王 磊 李世然 張 崗

（山東財經(jīng)大學(xué)國際經(jīng)貿(mào)學(xué)院，濟(jì)南 250014）

引 言

作為能源消費(fèi)大國，中國早在10年前就已躍居世界第一能耗大國的位置。2020年，中國能源消費(fèi)總量更是首次逼近50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時在能耗結(jié)構(gòu)方面，煤炭、石油和天然氣等化石能源比重仍高達(dá)84.1%，可以看出，傳統(tǒng)化石能源仍在我國能源消費(fèi)中占據(jù)主導(dǎo)地位，能源安全在未來中長期仍是我國國家安全的關(guān)鍵部分。當(dāng)前，我國能源安全面臨著諸多挑戰(zhàn)：（1）資源需求量大，能源供給壓力長期處于高位。我國經(jīng)濟(jì)在改革開放以后飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)體量越來越龐大，也就需要越來越多的能源支撐，由于能源供給不足所造成的能源威脅也就越來越嚴(yán)重；（2）能源結(jié)構(gòu)不平衡。我國煤炭資源豐富，但石油、天然氣資源相對匱乏，作為世界上最大的原油以及天然氣進(jìn)口國，巨大的能源進(jìn)口量直接拉低了我國能源安全水平；（3）我國能源開采技術(shù)與發(fā)達(dá)國家仍有差距。本世紀(jì)以來，發(fā)達(dá)國家依靠能源革命開始實(shí)現(xiàn)一定程度上的能源供給保障，我國則仍處于能源需求大于供給的局面，對外依存度較高；（4）國際局勢動蕩不安。石油、天然氣仍是影響全球各國經(jīng)濟(jì)、政治、軍事和社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源，作為進(jìn)口大國，我國在開展對外發(fā)展合作的過程中也始終將能源合作作為重要的考量因素。2020年，新冠肺炎疫情沖擊全球，造成石油價格波動較大，由于我國石油進(jìn)口量高，從而在一定程度上降低了石油安全，但對于天然氣和煤炭影響較小。2022年2月，俄烏沖突導(dǎo)致國際油價8年來首次突破每桶100美元大關(guān)，國內(nèi)能源安全受到影響。中東地區(qū)一直是世界各方勢力關(guān)注的焦點(diǎn)，伊拉克、敘利亞等國家戰(zhàn)亂頻繁，國內(nèi)政局持續(xù)動蕩，這些問題共同威脅著世界的和平與安全。近年來隨著 “一帶一路”倡議的提出，中國與西亞各國的交流合作逐漸增多，但該地區(qū)頻發(fā)的政治風(fēng)險也阻礙了 “一帶一路”沿線國家和地區(qū)的能源合作。這些能源問題共同影響著中國的傳統(tǒng)化石能源安全，所以結(jié)合當(dāng)前國際復(fù)雜局勢大背景及我國的新發(fā)展格局，對我國的能源安全進(jìn)行精準(zhǔn)測度并提出對策，已成為亟需研究的問題。

1 能源安全評價方法研究綜述

伴隨國內(nèi)學(xué)者對能源安全研究的不斷深入，能源安全測度方法的選擇成為研究能源安全問題的關(guān)鍵一環(huán)。國內(nèi)外關(guān)于能源安全測度的方法眾多，按照指標(biāo)集成處理的不同，在單指標(biāo)評價方面，針對能源使用的多元化程度評價，一般通過結(jié)合信息論方法，測定系統(tǒng)的香農(nóng)－威納指數(shù)（SWI）來進(jìn)行評價；針對能源貿(mào)易市場集中度的評價，一般通過赫芬達(dá)爾－希爾曼指數(shù)（HHI）測算；針對一國能源進(jìn)口對國外的依賴程度評價，一般通過能源進(jìn)口依存度指數(shù)測定；針對一國能源價格的波動程度評價，一般通過能源價格指數(shù)測定；針對能源消耗對環(huán)境的影響程度評價，一般通過使用碳強(qiáng)度指數(shù)測定。

