摘要：2025年4月24日至25日，英国政府与国际能源署（IEA）联合举办“国际能源安全峰会”。欧盟委员会主席冯德莱恩在会上公开指责俄罗斯蓄意将能源供应变成武器，严重威胁欧洲的能源供应安全。而特朗普政府则派出长期以来否认气候变化、支持传统化石能源的官员参与峰会。

［编者按］

2025年4月24日至25日，英国政府与国际能源署（IEA）联合举办“国际能源安全峰会”。欧盟委员会主席冯德莱恩在会上公开指责俄罗斯蓄意将能源供应变成武器，严重威胁欧洲的能源供应安全。而特朗普政府则派出长期以来否认气候变化、支持传统化石能源的官员参与峰会。

自特朗普执政后，在清洁能源领域政策的动作频频。4月16日，特朗普政府下令停止纽约海岸Empire Wind1号风电项目建设。4月18日，美国能源部计划大幅削减近100亿美元清洁能源资金。受此影响，今年第一季度全美清洁能源项目撤资规模高达79亿美元。美国及其盟友在清洁能源建设领域究竟意欲何为？

本文是2025年3月美国清洁能源外交政策特别工作组发布的一份技术文件，旨在评估美国及其盟友在构建清洁能源供应链方面的进展。报告提出“去中国化路径”（ex-China pathway）目标，就十二项清洁能源及其供应链进行分组研究，并提出如下建议：优先扩大太阳能电池、晶圆、多晶硅、稀土磁体、电池阳极活性材料和电解槽等关键领域产能；通过碳定价和关税机制培育低碳钢、绿氨等市场定为次要优先事项。

此外，报告提出需持续监测清洁能源领域“去中国化路径”目标进展，以实时动态调整全球产业政策举措并评估该等政策有效性。

报告的深层逻辑，是将清洁能源供应链重塑为地缘政治工具。通过“去中国化路径”，美国试图在关键矿产、技术标准、市场规则等领域建立排他性联盟，但盟友协同困境、技术路径竞争、市场需求不确定性等因素使其“去中国化”战略面临多重挑战。为帮助读者理解美国在清洁能源及其供应链领域的主要目标及优先事项，欧亚系统科学研究会特编译本文，供读者批判性思考。文章编译自卡内基和平研究所，仅代表作者本人观点。

美国清洁能源供应链建设评估报告

文｜Bentley Allan, Jonas Goldman, Daniel Helmeci

来源｜Carnegie Endowment for International Peace

图源：Carnegie Endowment for International Peace

1 研究背景

过去十年间，尽管欧美等国通过一系列政策举措，如美国的《基础设施投资和就业法案》（IIJA）《芯片法案》（CHIPS Act）以及《通胀削减法案》（IRA），欧盟的“绿色协议产业计划”等）推动清洁能源供应链多元化，但中国在太阳能、电池等清洁能源关键领域一直占据主导地位，且市场份额仍在持续扩大。因此，本报告提出“去中国化路径”（ex-China pathway）目标，即在不考虑中国市场份额的情况下，评估全球清洁能源供应链的进展。

注：报告中“路径”指为实现净零目标所需的年度产能进展。例如，据国际能源署（IEA）预测，2035年全球太阳能组件的年安装量必须达到1333吉瓦（GW）才能实现净零目标。因此，到2035年全球将需要能够生产1333GW太阳能组件以及相关上游组件和材料的工厂。但到本世纪末，仅中国的产能就将超过1333GW。故，报告提出的“去中国化路径”目标衡量的是该项技术在除中国之外地区的产能，即相对于2035年不包括中国的全球其它地区实现净零排放路径所需产能。

2 评估方法

报告引入“去中国化路径”目标，将产能与如按净零路径部署，除中国之外地区所需产量的百分比相挂钩。报告分析基于国际能源署预测的净零情景下所需的年度部署量，剔除了18.5%的预估中国份额（大致相当于中国在全球GDP中的占比）。

报告通过统计每项技术或组件的现有产能及规划项目产能来评估实现该路径的进展情况，包含已运营、已宣布和在建的项目规划。但基于部分已宣布或在建项目可能无法实现或被取消，该等项目的实际产能将低于其所宣称的水平。因此，报告分析得出的供应数据较为乐观，更适于确定战略投资的优先事项，同时聚焦当下最需关注的技术、组件和材料。

报告共研究了十二项清洁能源及其供应链：太阳能、风能、电池、电解槽、热泵、可持续航空燃料（SAF）、直接空气碳捕集技术（DAC）以及碳捕集利用与封存（CCUS）、钢铁和铝、替代燃料船舶、氨、地热能和核能。结合各清洁能源核心技术及其细分领域，本报告进行了以下三类战略布局优先级的分类：

战略投资的首要优先事项（表1）

战略投资的次要优先事项（表2）

现有优势或进展良好的领域（表3）

表1资料来源：lEA, IRENA, BNEF, World Nuclear Association, DNv, Global Energy Monitor, Mission Possible Partnership, and U.S.Department of Energy.

