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2024 , Vol. 44 >Issue 3: 97 - 107

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2024.03.010

区域经济与理论方法

风险与成本视阈下中国石油进口市场布局优化

  • 葛明 , 1 ,
  • 刘向昱 1 ,
  • 涂建军 1 ,
  • 赵素萍 , 2, ※
展开
  • 1.西南大学 经济管理学院，中国 重庆 400715
  • 2.四川外国语大学 国际金融与贸易学院，中国 重庆 400031
※赵素萍（1983—），女，博士，副教授，研究方向为产业安全。E-mail：

葛明（1985—），男，博士，副教授，研究方向为全球价值链。E-mail：

收稿日期: 2023-08-25

  修回日期: 2024-01-15

  网络出版日期: 2024-09-12

基金资助

国家社会科学基金项目(22BGJ042)

收起

Optimizing the Layout of China's Petroleum Import Market from the Perspective of Overall Risk and Cost

  • GE Ming , 1 ,
  • LIU Xiangyu 1 ,
  • TU Jianjun 1 ,
  • ZHAO Suping , 2, ※
Expand
  • 1. College of Economics and Management，Southwest University，Chongqing 400715，China
  • 2. College of Finance and Economics，Sichuan International Studies University，Chongqing 400031，China

Received date: 2023-08-25

  Revised date: 2024-01-15

  Online published: 2024-09-12

Fold

摘要

文章从供应链3个维度，选择8种指标构建了石油进口风险评价体系，在多维度识别2019—2021年中国石油进口国别风险的基础上，统筹综合风险最小与平均成本最低双重目标探究了石油进口市场布局优化策略，并模拟了3种潜在情境下的市场布局优化效果。结果表明：①中国石油进口风险、成本及其变动趋势存在显著的国别差异性，具有较大的优化空间。②优化后的市场布局倾向于增加自哥伦比亚、厄瓜多尔、马来西亚等国，而减少自沙特阿拉伯、安哥拉、英国等国的进口份额，如此既有利于降低综合风险，也有助于减少平均成本，其中降低风险的效果尤为显著，这主要归功于自沙特阿拉伯进口份额的优化。③中国石油进口需求增长和OPEC国家对华出口下降均显著加大了中国进口风险与成本，而金砖国家国别风险下降则大幅降低了中国进口综合风险。因此，中国应稳定大国经贸关系、大力发展新能源产业、积极优化市场布局以降低石油进口综合风险与平均成本，多维度健全风险预警与防控体系以保障进口供应链安全。

关键词： 市场布局优化; 风险; 成本; 石油; 进口供应链

本文引用格式

葛明 , 刘向昱 , 涂建军 , 赵素萍 . 风险与成本视阈下中国石油进口市场布局优化[J]. 经济地理, 2024 , 44(3) : 97 -107 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2024.03.010

Abstract

This study constructs an evaluation system of petroleum import risk based on three dimensions of the supply chain and eight selected indicators. After a multidimensional identification of the country-specific risks associated with China's petroleum imports from 2019 to 2021,the research explores strategies for optimizing the import market layout with dual objectives of minimizing overall risk and achieving the lowest average cost. The study also simulates the effects of market layout optimization under three potential scenarios. The results indicate the following: 1) Significant country-specific differences exist in the risks,costs,and their trends associated with China's petroleum imports,presenting substantial potential for optimization. 2) Optimized market layout tends to increase imports from countries such as Colombia,Ecuador,and Malaysia,and decrease shares from countries such as Saudi Arabia,Angola,and the United Kingdom. This approach is beneficial for lowering overall risks and assisting in reducing average costs. Notably,the effect of risk reduction is particularly significant,mainly attributed to the optimization of import shares from Saudi Arabia. 3) The growth in China's petroleum import demand and the significant decrease in OPEC countries' exports to China have increased the overall risks and costs of China's imports. However,the substantial reduction in country-specific risks from BRICS nations has significantly mitigated China's overall import risk. Therefore,China should focus on stabilizing economic relationships with major nations,promoting the development of new energy industries,actively optimizing market layouts to reduce overall petroleum import risks and average costs,and establishing a multidimensional risk warning and control system to ensure the security of the import supply chain.