近年來，伴隨能源問題的愈加復(fù)雜化，單一指標(biāo)在進(jìn)行能源整體安全性評價方面已經(jīng)不足以反映核心問題，越來越多的學(xué)者開始基于集成評價指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)測算評價。有學(xué)者運(yùn)用德爾菲法、主成分分析法，以及采用綜合石油消費(fèi)依存度、原油儲量替代率等指標(biāo)，設(shè)計全新的指標(biāo)體系，對能源安全進(jìn)行測度 （何賢杰等，2006）［1］；王小琴 （2016）［2］則利用層次分析法、加速遺傳算法、熵值法、灰色關(guān)聯(lián)分析法以及排序方法等分析工具，構(gòu)建能源安全評價體系；胡建波等 （2016）［3］基于PSR模型的構(gòu)建，研究能源供應(yīng)壓力與能源安全水平之間的關(guān)系問題；郭玲玲等 （2015）［4］運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)理論，對我國能源安全系統(tǒng)的發(fā)展模式進(jìn)行模擬，并提出保障國家能源安全的建議；王陸新和潘繼平 （2019）［5］選用了熵權(quán)系數(shù)法和綜合評分法，從數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)3個方面來評估我國的石油安全情況；李云鶴等 （2020）［6］基于我國天然氣能源安全評價模型的構(gòu)建，對我國天然氣能源安全水平進(jìn)行量化評估；史丹和薛飲源 （2021）［7］則運(yùn)用熵權(quán)法、 TOPSIS和灰色關(guān)聯(lián)分析相結(jié)合的方式，測度中國的能源安全水平，并針對影響中國能源安全性的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析并提出對策。通過前文分析，單指標(biāo)評價的相關(guān)研究方法，其優(yōu)勢在于能夠清楚直觀的考量和評價核心目標(biāo)因素對能源安全性的影響，而缺陷在于，不能對能源安全性進(jìn)行整體性評價，對不同影響因素之間的關(guān)系也不能做出系統(tǒng)性分析。與之相對，集成評價方法的優(yōu)勢在于，能夠從整體上對能源安全進(jìn)行測度，而缺陷在于對于各種方法的適用性，學(xué)術(shù)界還存在一定的爭議。但總體來說，面對國內(nèi)外越來越復(fù)雜的各類影響因素，針對集成指標(biāo)的評價方法愈加成為當(dāng)前能源安全問題研究的主流選擇。本文也從該角度出發(fā)，基于多維度構(gòu)建中國傳統(tǒng)化石能源的安全評價指標(biāo)體系。

2 能源安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建

一國的能源安全所涉及的影響因素指標(biāo)非常復(fù)雜，因此相關(guān)問題分析需要構(gòu)建科學(xué)合理的能源安全評價指標(biāo)體系。本文在借鑒國內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，充分結(jié)合本文針對中國傳統(tǒng)化石能源安全性的分析需要，從資源、市場、環(huán)境和利用效率4個維度，共選取16個指標(biāo)，構(gòu)建中國能源安全指標(biāo)體系，見表1。

表1 中國能源安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建

3 能源安全測度

3.1 研究方法選擇

本文以中國傳統(tǒng)化石能源的安全性為分析對象，對煤炭、石油和天然氣3種能源進(jìn)行分析，同時構(gòu)建綜合能源安全評價指標(biāo)系統(tǒng)，在分析能源整體安全度的基礎(chǔ)上，還測算影響因素的指標(biāo)權(quán)重，分析哪些方面的因素對能源安全性影響較大。因此，結(jié)合本文從整體到結(jié)構(gòu)，再到局部的研究需求， 借鑒王小琴（2016）［2］、 史丹等（2021）［7］的研究方法，選擇熵值法和TOPSIS法相結(jié)合的集成評價方法，通過熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，利用TOPSIS法測定最終結(jié)果與最優(yōu)解的歐氏距離，達(dá)到科學(xué)測定能源安全性的目的，對中國的能源安全進(jìn)行評估。

（1） 熵值法

熵原本是一個物理學(xué)概念，越來越多的學(xué)者將其引入信息論，運(yùn)用熵測度信息的不確定性，信息熵越小無序度就越小，表明指標(biāo)的可靠性就越高；信息熵越大無序度越大，表明指標(biāo)的可靠性就越低。在信息論中存在以下函數(shù)關(guān)系式H（x）＝－∑f（x）lnf（xk）， 其中等式右邊表示所提供的信息，由信息就可以得出等式左邊的信息熵H（x）。指標(biāo)變異程度越大，提供的信息越可靠，信息所對應(yīng)的權(quán)重也就會更大，反之亦然。因此，熵值法主要是通過檢驗(yàn)信息的無序程度，從而得出信息可靠程度，也就得到了每個信息相應(yīng)的權(quán)重，從而對各個對象進(jìn)行綜合評價。

（2） 雙基點(diǎn)法（TOPSIS）

雙基點(diǎn)法（TOPSIS）是一種逼近于理想值的排序方法，其原理是針對歸一化的原始數(shù)據(jù)矩陣，計算得出每個指標(biāo)的正負(fù)理想解，得出正負(fù)理想值，繼而分別構(gòu)成問題解決的最佳方案和最差方案。該方法主要是測算已有方案與最佳方案之間的距離大小，距離越小，方案越優(yōu)，反之亦然。

3.2 評價方法的具體設(shè)計

（1）利用熵值法獲得客觀權(quán)重

第一步：指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理：i表示年份（i＝1，2，3，…，n）， j表示指標(biāo)（j＝1，2，3，…，m）。