表2资料来源：IEA, IRENA, BNEF, World Nuclear Association, DNv, Global Energy Monitor, Mission Possible Partnership, and U.S.Department of Energy.

表3资料来源：IEA, IRENA, BNEF, World Nuclear Association, DNv, Global Energy Monitor, Mission Possible Partnership, and U.S.Department of Energy.

上述表格展示了2023年度除中国外地区清洁能源的现有产能、项目规划产能以及在2035年“去中国化路径”净零目标方面的进展。

注：图表中的百分比表示进展，例如“晶圆8%”意味着：如果将当前产能与除中国外地区所有项目未来的全部规划产能相加，预计中国以外地区的晶圆产量将达到实现净零排放所需产量的8%。

3 “全球差距”挑战

由于各清洁能源供应链都处于不同的开发和部署阶段。为说明挑战程度，图1和图2将每项技术实现2035年全球净零排放目标与当前产能的差距（以百分比表示）进行量化展示。如图1所示，根据2023年的产能，硅基太阳能电池板的产量只需增长9%，就能在2035年达到净零产能；相比之下，电池产能则要在2023年的基础上增加约373%。

图1：实现净零排放的全球差距挑战与较易提升的领域——2035年净零目标需求占2023年清洁能源终端产品产能的百分比

*“较易提升的领域”指所需规模增量⼩于500%

图1数据来源：Carnegie Endowment for lnternational Peace and Net Zero industrial Policy Lab analysis using lEA and BNEf data.

图1展示的这组“较易提升的领域”展现了重大但可实现的规模化挑战。要在十年内实现200%的增长，每年仅需7%的增长率。要在十年内实现400%的增长，则需要17%的增长率。这虽然具有挑战性，但在过去十年中，电池行业实现了更高的增长率——因此这是有可能实现的。

图2：实现净零排放的全球差距挑战与较难提升的领域——2035年净零目标需求占2023年清洁能源终端产品产能的百分比

*“较难提升的领域”指所需规模增量大于1000%

图2数据来源：Carnegie Endowment for international Peace and Net Zero lndustrial Policy Lab analysis using lEA and BNEF data.

与净零排放目标相比，所需规模增量超过1000%的技术则面临着重大挑战（见图2）。碳捕集利用与封存（CCUS）和直接空气碳捕集（DAC）等技术在图2中的占比数值极高，表明其仍处于试点部署阶段，目前运行的产能远远不够。要想在21世纪30年代对这些技术实现商业化应用，就必须提前规划。

然而，任何全球评估都将受到中国产能的极大影响。因此，报告在下文中的清洁能源供应链评估，将聚焦除中国外地区的项目规划与2035年除中国外地区需求的对比。

4 供应链评估——基于“去中国化路径”的目标分析

除前文的优先级分类外，本报告基于不同清洁能源供应链的成熟程度，将十二项清洁能源分为以下三组进行分析：

（一）规模化组别：指在能源转型中发挥重要作用的大型成熟清洁能源供应链，但在扩大规模时可能会很快遭遇瓶颈，含太阳能、风能、电池。

（二）新兴型组别：指尚未遭遇瓶颈或遭遇瓶颈风险较低的大型新兴清洁能源供应链，包含电解槽、热泵、可持续航空燃料（SAF）、直接空气碳捕集（DAC）以及碳捕集利用与封存（CCUS）。

（三）转型类组别：指可利用现有供应链，但该等供应链必须进行转型，含钢铁和铝、可替代燃料船舶、氨、地热能和核能。

上述三组类别都面临着不同挑战。规模化组别中的清洁能源，亟需解决其在规模化过程中极可能遇到的瓶颈问题。新兴型组别中的清洁能源，存在供应链和规模化挑战，但这些挑战因各清洁能源供应链而有所不同（如热泵安装劳动力短缺或可持续航空燃料的技术发展难题）。最后转型类组别的清洁能源产业则不会像前两类那样面临规模化的挑战。

（一）规模化组别：清洁能源“三巨头”

太阳能、风能和电池的供应链相对较新，且面临大规模扩张的压力：一是鉴于相关产业各供应链均有其复杂的组成部分，并可能因此面临技术瓶颈；二是相关产业各供应链上游的关键矿产都可能面临规模化扩张的压力。自21世纪开始，在强劲产业政策的支持下，中国在这三大清洁能源领域（除风能领域稍弱）一直处于领先地位。为摆脱对中国供应链的依赖，美国需在全价值产业链上持续发力。

美国虽在电池及陆上风电领域取得了较大进展，但海上风电领域仍存在产能不足和因稀土磁体（rare earth magnets）供应不足所导致的供应链问题（目前仅中国能在该领域实现大规模供应）。在太阳能制造领域，中国以外地区虽已有成功的项目实践，但“道阻且长”，中国仍占据巨大优势。

