我國天然氣進口安全風險評價

李宏勛，王曉涵，宋 臻

(中國石油大學(華東) 經濟管理學院，山東 青島 266580)

一、引言

我國作為發展中大國，在城鎮化和工業化的高速發展過程中，又迎來了全球能源轉型的浪潮，這對我國經濟發展提出了更高的要求，即在實現經濟高速發展的同時不能忽視碳排放問題。習近平在第75屆聯合國大會上做出了“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”的莊嚴承諾。在可再生能源的大規模儲能問題解決之前，天然氣仍是重要的過渡能源[1]，這使其在能源消費結構中的比重不斷上升，而我國本土氣源有限，常規天然氣峰值將近，非常規天然氣由于地理位置缺陷以及開采技術上的限制難以得到充分利用。

目前，我國天然氣消費量近一半依賴于進口，天然氣進口安全對保障我國天然氣供應安全有至關重要的作用。而我國天然氣進口安全面臨很大的風險，如天然氣進口國家不能持續穩定供應天然氣[2-4]，國際政治格局變動威脅我國天然氣穩定進口，海盜劫船等事故影響我國天然氣正常運輸進口[5]，新冠疫情后經濟復蘇但庫存不足導致天然氣價格瘋漲等。因此，評價我國天然氣進口安全風險、分析相關指標對我國天然氣進口安全風險指數的影響，對于提升我國天然氣進口安全有重要作用。

二、文獻回顧

近年來，國內外對天然氣進口安全的研究越來越多，學者們分別從不同角度對天然氣進口安全進行了探討。為全面考察天然氣進口安全的研究現狀，本文從影響因素和評價方法兩個方面對相關文獻進行梳理和總結。

在天然氣進口安全的影響因素方面，學者們從不同角度出發分析可能影響國家天然氣進口安全的多種因素。張淑英等[6]認為我國在天然氣進口價格上缺乏話語權且天然氣進口氣源存在潛在的不穩定性，這會增加我國天然氣進口安全風險。耿江波[7]提出了影響我國天然氣進口安全的三個因素，包括天然氣離岸價格及運輸成本、天然氣來源國家政治穩定性、運輸途中的風險。王旻昊[8]認為進口來源國資源潛力、進口來源國經濟政治風險、天然氣進口價格等因素會對我國天然氣進口安全風險產生影響。Shaffer[9]認為歐盟成員國過于依賴單一天然氣進口國家，使得歐盟國家天然氣進口安全面臨很大風險。丁克永等[10]認為我國天然氣進口依存度高、天然氣進口國家地緣政治風險、天然氣進口被動接受定價、天然氣來源國供給潛力不足都會影響我國天然氣進口安全。何潤民等[11]認為天然氣進口安全的影響因素主要包括國際政治格局、國際天然氣市場及價格、天然氣進口資源運輸渠道、戰爭與爭端、極端氣候和自然災害、戰略儲備及進口管道失效等。周云亨等[12]通過分析天然氣進口國“4-As”雷達圖，認為天然氣進口來源、進口通道、運輸方式、貿易方式的多元化對天然氣進口安全至關重要。

在評價方法方面，學者們采用了多種不同的方法來評價國家天然氣進口安全風險。Kong等[13]采用線性編程模型評估了我國天然氣進口安全風險，并得出對土庫曼斯坦和印度尼西亞天然氣的依賴、卡塔爾天然氣的價格波動以及澳大利亞的資源潛力對我國天然氣進口安全威脅最大的結論。劉貴賢等[14]利用改進投資組合理論建立模型評價了我國天然氣進口安全風險。李宏勛等[15]借助熵權 TOPSIS 法評價了我國天然氣進口安全水平。Ding等[16]使用彈性評估框架評價了我國天然氣進口安全，得出我國天然氣進口網絡(NGIN)對進口中斷抵抗適應能力低的結論。

