焦 兵
(西安財(cái)經(jīng)大學(xué)管理學(xué)院,西安 710100)
隨著貿(mào)易全球化的深入推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)一體化水平的持續(xù)加強(qiáng),國際能源貿(mào)易的規(guī)模不斷擴(kuò)大,全球能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜。根據(jù)國際能源署(IEA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022 年全球石油儲量為2406.9 億噸,其中委內(nèi)瑞拉、沙特阿拉伯、伊朗、加拿大和伊拉克等5 國的總儲量為1490.5 億噸,約占全球儲量的62%; 2022 年全球天然氣儲量為211 萬億立方米,其中俄羅斯、伊朗、卡塔爾、美國和土庫曼斯坦等5 國總儲量為133.3 萬億立方米,約占全球儲量的63%。由此可以看出,全球能源分布主要集中在俄羅斯-中亞、西亞、北非、美洲等區(qū)域,這一能源分布狀況導(dǎo)致國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出典型的中心-外圍模式,因而產(chǎn)生明顯的分層化貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)格局。
國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用的同時(shí),也面臨著日益增多的挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性和不可靠性問題引起世界各國越來越多的關(guān)注,如新冠肺炎疫情擴(kuò)散、俄烏沖突等突發(fā)性因素,對全球能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)造成巨大沖擊; 另外,全球能源供需嚴(yán)重失衡,導(dǎo)致能源市場急劇震蕩,能源價(jià)格劇烈波動,對全球能源市場穩(wěn)定以及世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外,全球能源危機(jī)的持續(xù)時(shí)間及發(fā)展態(tài)勢也存在極大的不確定性,能源供應(yīng)鏈的區(qū)域化成為國際能源供應(yīng)的新特征。
在全球政治經(jīng)濟(jì)格局深刻調(diào)整和中國積極構(gòu)建高水平能源對外開放新格局的背景下,國際能源產(chǎn)業(yè)鏈安全對于中國能源安全和經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義?!笆奈濉?時(shí)期,中國面臨的國內(nèi)外環(huán)境都在發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變,經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn),處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動能的關(guān)鍵攻堅(jiān)期。在這一背景下,保障能源產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈安全具有極為重要的意義: 目前中國是世界最大的能源進(jìn)口國,石油對外依存度超過70%,天然氣對外依存度超過50%,國際能源貿(mào)易成為國內(nèi)能源穩(wěn)定供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障; 同時(shí),中國超過一半的能源貿(mào)易是通過海運(yùn)形式進(jìn)行的,“馬六甲困境” 成為威脅中國能源安全的最大因素,在極端情況下會面臨“卡脖子” 風(fēng)險(xiǎn)。因此研究國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性對保障中國能源安全和建設(shè)高水平能源對外貿(mào)易格局具有重要意義。
本文利用貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)分析方法,從能源安全視角構(gòu)建國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò),并從靜態(tài)和動態(tài)兩方面對網(wǎng)絡(luò)韌性進(jìn)行測度。具體而言,本文研究內(nèi)容主要包括3 個(gè)方面: (1) 參考貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)分析方法,利用全球各國雙邊能源產(chǎn)品(石油、天然氣和煤炭)的國際貿(mào)易數(shù)據(jù),構(gòu)建國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò); (2) 通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)傳輸性、集聚性、層次性和匹配性指標(biāo),從全球-產(chǎn)品層面對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)韌性進(jìn)行測度; (3) 利用中斷模擬方法,設(shè)置規(guī)則在單位時(shí)間內(nèi)對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行持續(xù)擾動沖擊,從國家-產(chǎn)品層面對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)韌性測度。
已有關(guān)于國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的研究,主要關(guān)注行業(yè)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性特征,對供應(yīng)鏈安全性的討論不多。本文從能源安全視角提供了一個(gè)全面、客觀識別各國能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)安全性的量化方法,該方法依據(jù)社會網(wǎng)絡(luò)分析理論,能夠較好地揭示貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性特征及其理論邏輯。此外,當(dāng)前世界各國普遍關(guān)心能源供應(yīng)鏈安全,但缺乏有效度量供應(yīng)鏈韌性的方法。本文提出的測度方法可用于觀察世界各國能源供應(yīng)鏈韌性,有助于識別外部環(huán)境變化對各國能源供應(yīng)鏈的沖擊影響,并為相關(guān)能源安全政策落地提供理論和實(shí)證支撐,因而具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