1. 太阳能

太阳能是清洁能源的关键技术之一，但其供应链上游产品（多晶硅、硅片和电池片）在除中国外地区面临严峻挑战，产能无法满足净零目标所需的组件产能。

（1）现状与挑战

产能缺口：目前，中国以外地区的太阳能组件年制造产能为219GW，另有58GW的项目已宣布投产或在建中，已接近净零排放目标所需产能的30%；电池片产能略低，约为125GW，加上在建项目，累计年产能为170GW。

供应集中：2023年全球多晶硅产能可生产820GW的成品太阳能电池板，已超出当前全球需求。到2035年，硅基光伏电池板（silicon-based photovoltaic panels）的全球需求将增至1266GW，需新增446GW产能。而全球多晶硅产能高度集中在中国，占全球85%以上，而中国以外地区的多晶硅产能仅为113GW。因此，多晶硅的供应能力与2035年净零目标间的差距较大，供应缺口是终端组件组装缺口的四倍。

供应过剩风险：随着中国以外地区多晶硅产能的增长，多晶硅产能的增速将超过硅片产能的增速，可能导致供应过剩。然而，部分新增产能可能旨在满足替代需求（如下一代电池阳极材料或半导体产业）。

（2）应对策略

设定弹性目标：为除中国以外地区设定切实可行的产能提升目标，同时保留部分从中国进口的空间。

加强中游供应链：优先加强中国以外地区太阳能中游供应链中的铸锭和晶圆产能，减少对太阳能上游供应链的进口依赖。

平衡产能与需求：在产能扩张和市场需求增长之间找到平衡，避免供应过剩或不足。

2. 风能

（1）现状与挑战

增长缓慢：风能行业面临的发展挑战比太阳能更为艰巨，尤其是中国以外地区的年装机速度增长缓慢，能源转型之路前途未卜。

产能缺口：到2035年，除中国外的全球其他地区风电现有和规划机舱总产能仅能满足预期需求的不到三分之一。海上塔筒产能占比超过30%，但缺乏匹配的专业叶片和机舱产能，使得这一“成就”显得微不足道。陆上和海上风电供应链中各组件的短缺情况大致相当：海上机舱和叶片的产能仅能满足2035年中国以外地区预期需求的20%到30%，陆上机舱、叶片和塔筒的情况也是如此。

供应链成熟度差异：陆上风电供应链相对更成熟，中国以外地区现已安装的机舱产能约为56GW，叶片产能约为62GW，塔筒产能约为77GW。然而，为实现2035年目标，陆上风电的机舱制造产能需要至少增加250GW。欧洲拥有20GW的垂直整合陆上风电装机容量，接近中国装机容量的三分之一，但在机舱、叶片或塔筒方面的后续储备产能严重不足。相比之下，2023年北美风电装机容量突破15GW，且已宣布的机舱组装储备产能达约5GW，整体更为可观。此外，陆上风电面临可扩展性不足的挑战，而海上风电则进展迟缓。除亚洲外，目前只有欧洲具备海上风电制造能力，但其海上机舱产能不足10GW。北美企业已宣布计划建设海上叶片和塔筒项目，但相应的机舱产能储备不足。

关键原材料获取困难：海上风电产能滞后的部分原因在于，供应链所需的关键原材料获取困难。海上机舱需要大量使用稀土永磁体，尤其是钕铁硼永磁体（NdFeB）。2023年全球超过92%的钕铁硼永磁体都产自中国，而中国以外地区的钕铁硼永磁体产能仅能满足2035年“去中国化路径”需求的9%。这可能会严重影响中国以外地区的海上风电制造能力，因为每安装1兆瓦的海上风电，大约需要2.7吨的钕铁硼永磁体，而随着机舱尺寸的增大，到2050年这一需求将增加到3.5吨。

（2）应对策略

提供政策支持：就陆上风电而言，应通过政策维持国内生产机舱的价格竞争力，减少对单一国家进口机舱的依赖。

强化上游供应链：就海上风电而言，应着重释放前驱体材料的产能，尤其是钕铁硼永磁体的产能，以增强机舱的制造能力，进一步提升叶片和塔筒的产能。

3. 电池

（1）现状与挑战

产能不足：目前，电池电芯和电池模块的产能建设进展显著，但中国以外地区的电池供应链仍面临严峻挑战。现有电芯产能仅为365吉瓦时（GWh），不过有大量投资项目储备，已达3454GWh。如果这些项目全部完成，将能满足2035年中国以外地区电芯净零目标需求的一半。相比之下，中国约有6900GWh的电芯产能储备，其中2800GWh的项目在建中，可能足以满足全球需求。中国以外地区的现有电芯产能相对较少，且大量产能项目仍在建设中，经济或政策环境的变化可能会使项目在完工前夭折。

