“一带一路”天然气贸易复杂网络演化特征及影响因素研究.pdf
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1、第30卷 第5期 2023年10月 Vol.30 No.5 Oct.,2023 收稿日期:2023-06-22 改回日期:2023-08-28 基金项目:国家社会科学基金一般规划项目“一带一路能源投资背景下我国天然气供应安全研究”(20BGJ034)第一作者:珺张(1976),女,博士,暨南大学经济学院副教授。主要从事世界经济研究。E-mail: 11 世界石油工业World Petroleum IndustryE 能源战略Energy Strategy文章编号:1006-0030(2023)05-0011-009 DOI:10.20114/j.issn.1006-0030.202306220
2、01“一带一路”天然气贸易复杂网络演化特征及 影响因素研究 张珺,梁天丽(暨南大学经济学院,广东 广州 510632)摘要:基于复杂网络理论,从网络特征、节点特征和社区模块等方面分析“一带一路”沿线国家管道天然气(PNG)和液化天然气(LNG)贸易网络的演化过程。运用二次指派程序(QAP)从经济发展、地理位置、语言文化和能源消耗4个维度探究驱动“一带一路”天然气贸易网络演化的影响因素。研究发现,地理位置和能源消耗因素更能促进沿线天然气贸易规模的扩大。20012021年期间“一带一路”管道天然气的贸易网络演化格局固定,俄罗斯一家独大。管道天然气贸易的网络密度和互惠度总体高于液化天然气贸易,但后者
3、的发展速度和贸易范围均优于前者。“一带一路”天然气贸易网络的伙伴国数量呈幂律分布,但该特征逐年减弱。研究结果有助于了解天然气贸易的演进规律,为能源贸易尤其是清洁能源贸易决策提供参考。关键词:天然气;复杂网络;一带一路;演化格局;QAP回归分析 中图分类号:F113.3 文献标识码:A Evolution characteristics and influencing factors of natural gas trade complex network under the Belt and Road Initiative ZHANG Jun,LIANG Tianli(School of Ec
4、onomics,Jinan University,Guangzhou,Guangdong 510632,China)Abstract:Based on the complex network theory,the evolution process of the pipeline natural gas(PNG)and liquefied natural gas(LNG)trade networks of countries along the Belt and Road are further explored from the aspects of network characterist
5、ics,node characteristics and community modules.The quadratic assignment procedure(QAP)was used to explore the influencing factors of the evolution of the Belt and Road natural gas trade network from four dimensions of economic development,geographical location,language culture and energy consumption
6、 as driving factors.It shows that geographical location and energy consumption factors can better promote the expansion of natural gas trade scale along the Belt and Road.From 2001 to 2021,the evolution pattern of the Belt and Road PNG trade network was fixed,and Russia was the largest.The trade net
7、work density and reciprocity of PNG are generally higher than that of LNG,but the latters development speed and trade scope are better than the former.The number of partner countries in the Belt and Road natural gas trade network is power-law distribution,but this feature is weaken-ing year by year.
8、The research results help to understand the evolution pattern of natural gas trade and provide reference for deci-sion-making of energy trade,especially clean energy trade.Keywords:natural gas;complex network;the Belt and Road;evolutionary pattern;QAP regressive analysis全球天然气产量有超过半数来自于“一带一路”区域,20012
