能源安全視角下國際能源貿易網絡韌性測度研究

焦 兵

（西安財經大學管理學院，西安 710100）

引 言

隨著貿易全球化的深入推進和經濟一體化水平的持續(xù)加強，國際能源貿易的規(guī)模不斷擴大，全球能源貿易網絡日益復雜。根據國際能源署（IEA）的統(tǒng)計數(shù)據，2022 年全球石油儲量為2406.9 億噸，其中委內瑞拉、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致國際能源貿易網絡呈現(xiàn)出典型的中心－外圍模式，因而產生明顯的分層化貿易網絡格局。

國際能源貿易網絡在全球經濟發(fā)展中發(fā)揮重要作用的同時，也面臨著日益增多的挑戰(zhàn)和風險。國際能源貿易網絡的不穩(wěn)定性和不可靠性問題引起世界各國越來越多的關注，如新冠肺炎疫情擴散、俄烏沖突等突發(fā)性因素，對全球能源貿易網絡造成巨大沖擊； 另外，全球能源供需嚴重失衡，導致能源市場急劇震蕩，能源價格劇烈波動，對全球能源市場穩(wěn)定以及世界經濟發(fā)展構成嚴重威脅。此外，全球能源危機的持續(xù)時間及發(fā)展態(tài)勢也存在極大的不確定性，能源供應鏈的區(qū)域化成為國際能源供應的新特征。

在全球政治經濟格局深刻調整和中國積極構建高水平能源對外開放新格局的背景下，國際能源產業(yè)鏈安全對于中國能源安全和經濟穩(wěn)定具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義?！笆奈濉?時期，中國面臨的國內外環(huán)境都在發(fā)生巨大的轉變，經濟高質量發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)推進，處在轉變發(fā)展方式、優(yōu)化經濟結構、轉換增長動能的關鍵攻堅期。在這一背景下，保障能源產業(yè)的供應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%，國際能源貿易成為國內能源穩(wěn)定供應和經濟發(fā)展的重要保障； 同時，中國超過一半的能源貿易是通過海運形式進行的，“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” 風險。因此研究國際能源貿易網絡韌性對保障中國能源安全和建設高水平能源對外貿易格局具有重要意義。

本文利用貿易網絡分析方法，從能源安全視角構建國際能源貿易網絡，并從靜態(tài)和動態(tài)兩方面對網絡韌性進行測度。具體而言，本文研究內容主要包括3 個方面： （1） 參考貿易網絡分析方法，利用全球各國雙邊能源產品（石油、天然氣和煤炭）的國際貿易數(shù)據，構建國際能源貿易網絡； （2） 通過構建網絡傳輸性、集聚性、層次性和匹配性指標，從全球－產品層面對國際能源貿易網絡的靜態(tài)韌性進行測度； （3） 利用中斷模擬方法，設置規(guī)則在單位時間內對國際能源貿易網絡進行持續(xù)擾動沖擊，從國家－產品層面對國際能源貿易網絡關鍵節(jié)點進行動態(tài)韌性測度。

已有關于國際能源貿易網絡的研究，主要關注行業(yè)貿易網絡的結構性特征，對供應鏈安全性的討論不多。本文從能源安全視角提供了一個全面、客觀識別各國能源貿易網絡安全性的量化方法，該方法依據社會網絡分析理論，能夠較好地揭示貿易網絡韌性特征及其理論邏輯。此外，當前世界各國普遍關心能源供應鏈安全，但缺乏有效度量供應鏈韌性的方法。本文提出的測度方法可用于觀察世界各國能源供應鏈韌性，有助于識別外部環(huán)境變化對各國能源供應鏈的沖擊影響，并為相關能源安全政策落地提供理論和實證支撐，因而具有重要現(xiàn)實意義。