綜上所述，國內外學者用不同的模型和方法在天然氣進口安全領域已經做了大量的研究，為我國天然氣進口安全風險評價提供了理論支撐。通過文獻梳理和總結，筆者發現，現有研究存在以下幾點不足：(1)天然氣是當下最重要的能源之一，但我國天然氣進口依存度越來越高，因此對于天然氣進口安全問題的研究變得更為急迫，然而當前研究大多集中于天然氣供應安全問題上，專門對天然氣進口安全進行研究的文獻不多，對天然氣進口安全風險進行評價的文獻更是缺乏;(2)當前研究對天然氣進口安全影響因素的確定難以達成共識，通過單個指標或綜合不同但相互作用的指標來對整體安全性進行綜合量化容易使評價結果不準確、不全面;(3)每種評價方法都存在各自的缺陷，主觀性太強的定性評價方法不適用于天然氣進口安全風險評價。因此本文考慮在主要驅動因素基礎上構建包含9個指標的天然氣進口安全風險評價指標體系，運用主成分分析法評價2010—2020年我國天然氣進口安全風險，利用灰色關聯分析找出影響我國天然氣進口安全風險的關鍵指標，并據此提出相關對策建議。

三、指標選取與模型構建

(一)指標選取

構建合適的指標體系是獲得準確評價結果的關鍵。本文借鑒前人研究中應用的共同指標，結合我國天然氣進口安全風險影響因素的分析來選取合適的指標。

我國主要的天然氣進口來源國家澳大利亞、土庫曼斯坦、卡塔爾在負擔我國巨大的天然氣需求量的同時還要供應其他的天然氣進口國[3，10]，天然氣資源是有限的，這些天然氣出口國家后續能否承受得住巨大的需求量也是個需要考慮的問題，并且日漸攀升的國際天然氣需求也將使我國面臨潛在的競爭對手[17]。我國天然氣進口也受國際政治形勢的影響，天然氣進口國家政局變動以及外交沖突等事件都會給我國天然氣進口帶來不利影響[10-11]，未來幾年，我國天然氣仍需大量進口來保障國內天然氣供應[18]，過于依賴天然氣進口或者過于依賴少數的天然氣進口國將很容易使我們在特殊時期掣肘于他國，從而給我國天然氣進口安全帶來威脅。此外，目前我國國內尚未形成較大規模的天然氣交易市場，對國際LNG定價影響較小，往往處于被動接受價格的地位[7]，因而會面臨較大的市場價格波動風險。在我國經濟運行中，天然氣對GDP增長的貢獻程度會決定我國經濟運行在多大程度上依賴于天然氣，若天然氣對我國GDP增長的貢獻程度太高，那么在天然氣進口發生意外時我國經濟運行會受到很大的沖擊。[19]

總結發現，天然氣進口國家供應天然氣時的穩定性和持續性、我國對進口國家的依賴、進口國家的多樣化水平[20]、進口國家展現的一系列政治風險和安全風險[21-22]、進口時天然氣價格的高低、我國能源結構、經濟發展依靠天然氣能源的程度、每年進口天然氣開銷的大小等都會影響我國天然氣進口安全。基于此，本文選取了我國天然氣在一次能源消費中的份額、天然氣主要進口國家儲采比、主要進口國家探明儲量、進口依存度、進口集中度、天然氣進口國家地緣政治風險、天然氣進口價格、天然氣消費強度、天然氣進口總值與國內生產總值之比9個指標,對我國天然氣進口安全風險進行評價。

G1代表我國天然氣在一次能源消費中的份額。指標值越大，表示我國對天然氣能源依賴性越高，我國天然氣進口安全風險越大。

G2表示我國天然氣主要進口國家(先按進口量從大到小排序，再截取涵蓋我國總進口量80%的國家)儲采比。指標值越大，說明我國天然氣進口安全風險越小。

G3表示我國天然氣主要進口國家(先按進口量從大到小排序，再截取涵蓋我國總進口量80%的國家)探明儲量。指標值越大，說明我國天然氣進口安全風險越小。

G4代表我國天然氣進口依存度。我們用1-天然氣產量/天然氣消費總量來確定。指標值越大，表示我國天然氣對外依賴程度越高，天然氣進口安全風險越大。

G5表示進口集中度。用某年度從最大進口國進口天然氣數量與此年度進口天然氣總量的比值來確定。指標值越大，表示我國進口集中度越大，天然氣進口安全風險越大。

G6表示天然氣進口國家地緣政治風險。借鑒天然氣進口國政治穩定性指標。天然氣進口國家多元化以及進口國家政治穩定性高會很大程度上降低天然氣進口安全風險。

(1)