近年來,學(xué)者逐漸開始用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究國際能源貿(mào)易問題,如何則等[1]利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法研究了世界能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的演化特征,解釋了供需大國的能源競合關(guān)系; 祝孔超等[2]借助復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法研究了“一帶一路” 沿線能源貿(mào)易的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及空間格局演化特征; 劉立濤等[3]基于復(fù)雜性網(wǎng)絡(luò)方法刻畫中國石油資源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和時(shí)空格局變化趨勢,揭示中國石油資源供應(yīng)安全演進(jìn)特征及其主要影響因素。馬遠(yuǎn)和徐俐俐[4]利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法對“一帶一路” 沿線國家天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、微觀模式及其影響因素進(jìn)行分析。由此可見,復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論已成為研究國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的主要手段之一。
自2018 年以來,在國際局勢錯(cuò)綜復(fù)雜導(dǎo)致世界能源安全受嚴(yán)重威脅的背景下,能源系統(tǒng)的韌性問題逐步引起了學(xué)者的廣泛關(guān)注。韌性概念首先是由Holling[5]從工程力學(xué)移植到生態(tài)系統(tǒng)的研究中,之后Reggian 和Graaff[6]將韌性概念引入到經(jīng)濟(jì)學(xué)研究。近年來國外學(xué)者開始關(guān)注能源領(lǐng)域的韌性研究,如Sharifi 和Yamagata[7]基于可持續(xù)發(fā)展理論,首次提出了被學(xué)界普遍接受的能源系統(tǒng)韌性定義,即能源系統(tǒng)在面對災(zāi)害時(shí)通過一系列的準(zhǔn)備、吸收、恢復(fù)和適應(yīng)來確保能源供給、運(yùn)輸、分配的可用性、可達(dá)性、可承受性和可接受性4 個(gè)方面。Tiwari 等[8]從物理、信息、經(jīng)濟(jì)和社會4 個(gè)層面測度了美國能源服務(wù)體系的韌性;美國桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室在對電力、石油天然氣部門韌性測量的研究報(bào)告中提出能源系統(tǒng)韌性指標(biāo)應(yīng)從沖擊的類型、系統(tǒng)性能、出現(xiàn)的結(jié)果等多個(gè)角度選取,但是沒有給出具體的可計(jì)算指標(biāo)[9]。從上述研究可以看出,國外學(xué)者對能源系統(tǒng)韌性測度指標(biāo)的構(gòu)建多是比較寬泛且不易定量分析的。
貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)作為一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),國家(地區(qū))之間的經(jīng)濟(jì)、政治、文化沖突都會對其造成沖擊,因此貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備應(yīng)對持續(xù)性沖擊所需要的抵抗性和沖擊結(jié)束時(shí)的恢復(fù)性。本文的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)韌性是指網(wǎng)絡(luò)在面對擾動事件時(shí)調(diào)整其行為以維持基本功能的能力。因此,貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的屬性是衡量貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)功能和韌性的基礎(chǔ)。Birkie 等[10]提出使用節(jié)點(diǎn)數(shù)量測度網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)韌性。Kazemian 等[11]將總體接近中心性和總體度中心性納入網(wǎng)絡(luò)韌性評估體系。Jackson[12]認(rèn)為中介中心性對整體網(wǎng)絡(luò)流通路徑有重要影響,可以作為反映網(wǎng)絡(luò)韌性的關(guān)鍵指標(biāo)。而貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)動態(tài)韌性則是指通過模擬網(wǎng)絡(luò)受到外部沖擊影響時(shí),貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的抗沖擊力以及沖擊結(jié)束后貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)到初始狀態(tài)的恢復(fù)力[13]。外部沖擊因素包括國際貿(mào)易摩擦、自然地質(zhì)災(zāi)害、戰(zhàn)爭等因素,這些干擾由于網(wǎng)絡(luò)中貿(mào)易供需關(guān)聯(lián)性會產(chǎn)生波及效應(yīng),對整個(gè)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率造成損壞[14]。隨著貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性研究的興起,關(guān)于能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性的測度研究也逐步增多。于娛等[15]基于鐵礦上下游五大類產(chǎn)品,構(gòu)建國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)對國際鐵礦資源全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性進(jìn)行測度。沈曦等[16]基于多層復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論構(gòu)建關(guān)鍵礦產(chǎn)資源全球貿(mào)易模型,運(yùn)用多風(fēng)險(xiǎn)場景仿真結(jié)果對鎳礦資源產(chǎn)業(yè)鏈中6 種產(chǎn)品的國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)韌性進(jìn)行評價(jià)。Sun等[17]通過構(gòu)建全球油氣資源交易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)韌性評價(jià)框架,從多維度和多指標(biāo)視角考察了全球原油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)韌性演化特征。