1 文獻評述

近年來，學者逐漸開始用復雜網絡理論研究國際能源貿易問題，如何則等［1］利用復雜網絡方法研究了世界能源貿易網絡的演化特征，解釋了供需大國的能源競合關系； ?？壮龋?］借助復雜網絡方法研究了“一帶一路” 沿線能源貿易的產品結構、網絡結構及空間格局演化特征； 劉立濤等［3］基于復雜性網絡方法刻畫中國石油資源供應網絡和時空格局變化趨勢，揭示中國石油資源供應安全演進特征及其主要影響因素。馬遠和徐俐俐［4］利用復雜網絡分析方法對“一帶一路” 沿線國家天然氣貿易網絡結構特征、微觀模式及其影響因素進行分析。由此可見，復雜網絡理論已成為研究國際能源貿易網絡的主要手段之一。

自2018 年以來，在國際局勢錯綜復雜導致世界能源安全受嚴重威脅的背景下，能源系統(tǒng)的韌性問題逐步引起了學者的廣泛關注。韌性概念首先是由Holling［5］從工程力學移植到生態(tài)系統(tǒng)的研究中，之后Reggian 和Graaff［6］將韌性概念引入到經濟學研究。近年來國外學者開始關注能源領域的韌性研究，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)在面對災害時通過一系列的準備、吸收、恢復和適應來確保能源供給、運輸、分配的可用性、可達性、可承受性和可接受性4 個方面。Tiwari 等［8］從物理、信息、經濟和社會4 個層面測度了美國能源服務體系的韌性；美國桑迪亞國家實驗室在對電力、石油天然氣部門韌性測量的研究報告中提出能源系統(tǒng)韌性指標應從沖擊的類型、系統(tǒng)性能、出現(xiàn)的結果等多個角度選取，但是沒有給出具體的可計算指標［9］。從上述研究可以看出，國外學者對能源系統(tǒng)韌性測度指標的構建多是比較寬泛且不易定量分析的。

貿易網絡作為一種復雜網絡，國家（地區(qū)）之間的經濟、政治、文化沖突都會對其造成沖擊，因此貿易網絡應該具備應對持續(xù)性沖擊所需要的抵抗性和沖擊結束時的恢復性。本文的貿易網絡靜態(tài)韌性是指網絡在面對擾動事件時調整其行為以維持基本功能的能力。因此，貿易網絡結構的屬性是衡量貿易網絡功能和韌性的基礎。Birkie 等［10］提出使用節(jié)點數(shù)量測度網絡靜態(tài)韌性。Kazemian 等［11］將總體接近中心性和總體度中心性納入網絡韌性評估體系。Jackson［12］認為中介中心性對整體網絡流通路徑有重要影響，可以作為反映網絡韌性的關鍵指標。而貿易網絡動態(tài)韌性則是指通過模擬網絡受到外部沖擊影響時，貿易網絡的抗沖擊力以及沖擊結束后貿易網絡恢復到初始狀態(tài)的恢復力［13］。外部沖擊因素包括國際貿易摩擦、自然地質災害、戰(zhàn)爭等因素，這些干擾由于網絡中貿易供需關聯(lián)性會產生波及效應，對整個貿易網絡的運行效率造成損壞［14］。隨著貿易網絡韌性研究的興起，關于能源貿易網絡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品，構建國際貿易網絡對國際鐵礦資源全產業(yè)鏈產品貿易網絡的韌性進行測度。沈曦等［16］基于多層復雜網絡理論構建關鍵礦產資源全球貿易模型，運用多風險場景仿真結果對鎳礦資源產業(yè)鏈中6 種產品的國際貿易網絡節(jié)點的風險韌性進行評價。Sun等［17］通過構建全球油氣資源交易網絡的網絡韌性評價框架，從多維度和多指標視角考察了全球原油和天然氣貿易網絡結構韌性演化特征。

從國際能源貿易網絡研究成果梳理中可以看出，當前學者們針對能源系統(tǒng)韌性和國際礦產資源貿易網絡韌性的結構特征、影響因素以及空間演化路徑等方面的研究成果較為豐富，但針對國際能源貿易網絡韌性的測度研究較少，而從動態(tài)視角對國際能源貿易網絡的抗沖擊性進行評估的研究則還處于起步階段。基于此，本文對國際能源貿易網絡韌性從靜態(tài)和動態(tài)兩方面來測度，靜態(tài)方面主要利用相關拓撲指標來衡量傳輸性、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調整能力。