式中：Pi表示天然氣進口國i(管道氣選取俄羅斯、緬甸、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦5個國家，LNG選取當年我國從其進口天然氣≥1億立方米的國家)政治穩定性；M表示該年度天然氣總進口量；Mi/M表示從天然氣進口國i進口天然氣數量占天然氣總進口量的比重。指標值越大，說明天然氣進口國家地緣政治風險越小，天然氣進口安全風險越小。

G7表示天然氣進口價格。指標值越大，表示天然氣進口價格越高，天然氣進口安全風險越大。

G8表示天然氣消費強度。用天然氣消費量與國內生產總值之比來表示。表示獲取每單位國內生產總值要消耗多少天然氣量。指標值越大，說明國家經濟對天然氣依賴程度越高，天然氣進口安全風險越大。

G9表示天然氣進口總值與國內生產總值之比。指標值越大，說明天然氣進口總額占國內生產總值比重越高，天然氣進口安全風險越大。

上述9個指標可以按照性質分為資源風險、政治風險和市場風險3個類別，據此構建評價我國天然氣進口安全風險的指標體系(見表1)。

表1 我國天然氣進口安全評價指標體系

(二)模型構建

1.指標標準化處理

由于評價天然氣進口安全風險的指標單位不同，為得出更好的研究結果，需對各指標進行標準化處理。本文采用最大最小歸一化方法對Gi進行標準化處理。

(2)

(3)

式中：i表示第i個指標，j表示年份，rij是將9個天然氣進口安全風險指標進行標準化處理后得到的相對指標。i=2,3,6時，采用式(2)進行計算；i=1,4,5,7,8,9時，采用式(3)進行計算。rij的值在0和1之間，越接近0說明天然氣進口安全風險越小，越接近1說明天然氣進口安全風險越大。

2.主成分分析

本文采用主成分分析法計算天然氣進口安全風險指數(GIRI)。選擇主成分分析法評價天然氣進口安全風險主要有兩個原因：其一，現有文獻普遍采用該方法，主成分分析也被用于計算石油脆弱性指數[22-23]；其二，該方法便于將因變量計算為綜合指標得分[22]，可以此評價各年份我國天然氣進口安全風險。

首先,對標準化后的數據進行KMO和巴特利特球形檢驗以及指標相關性分析。對研究中涉及的n個指標分別用X1,X2,X3,…,Xn來表示，這n個指標構成的n維隨機向量為X=(X1,X2,…,Xn)，對X進行線性變換得到新的綜合變量Y。變量Y滿足：

Y1=μ11X1+μ12X2+…+μ1nXn

Y2=μ21X1+μ22X2+…+μ2nXn

…

Yn=μn1X1+μn2X2+…+μnnXn

(4)

對Yi進行如下標準化：

(5)

對矩陣進行如下基本變換：

(6)

然后，對特征值和特征向量進行計算，根據累計方差貢獻率選取需要的前k個因子,得到主成分因子載荷矩陣A。

(7)

選擇最大方差法旋轉因子載荷矩陣A，構建因子得分函數如下：

Fj=ωj1X1+ωj2X2+…+ωjpXp,j=1,2,3,…,k

(8)