從國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)研究成果梳理中可以看出,當(dāng)前學(xué)者們針對能源系統(tǒng)韌性和國際礦產(chǎn)資源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性的結(jié)構(gòu)特征、影響因素以及空間演化路徑等方面的研究成果較為豐富,但針對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性的測度研究較少,而從動態(tài)視角對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的抗沖擊性進(jìn)行評估的研究則還處于起步階段。基于此,本文對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性從靜態(tài)和動態(tài)兩方面來測度,靜態(tài)方面主要利用相關(guān)拓?fù)渲笜?biāo)來衡量傳輸性、集聚性、層級性和匹配性,動態(tài)方面主要利用性能變化來衡量抵抗吸收能力和恢復(fù)調(diào)整能力。
傳統(tǒng)能源一般包括煤炭、石油和天然氣3 類,本文使用海關(guān)編碼協(xié)調(diào)制度(Harmonized System,HS)作為貿(mào)易商品統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)則。通過查詢相關(guān)HS 編碼,本文確認(rèn)三大能源產(chǎn)品的編碼分別為: 煤炭2701、石油2709、天然氣(液態(tài)天然氣271111 和氣態(tài)天然氣271121)。本文使用的具體產(chǎn)品數(shù)據(jù)主要來源于聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(UN Comtrade)中2020 年50 個(gè)國家(地區(qū))之間的煤炭、石油和天然氣進(jìn)出口貿(mào)易量。同時(shí),根據(jù)BP 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2020 年GDP 全球排名前十的經(jīng)濟(jì)體(美國、中國、日本、德國、英國、印度、法國、韓國、俄羅斯、巴西)是國際能源的主要進(jìn)出口國家,在國際能源貿(mào)易中具有舉足輕重地位,因此,為分析國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的抗沖擊性,選取這十大經(jīng)濟(jì)體作為研究對象。由于不同國家的統(tǒng)計(jì)口徑不一致,為了更加全面地反映全球能源貿(mào)易情況,對同一貿(mào)易流進(jìn)出口方報(bào)告不一致時(shí)取兩者的平均值。根據(jù)國際能源貿(mào)易產(chǎn)品的三大分類,本文構(gòu)建以國家為節(jié)點(diǎn)、以貿(mào)易量為邊的3 類有向加權(quán)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中國家之間主要能源產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易量數(shù)據(jù),本文利用Gephi軟件繪制煤炭、石油、天然氣的國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)圖(見圖1)。
圖1 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
由圖1 可以看到,在國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)(圖1(a))中,美國、中國、印度尼西亞、澳大利亞等國的煤炭出口量都比較大。其中澳大利亞煤炭的主要出口國是日本、韓國、中國和印度,印度尼西亞煤炭的主要出口國是中國和印度,而中國情況比較特別,不僅是煤炭出口國,還是重要的煤炭進(jìn)口國,這在國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中是較為罕見的。導(dǎo)致這種情況的原因主要包含兩個(gè): (1) 澳大利亞等國的煤礦大多是露天煤礦,開采成本低,利用海運(yùn)運(yùn)到中國南方地區(qū)的成本往往比從中國北煤南運(yùn)的成本要更低; (2) 澳大利亞和印尼等國的煤炭具有低灰、低硫、高反應(yīng)等特點(diǎn),是高質(zhì)量煉焦煤,彌補(bǔ)了中國焦煤產(chǎn)量少的短板。
在國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)(圖1(b))中,沙特、俄羅斯、阿聯(lián)酋、荷蘭等國是主要的石油產(chǎn)品出口國,承擔(dān)了超過60%的國際石油貿(mào)易份額,中國是最重要的石油進(jìn)口國,全球最主要產(chǎn)油國沙特、俄羅斯、阿聯(lián)酋和安哥拉等國家的最大貿(mào)易伙伴都是中國。
由國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)(圖1(c))可以看出,國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出典型的區(qū)域性貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)特征,挪威和俄羅斯是歐洲國家天然氣進(jìn)口的主要供應(yīng)國,澳大利亞是包括中國、日本和韓國在內(nèi)的東亞國家的天然氣進(jìn)口的主要供應(yīng)國,加拿大則是美洲地區(qū)天然氣進(jìn)口主要供應(yīng)國。澳大利亞、印度尼西亞和烏茲別克斯坦也是中國天然氣貿(mào)易的主要供應(yīng)國。
2.3.1 指標(biāo)設(shè)計(jì)
為了分析國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性、聚類性、層級性和匹配性,分別構(gòu)建國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度、平均聚集系數(shù)、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度及度關(guān)聯(lián)指標(biāo)。
(1) 平均路徑長度
平均路徑長度通常被認(rèn)為是衡量網(wǎng)絡(luò)傳輸性的重要指標(biāo),一般認(rèn)為平均路徑長度越長,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的資源和信息擴(kuò)散越慢,網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率越低,其計(jì)算公式為:
式中:L代表的是貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的平均路徑長度;N為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量;dij是貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的加權(quán)最短路徑。
(2) 平均聚類系數(shù)