2 國際能源貿易網絡靜態(tài)韌性測度

2.1 數(shù)據來源

傳統(tǒng)能源一般包括煤炭、石油和天然氣3 類，本文使用海關編碼協(xié)調制度（Harmonized System，HS）作為貿易商品統(tǒng)計準則。通過查詢相關HS 編碼，本文確認三大能源產品的編碼分別為： 煤炭2701、石油2709、天然氣（液態(tài)天然氣271111 和氣態(tài)天然氣271121）。本文使用的具體產品數(shù)據主要來源于聯(lián)合國商品貿易統(tǒng)計數(shù)據庫（UN Comtrade）中2020 年50 個國家（地區(qū)）之間的煤炭、石油和天然氣進出口貿易量。同時，根據BP 統(tǒng)計數(shù)據，2020 年GDP 全球排名前十的經濟體（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出口國家，在國際能源貿易中具有舉足輕重地位，因此，為分析國際能源貿易網絡中關鍵節(jié)點的抗沖擊性，選取這十大經濟體作為研究對象。由于不同國家的統(tǒng)計口徑不一致，為了更加全面地反映全球能源貿易情況，對同一貿易流進出口方報告不一致時取兩者的平均值。根據國際能源貿易產品的三大分類，本文構建以國家為節(jié)點、以貿易量為邊的3 類有向加權貿易網絡。

2.2 國際能源貿易網絡構建與結構特征分析

根據聯(lián)合國商品貿易統(tǒng)計數(shù)據庫中國家之間主要能源產品進出口貿易量數(shù)據，本文利用Gephi軟件繪制煤炭、石油、天然氣的國際貿易網絡圖（見圖1）。

圖1 國際能源貿易網絡結構圖

由圖1 可以看到，在國際煤炭貿易網絡（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，還是重要的煤炭進口國，這在國際煤炭貿易網絡中是較為罕見的。導致這種情況的原因主要包含兩個： （1） 澳大利亞等國的煤礦大多是露天煤礦，開采成本低，利用海運運到中國南方地區(qū)的成本往往比從中國北煤南運的成本要更低； （2） 澳大利亞和印尼等國的煤炭具有低灰、低硫、高反應等特點，是高質量煉焦煤，彌補了中國焦煤產量少的短板。

在國際石油貿易網絡（圖1（b））中，沙特、俄羅斯、阿聯(lián)酋、荷蘭等國是主要的石油產品出口國，承擔了超過60%的國際石油貿易份額，中國是最重要的石油進口國，全球最主要產油國沙特、俄羅斯、阿聯(lián)酋和安哥拉等國家的最大貿易伙伴都是中國。

由國際天然氣貿易網絡（圖1（c））可以看出，國際天然氣貿易網絡呈現(xiàn)出典型的區(qū)域性貿易網絡特征，挪威和俄羅斯是歐洲國家天然氣進口的主要供應國，澳大利亞是包括中國、日本和韓國在內的東亞國家的天然氣進口的主要供應國，加拿大則是美洲地區(qū)天然氣進口主要供應國。澳大利亞、印度尼西亞和烏茲別克斯坦也是中國天然氣貿易的主要供應國。

2.3 國際能源貿易網絡靜態(tài)韌性的測度

2.3.1 指標設計

為了分析國際能源貿易網絡的傳輸性、聚類性、層級性和匹配性，分別構建國際能源貿易網絡的平均路徑長度、平均聚集系數(shù)、網絡節(jié)點度及度關聯(lián)指標。

（1） 平均路徑長度

平均路徑長度通常被認為是衡量網絡傳輸性的重要指標，一般認為平均路徑長度越長，網絡節(jié)點之間的資源和信息擴散越慢，網絡的傳輸效率越低，其計算公式為：

式中：L代表的是貿易網絡節(jié)點的平均路徑長度；N為貿易網絡的節(jié)點數(shù)量；dij是貿易網絡中節(jié)點i和節(jié)點j之間的加權最短路徑。