Key words： market layout optimization; risk; cost; petroleum; import supply chain

保障资源能源安全是实现国家安全和经济平稳发展的基础[1]，党的二十大报告强调要“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”。石油作为能源安全体系中最重要的一环[2]，无疑是国家经济安全的生命线[3]，但是，我国石油储备较其他国家明显偏低。在2021年，我国原油储备量仅8500万t，约44 d使用量，大幅低于90 d的国际标准，更低于日本等国100 d以上的储备水平[4]，石油产量也从2010年的2.03亿t降至2021年的1.99亿t，远远满足不了日益增长的国内需求。在此背景下，石油进口规模大幅增长[5]，对外依存度由2011年的55.46%攀升至2021年的72.32%，远高于50%的国际安全警戒线。不仅如此，我国石油进口来源地虽然广泛，但份额却集中于少数国家，以2021年为例，我国自安哥拉、伊拉克、俄罗斯、沙特阿拉伯等四国进口份额之和超过50%，高度依赖少数国家供给的局面，将可能由于出口国供应能力和意愿波动而产生严重的供应链风险[6]。因此，探索石油进口市场布局的优化方案，对于防范化解石油进口风险，提升国家能源安全保障能力至关重要[7]。此外，在石油进口市场布局优化时，除风险问题外，成本也是不可忽视的因素。新冠疫情以来，国际石油价格波动加剧[8]，中国进口成本总体呈现上涨趋势，且存在显著的国别差异，比如自卡塔尔进口均价较厄瓜多尔和俄罗斯分别高出18.05%和6.12%。因此，更有必要从成本与风险双重约束视角，系统分析中国石油进口市场布局优化策略及其影响。
作为全球石油最大进口国，中国极易受到供应链波动的影响，具体风险表现在以下几个方面：①进口集中度风险，中国石油进口渠道相对狭窄[9]，主要集中于沙特阿拉伯、俄罗斯、安哥拉等国家，存在严重的市场集中度风险。②价格波动风险，中国尚未掌握石油定价权[10]，在期货交易方式下，由于市场供求关系变化以及汇率波动，石油进口面临着国际价格波动风险。③出口国政治风险，由于较高的市场集中度，中国极易受到石油主要出口国政治或政策变化的影响[11]。④双边政治关系风险，国际石油贸易格局与政治格局高度相关，而当前正处于百年未有之大变局，国际政治环境存在巨大不确定性，特别是俄罗斯、美国等大国政经关系博弈搅动国际政坛波谲云诡，从而引致中国石油进口面临双边政治关系风险[12]。⑤供给意愿风险，在国际需求发生变动时，石油出口国常常通过控制产量对价格形成影响[13]，而中国石油进口需求较为刚性，即使在OPEC国家联合减产的情况下仍保持上升趋势，因此，在产油国出口意愿减弱时，中国可能面临严重的供应链稳定性风险。
