崔巍,等:中国天然气进口安全度评价及障碍因子分析

能源安全是国家安全体系的重要组成部分 ^［1］ 。随着世界经济一体化进程的加快，天然气作为一种优质的低碳能源使用率逐渐上升。据《bp世界能源统计年鉴2022》统计，2021年中国液化天然气（LNG）进口量达到1 095×10 ⁸  m ³ ，管道天然气进口量532×10 ⁸  m ³ ，国内天然气产量2 092×10 ⁸  m ³ ，国内总消费量3 787×10 ⁸  m ³ ，是世界上最大的天然气进口国。随着“一带一路”倡议的推进和《区域全面经济伙伴关系协定》协定的签订，国际天然气市场的发展变得更加强劲，为国际天然气能源合作提供了更加广阔的平台 ^［2］ 。2020年联合国大会上，中国国家主席习近平总书记提出了中国要争取在2030年前实现碳达峰、在2060年实现碳中和的目标 ^［3］ 。面对着全球能源供需结构调整和清洁能源转型加速的趋势，中国已经踏入面向碳中和的绿色能源转型和现代能源体系的建设进程中 ^［4-5］ 。

以往关于中国天然气进口安全评价研究主要分为两方面，即宏观的能源贸易研究与微观的天然气进口贸易研究。在能源贸易研究上，大多数学者研究分析了目前国际天然气市场贸易的合作趋势和历史机遇，部分学者探讨了未来面临的挑战。如吕江等 ^［6］ 论述了“一带一路”能源合作伙伴关系的起源发展，并在机制建设、碎片化处理、现有国际能源规则的冲突协调以及大国能源合作等方面对合作伙伴关系所面临的挑战进行了针对性分析。而对天然气进口贸易的研究主要集中在进口价格和进口效率方面。针对天然气进口价格，Wang等 ^［7］ 采用时间序列方法研究了中国进口天然气价格的决定因素，发现中国进口天然气价格日益受到经济增长、气候因素、政策和其他市场因素等市场基本面的影响；针对天然气进口效率方面，大多数学者采用引力模型的方式研究国与国之间的贸易潜力及效率，如肖建忠 ^［8］ 采用贸易引力模型选取中国LNG进口量影响因素相关的面板数据，对中国LNG进口流量与贸易潜力进行分析。Chen等 ^［9］ 通过Divisia指数法，结合进出口身份，对进出口方向、规模和影响进行因子分析，指出应引入长期LNG合同，以确保能源供应的稳定。

以往学者的研究成果为本文探讨天然气进口安全提供了丰富的理论支撑，但仍有不足。首先，国际天然气市场在俄乌冲突后发生了巨大变化，地缘政治因素对天然气贸易产生越来越大的影响，能源伙伴关系的构建成为了天然气进口安全的重要保障，仅从市场关系着眼无法准确评价中国天然气供应安全。其次，在评价体系方面，以往研究中的指标体系构建不够全面。近年来随着天然气在中国一次能源消费中比例的不断提升，导致了消费量和进口量不断加大，对外依存度不断攀升，国内天然气的开采技术设施和开采产量已经不足以支撑逐步增长的用气需求，资源储备不足和生态环境问题等众多因素使得天然气进口不稳定性加剧 ^［10-12］ 。最后，在评价方法上，以往研究常用的是层次分析法和模糊综合评价，虽然二者能够最大程度上吸取专家的意见，但主观性太强，评价结果缺乏客观性。而因子分析和主成分分析由于其指标得分中存在负值，使得评价的意义不明确。

因此，在面对当今能源产业结构变革和错综复杂的国际形势，作为全球最大的天然气进口国，非常有必要构建天然气能源进口安全评价指标体系，综合分析威胁影响中国天然气进口贸易安全的相关因素，从而降低天然气进口风险，保障天然气能源供应，推动整体能源产业朝着稳健的方向发展。

天然气剩余技术可采储量（ C ₅ ）：该指标指的是在目前的行业技术条件下能够采出的天然气数量。该指标数值越大，则表示天然气储量越充足，从而资源保障越充足，富集程度越高，为正向指标。