（2） 平均聚類系數(shù)

網絡節(jié)點的聚集程度越高，則節(jié)點間的聯(lián)系越緊密，本文用平均聚類系數(shù)來反映網絡的聚類性特征。平均聚類系數(shù)是節(jié)點i與其相連節(jié)點j實際存在的連接邊數(shù)與所有連接總邊數(shù)的比值之和與總節(jié)點數(shù)的比值，其計算公式如下：

式中：AC為貿易網絡的平均聚類系數(shù)；ti為節(jié)點i與相鄰節(jié)點之間實際發(fā)生貿易聯(lián)系的邊數(shù)量；qi為節(jié)點i的相鄰節(jié)點的數(shù)量，N為貿易網絡的節(jié)點數(shù)量。

（3） 節(jié)點度

在有向網絡中，節(jié)點的入度表示進入該節(jié)點的邊數(shù)量，節(jié)點的出度表示從該節(jié)點出發(fā)的邊數(shù)量，節(jié)點的度為入度與出度之和，表示與該節(jié)點相關聯(lián)的邊數(shù)量，其計算公式如下：

式中：Di為貿易網絡中節(jié)點i的度；為貿易網絡中節(jié)點i的度在所有節(jié)點度中的排序，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絡層級性特征顯著性，因此可以將網絡中節(jié)點的度按從大到小的順序進行排序，然后依據節(jié)點度與其對應的位序制成散點圖，并計算斜率α，α越大，層級性越高。

（4） 度關聯(lián)

度關聯(lián)指標可以用來表示網絡中節(jié)點的傾向性和網絡的匹配性特征，其中匹配性分為同配性和異配性，同配性即度正關聯(lián)，指節(jié)點度較大的節(jié)點之間連接更多，節(jié)點度小的節(jié)點更傾向于與同樣節(jié)點度小的節(jié)點相連； 異配性則相反，表現(xiàn)為度負關聯(lián)。度關聯(lián)計算公式如下：

式中：ADi為貿易網絡中所有與節(jié)點i直接連接的所有節(jié)點度的平均值，Di為貿易網絡中節(jié)點i的度；N為貿易網絡的節(jié)點數(shù)量；C為常數(shù)；b為度關聯(lián)系數(shù)，用來衡量貿易網絡中各節(jié)點之間的匹配性。

2.3.2 國際能源貿易網絡的傳輸性和集聚性測度依據聯(lián)合國商品貿易統(tǒng)計數(shù)據庫中50 個國家（地區(qū)）之間的能源產品進出口貿易量數(shù)據，本文計算出國際能源貿易網絡的各項參數(shù)數(shù)值，具體結果見表1。

表1 國際能源貿易網絡的傳輸性、聚類性測度結果

從表1 可以看出： （1） 國際煤炭貿易網絡的網絡密度最大，國際石油貿易網絡的網絡密度次之，國際天然氣貿易網絡的網絡密度最小，這表明天然氣貿易網絡參與的國家之間貿易量較少，主要是因為受地域分布不均衡的影響，天然氣貿易主要發(fā)生在資源大國與需求國之間，相應的主要出口國與進口國更加固定。國際煤炭貿易網絡中各國之間的貿易聯(lián)系最緊密，網絡連接最緊湊；（2） 國際石油貿易網絡的平均加權度遠遠高于煤炭和天然氣，這表明石油貿易流動量在國際能源貿易網絡中是最高的； （3） 國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡的平均聚類系數(shù)分別為0.608、0.515、0.405，系數(shù)值相對較高，這表明國際能源貿易網絡中都存在較多的邊緣孤立節(jié)點，能源貿易網絡的聚類效果明顯，這一結論在圖1 的國際能源貿易網絡結構圖中也可以看出； （4） 國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡的平均路徑長度分別為1.713、1.733 和2.183，國際煤炭貿易路徑最短，其區(qū)域時效性和傳輸效率最高，而天然氣貿易網絡的平均路徑長度最大，其網絡傳輸效率較低。