为保障石油进口安全，相关研究认为中国应积极应对并降低石油进口风险[14]，然而，手段却极为有限：①减少化石燃料在能源结构中的比例。由于中国仍处于工业化和城市化进程中，能源投入强度比较高，其中化石能源占比超过80%[15]，尽管已加速推进能源清洁化和可再生化，但是新能源总体占比依然较低，展望未来，在短期内大幅降低化石燃料份额并不现实。②增加国内石油替代。截至2021年底，中国已探明石油储量37亿t，仅占全球石油储量的1.5%，近些年产量基本稳定，因而，通过增大国内产量以降低进口风险比较困难。③探索进口来源多元化。由于石油属于自然资源，受制于产能分布，出口国较为固定，中国多元化进口策略难以有效展开[16]。由此可见，不管是节流、开源，还是多元化拓展均难以在短期内降低中国石油进口风险，而通过优化进口国市场份额可能是最有效的手段。同时，在具体实施过程中除风险问题外，成本也是不可忽视的因素，且两者往往存在此起披伏的关系。因此，如何平衡石油进口风险和成本的关系成为亟待深入思考的问题。
既有文献从地缘政治[17-18]和国际供应链等视角识别了石油进口风险类型[19-20]，采用多元化指数[21]、外部供应风险指数[4]、脆弱性指数[22]等指标评估了石油进口风险水平，并基于资产组合理论[23]、混合整数规划模型[24]、多目标规划模型[25]、MOPSO－CD算法[26]、NSGA-Ⅱ[27]算法等探讨了石油、天然气、大豆等大宗商品进口布局的优化策略，这为本文探寻石油进口市场布局的优化空间提供了方法论借鉴。但是，已有研究在考虑进口国别风险时较为单一，难以刻画进口供应链不同阶段不同类型风险的综合影响，尤其在设定目标函数时，不可忽视市场集中度的影响，因为进口份额集中度是风险的重要表现形式之一；在研究方法层面，相对于第二代NSGA算法，最近开发出的NSGA-Ⅲ算法继承了遗传算法的思想，采取精英机制和迭代方式在目标空间搜索可能解集，引入广泛分布参考点维持种群多样性，能有效地缓解帕累托优化解集在目标空间过于集中的问题，在多目标优化方面具有更高的实用价值；在得到优化结果后，尚需进一步探讨优化效果的贡献源，从而为优化策略分析奠定基础；特别是在模拟潜在冲击时，需要关注金砖国家国别风险降低、OPEC石油出口规模波动、中国石油需求规模变动等重大政经格局变化带来的冲击，以回应社会关切。
综上所述，进口市场布局并非单纯的成本问题或风险问题，而是统筹风险与成本后的最优抉择。随着国际政治与经贸格局的变化，风险因素和成本因素均在调整，特别是风险因素，涉及供应链多个环节，且在不同时期变化较大，因而亟需优化市场布局以保障我国重要产业链供应链安全。本文选取阿联酋、沙特阿拉伯、俄罗斯等19个石油主要出口国作为研究对象，统筹平均成本最小与综合风险最低双目标构建市场布局优化模型，在识别中国石油进口国别风险与成本的基础上，探究进口市场布局的优化结果、效果及其贡献源，并模拟潜在冲击下市场布局优化方案。相对于既有研究，本文的贡献主要体现在：①在风险评价方面，本文基于需求依赖性、供给稳定性、交易安全性3个维度，采用商品依赖风险，贸易强度风险，出口国政治、金融、经济风险，双边政治关系风险，物流运输风险，价格波动风险等8种指标构建进口供应链国别风险评价体系，在考虑市场集中度的基础上评价中国石油进口综合风险水平；②在研究方法层面，本文应用最新推出的NSGA-Ⅲ算法探究中国石油进口市场布局优化结果及效果，并在此基础上设计结构分解模型识别优化效果的贡献源；③在仿真模拟方面，本文依据世界政治与经贸格局变化设计3种潜在的冲击情景，采用双目标模型仿真相应冲击下中国石油进口市场布局优化方案，所得结论可为探索中国石油进口布局优化方案提供参考。具体研究思路如图1所示。
图1 研究思路框架图