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的聚集程度越高,則節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系越緊密,本文用平均聚類系數(shù)來反映網(wǎng)絡(luò)的聚類性特征。平均聚類系數(shù)是節(jié)點(diǎn)i與其相連節(jié)點(diǎn)j實(shí)際存在的連接邊數(shù)與所有連接總邊數(shù)的比值之和與總節(jié)點(diǎn)數(shù)的比值,其計(jì)算公式如下:
式中:AC為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù);ti為節(jié)點(diǎn)i與相鄰節(jié)點(diǎn)之間實(shí)際發(fā)生貿(mào)易聯(lián)系的邊數(shù)量;qi為節(jié)點(diǎn)i的相鄰節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,N為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。
(3) 節(jié)點(diǎn)度
在有向網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)的入度表示進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)的邊數(shù)量,節(jié)點(diǎn)的出度表示從該節(jié)點(diǎn)出發(fā)的邊數(shù)量,節(jié)點(diǎn)的度為入度與出度之和,表示與該節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的邊數(shù)量,其計(jì)算公式如下:
式中:Di為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)i的度;為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)i的度在所有節(jié)點(diǎn)度中的排序,C為常數(shù),α為度分布斜率,度分布斜率絕對值的大小可以顯示出網(wǎng)絡(luò)層級性特征顯著性,因此可以將網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的度按從大到小的順序進(jìn)行排序,然后依據(jù)節(jié)點(diǎn)度與其對應(yīng)的位序制成散點(diǎn)圖,并計(jì)算斜率α,α越大,層級性越高。
(4) 度關(guān)聯(lián)
度關(guān)聯(lián)指標(biāo)可以用來表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的傾向性和網(wǎng)絡(luò)的匹配性特征,其中匹配性分為同配性和異配性,同配性即度正關(guān)聯(lián),指節(jié)點(diǎn)度較大的節(jié)點(diǎn)之間連接更多,節(jié)點(diǎn)度小的節(jié)點(diǎn)更傾向于與同樣節(jié)點(diǎn)度小的節(jié)點(diǎn)相連; 異配性則相反,表現(xiàn)為度負(fù)關(guān)聯(lián)。度關(guān)聯(lián)計(jì)算公式如下:
式中:ADi為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中所有與節(jié)點(diǎn)i直接連接的所有節(jié)點(diǎn)度的平均值,Di為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)i的度;N為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量;C為常數(shù);b為度關(guān)聯(lián)系數(shù),用來衡量貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的匹配性。
2.3.2 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性和集聚性測度依據(jù)聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫中50 個(gè)國家(地區(qū))之間的能源產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易量數(shù)據(jù),本文計(jì)算出國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)值,具體結(jié)果見表1。
表1 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性、聚類性測度結(jié)果
從表1 可以看出: (1) 國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)密度最大,國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)密度次之,國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)密度最小,這表明天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)參與的國家之間貿(mào)易量較少,主要是因?yàn)槭艿赜蚍植疾痪獾挠绊?,天然氣貿(mào)易主要發(fā)生在資源大國與需求國之間,相應(yīng)的主要出口國與進(jìn)口國更加固定。國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中各國之間的貿(mào)易聯(lián)系最緊密,網(wǎng)絡(luò)連接最緊湊;(2) 國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均加權(quán)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤炭和天然氣,這表明石油貿(mào)易流動量在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中是最高的; (3) 國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均聚類系數(shù)分別為0.608、0.515、0.405,系數(shù)值相對較高,這表明國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中都存在較多的邊緣孤立節(jié)點(diǎn),能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的聚類效果明顯,這一結(jié)論在圖1 的國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中也可以看出; (4) 國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度分別為1.713、1.733 和2.183,國際煤炭貿(mào)易路徑最短,其區(qū)域時(shí)效性和傳輸效率最高,而天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度最大,其網(wǎng)絡(luò)傳輸效率較低。