總體來看，國際煤炭貿易網絡大多是最高的，這表明國際煤炭貿易網絡相較于石油、天然氣表現(xiàn)出更好的關聯(lián)性和穩(wěn)定性，網絡系統(tǒng)較為成熟，韌性較好，石油貿易網絡韌性次之，天然氣貿易網絡的韌性較差。

2.3.3 國際能源貿易網絡的層級性測度

本文利用節(jié)點度指標對國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡的層級性進行評估，進一步確認國際能源貿易網絡中各國間的位置差異狀態(tài)，如圖2所示。

圖2 國際能源貿易網絡度分布

由圖2 可知，國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡度分布在雙對數(shù)坐標下服從冪律分布，具有無標度網絡的基本特征。從總的擬合曲線斜率來看，國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡的曲線斜率分別是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)點度數(shù)據可以看出，能源貿易網絡層級性的排序為天然氣＞石油＞煤炭，這說明在天然氣國際貿易網絡中，核心國家的地位更加突出，馬太效應明顯，天然氣資源在貿易網絡核心國家間流動頻繁。而國際煤炭貿易網絡層級性較低，說明在國際煤炭貿易網絡中，存在較多貿易聯(lián)系緊密的國家，核心國家地位不突出，層級分布較均勻，單一核心國家在貿易網絡中的支配力不強。

2.3.4 國際能源貿易網絡的匹配性測度

本文利用度關聯(lián)指標計算國際能源貿易網絡各節(jié)點之間的匹配性，并繪制國際能源貿易網絡度關聯(lián)圖，如圖3 所示。

圖3 國際能源貿易網絡度關聯(lián)示意圖

由圖3 可以看出，3 類國際能源貿易網絡的度關聯(lián)系數(shù)b均為負值，即網絡呈現(xiàn)負關聯(lián)，節(jié)點之間表現(xiàn)為異配性，即節(jié)點度大的點和節(jié)點度小的點之間發(fā)生貿易聯(lián)系較多，這表明各國家間能源貿易聯(lián)系向多樣化趨勢發(fā)展。其中，煤炭、石油和天然氣貿易網絡中度關聯(lián)系數(shù)b的絕對值分別為0.2654、0.2948、0.203，異配性強弱排序為石油＞煤炭＞天然氣，這表明國際石油貿易網絡中屬性不相近的節(jié)點間的聯(lián)系比較緊密，煤炭次之，天然氣最少，貿易大多發(fā)生在節(jié)點度屬性相近的國家之間。

3 國際能源貿易網絡的動態(tài)韌性測度

3.1 指標設計

本文利用中轉能力和擴散能力表示關鍵節(jié)點的抗干擾性，中轉能力和擴散能力越高，說明這些關鍵節(jié)點在網絡中與其他節(jié)點的聯(lián)系越緊密，當網絡中某些節(jié)點失效時，自身受到的影響也就越少，即抗沖擊性越強。

3.1.1 中轉能力

本文用中介中心性指標來衡量關鍵節(jié)點的中轉能力，該指標表示某節(jié)點處于其他任意兩節(jié)點間最短路徑橋梁的次數(shù)，該指標數(shù)值越大，表明該關鍵節(jié)點在網絡中的連接能力越強。計算公式如下：

式中：BCi為節(jié)點i的中介中心性；njk（i）表示網絡中其他任意兩節(jié)點j和k間最短路徑經過節(jié)點i的次數(shù)，njk表示網絡中其他任意兩節(jié)點j和k間最短路徑的數(shù)量。

3.1.2 擴散能力

用特征向量中心性來衡量網絡關鍵節(jié)點的擴散能力。該指標越大，表明和該國家有貿易聯(lián)系的其他國家越多，這個國家也越重要。擴散能力指標的計算公式如下：