9、021年该区域天然气产量增速高于全球平均水平,天然气资源大国俄罗斯、卡塔尔等都是“一带一路”沿线国家。“一带一路”倡议的提出,推动了区域内国家间天然气贸易往来。全球天然气贸易中,“一带一路”的地位举足轻重,贸易量全球占比50%。中国作为“一带一路”的倡议国和主导者,在该区域天然气贸易中起到重要作用。“一带一路”液化天然气(LNG)贸易集中在亚洲地区,主要沿链状路径发展;管道天然气(PNG)贸易集中在东欧地区,其贸易网络的特点是星型结构1。PNG贸易网络参与国家数量、关系数、网络密度、聚类系数总体高于LNG贸易网络12,但LNG贸易的演化速度快于PNG贸易。PNG贸易网Vol.30 No.5 O
10、ct.,2023 12 世界石油工业World Petroleum IndustryE能源战略 Energy Strategy 络“核心-边缘化”格局不断弱化,表现为多元化发展趋势,核心节点包括俄罗斯、新加坡、乌克兰、泰国和中国等多个国家。贸易格局“一大多小”,其中俄罗斯具有绝对核心优势,中国逐渐取代土库曼斯坦成为社区主导3。“一带一路”天然气贸易规模整体持续扩大,沿线国家贸易往来显著频繁,在LNG贸易发展的推动下,沿线天然气贸易总体格局被重塑。2001年,“一带一路”天然气贸易集中度极高。2021年贸易核心国主要包括欧洲的俄罗斯、亚洲的中国、印度、马来西亚和印度尼西亚及中东的卡塔尔和土库曼斯
11、坦,整体表现为“多点集中”态势,贸易重心从欧洲转移至亚洲。其中,2021年中国进口天然气5 853.19104 t,成为“一带一路”区域天然气进口量最大的国家,同时也是该区域LNG和PNG消费量最大的国家。本文运用复杂网络方法研究“一带一路”天然气贸易,可将沿线国家间的贸易往来情况可视化,有助于把握天然气贸易的演进规律,为能源贸易尤其是清洁能源贸易决策提供一定的借鉴和参考。1 “一带一路”天然气贸易网络演化特征 复杂网络由许多“节点”组成,这些节点代表着网络当中的行动者,节点之间的联系称为“边”,应用复杂网络分析方法,可探究“一带一路”天然气贸易网络演化特征46。1.1 网络构建与测度指标 在
12、“一带一路”天然气加权贸易网络中,共有65个节点国家,网络集合公式为 (,)=GV E W (1)式中:G为天然气贸易网络集合;V为不同国家的节点集合;E为节点之间的边集合;W为权重矩阵集合。不同国家的节点集合公式为 (1,2,65)iivi=V (2)(1,2,65)jjvj=V (3)式中:Vi为第i个进口国的节点集合;vi为第i个进口国节点;Vj为第j个出口国的节点集合;vj为第j个出口国节点。节点之间的边集合公式为 ije=E (4)式中:eij表示2个节点间是否存在贸易联系,若存在贸易联系则eij=1,否则eij=0。权重矩阵集合公式为 ijw=W (5)式中:wij为2个节点间权重
13、关系,用双边贸易额表示。天然气无权贸易网络的集合公式为 (,)=GV E (6)“一带一路”天然气贸易网络测度指标如下:1.1.1 整体网络密度 在复杂网络中,整体网络密度常常用于测度节点间联系的紧密程度,取值0,1,网络密度越高,节点间联系越紧密。整体网络密度的计算公式为 (1)iDN NM=(7)式中:Di为网络密度(当中国与“一带一路”区域共65个国家的天然气贸易网络为全连接时,Di=1;当网络中不存在任何连边关系时,Di=0);M为网络中实际连边数;N为节点数。1.1.2 互惠度 互惠度是衡量复杂网络中2个节点形成相互连接的程度,即网络中对称连接数与连接总数的比率,在天然气贸易网络中表
14、现为成员之间的关系是否具有双向性。互惠度越高,表示天然气贸易网络中的连通性越高。1.1.3 节点强度 节点强度体现在加权网络衡量边权重的大小,节点强度越大,表示两国之间的贸易量越大,计算公式为 inout11 NNjiiiiijiwSSw=(8)式中:iniS和outiS分别表示节点强入度和节点强出度;Wji和Wij分别表示两国间的贸易量。1.1.4 模块度 模块度越接近1,表示网络分化程度越大,划分的社区结构准确度越高,计算公式为(),1()(,)2(1)21Niji jijijk kQACCN NN N=(9)式中:Q为网络模块度;N为节点数;Aij为i、j两国的权重;Ki与Kj分别为两国
15、的度数,即国家的出度和入度加总数;Ci与Cj分别为i社区和j社区。如果i、j两国在同个社区C中,则(Ci,Cj)=1,反之(Ci,Cj)=0。第30卷 第5期 2023年10月 张珺 等:“一带一路”天然气贸易复杂网络演化特征及影响因素研究 13 1.2 网络演化特征分析 1.2.1 整体网络特征“一带一路”PNG贸易网络中节点之间的边数逐年增多,分布较为固定,俄罗斯作为天然气资源丰富大国一直保持核心节点地位。2001年,PNG贸易核心节点为俄罗斯、新加坡、乌克兰和泰国,其中俄罗斯主要与东欧国家进行天然气交易。2019年,中俄天然气管道“西伯利亚力量1号”正式投入使用,中俄开始发展能源贸易,同
16、时俄罗斯与乌兹别克斯坦在PNG领域展开合作。中国逐渐与俄罗斯、东南亚和中亚等国家或地区建立紧密的贸易联系,形成中俄管道、中亚管道、中哈管道和中缅管道4大方向的PNG供应网络。“一带一路”LNG贸易虽然起步晚,但发展速度和贸易范围显著优于PNG贸易。2001年,LNG贸易网络与PNG贸易网络相比,节点之间的边更稀疏,到2021年LNG贸易网络的参与国家数与PNG贸易网络持平,且天然气贸易联系更多。2001年,LNG贸易核心节点为新加坡、印度、泰国和卡塔尔,重心在南亚地区周围。2021年,俄罗斯与更多国家开展LNG贸易,“一带一路”LNG贸易网络节点数和关系数持续增加(见表1),2001年仅25个
17、沿线国家参与LNG贸易,2021年增至47个国家,增长率为88%。近年来,PNG贸易节点数基本保持在4050个,主要是由于天然气管道的建设周期长、技术要求高,以及地理位置和政治因素等。但在节点数较稳定的前提下,PNG贸易网络关系数显著增加,说明“一带一路”PNG贸易正朝着进出口多元化和市场化的方向发展。从网络密度和互惠度来看,不论是LNG贸易还是PNG贸易,整体网络测度指标值都较低。这主要与天然气的运输方式有关,LNG主要靠船运方式输送,运输船的极高造价和运输成本使得国家间贸易大多签订长期合同项目,而PNG管道设施建设期较长,因此PNG贸易通常与LNG贸易有相似的长期合同模式,即“照付不议”7
