全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)演化及韌性研究

摘" "要：光伏電池版組件作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，在我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著不可或缺的作用。運用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析法構(gòu)建2011—2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，分析全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)演化特征，并對光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性進行測度。結(jié)果顯示，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)具有良好的連通性、集聚性與傳輸性；全球光伏組件出口集中在亞洲經(jīng)濟體，進口集中在美國、中國與印度。韌性分析結(jié)果顯示，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性有所提升，網(wǎng)絡(luò)的多樣性與傳輸性受到外部沖擊后的表現(xiàn)具有一定的趨同性，網(wǎng)絡(luò)在面對隨機攻擊時具有良好的抗干擾力，而在面對蓄意攻擊時非常脆弱。

關(guān)鍵詞：光伏組件；貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)；韌性；沖擊模擬

中圖分類號：F74" " " "文獻標(biāo)志碼：A" " " 文章編號：1673-291X（2025）01-0042-04

黨的二十大報告提出：“深入推進能源革命，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系。”隨著全球能源轉(zhuǎn)型升級，光伏發(fā)電已經(jīng)成為許多國家應(yīng)對全球氣候變化、能源轉(zhuǎn)型升級的主要手段。光伏發(fā)電的核心競爭力在于光伏產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和制造能力，其核心環(huán)節(jié)在于光伏電池片及組件[1]。由于世界各地資源稟賦、生產(chǎn)能力、發(fā)展水平不同，全球的光伏組件供需存在較大的地區(qū)差異，因此光伏組件貿(mào)易流動呈現(xiàn)出高度國際化的特征。近年來，國際局勢錯綜復(fù)雜，全球光伏產(chǎn)品貿(mào)易面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[2]。為了加強經(jīng)濟體之間的光伏組件貿(mào)易往來，促進全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有必要對當(dāng)前全球光伏組件貿(mào)易韌性進行測度。

在2008年經(jīng)濟危機后，各國政府紛紛出臺政策推動經(jīng)濟恢復(fù)與發(fā)展，許多學(xué)者對經(jīng)濟韌性的測量方法展開研究。Martin[3]認(rèn)為，需要從抵抗、恢復(fù)、重組和更新定位四個維度理解經(jīng)濟韌性的概念。Martin和Sunley[4]提出韌性是動態(tài)的，并建立了以脆弱性、抵抗力、魯棒性和可恢復(fù)性四個維度組成的經(jīng)濟韌性分析框架。目前在貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性的量化上還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，許多學(xué)者基于其他網(wǎng)絡(luò)的韌性量化方法對貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性進行測度。王妍和路蘭[5]采用傳輸性反映貿(mào)易結(jié)構(gòu)總體韌性水平，多樣性代表網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不同國家的韌性水平對貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性進行測度。于娛、馬代鵬和王賢梅[6]從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)兩方面來衡量鐵礦貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性，通過層級性、匹配性、傳輸性、集聚性來反映靜態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)韌性，用抗干擾力和恢復(fù)力等指標(biāo)來反映動態(tài)情況下網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲笜?biāo)所決定的韌性特征。

在“雙碳”目標(biāo)下，儲量豐富的光伏產(chǎn)業(yè)在我國清潔能源布局中占有重要位置，而光伏產(chǎn)品的核心環(huán)節(jié)在于光伏電池片及組件[7]。由于國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)能清楚地解釋國際貿(mào)易復(fù)雜的動態(tài)經(jīng)濟行為[8]，許多學(xué)者構(gòu)建國際貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)對光伏組件貿(mào)易展開研究。Guan等[9]分析了全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化，研究發(fā)現(xiàn)亞洲國家是全球光伏組件貿(mào)易中的出口商，而歐洲國家是全球光伏組件貿(mào)易中最具影響力的進口商；季佳雯[10]構(gòu)建了隨時間變化的無向加權(quán)的光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，研究發(fā)現(xiàn)加權(quán)的全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)的特性，同時該網(wǎng)絡(luò)中的貿(mào)易國家具有明顯的異質(zhì)性；肖建雄[11]在研究“一帶一路”國家光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)時發(fā)現(xiàn)，“一帶一路”光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)具有明顯的“小世界”特征和從簡單結(jié)構(gòu)到核心—邊緣結(jié)構(gòu)再到雙中心結(jié)構(gòu)的演化趨勢。

綜上所述，目前關(guān)于光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的演化與結(jié)構(gòu)特征上，而鮮少對全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性進行研究。因此，本文具體分析全球光伏貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的演化特征，并對全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性進行測度，為我國制定光伏組件貿(mào)易政策提供參考。