天然气产量（ C ₆ ）：该指标主要反映天然气能源的长期生产能力。该指标属于正向指标，数值越高代表本国能源供给能力越强，进口安全风险越小。

天然气储采比（ C ₇ ）：该指标由储量与产量的比值得到，为正向指标。

油气开采业固定资产投资（ C ₈ ）：该指标指的是国内石油和天然气等行业企业对于油气能源开采的固定资产投资额。该指标数值越高代表针对油气等行业的固定资产投资力度越大，越有利于对国内天然气勘探开采水平的提升，为正向指标。

天然气消费总量（ C ₉ ）：该指标为逆向指标，数值越高对天然气进口造成的压力则越大，进口安全度越低。

天然气消费增长率（ C ₁₀ ）：即天然气消费量的历年同比增长率。该指标数值越大表示国内对于天然气的消费量呈现逐年增长趋势，进而对天然气进口安全造成一定的压力，为逆向指标。

天然气占能源消费的比重（ C ₁₁ ）：表示整体能源消费中天然气所占的比重，为逆向指标。

城镇化率（ C ₁₂ ）：燃气是城市主要生活能源之一，城镇化率提升带动城镇燃气行业增长，该指标用来描述城镇化水平对天然气造成的供应压力，因此为逆向指标。

天然气进口依存度（ C ₁₃ ）：该指标为逆向指标，数值越大，国家对天然气进口依赖程度越高。

天然气进口集中度（ C ₁₄ ）：本文采用行业集中度方法来测算历年中国天然气进口集中度数值，由进口量最大的前五个国家与当年总体天然气进口量的比值得到。该指标数值越大，表示天然气的进口来源分布越单一，存在的外部市场集中风险也就越大，越不利于天然气进口安全，为逆向指标。

能源消费弹性系数（ C ₁₅ ）：为能源消费量年平均增长速度与国民经济年平均增长速度的比值，该指标反映了国民经济发展与能源消费之间的关系，该指标下降意味着能源利用率的提高，为逆向指标。

产业结构（ C ₁₆ ）：指的是GDP增长中第二产业（制造业、电力与燃气生产供应业等）所占的比重，数值越高代表第二产业对经济推动力越强，同时也意味着更大量的天然气消耗，可能带来更大的天然气进口压力，为逆向指标。

二氧化碳排放量（ C ₁₇ ）：随着全球碳排放权交易的逐步推进，碳排放税征收领域将从电力、工业等高耗能领域，扩展向交通运输领域，二氧化碳排放量将成为影响天然气进口的重要指标。二氧化碳排放量越大，天然气进口成本越高，生态环境压力越大，越不利于天然气进口安全，因此取逆向。

碳排放强度（ C ₁₈ ）：该指标为逆向指标，数值越大，则单位GDP产生的碳排放量越高，对环境造成的危害越大。

一次电力及其他能源占比（ C ₁₉ ）：该指标为正向指标，数值越大表明对化石能源的依赖程度越低，从而产生的环境污染程度也就越低，对进口安全越有利。

环境污染治理投资总额（ C ₂₀ ）：该指标指的是治理环境污染所花费的成本，反映了国家治理环境污染的整体力度。该指标为正向指标，数值越大说明环境污染治理力度越大，新能源对天然气的替代作用越强，天然气进口压力越小，越有利于进口安全。

本文在参照相关天然气进口安全评价研究的基础上，按照综合性原则、科学性原则、可获得性原则和相关性原则，结合中国天然气进口现状构建了评级指标体系（见表1），其中“+”“-”代表评价指标的正负属性。

本文将20个指标分为正向指标和逆向指标，正向指标的数值越大代表对天然气进口安全造成的风险越小，反之则越大。本文选取熵值法来计算各指标在评价体系中的权重，具体计算过程如下：

1）指标无量纲化处理

对于正向指标：

对于负向指标：

式中： R _ij ——原始指标数据经过无量纲化处理后的结果； x _ij ——第i年第j项评价指标（i=1, 2, …, m，j=1, 2, …, n）；max( x _ij )——第i年中第j项评价指标的最大值；min( x _ij )——第i年中第j项评价指标的最小值。