供应链依赖：在电池供应链的上游领域，全球都极度依赖中国，现有产能和储备项目无法满足2035年的净零目标需求。其中，现有电池阴极活性材料（CAM）产能比电芯产能更为可观，但现有项目及储备项目的总产能2571GWh仅能满足2035年“去中国化路径”目标需求的33%。电池阳极产能严重滞后，电池阳极活性材料（AAM）产能总计为1411GWh，仅占2035年目标需求的18%。

技术竞争：锂金属、硅阳极、锂硫和钠离子等新型电池技术正在与传统的锂离子电池技术竞争，中国以外地区现有的电池投资较少，新兴电池生产商有机会直接布局投资下一代电池技术供应链。但想要具备将新一代电池技术快速商业规模化的能力，仍需具备一定规模的当前电池技术的上游供应链产能基础。

（2）应对策略

战略投资：在电池负极、正极、电解质以及上游关键矿产领域进行战略投资，以确保中国以外地区在关键电池技术领域的供应。

产能建设：支持当前一代电池技术的产能建设，培养所需的人力资源和供应链，从而实现后续新一代电池技术的产能部署。

（二）新兴净零组别：热泵、电解槽、可持续航空燃料以及直接空气碳捕集、碳捕集利用与封存

本组清洁能源供应链技术复杂，需迅速扩大规模以实现净零目标。可持续航空燃料虽有多种技术路径，但受原料收集供应限制，大部分尚未商业化，产能尚处项目规划阶段。直接空气碳捕集和碳捕集利用与封存对净零目标至关重要，但同样面临商业化困境。

可持续航空燃料产能已接近净零目标的40%，但许多项目是近期宣布的，若无持续需求支持，可能迅速消失。碳捕集利用与封存和直接空气碳捕集虽有许多规划项目，但若无切实市场需求，也可能大量夭折。相比之下，热泵和电解槽技术成熟且生产规模扩张迅速。热泵组装涉及常规的空调部件改造，产能已达除中国以外地区目标的50%以上，有强劲需求支持，且获消费者认可。电解槽生产方面中国占主导地位，有价格竞争优势，且受国家工业战略支持，不易受氢需求不确定性因素的影响。

1. 热泵

（1）现状与挑战

安装劳动力不足：热泵在产能多元化和生产规模方面都朝着2035年净零目标稳步推进，且不存在全球过度依赖单一生产商的风险。目前，全球热泵制造产能为140GW，其中中国以外地区占61%，中国占39%。非中国制造的热泵产能储备为115GW，使中国以外地区的总产能能够满足“去中国化路径”需求的52%。然而，目前大多数市场的安装劳动力不足，无法满足国际能源署预测的净零模型所需的安装速度。

缺乏创新途径：热泵是项成熟产业，主要由全球各地均可获取的可互换零部件组装而成，面临的供应链瓶颈相对较少。热泵使用的制冷剂来自众多不同的企业，产能分布在包括中国、法国、德国、印度、日本、墨西哥和美国在内的多个国家。压缩机是热泵的关键机械部件，其供应来源广泛，包括中国、丹麦、德国、泰国、英国和美国等多国。但除了开发低全球变暖潜势（GWP）制冷剂外，热泵领域几乎没有其他创新途径，以实现跨越式发展。

（2）应对策略

人力培训与技能提升：应开展培训或技能提升项目，以满足日益增长的热泵劳动力安装需求。

2. 电解槽

尽管氢需求是否足以推动新增电解槽产能仍未可知，但中国正稳步前进，有望在该领域中迅速占据一席之地。电解槽的供应链则和太阳能情况类似——中国占据主导地位，且具备极大的价格竞争优势。

（1）现状与挑战

产能不足：目前，全球电解槽的总投制造产能为32GW，远低于国际能源署对2035年氢需求的预期。中国以外地区90%的电解槽产能（约98GW）仍处于项目储备阶段，存在风险隐患。2024年第二季度，全球低碳氢生产中已达成销售协议的产能仅为拟议产能的8%。

技术路线差异：中国在电解槽制造中以碱性电解槽（alkaline electrolyzers）为主（占比93%），而中国以外地区的产能技术类型更为多样，碱性电解槽约占53%，质子交换膜（PEM）电解槽约占42%，固体氧化物电解槽（SOE）约占6%。

原材料供应风险：2023年的北美电解槽组装产能中，质子交换膜电解槽产能占比近80%。与碱性电解槽不同，质子交换膜电解槽需要用到一些特殊金属，如铂和铱。但这些金属的供应集中在俄罗斯和南非（2019年至2022年间，这两国的产量占全球总产量的70%以上），存在集中供应风险。

市场需求不确定性：全球氢需求存在不确定性，氢应用场景面临其他替代技术的激烈竞争，且氢能源的成本相对较高，其应用推广更依赖灵活的政策环境。氢在终端使用需求方面的不确定性也对投资产生了影响。2024年第二季度，全球低碳氢生产中已达成销售协议的产能仅为拟议产能的8%。虽然拟议的氢能源项目众多，但愿意购买的买家却寥寥无几。