一、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及數(shù)據(jù)來源

本文以參與貿(mào)易的國家作為節(jié)點，國家之間的貿(mào)易關(guān)系作為邊，出口貿(mào)易總額作為權(quán)重，構(gòu)建有向加權(quán)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

（一）網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

對光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)進行如下定義：

F=（M，N，W，W'）

其中，M代表所有節(jié)點的集合，N代表所有邊的集合，W代表所有的節(jié)點屬性的集合，W'代表所有邊屬性的集合。

（二）數(shù)據(jù)來源

本文選取2011—2021年光伏組件（HS854140）的貿(mào)易國與貿(mào)易出口總額作為研究對象，數(shù)據(jù)來源于UNComtrade數(shù)據(jù)庫。其中，由于光伏組件的HS編碼在2022年更改為HS850142，更改后數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，為保證研究結(jié)果的可比性，本文將時間節(jié)點統(tǒng)一至2021年。

二、全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)整體特征

本文基于社會網(wǎng)絡(luò)分析法，采用網(wǎng)絡(luò)密度、同配系數(shù)、聚類系數(shù)、平均最短路徑、出強度、入強度與中介中心性對全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)進行可視化和指標(biāo)分析。

（一）網(wǎng)絡(luò)整體特征

在全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中，如表1所示，2011—2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)點數(shù)在230上下小范圍浮動，而邊數(shù)由4 099增至4 901，這表明近十年參與光伏組件貿(mào)易的經(jīng)濟體數(shù)保持穩(wěn)定，但國家之間的貿(mào)易關(guān)系數(shù)顯著增加。從網(wǎng)絡(luò)密度的演變來看，全球光伏組件的網(wǎng)絡(luò)密度在0.08—0.1之間，網(wǎng)絡(luò)密度值整體較高，表明光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟體之間的貿(mào)易聯(lián)系較為緊密，具有良好的連通性。2011—2021年光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)密度呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢，這意味著光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)濟體之間的貿(mào)易聯(lián)系越來越頻繁。同配系數(shù)在2011—2021年均小于0，表明在全球光伏組件貿(mào)易中大國更傾向于與小國產(chǎn)生貿(mào)易關(guān)系。光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)較大，在0.69—0.74間波動，而平均最短路徑較小，在2.0—2.2之間波動，說明光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)具有較好的集聚性與傳輸性，呈現(xiàn)出明顯的“小世界”特征。

（二）國家貿(mào)易地位情況

表2展示了2011年、2016年與2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中出強度、入強度和中介中心性前五的經(jīng)濟體。各經(jīng)濟體在全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的地位格局具有一定的穩(wěn)定性。從出強度上看，亞洲經(jīng)濟體在2016與2021年占據(jù)著全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)出強度前五，說明全球光伏組件出口集中在亞洲經(jīng)濟體，亞洲經(jīng)濟體具有較強的光伏組件出口能力。其中，中國大陸在2011年、2016年與2021年出強度均為世界第一，說明中國大陸在全球光伏組件貿(mào)易中占據(jù)主導(dǎo)位置。從入強度上看，美國、中國大陸、中國香港特別行政區(qū)與印度在2016年與2021年均位于光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)入強度前五，說明美國、中國大陸、中國香港特別行政區(qū)與印度在光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中受歡迎程度較高。從中介中心性上看，美國、中國大陸、法國、德國與南非在2011—2021年均位于前五，說明這五個經(jīng)濟體在全球光伏組件貿(mào)易中充當(dāng)“橋梁”。

三、全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性分析

為了進一步研究全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性，本文通過Python編寫程序模擬了隨機攻擊和蓄意攻擊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，每次攻擊都移除網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點，直至網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點都失效。本文采用網(wǎng)絡(luò)效率衡量網(wǎng)絡(luò)的傳輸性，采用平均獨立路徑長度衡量網(wǎng)絡(luò)的多樣性，以此對全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性進行測度。

圖1、圖2與圖3分別展示了2011年、2016年與2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點受到隨機攻擊和蓄意攻擊后網(wǎng)絡(luò)傳輸性與多樣性的變化情況。網(wǎng)絡(luò)在受到蓄意攻擊和隨機攻擊時存在明顯差別，這說明不同類型的外部沖擊會對網(wǎng)絡(luò)造成不同的影響。當(dāng)光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)受到隨機攻擊和蓄意攻擊時，多樣性下降速率整體上比傳輸性下降速率更快。多樣性和傳輸性的變動具有一定的趨同性，隨著越來越多的節(jié)點失效，多樣性和傳輸性均呈現(xiàn)出下降趨勢，只是在下降幅度上具有差異。部分節(jié)點失效時，光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性與多樣性均呈現(xiàn)出上升趨勢，說明部分節(jié)點失效具有緩解沖擊負(fù)面影響的作用。與蓄意攻擊相比，在遭受隨機攻擊時光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性和多樣性下降較為緩慢且下降的波動幅度較大。當(dāng)光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性和多樣性均接近于0時，蓄意攻擊所攻擊的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量均遠(yuǎn)少于隨機攻擊下網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量，說明光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在面對隨機攻擊時具有良好的抗干擾力，而在面對蓄意攻擊時非常脆弱。