總體來看,國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)大多是最高的,這表明國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)相較于石油、天然氣表現(xiàn)出更好的關(guān)聯(lián)性和穩(wěn)定性,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為成熟,韌性較好,石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性次之,天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性較差。
2.3.3 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的層級性測度
本文利用節(jié)點(diǎn)度指標(biāo)對國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的層級性進(jìn)行評估,進(jìn)一步確認(rèn)國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中各國間的位置差異狀態(tài),如圖2所示。
圖2 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)度分布
由圖2 可知,國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)度分布在雙對數(shù)坐標(biāo)下服從冪律分布,具有無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的基本特征。從總的擬合曲線斜率來看,國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的曲線斜率分別是0.4971、0.5906 和0.7910,斜率相差不大,層級性沒有出現(xiàn)較大差異。
從節(jié)點(diǎn)度數(shù)據(jù)可以看出,能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)層級性的排序?yàn)樘烊粴猓臼停久禾浚@說明在天然氣國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,核心國家的地位更加突出,馬太效應(yīng)明顯,天然氣資源在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)核心國家間流動頻繁。而國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)層級性較低,說明在國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,存在較多貿(mào)易聯(lián)系緊密的國家,核心國家地位不突出,層級分布較均勻,單一核心國家在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的支配力不強(qiáng)。
2.3.4 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的匹配性測度
本文利用度關(guān)聯(lián)指標(biāo)計(jì)算國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的匹配性,并繪制國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)度關(guān)聯(lián)圖,如圖3 所示。
圖3 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)度關(guān)聯(lián)示意圖
由圖3 可以看出,3 類國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的度關(guān)聯(lián)系數(shù)b均為負(fù)值,即網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)負(fù)關(guān)聯(lián),節(jié)點(diǎn)之間表現(xiàn)為異配性,即節(jié)點(diǎn)度大的點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)度小的點(diǎn)之間發(fā)生貿(mào)易聯(lián)系較多,這表明各國家間能源貿(mào)易聯(lián)系向多樣化趨勢發(fā)展。其中,煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中度關(guān)聯(lián)系數(shù)b的絕對值分別為0.2654、0.2948、0.203,異配性強(qiáng)弱排序?yàn)槭停久禾浚咎烊粴猓@表明國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中屬性不相近的節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系比較緊密,煤炭次之,天然氣最少,貿(mào)易大多發(fā)生在節(jié)點(diǎn)度屬性相近的國家之間。
本文利用中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力表示關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的抗干擾性,中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力越高,說明這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中與其他節(jié)點(diǎn)的聯(lián)系越緊密,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)失效時(shí),自身受到的影響也就越少,即抗沖擊性越強(qiáng)。
3.1.1 中轉(zhuǎn)能力
本文用中介中心性指標(biāo)來衡量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的中轉(zhuǎn)能力,該指標(biāo)表示某節(jié)點(diǎn)處于其他任意兩節(jié)點(diǎn)間最短路徑橋梁的次數(shù),該指標(biāo)數(shù)值越大,表明該關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的連接能力越強(qiáng)。計(jì)算公式如下:
式中:BCi為節(jié)點(diǎn)i的中介中心性;njk(i)表示網(wǎng)絡(luò)中其他任意兩節(jié)點(diǎn)j和k間最短路徑經(jīng)過節(jié)點(diǎn)i的次數(shù),njk表示網(wǎng)絡(luò)中其他任意兩節(jié)點(diǎn)j和k間最短路徑的數(shù)量。
3.1.2 擴(kuò)散能力