Fig.1 Research framework diagram

1 多目标优化模型构建

1.1 理论分析

假设国家i自n个国家（沙特阿拉伯、俄罗斯、阿联酋等19国）进口石油，国别风险与价格各不相同，为了实现平均成本 f c o s t最小与综合风险 f r i s k最低，i国需要调整自各国进口份额 w j，即优化市场布局，目标函数如下式所示：
m i n f c o s t ,   f r i s k f c o s t = ∑ j = 1 n w j · p j ∑ j = 1 n w j f r i s k = ∑ j = 1 n w j 2 · r j
式中： p j表示i国自j国石油进口价格； w j表示i国自j国石油进口量占i国总进口量的比重，即市场份额； f r i s k融合国别进口风险 r j与总体市场集中度 ∑ j = 1 n w j 2的双重影响，为了实现 f r i s k最低，理论上进口份额应偏向国别风险较小的国家，并兼顾进口组合份额的均衡化。上述目标函数需要满足下列约束条件：
0 ≤ Q i j I ≤ Q j E ∑ j = 1 n w j = w 0 f c o s t ≤ f c o s t 0 f r i s k ≤ f r i s k 0 0 ≤ w j ≤ 1 Δ w r u s ,   Δ w r u s ≥ 0
式中： ∑ j = 1 n w j = w 0表示优化前后i国自n个国家进口份额之和 w 0不变； f r i s k o与 f c o s t o分别表示优化前进口组合的综合风险与平均成本； 0 ≤ Q i j I ≤ Q j E表示i国自j国进口量为正值且不超过j国总出口量； f r i s k ≤ f r i s k o， f c o s t ≤ f c o s t o分别表示i国优化后的进口综合风险与平均成本均低于优化前，从而保证优化结果符合帕累托改进的原则； 0 ≤ w j ≤ 1表示j国在i国份额位于0~100%； Δ w r u s ,   Δ w k a z ≥ 0表示俄罗斯和哈萨克斯坦的市场份额在优化后不小于优化前，这是因为中俄和中哈签订了长期稳定的石油贸易合约。
由于石油价格与风险水平在不同市场大致相反，比如近年来沙特阿拉伯石油具有低成本高风险特征，而哈萨克斯坦和卡塔尔石油具有高成本低风险属性，故本文探讨风险与成本双目标优化问题实质上是在风险与成本矛盾中寻求均衡解的过程。但是，双目标优化问题一般难以得到单一解，而会形成一个帕累托前沿解集，集合中的任一解无法在风险与成本2个维度上同时优于其他解。本文采用NSGA-Ⅲ算法寻求石油进口帕累托优化策略，在测算时选取每一代种群个数为100、迭代次数为3000寻求帕累托前沿面，并基于前沿面均值形成最优解。

1.2 风险类型

在目标函数中，进口风险具有多阶段特征，本文从供给、贸易、需求3阶段出发将供应链风险细分为出口国供给性风险、双边交易性风险、进口国依赖性风险3类[28-31]，各类别具体风险类型、测度公式和数据来源见表1。基于表中8种风险类型，本文采用熵值法①形成国别进口风险指数 r j。
表1 石油进口风险类别、指标、测度公式与数据来源

Tab.1 Petroleum import risk categories，indicators，measurement formulas and data sources

类别 类型 测度公式 数据来源 设定参考
依赖性风险 商品依赖风险 r r i j r r i j = Q j Q j E / Q i Q i I UN Comtrade、《BP世界能源统计年鉴》 魏艳骄等[11]
贸易强度风险 r t d i j r t d i j = T i w T w w / T i j T j w UN Comtrade、《BP世界能源统计年鉴》 Qiang等[28]
供给性风险 出口国政治风险 r i j r i j = 100 - i c r g i j 全球国家风险指南（ICRG） Dong等[29]
出口国经济风险 r e j r e j = 100 - i c r g e j 全球国家风险指南（ICRG） 祝孔超等[30]
出口国金融风险 r f j r f j = 50 - i c r g f j 全球国家风险指南（ICRG） 祝孔超等[30]
双边政治关系风险 r b i j r b i j = 6 - b d e x i j 中华人民共和国外交部网站 邓富华等[32]
交易性风险 物流运输风险 r t p i j r t p i j = D j / D m a x · 6 / M R α HiFleet网站 Zhang等[19]
价格波动风险 r v p j r ν p j = 1 S j - 1 ∑ t = 1 S j - 1 l n P j , t + 1 P j , t 2 UN Comtrade Kong等[31]