（2）应对策略

降低原材料供应风险：美国应着重降低上游原材料的供应风险，特别是铂族金属的供应，以保障中下游制造能力的稳定。

提供政策支持：制定灵活的政策环境，支持氢能源的推广和应用，降低市场推广的难度。同时，通过政策引导和市场机制，培育氢能源的市场需求，提高市场接受度。

3. 可持续航空燃料（SAF）

（1）现状与挑战

技术路径多样：可持续航空燃料涵盖多种低排放燃料生产方法，主要包括酯和脂肪酸加氢工艺（HEFA）、醇制喷气合成工艺（AtJ）、费托合成（FT-SPK）以及电转液技术（PtL）。这些技术路径的示范设施已在美国、欧洲和中国投入运行。尽管有多种技术可供选择，其生产和销售速度必须迅速加快，才能实现2035年目标。

产能缺口巨大：据国际航空运输协会（IATA）估计，到2035年至2040年之间，全球可持续航空燃料（SAF）的生产和混合调配能力应达到每年约1亿吨。目前，全球SAF的产能（包括所有生产路径）略低于300万吨/年，距离实现目标还有约3500%的产能缺口。因此，实现前述规模增长的挑战性与低碳氨的生产或碳捕集难度相当，这也是本次报告分析中最具挑战性的任务之一。

市场集中度高：美国和欧洲竞争优势显著，其已投入运营的设施占全球SAF总产能的80%以上。如果北美和欧洲规划中的项目全部建成，仅这些项目到2030年就能增加近1700万吨/年的产能。美国已规划设施的平均投产起始年份为2026年，为在2035年前进一步扩大产能预留了充足时间，但任务依然艰巨。

（2）应对策略

扩容原料收集：要扩大可持续航空燃料的生产规模，应大力投资新兴技术路径，并大幅增加生物质和废弃物原料的收集量。

推进规划项目：如果北美和欧洲规划中的项目全部建成，仅这些项目到2030年就能增加近1700万吨/年的产能。为实现2035年产能目标，应推进规划项目按时投产。

4. 直接空气碳捕集和碳捕集利用与封存

在国际能源署的净零排放模型中，碳捕集利用与封存和直接空气碳捕集发挥着重要作用，但项目成功率极低。因此，要实现这两项技术领域的商业化和规模化，仍需强劲的市场政策支持。

（1）现状与挑战

产能提升压力巨大：全球碳捕集利用与封存的当前产能仅为2100万吨；直接空气碳捕集作为新兴技术领域，现有产能仅为6000吨（全球仅3个运营点：一个位于冰岛的4000吨产能项目以及两个位于美国、产能均为1000吨的项目）。为达成2035年净零排放目标，未来十年内，全球点源捕集器的碳捕集能力需提升66倍，直接空气碳捕集能力需提升3.4万倍。按国际能源署净零排放目标，到2035年，碳捕集利用与封存装置需每年捕获14.47亿吨二氧化碳，直接空气碳捕集装置需额外捕获2.03亿吨二氧化碳，与当前碳捕集量差距极大。

碳捕集利用与封存项目进展缓慢：过去二十年间，碳捕集利用与封存项目进展滞缓，规划项目实施成功率不到20%。虽项目储备在增长，中国以外地区在建及规划项目预计可捕2.51亿吨二氧化碳，未来五年产能有望达2.7亿吨（约为当前产能13倍），但仅占2035年“去中国化路径”目标碳捕集量的23%。

直接空气碳捕集发展困境：清洁基荷电力是直接空气碳捕集进一步发展的关键瓶颈。各工业部门都需要大量、稳定的清洁热能和电力，亟需降低成本，以使直接空气碳捕集和其他关键技术的工业应用具备可行性。

（2）应对策略

碳捕集利用与封存领域：非中国地区需迅速提升行业竞争力，充分利用政治和金融资源，确保已宣布项目顺利完工，并持续扩大项目储备。

直接空气碳捕集领域：可通过大量政策和金融手段，降低项目失败率与延误程度，同时各工业部门需协同合作，降低清洁热能和电力成本，突破清洁基荷电力瓶颈，推动关键技术的工业应用。

（三）转型类组别：核能、地热能、钢铁和铝、氨、船舶

这组技术并未面临拓展新供应链的挑战。相反，美国及其合作伙伴具备的现有产能和知识，可将旧技术更新转化为更清洁的生产能源：其中，钢铁、铝、船舶和氨都能直接进行技术转化；但严格来说，核能和地热能的技术转型较为困难，但也被纳入本组类别。如果核能迎来复兴，就需要重振、扩大现有专业知识，为项目开发提供新途径。扩大地热能的应用规模，就要改造现有的石油和天然气供应链以及劳动力资源。综上，报告认为拓展新型供应链并非难事，真正的挑战在于，如何为已知的技术路径论证商业可行性，并应用于现有供应链。