2）计算特征比重

式中： p _ij ——第i年第j项评价指标的特征比重。

3）计算评价指标的熵值

式中： e _ij ——第j项评价指标对应的熵值；In( p _ij ）——指标特征比重的对数值。

4）计算差异性系数

式中： g _j ——第j项评价指标对应的差异性系数。

5）计算评价指标的权重

式中： W _j ——第j项评价指标对应的权重。

TOPSIS法不受数据分布及指标数量的限制，能够最大程度地利用原始数据与评价方案之间的协整关系，避免数据的主观性，是一种常用的综合评价方法。本文采用TOPSIS法作为主要研究方法，计算过程如下：

1）构建加权规范化矩阵

式中： V _ij ——加权规范化矩阵； W _j ——各项评价指标对应的权重。

2）确定正负理想解

式中： U ⁺ _ij ——评价指标的正理想解； U ^- _ij ——评价指标的负理想解。

3）计算欧式距离尺度

式中： D ⁺ _i ——评价指标到正理想解U ⁺ _ij 的欧氏距离； D ^- _i ——评价指标到负理想解U ^- _ij 的欧式距离。

4）计算指标贴近度

式中： C _i ——指标贴近度，0≤ C _i ≤1，贴近度在区间范围内数值越大表示方案最优，反之则表示方案最劣。

障碍度模型主要探究的是影响因素中障碍因子对于问题的阻碍影响程度，为了从深层次分析引起天然气进口安全变化的原因，本文引入障碍度模型对障碍因子进行诊断。计算步骤如下：

1）计算指标偏离度

2）计算单指标障碍度

3）计算子系统障碍度

式中： I _ij ——指标偏离度，指子系统i第j项指标与安全指数的偏离距离； W _j ——第j项评价指标的权重； h _ij ——单个指标的障碍度数值；H _i ——子系统i的障碍度数值。

关于天然气进口安全的评价研究涉及多种指标类型，目前研究中尚无统一的划分标准。本文参考相关天然气进口安全评价的相关文献 ^［21-27］ ，根据历史数据分析总结了一套中国天然气进口安全等级评价标准（见表2）。

图1所示为2006—2021年期间中国天然气进口安全指数变化趋势，总体呈现“V”型变化趋势。其中，2006—2009年天然气进口安全指数变化轻微，2009—2012年进口安全指数大幅度下降，2012年之后进口安全指数开始逐渐回升，2021年中国天然气进口依存度达到45%。在整个研究区间内，中国天然气进口安全水平等级呈现先下降后上升的变化趋势。

图 1　2006—2021 年中国天然气进口安全指数变化趋势

2006—2010年，中国天然气进口处于临界安全状态，整体安全水平较为平稳。2006年中国首次进口液化天然气，天然气进口量在国际天然气贸易市场上占比较低，进口来源国主要是澳大利亚、卡塔尔和东南亚地区的国家，天然气进口依存度较低。同时，由于早期液化天然气进口均价较低，且国内消费需求相对不高，因此天然气进口安全保持在较为稳定的水平。2009年天然气进口安全开始出现拐点，呈现下降趋势，是由于2008年美国金融危机爆发，使得全球经济低迷，导致天然气平均进口价格上涨，同时鉴于当时国内对于天然气进口安全储备能力和响应能力薄弱，2009年中国出现了严重的“气荒”现象，天然气供应严重不足。

2011—2012年，中国天然气进口处于预警安全状态，安全指数处于整个研究区间的最低水平。主要原因在于从2010年开始，随着世界经济逐渐恢复，国内天然气消费量开始呈现大幅度上涨，天然气消费增速保持在较高水平，给天然气进口安全造成了巨大压力，国内天然气产量渐渐不足以支撑日益增长的国内用气需求。与此同时，中国自2010年开始从土库曼斯坦、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、俄罗斯和缅甸等周边国家进口管道气，天然气进口依存度不断增加，进口依赖性逐渐增强。基于以上多重因素叠加，中国天然气进口安全指数保持在较低水平。