注： i c r g i j、 i c r g e j、 i c r g f j表征j国政治、经济、金融风险，数值越大代表该国风险水平越低，最大值分别为100、50、50； b d e x i j表征中国与伙伴外交关系等级； D m a x表示各石油出口国与中国海运距离最大值； D j表示出口国 j与中国的海运距离； α为虚拟变量，若通过马六甲海峡为1，不通过为0； M R表示新加坡、马来西亚与印度尼西亚三国军事政治指数的平均值，6为指数最大值； S j表示考察期总数，此处为5年； P j , t表示t时期 j国石油价格； Q i I表示i国石油进口数量； Q i表示i国石油产量；   Q j E表示j国石油出口总量； Q j表示j国石油产量； T i j表示i国自j国进出口总额； T j w表示j国进出口总额； T i w表示i国进出口总额； T w w表示世界进出口总额。

1.3 数据描述

本文选择沙特阿拉伯、阿联酋、伊朗等19个石油出口国作为市场布局优化对象，所考察国家在中国2019—2021年进口份额之和均高于90%，具有较强的代表性，涵盖范围也较为全面。进口价格波动率采用考察期近5年数据计算，选取范围为2015—2021年，其余指标均为2019—2021年数据。石油产量来自《BP世界能源统计年鉴》，政治风险、经济风险、金融风险等数据来自全球国家风险指南。中国与石油出口国双边关系源于中国外交部网站（https://www.mfa.gov.cn/），借鉴邓富华等[32]的方法，在考察期内，中国未与之建交的国家赋值为0，仅有建交关系、一般伙伴关系、全面合作伙伴关系的国家赋值为1，建立战略伙伴关系的国家赋值为2，建立全面（全方位）战略伙伴关系的国家赋值为3，建立战略合作（协作）伙伴关系的国家赋值为4，建立全面战略合作伙伴关系的国家赋值为5，建立全面战略协作伙伴/全天候战略合作伙伴关系的国家赋值为6。石油进口价格和数量、价格波动风险、依赖性风险、贸易强度风险等数据均从UN Comtrade数据库（https://comtrade.un.org）直接获取或基于公式计算得出，运输距离及路线数据通过HiFleet网站（https://www.hifleet.com）获取。

2 市场布局优化结果及效果

2.1 优化前风险与成本

2019—2021年中国石油进口风险具有显著的国别差异性，大致分为4类：①低风险国家，包括哈萨克斯坦和马来西亚2国，风险水平在大部分年份小于0.2；②中低风险国家，包括巴西、哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、伊朗、科威特、利比亚及卡塔尔8国，风险指数在0.2~0.3；③中高风险国家，包括安哥拉、伊拉克、挪威、阿曼、阿联酋及英国6国，风险水平处于0.3~0.4；④高风险国家，包括俄罗斯、沙特阿拉伯、美国3国，风险水平均高于0.4（图2，表2）。横向比较2019—2021年中国石油进口相对成本，利比亚、卡塔尔、英国等国石油价格常年高于中国进口均价，而哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、马来西亚等国则比较低（表2）。
图2 2019—2021年中国石油进口国别风险

注：该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS（2016）1663号的标准地图制作，底图无修改。