目前，除美国对手国家外，虽新建核反应堆的年安装量仅占2035年“去中国化路径”目标所需量的22%，但已具备将已知技术（这些技术还有一定的改进潜力）进行规模扩展的专业能力。除中国外，现有低碳钢铁和铝产量虽与2035年“去中国化路径”目标需求相比规模较小，但现有工业产能相当可观，可根据电力来源的碳强度实现与净零排放目标相一致的产能。除中国外，净零排放氨产能约为2035年“去中国化路径”目标需求的60%，但应更多地部署以甲醇和氨为燃料的船舶，这主要是需求端的问题。

1. 核能

（1）现状与挑战

核反应堆建设停滞：美国核反应堆建设停滞，在全球核能竞争中失去优势，当前全球核反应堆战略布局由中国和俄罗斯主导。美国在未来五年新反应堆并网装机量占全球新增需求不足4%，剔除中俄后也仅9%。非中俄地区核反应堆装机容量规划建设水平不到全球平均一半，2025年装机容量仅达2035年“去中国化路径”所需年装机量的22%，已宣布投产的反应堆装机容量中俄占比更大。

（2）应对策略

重启核能推广：依据资源状况，动态优化全链产能美国需采取战略性政策行动，重启国内外核反应堆推广进程。

强化关键产能：结合离心机策略（过量供料或欠量供料），非中俄地区可优先提高六氟化铀产量或增加离心机产能，或两者兼顾。

动态优化全链产能：根据浓缩能力或矿石量，动态调整核燃料供应链其他必要环节产能，提升供应链所有环节产能。

2. 地热能

地热能正面临重大机遇，以尽可能实现更高效利用地热梯度的同时降低钻探成本。地热能可轻松转换现有的油气供应链资，因此不太可能面临规模化挑战。如果成本持续降低，地热能就可缓解太阳能和风能部署的压力。

（1）现状与挑战

目标差距挑战：国际能源署预计的地热能开发规模相比其他清洁能源较小，从五年平均年均并网装机容量0.59GW，到2035年净零排放情景下仅增长到5.2GW。除中国外，地热能在建项目装机容量11.73GW，能否达或超过预期目标取决于新型地热技术能否突破。

工业应用瓶颈：增强型地热钻探（EGS）通过水力压裂技术，开发了传统钻探无法渗透的热岩中的地热资源。先进地热钻探（AGS）则利用有机朗肯循环（ORC），通过使用沸点比水低的物质，将以往因温度过低而无法利用的地热能转化为可用能源。但受制于钻机、管材和套管供应不足，这两类新型地热技术正面临工业化应用的瓶颈，亟需增加钻机数量和有机朗肯循环（ORC）涡轮机的制造产能。

资源调配不确定性：在2008年美国页岩气开发的巅峰时期，当时运行的天然气钻机数量超1500台。而截至2024年11月，这一数字已降至不足100台。美国存在大量闲置天然气钻机可支持地热能开发，但天然气的市场价格决定其能否转向地热领域，若天然气价格大幅上涨，资本就会流向天然气开采，而非地热钻探领域。

产能受限：与市场需求钻机不同，ORC涡轮机的制造能力受限于现有的工业产能。除中国外的全球ORC涡轮机制造产能为1.6GW，要实现地热技术突破亟需进一步扩大ORC涡轮机产能。

（2）应对策略

攻坚新型技术：推动增强型地热钻探（EGS）和先进地热钻探（AGS）等新型地热技术突破，以扩大可经济开采的地热资源范围和开采量。

提升设备产能：增加钻机数量和ORC涡轮机制造产能，解决新型地热技术工业化应用的设备和产能瓶颈。

盘活钻机资源：合理引导闲置天然气钻机资源，依据天然气市场状况，促进其向地热能开发领域调配。

扩容涡轮产能：依托以色列、意大利和美国等在ORC涡轮机制造领域的领先优势，进一步扩大ORC涡轮机产能。

3. 钢铁

钢铁行业的脱碳不太可能面临重大供应链挑战，但需要在直接还原铁工艺（用于生产原钢）以及脱碳电弧炉工艺（用于生产低碳钢）的清洁电力方面进行大量投资。

（1）现状与挑战

成本挑战：钢铁行业向低碳生产转型主要有两条路径：一是利用电弧炉回收废钢生产低碳钢；二是通过直接还原铁-电弧炉工艺（DRI-EAF）生产原钢。其中，电弧炉炼钢以电力为热源，其碳排放强度取决于电力来源。随着全球电弧炉产能电力来源的脱碳化，该领域的碳排放也将逐步降低。此外，碳捕集利用与封存技术可辅助该领域的碳减排，但面临如何通过补贴、定价或关税等手段进一步压降低碳钢生产成本的挑战。

完善市场机制：欧盟和美国曾尝试建立低碳钢联盟推动建设清洁钢市场（但这一计划以失败告终）；欧盟虽通过碳定价和碳边境调节机制（CBAM）推动清洁钢市场建设，但全球在净零或净零兼容钢铁项目投资较少（仅越南、中国、美国和海湾国家有相关计划）。且碳边境调节机制因缺乏与“全球南方”（Global South）的充分协商，合法性存疑。