在蓄意攻擊下，2011年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在度值前55的節(jié)點失效后網(wǎng)絡(luò)失效，網(wǎng)絡(luò)傳輸性與多樣性接近0，網(wǎng)絡(luò)間的連通基本崩潰。2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在度值前65的節(jié)點遭受攻擊后才失效，這表明光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在抵抗蓄意攻擊時韌性有所提升。

在隨機攻擊下，隨著失效節(jié)點數(shù)量的增加，傳輸性呈“倒L型”下降，而多樣性幾乎呈線性變化，隨著失效節(jié)點數(shù)量的增加而下降。全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在2011—2021年均在大量節(jié)點失效后仍保持一個較高水平，當(dāng)有150個節(jié)點失效前網(wǎng)絡(luò)傳輸性受影響程度較小，隨后才開始大幅度下降，說明全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性功能相對穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)的韌性與網(wǎng)絡(luò)中剩余節(jié)點的數(shù)量有關(guān)。2011年約有160個節(jié)點失效后光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)多樣性下降至0.1，而在2021年約有180個節(jié)點失效后網(wǎng)絡(luò)多樣性才下降至0.1，說明光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的多樣性抵抗隨機沖擊能力有所提升。雖然沖擊模擬的后期階段存在仍未失效節(jié)點，但光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的多樣性與傳輸性均為0，這是因為網(wǎng)絡(luò)中剩余的節(jié)點已經(jīng)成為孤立的節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)無法重新建立，喪失了原有的功能。

2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的韌性相較于2011年有所增強，原因可能在于2021年網(wǎng)絡(luò)的邊數(shù)增加，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模上升，即使部分節(jié)點受到外部沖擊，剩余的節(jié)點仍可以繼續(xù)維持聯(lián)系，光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模呈正相關(guān)。

四、結(jié)論

本文以光伏組件為研究對象，利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)特征與韌性進行測度，得出以下結(jié)論：

第一，從點數(shù)與邊數(shù)上看，近十年參與光伏組件貿(mào)易的經(jīng)濟體數(shù)保持穩(wěn)定，但國家之間的貿(mào)易關(guān)系數(shù)顯著增加。從網(wǎng)絡(luò)密度上看，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟體之間的貿(mào)易聯(lián)系較為緊密，具有良好的連通性。從同配系數(shù)上看，全球光伏組件貿(mào)易中大國更傾向于與小國產(chǎn)生貿(mào)易關(guān)系。從聚類系數(shù)與平均最短路徑上看，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)具有較好的集聚性與傳輸性，呈現(xiàn)出明顯的“小世界”特征。

第二，2011年、2016年與2021年各經(jīng)濟體在光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中的地位格局具有一定的穩(wěn)定性。從出強度上看，全球光伏組件出口集中在亞洲經(jīng)濟體，亞洲經(jīng)濟體具有較強的光伏組件出口能力，中國大陸在全球光伏組件貿(mào)易中占據(jù)主導(dǎo)位置。從入強度上看，美國、中國大陸、中國香港特別行政區(qū)與印度在光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中受歡迎程度較高。從中介中心性上看，美國、中國大陸、法國、德國與南非在全球光伏組件貿(mào)易中充當(dāng)“橋梁”。其中，中國大陸在全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)中處于核心的樞紐地位。

第三，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在受到不同類型的外部沖擊時呈現(xiàn)出顯著差別。網(wǎng)絡(luò)的多樣性和傳輸性的變動具有一定的趨同性，網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點失效具有緩解沖擊負(fù)面影響的作用。全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)在面對隨機攻擊時具有良好的抗干擾力，而在面對蓄意攻擊時非常脆弱。

第四，在隨機攻擊下，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)的傳輸性功能相對穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)的韌性與網(wǎng)絡(luò)中剩余節(jié)點的數(shù)量有關(guān)。2021年全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)抵抗隨機攻擊與蓄意攻擊的能力相較于2011年均有所增強，全球光伏組件貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)韌性與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模呈正相關(guān)。

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