式中:ωj1,ωj2,…,ωjp為采用最小二乘法意義下的回歸系數估計得出的第j個因子和第p個變量之間的因子得分系數。

最后用因子的方差貢獻率作為權數計算因子加權總分。

2.灰色關聯分析

灰色關聯分析是我國學者鄧聚龍于1981年提出的一種方法，其原理是根據參考序列與比較序列之間曲線的相似程度來確定關聯度，兩條曲線的幾何形狀越相似，說明兩序列之間的關聯度越大。該方法已被廣泛應用于油氣領域的研究，史丹等[24]將該方法用于研究影響我國能源安全水平的因素，呂濤等[25]用灰色關聯法對我國的石油安全狀況進行了定量評價，李宏勛等[15]借助灰色關聯法得到了影響我國天然氣進口安全的主要因素。

(9)

式中：y(t)為參考序列;xi(t)為各比較序列,i=1,2,3,…,9;ρ為分辨系數,取值在(0，1)，ρ越小，分辨能力越大，本研究取ρ=0.5。

最后，結合關聯系數值計算關聯度Ri。

(10)

(三)數據來源

基于數據的準確性和可獲得性，本文所選取指標中我國天然氣在一次能源消費中份額、年度國內生產總值數據來自2010—2020年《中國統計年鑒》；主要進口國家儲采比、探明儲量、我國天然氣年度產量、年度消費總量、天然氣進口國家數目、從某天然氣進口國進口數量、LNG進口價格等相關數據來源于各年份《BP世界能源統計年鑒》；我國天然氣年度進口總值數據來源于各年份中國產業信息網行業數據，對于其中缺失的數據，根據各年份《中國天然氣進口量及進口額年度數據統計報告》的數據加以補充；國家政治穩定性指標來源于各年份世界銀行官網數據。

四、實證分析

(一)風險指標值及標準化處理結果

根據前文所選取的指標，選取2010—2020年的基礎數據，利用Excel進行計算，得到2010—2020年9個中國天然氣進口安全風險指標值,如表2所示。用最大最小歸一化方法對指標標準化處理后的天然氣進口安全風險相對指標數值如表3所示。

表2 我國天然氣進口安全風險指標值

表3 標準化后指標值

(二)主成分分析

用SPSS21.0軟件對標準化后的數據進行計算分析，得到指標相關性分析結果(見表4)與KMO和巴特利特球形檢驗結果(見表5)。

根據表4和表5的分析結果，指標數據通過KMO和巴特利特球形檢驗，顯示大部分指標之間相關性較強，說明標準化后的指標數據適合進行主成分分析。根據累計方差貢獻率大于0.85的原則確定主成分，結果顯示前2項的累計方差貢獻率達到 85.447%(見表6)，說明提取的2個主成分F1、F2能夠有效反映數據信息。

表4 指標相關性分析結果

表5 KMO和巴特利特球形檢驗結果

根據表7因子得分系數和式(8)可得出主成分得分函數式(11)和(12)。計算得到2010—2020年間的主成分得分(見表8)。

F1=0.183r1-0.031r2-0.107r3+0.229r4-0.079r5+0.210r6+0.022r7+0.210r8+0.211r9

(11)

F2=0.012r1+0.257r2+0.106r3+0.147r4+0.199r5+0.516r6+0.331r7+0.122r8+0.110r9

(12)

以兩個因子的方差貢獻率(見表6)為權重，通過式(13)計算出因子加權總分即GIRI，值越小說明天然氣進口安全風險越小，值越大說明天然氣進口安全風險越大。最終得到2010—2020年間我國天然氣進口安全風險指數的變化情況(如圖1)。

GIRI=(0.59F1+0.26F2)/(0.59+0.26)

(13)

表6 主成分特征值及方差分析

表7 因子得分系數

表8 主成分得分

圖1 2010—2020年我國天然氣進口安全風險指數變化

根據圖1天然氣進口安全風險指數的變化，可以看出我國天然氣進口安全風險大致呈現出先上升后下降再上升的“N”字形變化趨勢。

2010—2014年，我國天然氣進口安全風險波動上升。2010年以后，國內經濟發展迅速，國內天然氣產量已經不能滿足天然氣消費需求，使得我國天然氣進口量逐年攀升，對外依存度加大。除此之外，管道氣的進口量也逐年增加，2012年管道氣進口量超過LNG進口量。管道氣主要來源于中亞國家，該地區的國家存在很大的政治不確定性，導致我國天然氣進口的地緣政治風險加大。以上兩因素都對我國天然氣進口安全造成了不利影響。

