《Resources, Conservation and Recycling》：Ten years on: Are raw material criticality assessments making more sense?
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這篇綜述（Ten years on: Are raw material criticality assessments making more sense?）對2017年至2024年間發(fā)表的36篇同行評議的原材料關鍵性評估文獻進行了系統(tǒng)性回顧。作者們發(fā)現(xiàn)，盡管十年前就有學者指出該領域的研究方法與經(jīng)典風險理論（Risk Theory）存在根本性脫節(jié)，但后續(xù)研究在方法學上進步甚微。大多數(shù)研究仍依賴于未經(jīng)論證的指標聚合方法（如歐幾里得距離或任意閾值劃分），缺乏對指標的實證驗證，且近半數(shù)的研究誤解或忽視了早期文獻提出的核心批評。文章最后借鑒鄰近學科（如自然災害定量風險評估）的方法，為改進評估的嚴謹性（如進行經(jīng)驗檢驗和發(fā)展設施/公司層面的定量風險分析）指出了方向。
1引言
原材料關鍵性評估是政策制定者、行業(yè)利益相關者和研究人員的重要工具，用于評估經(jīng)濟和技術對材料的依賴性，以及針對特定利益相關者和時間框架的供給中斷概率。大約十年前，兩篇開創(chuàng)性文章從風險理論的角度批評了當時的關鍵性研究，認為其在多個方面存在根本性缺陷。如今，十年過去了，這個領域是否已經(jīng)糾正了這些方法論上的缺陷？本文對2017年至2024年間發(fā)表的36篇同行評議的關鍵性評估進行了系統(tǒng)性回顧，旨在探究這一問題。
評估通�？疾靸蓚�核心維度：供給中斷的可能性和對中斷的脆弱性。前者常用地理生產(chǎn)集中度、政治穩(wěn)定性、可替代性等指標，后者則涉及應用廣度、受影響產(chǎn)品的價值等。然而，指標的選擇往往依賴于主觀標準而非經(jīng)驗驗證的因果關系，導致研究間缺乏一致性。數(shù)據(jù)可得性問題，特別是對于微量或副產(chǎn)品材料，迫使研究依賴代理指標，降低了評估的穩(wěn)健性和可比性。更關鍵的是，將多個指標聚合成綜合得分常常導致重要信息的丟失。
從概念上講，原材料關鍵性與經(jīng)典風險理論高度契合，后者將風險定義為事件概率與嚴重性的乘積。然而，盡管存在這種理論上的平行關系，許多關鍵性評估嚴重偏離了已確立的風險理論，偏愛簡化且主觀的框架，缺乏概念上的嚴謹性。經(jīng)典風險理論要求將中斷概率和經(jīng)濟脆弱性進行乘法組合，但當前的研究常常采用任意閾值、加法聚合或歐幾里得距離，引入了顯著的概念不一致性。這些批評在近十年前已被明確提出，但尚無研究系統(tǒng)性地檢驗該領域是否已對此做出響應。
2風險理論背景
風險理論為評估復雜系統(tǒng)中的不確定性及其潛在后果提供了基礎。風險（R）可以被定義為危害（H，即事件發(fā)生的可能性）與系統(tǒng)暴露于該危害下的脆弱性（V，即潛在后果）的乘積，即 R = H × V。在原材料關鍵性的語境下，這可以轉化為：原材料關鍵性 = 中斷可能性 × 中斷后果。
基于此，一個基本風險屬性是：如果可能性或后果任一為零，則風險必須為零。任何違反此屬性的聚合方法都會曲解兩個軸的概念含義。矩形閾值可能會對具有相同可能性與后果乘積（即相同“風險水平”）的材料進行不同分類，因為筆直的邊界線切割了等關鍵性輪廓線。加法或歐幾里得距離得分會產(chǎn)生凹形輪廓線，即使可能性很高而后果可忽略不計（或反之亦然），也可能標記出高“關鍵性”。而乘法聚合產(chǎn)生凸形輪廓線，只有當可能性和后果都高時，才會捕捉到高關鍵性。
定量風險評估（QRA）通過明確建模危害與結果之間的因果關系，擴展了經(jīng)典風險理論。它將關鍵性重新定義為供給中斷導致的預期經(jīng)濟損失，并考慮了所有可能的中斷幅度和持續(xù)時間。這為關鍵性評估提供了一個理想的理論基準。盡管不要求研究完整計算這些積分，但判斷其是否遵循該基準的核心在于，是否考慮了不同的影響規(guī)模、中斷類型和持續(xù)時間，以及是否將乘法作為可能性和脆弱性維度的適當聚合機制。
3系統(tǒng)性回顧結果