用特征向量中心性來衡量網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)散能力。該指標(biāo)越大,表明和該國家有貿(mào)易聯(lián)系的其他國家越多,這個(gè)國家也越重要。擴(kuò)散能力指標(biāo)的計(jì)算公式如下:
式中:xb為N維中心向量,經(jīng)過多次迭代達(dá)到收斂;A為貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣;λ為鄰接矩陣對應(yīng)的特征值。
3.1.3 綜合韌性能力
為了評估國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在受到?jīng)_擊到恢復(fù)過程中的綜合韌性能力,利用CRA(Comprehensive Resilience Ability)來表征綜合韌性值,其計(jì)算公式如下:
其中,RDCDS是沖擊階段網(wǎng)絡(luò)變化速率,用來表示沖擊階段網(wǎng)絡(luò)效率下降的快慢程度,其公式為:
RDCRS是恢復(fù)階段網(wǎng)絡(luò)變化速率,用來表示恢復(fù)階段網(wǎng)絡(luò)效率下降的快慢程度,其公式為:
UTLOSTDS是沖擊階段單位時(shí)間韌性損失,用來衡量網(wǎng)絡(luò)抗沖擊能力,其公式如下:
其中,LOSTDS是沖擊階段網(wǎng)絡(luò)韌性損失,NE(t)表示隨時(shí)間變化的網(wǎng)絡(luò)效率離散函數(shù),Δt表示時(shí)間的變化量,t1表示恢復(fù)開始的時(shí)間,t2表示恢復(fù)結(jié)束的時(shí)間。
UTLOSTRS是恢復(fù)階段單位時(shí)間韌性損失,用來評估網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)調(diào)整能力,其公式如下:
其中,LOSTRS是恢復(fù)階段網(wǎng)絡(luò)韌性損失。
國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)受到的外部沖擊可以歸類為隨機(jī)策略沖擊和確定策略沖擊,隨機(jī)策略沖擊是指每個(gè)時(shí)間段隨機(jī)選取一定比例的節(jié)點(diǎn)受到?jīng)_擊,如自然災(zāi)害對運(yùn)輸通道的破壞,疫情對于供應(yīng)鏈的阻斷等非人為設(shè)計(jì)的不可預(yù)知的外來沖擊。確定策略沖擊是指有目的、有計(jì)劃的外來沖擊,如地緣政治沖突、貿(mào)易摩擦、經(jīng)濟(jì)制裁所帶來對特定節(jié)點(diǎn)的人為沖擊。
隨機(jī)策略沖擊包括隨機(jī)移除節(jié)點(diǎn)和隨機(jī)移除邊兩種方式,移除節(jié)點(diǎn)是指外來沖擊某個(gè)國家導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)失效,移除邊是指外來沖擊兩國之間的貿(mào)易聯(lián)系通道使網(wǎng)絡(luò)失效。確定策略沖擊包括按度值移除節(jié)點(diǎn)和按介值移除節(jié)點(diǎn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)小于500 時(shí),按度值≥10、介值≥0.005 移除節(jié)點(diǎn); 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)大于500 時(shí),按度值≥20、介值≥0.010移除節(jié)點(diǎn)。假設(shè)外部沖擊會使貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)每個(gè)時(shí)間段內(nèi)失效1%的節(jié)點(diǎn),直到貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)20%的節(jié)點(diǎn)失效后,外部沖擊結(jié)束。
為了更好地比較隨機(jī)策略和確定策略沖擊方式下國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的綜合韌性,根據(jù)式(9)計(jì)算得到3 類國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的綜合韌性值CRA(如表3 所示)。
表3 能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)抗沖擊能力的層級
表3 國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)綜合韌性水平比較
由表3 可以看出,在隨機(jī)策略去節(jié)點(diǎn)的沖擊方式下,煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的CRA為13.0032,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油和天然氣網(wǎng)絡(luò),這表明貿(mào)易國家間受到?jīng)_擊狀況下,國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)整體韌性較好,在遇到突發(fā)事件時(shí)網(wǎng)絡(luò)不容易遭到破壞,而國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的CRA只有2.9608,整體韌性水平較低,表明石油國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)容易遭到破壞。
在隨機(jī)策略去邊的沖擊方式下,國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)CRA為2.0831,相較于煤炭和石油網(wǎng)絡(luò)整體韌性水平較低,表明當(dāng)國家間發(fā)生沖突時(shí),國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)容易遭到破壞。從隨機(jī)策略沖擊的CRA均值看,國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)綜合韌性水平較高,CRA值達(dá)到了5.4849,這表明在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)通道受到?jīng)_擊時(shí),國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)抗沖擊性相對較好。
在按度值大小去節(jié)點(diǎn)和按介值大小去節(jié)點(diǎn)的確定策略沖擊方式下,國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)CRA值都是最大的,這表明國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的綜合韌性水平是國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中最高的,同時(shí)根據(jù)CRA水平排序,國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的綜合韌性依次為煤炭>石油>天然氣,這一排序的原因主要是因?yàn)閲H煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中國家間貿(mào)易連線最多,石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)次之,而天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)最少。正是由于國家間天然氣貿(mào)易聯(lián)系不夠緊密,在遭到外部沖擊時(shí),也最容易受到破壞。