（2）利用TOPSIS法計算相對貼近度

由于各個指標(biāo)之間在量化方面存在著差異，所以要想更好地比較，必須把這些指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化處理。

并按相對貼進(jìn)度大小排序，Ci的值越大，表示整體水平越優(yōu)。

3.3 數(shù)據(jù)來源

本文的實(shí)證數(shù)據(jù)中，國內(nèi)能源可采儲量、世界能源可采儲量、國內(nèi)能源產(chǎn)量、世界能源總產(chǎn)量、能源生產(chǎn)量、能源消費(fèi)量、能源各年價格等均來自 《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》；可采儲量、采出量、人口數(shù)、GDP、環(huán)境污染治理投資額等均來自 《中國統(tǒng)計年鑒》；能源產(chǎn)量、總產(chǎn)量、能源的加工轉(zhuǎn)換產(chǎn)出量、能源加工轉(zhuǎn)換投入量等均來自 《中國能源統(tǒng)計年鑒》；能源總進(jìn)口量等數(shù)據(jù)來自 《中國礦業(yè)統(tǒng)計年鑒》。

4 對我國傳統(tǒng)化石能源的安全性測度及綜合評價

4.1 TOPSIS熵值法測度結(jié)果

根據(jù)式 （6），可得16個指標(biāo)的客觀權(quán)重，即可以得出16個指標(biāo)對3種傳統(tǒng)化石能源的影響程度。

根據(jù)式 （13），可以得出3種能源歷年的相對貼近度，同時也可得出3種能源歷年的安全水平。

從3種化石能源的安全性水平方面來看，根據(jù)評價結(jié)果顯示，2008～2020年，我國3種化石能源安全水平在0.1～0.9之間波動，雖然最高的安全水平達(dá)到了0.84，但波動幅度較大，所以從穩(wěn)定性和整體情況來看，我國的能源安全水平并不高。通過比較3種能源之間的安全水平，煤炭和石油的相對貼近度平均值分別為0.49和0.44，平均值較高，而天然氣的相對貼近度平均值為0.19，水平較低。石油的相對貼近度最高達(dá)到0.75，而最低為0.22，波動幅度為0.53；天然氣的相對貼近度最高達(dá)到0.84，而最低可至0.08，波動幅度為0.76；煤炭的相對貼近度最高達(dá)到0.62，而最低為0.34，波動幅度為0.28。整體來看天然氣相對貼近度的平均值最低且波動幅度最大，所以安全水平最低；石油的相對貼近度水平的平均值和波動幅度都處于中間水平，所以安全水平居中；煤炭的相對貼近度水平的平均值最高和波動值最小，所以安全水平最高。因此在石油、天然氣和煤炭3種化石能源安全性比較中，煤炭安全性最高，天然氣安全性最低，石油處于中間水平。

4.2 能源安全測度結(jié)果分析

如表2所示，影響石油、天然氣和煤炭資源安全性的最大單指標(biāo)因素分別是人均能源量、能源自給程度和儲量占比，其中，人均能源量和儲量占比都屬于資源類維度，表明對于能源安全水平來說，一國本身占有這種資源的豐富程度對能源安全仍是最為重要的。2008年以來，3種能源的安全形勢都呈現(xiàn) “V”形特征，從歷年的能源安全性水平來看，2015年能源的安全水平最低，2018年能源的安全水平最高，且能源的安全水平在2008～2015年期間基本處于持續(xù)下降狀態(tài)，在2015年達(dá)到最低值之后開始提升，但是安全水平還是總體處于較低水平。

表2 中國傳統(tǒng)化石能源安全性的各影響指標(biāo)客觀權(quán)重

表3和圖1顯示，石油的安全性在所統(tǒng)計區(qū)間最早的2008年處于最高水平，此后至2015年呈下滑趨勢，主要是因?yàn)殡S著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對石油資源需求量的上升，再加上2008年金融危機(jī)之后國際石油價格波動較大，進(jìn)口量的增加加劇了石油的不安全性。2015年，中國石油安全達(dá)到最低水平，之后石油安全水平開始回升。這是因?yàn)?015年石油國內(nèi)產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到峰值，之后開采量雖然有所下降，但得益于國際油價大跌，加之 “一帶一路”倡議的提出，使得石油的安全性得到提高。2019年之后，世界經(jīng)濟(jì)下行、中美摩擦加劇、新冠肺炎疫情蔓延等種種因素造成國際環(huán)境惡化，石油供應(yīng)國之間競爭加劇，導(dǎo)致石油價格不穩(wěn)定，且各國之間能源合作減少，使得石油安全性再次下降。