本綜述納入了2017年至2024年間發(fā)表的36篇明確進行原材料關鍵性分析的同行評議文章。分析結果揭示了該領域在方法論上持續(xù)存在的幾個主要問題。
在中斷可能性維度，83%的研究包含了該維度，但只有兩篇研究（占總數(shù)的6%）對其使用的指標進行了實證關系驗證和相關性檢驗。大多數(shù)研究仍依賴于靜態(tài)地質儲量等未經(jīng)實證驗證的指標，而儲量更多地反映了行業(yè)庫存管理實踐，而非供給中斷的可能驅動因素。
在脆弱性維度與嚴重性譜，81%的研究包含了脆弱性維度，但僅有5篇（14%）實證驗證了其指標。值得注意的是，這5篇研究也是僅有的討論了中斷影響規(guī)模譜的研究。它們通過區(qū)分不同類型的中斷（如適度價格上漲與完全供給中斷），或通過歷史價格變化概率來量化經(jīng)濟脆弱性，向定量風險評估邁進了一步。然而，其中一些方法仍存在概念不一致的問題，例如將價格變化的概率分布僅納入脆弱性，而未與中斷可能性關聯(lián)。
在與風險理論的一致性方面，問題更為突出。在明確計算關鍵性得分的22篇研究中，只有8篇（36%）正確地采用了中斷可能性與脆弱性相乘的公式。其余14篇（64%）使用了替代聚合方法，如加法評分或歐幾里得距離，這可能產(chǎn)生統(tǒng)計上“無用”甚至“比無用更糟”的結果。在使用關鍵性矩陣的14篇文章中，僅5篇（36%）使用了正確的凸形輪廓線，而9篇（64%）使用了凹形或矩形輪廓線。案例分析表明，使用凹形輪廓線或矩形閾值會導致材料的關鍵性得分和排序發(fā)生戲劇性變化，產(chǎn)生誤導性結果。此外，沒有研究在操作層面考慮中斷嚴重性和持續(xù)時間的譜系，58%的研究引入了超出中斷可能性和脆弱性的額外維度（通常是環(huán)境維度），這與經(jīng)典風險框架不一致。僅有一篇研究提出了以經(jīng)濟單位明確表達的關鍵性指標。
在對批評的認知方面，在引用早期批評文章的17篇研究中，只有10篇準確地參與了其核心方法論論點。其余研究要么膚淺地引用，要么在應用被批評方法（如矩形閾值）的同時引用這些文章，表明并未真正理解或采納其批評。這反映了學術文獻中普遍存在的“引用而不閱讀”現(xiàn)象。
4鄰近領域的啟示
盡管系統(tǒng)性回顧揭示了關鍵性評估領域的諸多不足，但一些研究者可能已超越“關鍵性”框架，轉而采用鄰近領域的嚴謹定量風險評估方法。從自然災害風險評估領域可以獲得重要啟示。
例如，有研究引入了年度預期中斷（EAD）的概念，以量化地震災害對銅供應鏈造成的破壞風險。EAD通過對危害（地震震動頻率和強度）、脆弱性（采礦設施在不同震動強度下的受損概率）和暴露度（每個設施的年產(chǎn)量）三個維度的積分計算得出，結果以噸/年為單位，清晰透明。相關研究評估了南美洲和全球銅、錸生產(chǎn)因地震面臨的EAD，指出了智利、日本等高產(chǎn)高震區(qū)的特殊風險。
另一項研究將框架擴展到氣候驅動的中斷風險，量化了極端降水和干旱對智利銅礦生產(chǎn)的潛在影響。研究基于歷史中斷事件數(shù)據(jù)得出經(jīng)驗性的脆弱性函數(shù)，并在不同氣候情景下預估了生產(chǎn)損失百分比和經(jīng)濟價值。這些研究展示了為自然災害導致的供給中斷推導透明、定量指標的可行性，其框架可擴展到其他氣候災害（如沿海風暴、野火、熱浪）。
5結論與前進道路
本次系統(tǒng)性回顧表明，自十年前的方法論批評提出以來，原材料關鍵性評估領域并未取得實質性的方法論進展。大多數(shù)已發(fā)表的研究仍然依賴于未經(jīng)證實的指標、主觀的加權和聚合方法，并且持續(xù)偏離經(jīng)典風險理論的基本原則。尤其令人擔憂的是，大量研究繼續(xù)使用在概念上存在缺陷的聚合方法（如凹形輪廓線、歐幾里得距離、矩形閾值），這可能產(chǎn)生系統(tǒng)性的誤導結果。
鑒于關鍵性評估對公共資金配置和政策制定的重大影響，薄弱或主觀的方法可能導致資源的錯誤分配。在無法證明方法穩(wěn)健性的情況下，發(fā)布“關鍵”材料清單是不合理的。
為此，文章提出了兩條改進路徑：一是通過經(jīng)驗測試改進基于指標的評估，確保所選指標與真實的中斷可能性和經(jīng)濟后果存在可驗證的因果關系；二是借鑒自然災害風險評估等領域的方法，在設施或公司層面開發(fā)定量風險分析，明確分離危害、暴露度和脆弱性，并產(chǎn)生具有可解釋單位（如預期經(jīng)濟損失）的結果。通過擁抱定量風險分析的嚴謹性，該領域才能產(chǎn)出可靠、透明且對決策者真正有用的評估。
