示，沿海地区呈指数增长，形成了清晰的“沿海-内陆梯度”，东部省份领先但面临更高的不确定性，而中西部地区则展现出强劲的增长潜力。这些洞见凸显了新兴的空间“再平衡”，并为区域特定、前瞻性的资源和产业政策提供了实证支持。

全球能源转型加速，由应对气候变化的必要性驱动，根本重塑了资源依赖模式，标志着从化石燃料向关键矿产的范式转变。作为交通部门脱碳的主要途径，全球新能源汽车市场的指数级扩张直接推动了锂、碳、镍等电池金属的需求激增。因此，关键矿产供应链的安全成为核心战略关切，对国家经济韧性和地缘政治稳定产生深远影响。
中国在这一不断变化的全球格局中占据了关键地位。作为全球最大的新能源汽车市场，中国新能源汽车的普及率从2020年的5.4%大幅提升至2023年的31.6%，远超新能源车产业发展规划（2021–2035）设定的20%目标[1]。新能源汽车产业成为推动中国实现国家“双碳”目标的重要引擎。然而，这一快速的工业扩张同时使国家面临前所未有的关键电池金属供应压力。在此背景下，进行细致、空间分化的需求评估，对中国产业安全和全球供应链稳定具有战略意义。
近年来，越来越多的研究聚焦于关键金属需求预测。在国家和全球层面，学者们采用了材料流动分析（MFA）等方法进行宏观评估，并探讨了技术创新和回收作用。Shafique等，2022;[2,3]。然而，仔细研究揭示了现有文献中的两个关键局限。
本研究解决了两大研究不足。此前的分析主要依赖国家层面的综合预测，采用“自上而下”和同质化假设，掩盖了中国各地显著的区域异质性。各省在工业基础、政策执行和市场成熟度上差异显著，但缺乏系统性的省级评估来平衡宏观经济预测与地方现实之间的不匹配。此外，现有研究在分析链上仍处于碎片化状态，因为很少有研究将基于物理的历史需求核算、因果驱动分解以及概率未来预测与不确定性量化整合进一个统一、逻辑连贯的端到端分析框架。
为系统应对这些挑战，本研究聚焦于四种核心金属（锂、铋、镍和锰）。这些金属共同构成了当前及新兴电池技术路线图的结构骨干和主要脆弱性节点。李是所有化学领域的不可或缺的基础;铋和镍主导了高能量密度的三元系统（NMC/NCA），其可替代性成为技术演进和供应链风险的核心;Mn连接成熟和下一代高Mn通路，增强了本研究的前瞻性维度。虽然磷（P）和铝（Al）也是LFP和NCA电池的重要组成部分，但磷资源相对丰富，铝的需求受更广泛的工业因素影响，因此超出了本研究的阴极中心。
基于这些考虑，本研究开发了一个整合的三阶段分析框架（见图1），以系统性地解决若干核心问题。报告考察了中国各省关键金属需求历史时空演变模式，识别出导致地区差异的关键机制，并探讨了未来需求轨迹及相关不确定性在2030年省级层面的演变。
DMFA、LMDI和GPR的联合应用确保了逻辑上渐进的分析流程：DMFA建立了稳健的历史需求物理基线;LMDI阐明了其背后的因果机制;GPR则提供了包含不确定性量化的概率预测。
本研究的学术贡献有三方面。它通过首次在中国提供全国范围内的省级材料流核算和预测新能源电子电池金属需求，进一步深化了分析规模，从而以高空间分辨率揭示了区域异质性。它还通过开发和应用连贯的“历史会计→驱动因素归因→未来预测”全链式范式，整合了方法论框架，将分析深度从描述性评估提升到机理性解释和概率预测。此外，该报告通过定量识别中国关键金属需求格局中的“双极”产业集群模式和“沿海-内陆需求梯度”，揭示了产业结构是区域差异的主导驱动力，并提供了未来需求轨迹动态演变的不确定性量化洞见。