3.4.1 總體分析
本文利用中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力指標(biāo)對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中全球十大經(jīng)濟(jì)體節(jié)點(diǎn)的動態(tài)韌性進(jìn)行總體分析,分析結(jié)果如圖4 所示。
圖4 節(jié)點(diǎn)抗干擾性指數(shù)分布
圖4 顯示的是全球十大經(jīng)濟(jì)體節(jié)點(diǎn)分別在國際煤炭、石油、天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力水平??梢钥闯觯趪H煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,各國間的中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力總體相差不大,表明十國影響力比較接近,總體差異較小。具體到國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的主要國家觀察發(fā)現(xiàn),中國中轉(zhuǎn)能力排名第一,擴(kuò)散能力排名第五,這說明中國在國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中具備極其重要的地位,是該貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。由于中國在國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中既是重要進(jìn)口國又是重要出口國,是最主要的國際煤炭貿(mào)易中轉(zhuǎn)橋梁,同時(shí)和中國發(fā)生貿(mào)易聯(lián)系的都是重要煤炭出口國,因此中國的擴(kuò)散能力同樣很強(qiáng)。
在國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,各國間的中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力差值較大,美國中轉(zhuǎn)能力最強(qiáng),俄羅斯中轉(zhuǎn)能力最差,而印度擴(kuò)散能力最高,俄羅斯擴(kuò)散能力最低,說明在國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,俄羅斯作為重要石油產(chǎn)出國和出口國的動態(tài)韌性最差,很容易受到貿(mào)易制裁的打擊,導(dǎo)致國家石油安全出現(xiàn)巨大危機(jī)。中國作為全世界最大石油進(jìn)口國,石油進(jìn)口依存度已經(jīng)超過70%,為了保障國家安全,中國積極實(shí)施進(jìn)口來源國多元化策略,因此國際主要產(chǎn)油國都與中國有巨額進(jìn)出口貿(mào)易額,這導(dǎo)致中國擴(kuò)散能力很強(qiáng)。同時(shí),中國作為石油最終消費(fèi)國,幾乎不會作為其他兩國石油貿(mào)易的橋梁,因此中國在國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的中轉(zhuǎn)能力很弱。
在國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,各國間的中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力指數(shù)出現(xiàn)了更大的幅度差值,中轉(zhuǎn)能力指數(shù)最大差值超過0.25,擴(kuò)散能力指數(shù)最大差值超過0.26,這一巨大差距表明國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)對中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力較強(qiáng)的少數(shù)核心國(如中國、美國)依賴度較高。美國無論是中轉(zhuǎn)能力還是擴(kuò)散能力都很強(qiáng),因此在國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)受到外部沖擊時(shí),美國作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的動態(tài)韌性最強(qiáng)。中國在國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中,擴(kuò)散能力排名第一,而中轉(zhuǎn)能力則排名后列。因?yàn)樵趪H天然氣貿(mào)易中,中國最重要的天然氣來源地為澳大利亞、土庫曼斯坦、俄羅斯、美國、卡塔爾及馬來西亞6 個(gè)國家,進(jìn)口量合計(jì)1290 億立方米,占比77%,中國的天然氣貿(mào)易伙伴都是全球主要產(chǎn)氣國,造成中國的擴(kuò)散能力很強(qiáng)。同樣中國作為天然氣進(jìn)口最大國家,也不會作為其他兩國間的貿(mào)易連接橋梁,導(dǎo)致中國的中轉(zhuǎn)能力較差。
3.4.2 層級分析
根據(jù)全球十大經(jīng)濟(jì)體節(jié)點(diǎn)在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的中轉(zhuǎn)能力和擴(kuò)散能力數(shù)值,對其劃分層級(具體結(jié)果見表3)。
由表3 可以看出,通過對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)抗沖擊能力的測度分層,可以看出美國在國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中均處于第一層的位置,表明美國在國際煤炭、石油和天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中都具有極為顯著的影響能力,是國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)核心國。英國在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的中轉(zhuǎn)能力始終處于第一層位置,而擴(kuò)散能力始終處于第二層的位置,表明英國在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的銜接能力尤為突出,但影響力表現(xiàn)中等,顯現(xiàn)出英國在能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中具有不可或缺的中轉(zhuǎn)地位。值得注意的是,法國在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中也幾乎都處在第一層,這表明在能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中法國顯現(xiàn)出極高的銜接能力和影響力,起著至關(guān)重要的作用。