18、8。表1 20012021年“一带一路”天然气贸易网络测度指标值 Tab.1 Measure indicator values of the Belt and Road natural gas trade network from 2001 to 2021 年份 LNG贸易网络 PNG贸易网络 节点数 边数 网络密度 互惠度 节点数边数 网络密度 互惠度 2001 25 28 0.007 0.077 37 47 0.011 0.022 2003 43 58 0.014 0.137 42 60 0.014 0.017 2005 41 48 0.012 0.067 38 55 0.013 0.07
19、8 2007 43 55 0.013 0.078 47 54 0.013 0.038 2009 52 73 0.018 0.043 46 66 0.016 0.065 2011 46 77 0.019 0.055 49 79 0.019 0.097 2013 40 61 0.015 0.070 44 72 0.017 0.161 2015 40 68 0.016 0.063 51 88 0.021 0.086 2017 44 91 0.022 0.096 52 95 0.023 0.145 2019 45 98 0.024 0.101 52 110 0.026 0.170 2021 47 10
20、7 0.025 0.104 47 103 0.025 0.275 1.2.2 网络节点特征“一带一路”PNG和LNG贸易网络节点强度P(K)具有明显的幂律分布特征(见图1),即只有少数国家掌握和控制大量的天然气资源,其他大部分国家的节点强度值较小,具有丰富天然气资源和优势地理位置的天然气资源大国掌握着越来越多的贸易联系。20012021年,“一带一路”天然气贸易网络度分布幂律指数逐年下降,反映出沿线国家选择天然气贸易伙伴的数量在增加,贸易伙伴少的国家所占比例不断减少。其中,LNG贸易网络的幂律指数总体大于PNG贸易网络,说明LNG贸易的无标度特征更为明显,垄断性更强。2001年“一带一路”LN
21、G进出口贸易量远低于PNG,到2021年时LNG出口量基本和PNG持平,进Vol.30 No.5 Oct.,2023 14 世界石油工业World Petroleum IndustryE能源战略 Energy Strategy 口量超过PNG(见表2和表3)。一方面,由于“一带一路”LNG贸易量在过去20年增长了几十倍,例如2021年卡塔尔的LNG出口量相较于2001年增加了25.51倍,中国和印度的LNG进口量分别增加了247.43倍和158.66倍;另一方面,PNG贸易量逐年下跌,其中俄罗斯2021年PNG出口量相较于2001年下降了48.95%。从地区和国家层面看,在节点入强度排名靠前的
22、国家中,无论是LNG还是PNG贸易都主要以亚洲国家为主,欧洲国家较少。2021年,节点入强度排名前10国家中亚洲国家就占了7个。中国和印度从2006年起位居“一带一路”沿线国家天然气进口量前2位,原因在于欧洲路线上的地缘政治和冲突等问题,依赖PNG供应天然气风险较高,同时欧洲地区LNG供应受限,天然气供应商转向利润更丰厚的亚洲LNG市场9。此外,尽管土库曼斯坦不在节点出强度排名前10国家中,贸易伙伴国很少,但却稳居PNG出口量第2的位置,这是因为土库曼斯坦与中国保持PNG贸易长期合作,有着稳定且规模较大的天然气贸易关系。图1 20012021年“一带一路”天然气贸易网络节点强度分布图 Fig.
23、1 Distribution of nodes of the Belt and Road natural gas trade network from 2001 to 2021 表2 “一带一路”天然气贸易节点出强度排名前10国家 Tab.2 Top 10 countries of out degree centrality of the Belt and Road natural gas trade 天然气贸易节点出强度/104 t 2001年 2006年 2011年 2016年 2021年 LNG PNG LNG PNG LNG PNG LNG PNG LNG PNG QAT 103.5
24、RUS 6 131.2 QAT 673.9 RUS 5 287.0 QAT 2 245.09 RUS 6 789.9 QAT 2 746.96 RUS 3 586.5 QAT 2 743.8 RUS 3 130.1 IDN 14.2 TKM 1 819.8 IDN 336.9 TKM 2 706.5 IDN 231.04 KAZ 1 199.4 IRN 972.60 TKM 2 233.5 MYS 990.24 TKM 1 626.3 IRQ 6.7 MMR 511.4 OMN 70.0 KAZ 1 200.8 MYS 209.25 TKM 1 194.4 MMY 407.61 KAZ 1 4
25、28.4 RUS 548.31 MMR 996.9 RUS 3.4 UZB 47.7 EGY 65.1 MMR 914.4 EGY 121.13 MMR 856.0 IDN 315.37 MMR 1422.7 IDN 526.35 AZE 890.4 OMN 2.9 KAZ 21.0 IRN 47.8 UZB 476.9 YEM 97.13 IDN 698.0 ARE 56.65 IDN 671.6 EGY 513.84 IDN 622.9 THA 1.6 POL 2.8 SAU 20.0 EGY 193.4 ISR 48.01 UZB 274.6 OMN 55.15 AZE 556.7 AR
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