产能转型难题：相较于二次钢铁生产低碳转型，如何增加原生净零钢铁的产能更具挑战性；在南非、巴西和印度等地区的钢铁行业脱碳缺乏有效推动机制。

（2）应对策略

优化成本控制：探索利用补贴、定价或关税等手段，进一步降低低碳钢生产成本。

推动市场建设：利用碳边境调节机制，将新技术路径和高环境标准结合，保护本地钢铁产业；继续通过碳定价和碳边境调节机制推动清洁钢市场建设。

加强国际合作：加强与其他地区的对话和技术合作，促进全球钢铁行业低碳转型，推动建立完善的全球市场机制（尤其在南非、巴西和印度等地区）。

4. 铝

铝供应链分为三大环节：铝土矿开采、氧化铝生产和铝冶炼。铝的最终生产环节已实现电力化，随着电力供应的低碳化，其生产过程也将逐渐脱碳。但美国仍需加大政策力度，通过铝生产加速部署廉价清洁电力。此外，通过净零排放能源将铝土矿转化为氧化铝（铝生产的上游环节）的过程热能需求极大，如何满足这部分的能源脱碳需求也是一大挑战。

（1）现状与挑战

聚焦脱碳关键：在铝生产的最终环节——铝冶炼环节，电流通过熔融的氧化铝，去除氧气，提炼出纯铝。在这一过程中，碳排放主要来自冶炼时使用的碳基阳极（carbon-based anodes）。虽然碳基阳极有碳排放，但相较电力来源的碳排放较少，且已有无碳排放阳极技术研究与部署。因此，铝冶炼的脱碳核心在于降低电力供应的碳排放。

产能布局复杂：铝冶炼产能地理分布不均，传统生产集群集中在电力成本低的地区，中国和印度是全球铝冶炼产能主要集中地（2023年中国占比57%、印度占比5%），铝冶炼净零排放转型依赖廉价低碳电力部署及碳排放强度政策工具。

生产环节脱碳难：铝脱碳面临的另一大难题是如何将铝土矿转化为氧化铝，而这一问题无法通过电气化（Electrification）立即解决。氧化铝生产的第一步是高温加热铝土矿，这一过程将产生大量碳排放（氧化铝生产过程中的大部分碳排放及铝行业全球碳排放总量的三分之一都源自这一过程）。中国拥有58%全球氧化铝产能，澳大利亚、巴西、印度等地也有大量产能。氧化铝产能的重新分配受需求端（碳边境调节机制等）和供应端（低碳能源大规模部署能力）等因素的影响。

（2）应对策略

聚焦脱碳技术：推进电力供应脱碳，加大对无碳排放阳极技术的研究和应用，以进一步减少铝冶炼过程中的碳排放。此外，探索利用碳捕集利用与封存、氢能和工业热泵等方式解决氧化铝生产环节的脱碳问题。

优化产能布局：利用脱碳机遇，重新规划铝冶炼产能布局，加快廉价低碳电力部署；此外，综合运用碳边境调节机制等需求端工具和低碳能源的大规模部署能力等供应端约束，推动铝市场碳排放强度的调节和氧化铝产能的优化分配。

5. 氨

清洁氨面临供应链脆弱的问题，因其生产的全过程都需要低碳氢，而低碳氢的生产情况变数极大。此外，清洁氨还面临需求端的挑战，这在亟需规模化的技术中较为常见：预计到2035年，其需求的一半以上将用于绿色航运——一个正在起步阶段的领域。

（1）现状与挑战

高排放与高能耗：传统氨生产是碳排放强度最高的工业环节之一，每吨氨生产平均释放2.4吨二氧化碳，能源需求达42.6吉焦/吨，远超钢铁、水泥行业。

供需矛盾突出：如果对氨生产进行完全脱碳处理（例如通过碳捕集利用与封存、电解制绿氢，热解制蓝氢等），可年减4.5亿吨二氧化碳排放，但能源转型下氨的应用场景激增，相应需求也将大幅增长：2023年生产的1.5亿吨氨中，近70%用于化肥原料；2050年净零排放情景下新应用将额外催生3亿吨氨需求。因此，氨行业面临转型与扩产的双重压力。

产能缺口巨大：全球低碳氨产能仅215万吨，主要来自美国和加拿大的三个碳捕集利用与封存装置设施。为达2035年净零目标，氨产量需增长超当前产能100倍。

项目落地率低：全球绿色氨项目储备增多，美国规划项目铭牌产能近1600万吨，除中国外已宣布产能1.07亿吨。然而，据“可行使命伙伴关系”（Mission Possible Partnership）对跟踪项目的分析，仅6%的项目做出最终投资决定（FID）。如果所有项目均能顺利落地，非中国生产商现有和已宣布产能就能满足2035年“去中国化路径目标”的60%以上。