2013—2021年，中国天然气进口回升至临界安全状态。其中，2016年以前天然气进口安全水平呈现不断上升趋势，原因来自3个层面。首先是经济层面，自2013年以来，中国已经逐渐开始进入经济高质量发展阶段，对天然气的国际市场需求不断高速增长。其次储备层面上，随着油气开采行业固定资产投资的持续增加和国内天然气基础设施建设的不断完善，促使国内开采水平不断提升，国内的天然气剩余技术可采储量也在不断增加。与此同时，国家在天然气的运输方式和进口结构层面实现了多元化。中国与俄罗斯等独联体国家的管道天然气进口贸易逐步稳定，进口来源更多样性，资源安全、市场安全指标水平上升，使中国天然气进口安全水平逐步提升。最后是市场层面上，受2014年国际油价下跌的影响，天然气进口价格同步发生大幅度下滑，进口经济性显著提升，因此整体进口安全水平得到逐步提升。2016—2018年，中国天然气进口安全指数出现小范围降幅，主要原因在于随着国际油价的恢复，天然气进口价格成本逐渐增大，天然气消费量和天然气进口依存度也在不断同步增长，导致对国外天然气的依赖程度继续加强，进口安全受到一定的冲击。

2.2　天然气进口安全子系统分析

近年来，随着国家对天然气供应安全的及时响应水平与防范能力不断提高，中国天然气整体进口安全水平正逐步稳定增长，其中经济安全与环境安全尤其明显（见图2）。

2015年前经济安全子系统整体处于临界安全与预警安全等级之间波动变化，2015年开始呈现出较安全状态。经济安全子系统中，人均GDP指标所占权重最大，其次是天然气进口价格和外汇储备。早年期间基于国内人均GDP较低，汇率较高，同时外汇储备规模相对不足等原因，天然气购买力相对薄弱，整体进口经济安全水平较低。2008年美国爆发次贷危机，全球经济呈现低迷状态，人均GDP增长率同比下降31.7%，然而LNG进口价格受到金融危机的影响同比涨幅达62.4%，对天然气进口经济安全造成了严重冲击，因此2007—2008年的经济安全水平呈现大幅度下滑趋势，2008年达到了整个研究区间内安全水平的最低点。2011年国际油气价格上涨，进口天然气的经济性呈现下降趋势，导致2011—2014年中国天然气经济进口安全指数处于较低的范围，同时变化幅度较小。

2014年下半年开始，受国际油价大幅下跌的影响，进口LNG价格随之出现较大程度降幅，直到2017年下半年原油价格恢复上涨模式才开始稳定变化。同时近年来随着国家经济体量、外汇储备和人民币汇率的大幅度提升，经济安全水平呈现波动上升。国内产业结构在不断调整优化，经济发展质量也在不断提升。因此自2015年起，整体经济安全子系统内安全水平呈现大幅度上升的趋势，达到较为安全状态并保持稳定变化。

资源安全子系统在整个研究区间内呈现平稳变化，保持在临界安全状态。2006—2009年资源安全指数较高，主要原因在于2006年进口LNG价格较低，加上早期国内对于天然气的消费需求不高，且国内开采天然气的产量供应能够满足消费需求，供给率数值保持在1左右，整体变化幅度不大。

然而国内天然气消费量不断上涨，给用气造成巨大压力。2010年中国天然气消费总量达到

1 080.24×10 ⁸  m ³ ，天然气储采比为0.89，国内开采的天然气已经不足以支撑国内居民的用气需求，天然气储采比开始呈现下降趋势。同年中国首次进口管道天然气，天然气进口资源安全相较于早期出现一定程度的下跌。2016年，受到国际油价持续下跌的影响，油气开采行业固定资产投资额随之大幅下降，同比减少31.9%，天然气进口资源安全指数减小。

消费安全子系统在研究区间内整体变化波动较大。2011年前主要为较安全状态，其中2009年为较安全状态。2013—2016年为临界安全状态，2017—2021年为预警安全状态。主要由于早期国内能源消费主要以化石能源为主，对于天然气的消费需求相对较低，因此整体较为安全。而在2010年之后整体安全水平呈现大幅度下滑，2011—2016年变为临界安全状态，其中2012年为较为安全状态。

随着天然气消费量和国内城镇化率的持续攀升，国内天然气消费量增速已经远远高于产量的增速，天然气进口消费安全指数继续下滑，在2017年变为预警安全状态，并且在2018年达到了整个研究区间内安全水平的最低点。近年来，随着国家大力开展能源转型和清洁能源利用，2020年中国天然气消费总量为3 280×10 ⁸  m ³ ，其在能源消费中的比重达到8.4%，两项指标数据均达到的整体研究区间的最大值。作为一种优质的清洁能源，天然气使用率仍将不断上升，因此天然气进口消费安全在未来一段时间内仍将维持在较低的水平。