2015—2016年，我國天然氣進口安全風險下降。2014年開始，我國開始大量增加LNG進口國家，使得我國天然氣進口多元化程度提高，解決了國內供需難題的同時有效分散了過于依賴少數進口國給我國天然氣進口帶來的風險。

2017—2019年，我國天然氣進口安全風險再次升高。2019年天然氣進口安全風險指數升至最高點，天然氣進口安全面臨很大威脅。2017年，受“煤改氣”影響，我國天然氣需求急劇上升[26]，而國內供給能力不能匹配需求的變化，使得天然氣更加依賴進口，天然氣進口風險加大。天然氣進口量的增加主要依靠LNG，2017年我國LNG進口量年增長率達到了43.8%，而LNG價格存在的不確定性也增加了我國天然氣進口安全風險。

2020年開始，我國天然氣進口安全風險呈現下降趨勢。這種安全風險下降的趨勢得益于2019年前后國際油氣勘探技術提升、我國天然氣主要進口國家探明儲量上升以及我國近兩年天然氣進口國家數量的增加。

(三)灰色關聯分析

本研究中參考序列為我國天然氣進口安全風險指數(GIRI)，比較序列為前文所選取的天然氣進口安全風險評價指標。各指標標準化處理的結果見表3，用最大最小歸一化方法得到的參考序列即我國天然氣進口安全風險指數處理結果如表9所示。

根據式(9)和式(10),用SPSS21.0軟件計算得到我國天然氣進口風險指數與各指標的關聯度及關聯度排序,結果如表10所示。

表9 我國天然氣進口安全風險指數標準化處理結果

表10 我國天然氣進口安全風險指數與各指標的關聯度及關聯度排序

由灰色關聯分析結果可以發現,我國天然氣進口安全風險與政治風險關聯度較大，其次是市場風險，最后是資源風險。在各個層面指標中分別是進口依存度、天然氣進口總值與國內生產總值之比、我國天然氣在一次能源消費中份額對天然氣進口安全風險指數影響最大。

(1)政治風險層面,我國天然氣進口安全面臨最大的問題是進口依存度過高，并且過于依賴少數幾個進口國家。2020年，我國從澳大利亞進口的液化天然氣占比高達43%，遠高于排名第二的卡塔爾12%的占比;2020年從土庫曼斯坦進口管道天然氣比例高達60%，遠高于哈薩克斯坦15%的占比。[27]可見，我國對這兩個國家有很強的天然氣依賴，這將給我國天然氣進口安全帶來風險。一旦這兩個國家遭遇自然災害或因為政治上的某些原因減少甚至切斷對我國的天然氣供應，我國國民經濟運轉將直接受到影響。除此之外，目前我國管道氣主要來源于中亞國家，而中亞地區長期經受地區恐怖主義的威脅侵擾，跨國能源管道常常會成為恐怖分子襲擊的對象，他們希望以此來引起國際社會的足夠重視，從而能夠表達自己的政治訴求；LNG進口運輸途經馬六甲海峽、索馬里海域等，地緣政治風險、恐怖襲擊和海盜風險較高，加之極端天氣和海上事故等，都給我國天然氣進口安全帶來了很大的不確定性。

(2)市場風險層面，天然氣進口總值與國內生產總值之比是對我國天然氣進口安全風險影響最大的指標。這說明天然氣在我國的經濟發展中扮演很重要的角色，但這無疑加大了我國天然氣進口安全風險。我國是個煤炭資源豐富而油氣資源稀缺的國家，依賴進口天然氣發展經濟不符合我國國情,也不利于我國能源安全。此外，我國對LNG的價格缺乏控制能力。我國沒有成功的原油期貨市場，無法在國際原油期貨市場定價，只能被動接受國際油氣價格。2021年初受寒潮影響，中國和亞洲其他國家大量購買LNG，在一個月時間內，亞洲地區的液化天然氣價格漲到原來的3倍左右?？梢?，缺少天然氣定價話語權將會對我國天然氣進口安全造成極大的威脅。