（2）应对策略

确保项目落地：重点关注未完成最终投资决定的项目，可借鉴DAC、CCUS和SAF领域经验，保障产能增长以满足2035年“去中国化路径目标”。

6. 船舶

船舶领域的挑战在于竞争力不够而非技术性风险。过去二十年间，中国的传统造船能力增长迅猛，逐渐占据主导地位，如今也在低碳造船领域占有一席之地。

（1）现状与挑战

技术与基建难题：海运行业是未来氨生产需求的关键驱动力之一。氨和甲醇作为替代船用燃料，前景广阔，但面临两大挑战：一是开发能使用这些替代燃料的船用发动机；二是在全球港口部署相应的陆上运输和储存基础设施。

造船业竞争格局：中、韩、日三国造船厂承接全球大部分集装箱船、油轮和散货船订单，中国船厂市场份额更是从1999年的5%升至2020年的50%以上。据中国工业和信息化部数据显示，在2024年前三季度，中国造船厂承接了70%的替代燃料船舶订单，主导下一代船舶生产；韩国和日本船厂则包揽剩余非中国订单。甲醇燃料最适合集装箱船，这是按载重吨位计算的三大远洋商船类别中最小的一种。相比之下，氨燃料船舶的市场接受度较低。按年均复合增长率预测，到2035年，除中国外地区订单仅能满足“去中国化路径”中氨和甲醇目标需求的6%和7%。

欧美竞争劣势：虽然欧美国家在港口基础设施和替代燃料生产方面具有显著优势（美国港口目前运营着50多个氨和甲醇码头，欧洲相关码头的体量也与此相当，大西洋两岸近20个最大港口都表示有意向为低碳船舶提供加油基础设施），但在造船业竞争中仍处于劣势，对氨和甲醇燃料船舶的供应能力有限。

（2）应对策略

技术开发与基建：加快研发适用于氨和甲醇等替代燃料的船用发动机，并在全球港口部署相应的陆上运输和储存基础设施。

经验与知识共享：充分利用在港口基础设施和替代燃料生产方面的优势，与主要海运路线沿线新兴市场国家（东非、南美洲和南亚地区）共享港口建设的技术和财务知识，以促进全球海运行业的低碳转型。

5 结论与建议

报告认为，美国及其盟友在清洁能源供应链建设方面取得了一定进展，但仍面临诸多挑战。

1. 首要优先事项为扩大关键产能

报告建议优先扩大太阳能电池、晶圆、多晶硅、稀士磁体、电池阳极活性材料和电解槽的生产；其次，增设低碳钢铁和铝项目，相应增加低碳船舶订单；如要保持美国在DAC和CCUS领域的领先地位，需创造稳定的市场需求；此外，应提升六氟化铀的处理和浓缩能力，以支持核电建设。

2. 次要优先事项为支持规模发展

建议关注太阳能组件制造、用于电池的阴极活性材料和电解液领域以及风力涡轮机的机舱和叶片制造；同时，可考虑通过政策介入的方式，推动风能、钢铁、氨等领域的市场开拓，助力行业技术的规模化发展，确保供应链的多元化和韧性。

3. 计划事项包括细化目标并实时跟进

建议通过全球基础设施和投资伙伴关系（PGI）等国际合作平台，进一步具体化目标举措；此外，持续监测清洁能源领域“去中国化路径”目标进展，动态调整全球产业政策举措并评估该等政策有效性。

*文章编译自卡内基国际和平基金会（Carnegie Endowment for International Peace）2025年3月3日发表的文章“Assessing Progress in Building Clean Energy Supply Chains: The Technical Paper of the U.S. Foreign Policy for Clean Energy Taskforce”，文章有删改。

Bentley Allan

作者：本特利·艾伦

本特利·艾伦是卡内基国际和平基金会“可持续性、气候与地缘政治”项目的一名非驻院学者。他是约翰斯·霍普金斯大学的政治学副教授，也是净零工业政策实验室的主任以及过渡加速器的转型路径负责人。他是一位在脱碳的政治经济学、清洁能源供应链以及全球气候治理方面颇有研究的专家。

Jonas Goldman

作者：乔纳斯·戈德曼

乔纳斯·戈德曼是一位政策分析师，他在美国和加拿大拥有丰富的公共服务、学术研究以及选举政治方面的经验。他曾为智慧繁荣研究所（Smart Prosperity Institute）、国际可持续发展研究所（International Institute for Sustainable Development）担任气候产业政策方面的研究员，并在约翰斯·霍普金斯“净零工业政策实验室”担任高级研究员。

Daniel Helmeci

作者：丹尼尔·赫尔梅奇

丹尼尔·赫尔梅奇是卡内基可持续发展、气候与地缘政治项目的研究助理。他之前是卡内基可持续发展、气候与地缘政治项目中的詹姆斯·C·盖特尔青年研究员。

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来源：欧亚系统科学研究会一点号