中國在3 類國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中幾乎都處于第一或第二層的位置,這表明中國在能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中具有較高的擴(kuò)散能力,其主要原因在于中國對煤炭、石油、天然氣的需求較大,與其他國家貿(mào)易聯(lián)系廣泛,處在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中較核心的位置,具有較強(qiáng)的抗沖擊能力,作為國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),動態(tài)韌性較強(qiáng)。
本文利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析方法,分析了國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性,并探討了國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的抗沖擊性。主要結(jié)論如下: 國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出較高的韌性水平,國際煤炭貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各國的聯(lián)系集聚度較高,網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)貿(mào)易流較多元化,在受到不利沖擊影響時(shí)可以及時(shí)做出調(diào)整,網(wǎng)絡(luò)不易被破壞。國際石油資源分布地域異質(zhì)性嚴(yán)重,國際貿(mào)易對石油出口國依賴嚴(yán)重,且石油依賴管道運(yùn)輸,運(yùn)輸方式上制約網(wǎng)絡(luò)密集程度,這就導(dǎo)致了國際石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)容易因?yàn)閼?zhàn)爭等沖擊導(dǎo)致運(yùn)輸管道被截?cái)喽鴮?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓,網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性較差。國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的邊數(shù)相比國際煤炭和石油貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)要少很多,這表明網(wǎng)絡(luò)中各國間貿(mào)易聯(lián)系不緊密,在按度值和介值大小去節(jié)點(diǎn)的確定策略沖擊方式下,天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效率下降最快。因此,國際天然氣貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性最差,在受到外來沖擊時(shí),極易陷入整個(gè)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)癱瘓。
在對國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動態(tài)韌性進(jìn)行模擬分析時(shí)發(fā)現(xiàn),確定策略沖擊對網(wǎng)絡(luò)韌性的影響要比隨機(jī)策略沖擊大得多,網(wǎng)絡(luò)性能下降的尤為厲害,這一研究結(jié)果表明度值、介值較大的核心國在國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中起著很大的作用,對提升整個(gè)貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性有重要作用。因此為保障中國能源安全,應(yīng)與國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)核心國建立友好合作關(guān)系,加強(qiáng)貿(mào)易聯(lián)系。在中國能源貿(mào)易伙伴中,西亞和中亞地區(qū)占據(jù)了極為重要的地位,2022 年中國石油進(jìn)口的50%來自于西亞地區(qū),管道天然氣進(jìn)口的80%來自于中亞地區(qū),尤其是土庫曼斯坦一國就占到了56%。因此在“一帶一路”倡議深化實(shí)施階段,應(yīng)該盡快建立中國-中亞-西亞能源經(jīng)濟(jì)圈,增長中國能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性。
此外,在隨機(jī)策略去除邊的模擬實(shí)驗(yàn)中,國際能源貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)效率幾乎呈直線下降趨勢,這表明對貿(mào)易通道的封鎖要比貿(mào)易國家間的貿(mào)易摩擦沖擊帶來的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性影響大得多,這對中國能源安全的啟示是: 中亞和西亞地區(qū)擁有豐富的油氣資源,是中國能源進(jìn)口的主要來源地。通過建設(shè)中國-中亞-西亞跨國油氣管道,中國可以直接從這些地區(qū)獲取能源,加大油氣資源管道運(yùn)輸在國際能源供應(yīng)中的比重,緩解海運(yùn)比重過大而導(dǎo)致的“馬六甲困境”。同時(shí),與傳統(tǒng)的海運(yùn)相比,管道運(yùn)輸具有更高的安全性和穩(wěn)定性。管道運(yùn)輸能夠避免海運(yùn)中的天氣變化、航道擁堵等風(fēng)險(xiǎn),確保能源的穩(wěn)定安全供應(yīng)??鐕蜌夤艿肋€可以減少能源在運(yùn)輸過程中的損耗和浪費(fèi),提高能源利用效率。因此,加強(qiáng)中國-中亞-西亞跨國油氣管道建設(shè)可以確??鐕蜌夤艿澜ㄔO(shè)的順利進(jìn)行,為中國能源安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。
注釋:
①聯(lián)合國商品貿(mào)易統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫共包含50 個(gè)國家(地區(qū))能源貿(mào)易數(shù)據(jù),網(wǎng)址為https:/ /comtradeplus.un.org。
工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)2024年5期