市场安全子系统整体大致呈现“V”型变化。仅在2012—2013年为预警安全状态，其余年份均达到临界安全状态。市场安全指数自2006年起保持相对平稳的态势，在2008年出现拐点并呈现大幅度下滑，之后从2013年开始回升，2014—2021年保持平稳变化。

2006—2007年间中国处于经济快速增长阶段，GDP增长率较高。在此期间，经济增长主要以高耗能源为主的第二产业带动，能源消费弹性系数保持较高数值，国内整体能源消费强度较高，能源利用效率较低。早期由于合作贸易国的数量相对较少，进口来源相对单一，因此进口集中度较高，进口依存度相对较低。随着国内天然气消费量不断增加，国内资源产量已不足以支撑国内居民的用气需求，供需缺口不断加大，因此2010年开始进口管道天然气支撑起日益增长的国内用气需求，进口依赖程度在原有程度上进一步增加，并且逐年攀升，导致了此阶段内整体市场安全水平呈现不断降低的趋势。

2014年以来，中国已经进入经济新常态和高质量发展阶段，经济增长由高速转为中高速，经济增长模式呈现多元化消费，科技创新力度也在不断加大；在产业结构格局层面，第二产业所占比重逐渐降低，能源利用效率逐渐提升。随着中国与国际能源合作的不断加深，预计天然气进口安全市场水平将继续保持稳定状态。

环境安全子系统在整个研究区间内呈现“V”型变化趋势。早期中国能源消费结构主要以煤炭和石油等化石能源为主，随着第二产业在产业结构中所占比例不断增加，能源强度较高且利用效率较低，导致了二氧化碳排放量逐年增加。目前中国已经成为温室气体排放大国，2011年二氧化碳排放量达到8 827.2×10 ⁶  t，同比增长8.4%，对天然气进口环境安全造成了巨大压力，环境安全呈现为整个研究区间的最低点。

随着节能减排和可持续发展理念的提出，国家逐渐加大了对于环境污染治理的力度。2011年以来，国家相继推行“煤改气”“煤改电”和供给侧改革等的节能政策，并且逐年不断加大环境污染治理投资总额，一定程度上对提升天然气进口安全水平的提升起了推动作用，使得中国天然气进口环境安全指数呈现直线稳步增长。2020年，中国碳排放强度、环境污染治理投资总额以及天然气在能源消费结构中的占比等，各项环境指标均达到了系统内安全水平的最大值。从整体研究区间上来看，虽然中国的二氧化碳排放量仍然处于上升趋势，但是碳排放强度一直在降低，说明碳减排工作起到了很好的成效。

图3为2006—2021中国天然气进口各子系统的障碍度计算结果，可以看出，消费安全子系统自2006年开始整体比重呈现波动上升的趋势，并在2021年达到整体年份障碍度的最高值。经济安全子系统和环境安全子系统自2006年起障碍度总体呈现不断下降的趋势；市场安全子系统在研究区间内整体变化比较平稳，没有出现大范围的波动情况。资源安全子系统障碍度在2014年前呈现平稳下降趋势，2014—2016年出现较大增幅，达到峰值后开始重新回落。综合分析，中国天然气进口需更加关注消费安全子系统和资源安全子系统的优化和调整，同时兼顾市场安全子系统和环境安全子系统来不断提高天然气进口安全水平。

图4 2006-2021年中国天然气进口安全各指标障碍度

图4为2006—2021年中国天然进口安全各指标的障碍度。早期各障碍因素的障碍度较为均衡，主要障碍因子是一次电力及其他能源占比、天然气进口集中度、人均GDP、天然气剩余技术可采储量和天然气产量等因素。2017年天然气储采比障碍度首次超过二氧化碳，由此天然气储采比和天然气进口依存度成为主要障碍因子，说明随着国内天然气消费需求的不断提升，国内供给已经不足以支撑日益增长的用气需求，进口依赖度逐渐加强；同时天然气消费的提升带来了二氧化碳排放量的增加，加剧了天然气进口安全风险。

以各指标历年障碍度大小为基础，筛选出每年影响天然气进口安全水平排序在前五名的主要指标，可以发现，中国天然气进口安全水平的障碍因子比较集中地分布在若干个指标中，如一次电力及其他能源占比、天然气进口集中度、二氧化碳排放量、天然气储采比和天然气进口依存度等。这些指标说明了在经济规模不断提高的同时，天然气的供给、开采能力等方面还有待继续加强。