式中：xb為N維中心向量，經過多次迭代達到收斂；A為貿易網絡的鄰接矩陣；λ為鄰接矩陣對應的特征值。

3.1.3 綜合韌性能力

為了評估國際能源貿易網絡在受到沖擊到恢復過程中的綜合韌性能力，利用CRA（Comprehensive Resilience Ability）來表征綜合韌性值，其計算公式如下：

其中，RDCDS是沖擊階段網絡變化速率，用來表示沖擊階段網絡效率下降的快慢程度，其公式為：

RDCRS是恢復階段網絡變化速率，用來表示恢復階段網絡效率下降的快慢程度，其公式為：

UTLOSTDS是沖擊階段單位時間韌性損失，用來衡量網絡抗沖擊能力，其公式如下：

其中，LOSTDS是沖擊階段網絡韌性損失，NE（t）表示隨時間變化的網絡效率離散函數(shù)，Δt表示時間的變化量，t1表示恢復開始的時間，t2表示恢復結束的時間。

UTLOSTRS是恢復階段單位時間韌性損失，用來評估網絡恢復調整能力，其公式如下：

其中，LOSTRS是恢復階段網絡韌性損失。

3.2 外來沖擊的規(guī)則設置

國際能源貿易網絡受到的外部沖擊可以歸類為隨機策略沖擊和確定策略沖擊，隨機策略沖擊是指每個時間段隨機選取一定比例的節(jié)點受到沖擊，如自然災害對運輸通道的破壞，疫情對于供應鏈的阻斷等非人為設計的不可預知的外來沖擊。確定策略沖擊是指有目的、有計劃的外來沖擊，如地緣政治沖突、貿易摩擦、經濟制裁所帶來對特定節(jié)點的人為沖擊。

隨機策略沖擊包括隨機移除節(jié)點和隨機移除邊兩種方式，移除節(jié)點是指外來沖擊某個國家導致網絡失效，移除邊是指外來沖擊兩國之間的貿易聯(lián)系通道使網絡失效。確定策略沖擊包括按度值移除節(jié)點和按介值移除節(jié)點。當網絡邊數(shù)小于500 時，按度值≥10、介值≥0.005 移除節(jié)點； 當網絡邊數(shù)大于500 時，按度值≥20、介值≥0.010移除節(jié)點。假設外部沖擊會使貿易網絡每個時間段內失效1%的節(jié)點，直到貿易網絡20%的節(jié)點失效后，外部沖擊結束。

3.3 國際能源貿易網絡整體動態(tài)韌性的測度與比較

為了更好地比較隨機策略和確定策略沖擊方式下國際能源貿易網絡的綜合韌性，根據式（9）計算得到3 類國際能源貿易網絡的綜合韌性值CRA（如表3 所示）。

表3 能源貿易網絡關鍵節(jié)點抗沖擊能力的層級

表3 國際能源貿易網絡綜合韌性水平比較

由表3 可以看出，在隨機策略去節(jié)點的沖擊方式下，煤炭貿易網絡的CRA為13.0032，遠遠超過石油和天然氣網絡，這表明貿易國家間受到沖擊狀況下，國際煤炭貿易網絡整體韌性較好，在遇到突發(fā)事件時網絡不容易遭到破壞，而國際石油貿易網絡的CRA只有2.9608，整體韌性水平較低，表明石油國際貿易網絡容易遭到破壞。

在隨機策略去邊的沖擊方式下，國際天然氣貿易網絡CRA為2.0831，相較于煤炭和石油網絡整體韌性水平較低，表明當國家間發(fā)生沖突時，國際天然氣貿易網絡容易遭到破壞。從隨機策略沖擊的CRA均值看，國際石油貿易網絡綜合韌性水平較高，CRA值達到了5.4849，這表明在貿易網絡通道受到沖擊時，國際石油貿易網絡抗沖擊性相對較好。