(3)資源風險層面，天然氣占一次能源消費的比重是對我國天然氣進口安全風險影響最大的指標。我國天然氣占一次能源消費的比重較高，不僅是工商業部門傾向于使用天然氣來發展經濟，其他部門甚至家庭也逐漸傾向于使用天然氣來代替煤氣等，來滿足日常生活需要，雖然這響應了國家實現節能減排的目標，但也加大了我國天然氣進口安全風險。

五、結論與建議

本文在考慮了主要驅動因素的基礎上,從資源風險、政治風險、市場風險層面出發，構建了我國天然氣進口安全風險評價指標體系，并采用主成分分析法評價了2010—2020年間我國的天然氣進口安全風險，然后基于灰色關聯分析進一步研究了影響我國天然氣進口安全風險的因素。研究發現我國天然氣進口安全風險變化趨勢呈“N”形，說明國家天然氣進口戰略的調整會對天然氣進口安全風險產生影響，為了保障未來的天然氣進口安全，進口戰略的制定以及調整應該充分考慮各方面的因素。我們可以從2015—2016年我國天然氣進口安全風險的減小和2020年我國天然氣進口安全的向好趨勢中得到一些啟示，天然氣的性質決定了短期內它在我國的使用會只增不減[1]，從增加進口國家數量、勘探技術的改進提升等方面入手來減小安全風險不失為一種好方法。從灰色關聯分析結果來看，未來降低天然氣進口安全風險可以從提高天然氣開采技術、開采非常規天然氣、降低天然氣進口安全政治風險以及探索替代能源等方面尋找思路。

1.依靠國內天然氣產量增長滿足供給，減少天然氣進口

我國對進口天然氣依賴程度過高。減少天然氣進口的有效方法便是提高我國天然氣自我供給能力，加大天然氣開采技術研發，利用好我國煤層氣等非常規天然氣儲量豐富的優勢，同時不能忽視海洋天然氣的開發潛力，堅持因地制宜的開采理念，在技術提升和成本降低上取得突破。依靠非常規天然氣實現我國未來一段時間的天然氣產量增長，減小對外依存度。

2.利用“一帶一路”政策優勢開展能源政治外交，規避天然氣進口地緣政治風險

降低我國天然氣進口安全風險，從能源政治和外交入手不失為一種有效的方法。利用好我國“一帶一路”倡議，發揮我國作為天然氣貿易大國的影響力，建立政府間的天然氣合作框架，合作建立亞太地區天然氣貿易定價規則，規避LNG價格波動風險;同時尋求非洲坦桑尼亞等潛力大且可靠的天然氣合作伙伴來增加天然氣進口國家數量;構建企業之間的合作平臺，調整進口企業從特定國家進口天然氣的稅收;逐步提高從政治穩定性高且與我國合作較少的國家進口天然氣的比例，降低從恐怖襲擊、外交沖突等極端事件多發的國家進口天然氣的比重;避免從單一進口國進口大部分天然氣現象的發生，規避政治風險和進口集中度過高帶來的安全風險。

3.探索其他能源代替天然氣的可能性，降低對天然氣的依賴

降低天然氣進口安全風險可以從其他能源的使用和發展中尋找突破?？紤]我國富煤少氣的國情，“煤改氣”項目的推進不宜“一刀切”，同時加速對新能源的探索開發，探索熱能、太陽能等能源滿足居民生活需要的可能性，發揮地區優勢，如在河北雄縣等地熱資源豐富的地區充分利用熱能發電、取暖，在高原、海島等太陽能豐富的地區利用太陽能滿足居民日常生活需要，降低對天然氣的依賴。