从研究区间内障碍因子的构成情况来看，2006—2011年中国天然气进口安全最大的阻碍因素为一次电力及其他能源占比，从2012年转变为二氧化碳排放量。2017年，天然气储采比的障碍度首次超过二氧化碳排放量，反映出天然气供需缺口仍在进一步拉大，由于消费量的增加，天然气在能源消费结构中所占比重逐渐增大，同时天然气进口依存度等因素的阻碍作用也在逐渐增强。

2018—2021年，前五位障碍因子中首次出现消费安全子系统的指标，如天然气消费总量和天然气占能源消费总量的比重等，反映出天然气国内消费压力不断增加，已经对天然气进口安全构成了 威胁。

根据本文研究结果发现，从2006—2021年，中国天然气进口安全水平等级呈现先下降后上升的状态，其中2011年和2012年为预警安全等级年份，其余年份均为临界安全等级。经济安全子系统安全水平呈现不断上升趋势，资源安全子系统安全水平保持平稳变化，消费安全子系统、市场安全子系统和环境安全子系统对天然气进口安全水平影响较大。从障碍度和障碍因子的研究结果来看，消费安全障碍水平不断升高，市场安全与资源安全一直保持较高水平，表明此三者为影响天然气进口安全的最主要障碍因素。从指标障碍度来看，2012—2016年二氧化碳排放量阻碍作用凸显，并一直居于首位，与此同时天然气储采比和天然气对外依存度也保持较强的阻碍作用。自2017年起，天然气储采比对天然气进口安全的障碍程度影响逐渐上升，成为主要障碍因素。基于以上分析，针对中国天然气进口安全建议如下：

一是保障天然气进口多元化，稳定能源合作伙伴关系。

基于中国天然气进口集中度和进口对外依存度均较高的情况，受2020年受新冠疫情影响，天然气安全度有所下降，一定程度反映出不可抗力等因素对能源安全的冲击性和风险性。同时由于俄乌冲突的爆发，目前国际天然气市场出现了伙伴化供应的新趋势。因此，中国应在目前现有的天然气进口安全渠道和相关能源进口贸易合作基础上，寻找天然气能源储备丰富、地缘政治较稳定的国家加强能源合作以降低整体风险。如借助“一带一路”倡议，发展能源禀赋较强且政治上稳定可靠的能源合作伙伴。同时要减少单一运输方式，分散资源中断的风向，进而减少对单一进口来源的依赖程度和单一运输通道的运输风险，并充分利用能源战略政策，加强与沿线国家的能源合作，不断扩展进口来源，以降低天然气进口集中度，最大程度上防范进口风险。

二是提高非常规天然气开采占比，保障国内天然气供给，降低对外依存度。

基于本文研究结果分析可知，目前阶段天然气储量、天然气储采比、天然气对外依存度等因素对天然气能源安全影响阻力较大。虽然中国非常规油气可采资源位于世界前列，储备丰富，但其开采占自产天然气的比重小，开采技术尚不成熟，产量小、利润低，同时中国储气基础设施建设滞后、储备能力不足等问题不断凸显，成为制约天然气安全稳定供应和行业健康发展的突出短板。因此，在结合天然气消费实际需求的基础上，加大非常规天然气开采技术研发投入，提高非常规天然气产量，建立多元的天然气供应体系，加快储气基础设施建设，建立应急预案和响应机制应对需求侧的紧急情况，是保障天然气多路供给的关键。

三是优化能源结构，加大新能源开发投入，发挥新能源对传统能源的替代作用。

基于本文研究结果分析可知，一次电力及其他能源占一次能源生产总量的比重增加正成为天然气进口安全的阻力因素，类似因素还有二氧化碳等气体的排放量等。因此，应进一步优化能源结构，加大新能源研发与应用投入，发挥新能源对天然气的替代作用，不断优化能源结构，加快能源结构转型，推动能源技术革命，带动新能源产业升级。同时应实时做好能源保障响应准备，做好天然气战略储备，以应对由于季节变化引发的调峰等短时需求，推动能源体制革命，通过发展新能源替代产业，保障能源总体供应安全。

校对|陈   潇