在按度值大小去節(jié)點和按介值大小去節(jié)點的確定策略沖擊方式下，國際煤炭貿易網絡CRA值都是最大的，這表明國際煤炭貿易網絡的綜合韌性水平是國際能源貿易網絡中最高的，同時根據CRA水平排序，國際能源貿易網絡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為國際煤炭貿易網絡中國家間貿易連線最多，石油貿易網絡邊數(shù)次之，而天然氣貿易網絡邊數(shù)最少。正是由于國家間天然氣貿易聯(lián)系不夠緊密，在遭到外部沖擊時，也最容易受到破壞。

3.4 國際能源貿易網絡關鍵節(jié)點動態(tài)韌性測度

3.4.1 總體分析

本文利用中轉能力和擴散能力指標對國際能源貿易網絡中全球十大經濟體節(jié)點的動態(tài)韌性進行總體分析，分析結果如圖4 所示。

圖4 節(jié)點抗干擾性指數(shù)分布

圖4 顯示的是全球十大經濟體節(jié)點分別在國際煤炭、石油、天然氣貿易網絡中的中轉能力和擴散能力水平?？梢钥闯?，在國際煤炭貿易網絡中，各國間的中轉能力和擴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。具體到國際煤炭貿易網絡的主要國家觀察發(fā)現(xiàn)，中國中轉能力排名第一，擴散能力排名第五，這說明中國在國際煤炭貿易網絡中具備極其重要的地位，是該貿易網絡的關鍵節(jié)點。由于中國在國際煤炭貿易網絡中既是重要進口國又是重要出口國，是最主要的國際煤炭貿易中轉橋梁，同時和中國發(fā)生貿易聯(lián)系的都是重要煤炭出口國，因此中國的擴散能力同樣很強。

在國際石油貿易網絡中，各國間的中轉能力和擴散能力差值較大，美國中轉能力最強，俄羅斯中轉能力最差，而印度擴散能力最高，俄羅斯擴散能力最低，說明在國際石油貿易網絡中，俄羅斯作為重要石油產出國和出口國的動態(tài)韌性最差，很容易受到貿易制裁的打擊，導致國家石油安全出現(xiàn)巨大危機。中國作為全世界最大石油進口國，石油進口依存度已經超過70%，為了保障國家安全，中國積極實施進口來源國多元化策略，因此國際主要產油國都與中國有巨額進出口貿易額，這導致中國擴散能力很強。同時，中國作為石油最終消費國，幾乎不會作為其他兩國石油貿易的橋梁，因此中國在國際石油貿易網絡中的中轉能力很弱。

在國際天然氣貿易網絡中，各國間的中轉能力和擴散能力指數(shù)出現(xiàn)了更大的幅度差值，中轉能力指數(shù)最大差值超過0.25，擴散能力指數(shù)最大差值超過0.26，這一巨大差距表明國際天然氣貿易網絡對中轉能力和擴散能力較強的少數(shù)核心國（如中國、美國）依賴度較高。美國無論是中轉能力還是擴散能力都很強，因此在國際天然氣貿易網絡受到外部沖擊時，美國作為關鍵節(jié)點的動態(tài)韌性最強。中國在國際天然氣貿易網絡中，擴散能力排名第一，而中轉能力則排名后列。因為在國際天然氣貿易中，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 個國家，進口量合計1290 億立方米，占比77%，中國的天然氣貿易伙伴都是全球主要產氣國，造成中國的擴散能力很強。同樣中國作為天然氣進口最大國家，也不會作為其他兩國間的貿易連接橋梁，導致中國的中轉能力較差。

3.4.2 層級分析

根據全球十大經濟體節(jié)點在國際能源貿易網絡中的中轉能力和擴散能力數(shù)值，對其劃分層級（具體結果見表3）。

由表3 可以看出，通過對國際能源貿易網絡抗沖擊能力的測度分層，可以看出美國在國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡中均處于第一層的位置，表明美國在國際煤炭、石油和天然氣貿易網絡中都具有極為顯著的影響能力，是國際能源貿易網絡核心國。英國在國際能源貿易網絡中的中轉能力始終處于第一層位置，而擴散能力始終處于第二層的位置，表明英國在國際能源貿易網絡中的銜接能力尤為突出，但影響力表現(xiàn)中等，顯現(xiàn)出英國在能源貿易網絡中具有不可或缺的中轉地位。值得注意的是，法國在國際能源貿易網絡中也幾乎都處在第一層，這表明在能源貿易網絡中法國顯現(xiàn)出極高的銜接能力和影響力，起著至關重要的作用。