表3 中國各類傳統(tǒng)化石能源的整體安全測度

圖1 中國各類傳統(tǒng)化石能源的整體安全測度折線圖

近年來，天然氣的安全性程度一直處于較低水平，結(jié)合我國能源消耗的實(shí)際情況，在2008年金融危機(jī)之前，中國的傳統(tǒng)能源消耗還是以石油、煤炭能源為主，天然氣消耗占比不高。2008年之后，金融危機(jī)減緩各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程，國際環(huán)境愈加復(fù)雜，加之碳減排和環(huán)境保護(hù)的持續(xù)壓力，我國在能源消費(fèi)方面除了加快煤炭資源淘汰的同時，開始逐步增加對天然氣資源的消耗比重。由于我國天然氣資源與石油一樣均較為匱乏，伴隨前者消耗規(guī)模的快速上升，表現(xiàn)出如測算結(jié)果顯示的天然氣能源安全性在低位維持的局面。2010年，美國頁巖氣革命的爆發(fā)，對天然氣的價格產(chǎn)生了沖擊，天然氣價格的上升，使其在清潔能源中的競爭力不斷下降，安全性也隨之下降。2012年之后，天然氣的能源安全性才開始逐步上升。因?yàn)槲覈哟罅藢μ烊粴獾拈_采力度，2015年我國天然氣探明儲量為3.7萬億，2018年探明儲量快速增長至8.1萬億，在16個指標(biāo)中天然氣的能源自給程度是權(quán)重最高的，這在一定程度上提升了天然氣能源的整體安全性；另外，自2013年“一帶一路”倡議提出之后，我國在對外能源合作方面增加了更加多元化的能源進(jìn)口渠道和投資合作項目，這對我國在天然氣外部資源輸入方面提供了較為有力的保障支撐。

煤炭能源的安全性方面，測算結(jié)果顯示，作為3種傳統(tǒng)化石能源中波動幅度最小的，煤炭的安全性整體呈緩慢下降的趨勢，原因是中國本身的煤炭資源較為豐富，且在16項指標(biāo)中其儲量占比的權(quán)重是最大的，這就決定了煤炭的安全性水平總體呈相對平穩(wěn)態(tài)勢；另外，在近年來全球社會持續(xù)推進(jìn)環(huán)境保護(hù)和減少碳排放的國際大背景趨勢下，煤炭作為環(huán)境污染的重要因素，再加上燃燒效率較低的弊端，必然成為我國碳減排任務(wù)的重要陣地。因此總結(jié)來看，我國煤炭資源安全性所呈現(xiàn)的相對平穩(wěn)態(tài)勢，是在國家積極參與全球碳減排，推進(jìn)實(shí)現(xiàn) “碳達(dá)峰”和 “碳中和”目標(biāo)背景下，主要對煤炭資源實(shí)施替代戰(zhàn)略所造成的。

5 政策與建議

伴隨中國近年來綜合國力的日益增強(qiáng)，國際經(jīng)濟(jì)政治影響力不斷提升，我國能源戰(zhàn)略應(yīng)從以前的 “被動防御”向 “主動輸出”轉(zhuǎn)變。我國應(yīng)繼續(xù)基于各種區(qū)域經(jīng)貿(mào)合作協(xié)議，在國際市場上更加多元化的主動拓展能源進(jìn)口渠道，保障能源進(jìn)口穩(wěn)定。測算結(jié)果顯示，能源的國內(nèi)儲量對能源安全仍有著十分重要的影響。作為資源相對匱乏的能源消費(fèi)大國，對外能源合作一直是我國開展對外經(jīng)貿(mào)活動、保障能源資源供給的重要內(nèi)容。自2013年我國開始推進(jìn) “一帶一路”倡議至今，能源合作一直都是最為重要的項目內(nèi)容，而其中作為 “一帶一路”重要樞紐的中亞地區(qū)，其石油和天然氣儲量都占世界總儲量的20%左右，因此我國應(yīng)繼續(xù)基于 “一帶一路”倡議，提高與 “一帶一路”沿線國家的合作，增強(qiáng)資源供給的穩(wěn)定性與可靠性；另外，我國在新能源產(chǎn)業(yè)、能源金融、能源技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)展迅速，應(yīng)基于上述方面在不同市場主動推進(jìn)對外出口和開展合作，形成能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良性循環(huán)。尤其在全球各國共同推進(jìn)環(huán)境治理和碳減排的大背景下，針對傳統(tǒng)化石能源消費(fèi)主體地位與化石能源環(huán)境污染之間的固有矛盾，中國應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)參與全球能源治理，嚴(yán)格履行碳減排責(zé)任，加大對傳統(tǒng)能源開采技術(shù)和碳減排技術(shù)的研發(fā)投資，同時提高清潔能源研發(fā)力度?；诃h(huán)境治理角度，采取多渠道并行的能源資源開發(fā)戰(zhàn)略，力求達(dá)到我國碳減排壓力與能源安全之間的平衡發(fā)展。