中國在3 類國際能源貿易網絡中幾乎都處于第一或第二層的位置，這表明中國在能源貿易網絡中具有較高的擴散能力，其主要原因在于中國對煤炭、石油、天然氣的需求較大，與其他國家貿易聯(lián)系廣泛，處在貿易網絡中較核心的位置，具有較強的抗沖擊能力，作為國際能源貿易網絡中的關鍵節(jié)點，動態(tài)韌性較強。

4 研究結論及政策啟示

本文利用復雜網絡分析方法，分析了國際能源貿易網絡的韌性，并探討了國際能源貿易網絡中關鍵節(jié)點的抗沖擊性。主要結論如下： 國際煤炭貿易網絡表現(xiàn)出較高的韌性水平，國際煤炭貿易網絡內部各國的聯(lián)系集聚度較高，網絡中各節(jié)點貿易流較多元化，在受到不利沖擊影響時可以及時做出調整，網絡不易被破壞。國際石油資源分布地域異質性嚴重，國際貿易對石油出口國依賴嚴重，且石油依賴管道運輸，運輸方式上制約網絡密集程度，這就導致了國際石油貿易網絡容易因為戰(zhàn)爭等沖擊導致運輸管道被截斷而導致網絡癱瘓，網絡穩(wěn)定性較差。國際天然氣貿易網絡的邊數(shù)相比國際煤炭和石油貿易網絡要少很多，這表明網絡中各國間貿易聯(lián)系不緊密，在按度值和介值大小去節(jié)點的確定策略沖擊方式下，天然氣貿易網絡的網絡效率下降最快。因此，國際天然氣貿易網絡的韌性最差，在受到外來沖擊時，極易陷入整個貿易網絡癱瘓。

在對國際能源貿易網絡進行動態(tài)韌性進行模擬分析時發(fā)現(xiàn)，確定策略沖擊對網絡韌性的影響要比隨機策略沖擊大得多，網絡性能下降的尤為厲害，這一研究結果表明度值、介值較大的核心國在國際能源貿易網絡中起著很大的作用，對提升整個貿易網絡韌性有重要作用。因此為保障中國能源安全，應與國際能源貿易網絡核心國建立友好合作關系，加強貿易聯(lián)系。在中國能源貿易伙伴中，西亞和中亞地區(qū)占據了極為重要的地位，2022 年中國石油進口的50%來自于西亞地區(qū)，管道天然氣進口的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”倡議深化實施階段，應該盡快建立中國－中亞－西亞能源經濟圈，增長中國能源貿易網絡韌性。

此外，在隨機策略去除邊的模擬實驗中，國際能源貿易網絡的網絡效率幾乎呈直線下降趨勢，這表明對貿易通道的封鎖要比貿易國家間的貿易摩擦沖擊帶來的貿易網絡韌性影響大得多，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，是中國能源進口的主要來源地。通過建設中國－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輸在國際能源供應中的比重，緩解海運比重過大而導致的“馬六甲困境”。同時，與傳統(tǒng)的海運相比，管道運輸具有更高的安全性和穩(wěn)定性。管道運輸能夠避免海運中的天氣變化、航道擁堵等風險，確保能源的穩(wěn)定安全供應?？鐕蜌夤艿肋€可以減少能源在運輸過程中的損耗和浪費，提高能源利用效率。因此，加強中國－中亞－西亞跨國油氣管道建設可以確保跨國油氣管道建設的順利進行，為中國能源安全提供堅實的保障。

注釋：

①聯(lián)合國商品貿易統(tǒng)計數(shù)據庫共包含50 個國家（地區(qū)）能源貿易數(shù)據，網址為https：/ /comtradeplus.un.org。