Fig.2 Country risk map of China's petroleum import in 2019-2021

表2 中国石油进口风险、进口成本及国别结构

Tab.2 China's petroleum import risks, import costs and country structure

国家 2019 2020 2021
进口
风险		 进口
成本		 进口
风险		 进口
成本		 进口
风险		 进口
成本
安哥拉 0.3381 0.4906 0.3110 0.3390 0.3066 0.5071
巴西 0.2694 0.4776 0.2797 0.3385 0.2571 0.5068
哥伦比亚 0.2471 0.4239 0.2467 0.2853 0.2797 0.4586
刚果 0.2591 0.4777 0.2344 0.3289 0.2889 0.4866
厄瓜多尔 0.2406 0.4320 0.2428 0.2942 0.2360 0.4576
伊朗 0.2709 0.4794 0.2604 0.3343 0.2579 0.5678
伊拉克 0.3316 0.4604 0.3658 0.3199 0.4143 0.4893
哈萨克斯坦 0.2015 0.4857 0.1934 0.3175 0.1854 0.5404
科威特 0.2523 0.4766 0.2635 0.3268 0.2645 0.5076
利比亚 0.2620 0.5123 0.2378 0.4832 0.3028 0.5323
马来西亚 0.1895 0.4671 0.1684 0.3046 0.1694 0.4791
阿曼 0.2485 0.4895 0.3147 0.3405 0.3212 0.5014
挪威 0.3241 0.4883 0.2195 0.3423 0.2117 0.5130
卡塔尔 0.2626 0.5033 0.2198 0.3212 0.2293 0.5402
俄罗斯 0.5053 0.4820 0.5178 0.3318 0.5378 0.5090
沙特阿拉伯 0.6709 0.4821 0.6984 0.3305 0.6887 0.5017
阿联酋 0.3376 0.4926 0.2558 0.3187 0.2667 0.5127
英国 0.3137 0.5107 0.2676 0.3690 0.2454 0.5264
美国 0.4846 0.5226 0.5481 0.3239 0.5377 0.4908
平均值 0.0412 0.4803 0.0418 0.3293 0.0457 0.5028

注：本文中的进口成本、平均成本的单位均为“美元/kg”。

2.2 市场布局优化结果

帕累托前沿面如图3所示，在原市场组合效果左下方形成了一条帕累托前沿曲线，曲线上的点空间分布均匀，在风险与成本维度均优于初始组合点，且不存在任意一个点同时在风险与成本维度上严格优于另一点，形态上凸向原点意味着综合风险与平均成本呈现替代关系，单纯控制风险将导致成本急剧增长，因而需要统筹成本与风险之间的关系，优化前后中国自各国石油进口份额见表3。
图3 中国石油进口市场份额分年度优化效果

Fig.3 The results of the optimization of China's petroleum import market share on an annual basis

表3 2019—2021年中国石油进口市场份额布局优化结果

Tab.3 The optimization results of China's petroleum import market layout in 2019-2021

国家 2019 2020 2021
优化前（%） 优化后（%） 变化（百分点） 优化前（%） 优化后（%） 变化（百分点） 优化前（%） 优化后（%） 变化（百分点）
安哥拉 9.36 1.63 -7.73 7.71 2.04 -5.66 7.63 6.29 -1.35
巴西 7.94 8.80 0.86 7.79 2.61 -5.19 5.91 6.94 1.04
哥伦比亚 2.59 5.66 3.06 2.28 5.48 3.20 1.84 5.00 3.16
刚果 2.36 2.92 0.55 1.71 2.17 0.46 1.74 2.36 0.62
厄瓜多尔 0.41 3.86 3.45 0.87 3.67 2.80 0.83 3.78 2.95
伊朗 2.92 5.52 2.60 0.72 0.61 -0.11 0.05 0.00 -0.05
伊拉克 10.24 15.26 5.02 11.09 8.70 -2.39 10.54 12.43 1.88
哈萨克斯坦 0.54 6.34 5.80 0.67 8.98 8.31 0.88 0.88 0.01
科威特 4.49 9.75 5.27 5.07 7.82 2.75 5.88 6.27 0.39
利比亚 1.86 0.18 -1.67 0.31 0.00 -0.31 1.20 0.19 -1.00
马来西亚 2.38 5.66 3.28 2.30 4.93 2.63 3.61 6.18 2.57
阿曼 6.70 2.89 -3.81 6.99 1.67 -5.32 8.74 8.76 0.02
挪威 0.20 2.58 2.38 2.35 1.25 -1.10 2.57 4.19 1.62
卡塔尔 0.17 0.42 0.25 1.14 6.68 5.54 1.53 0.03 -1.50
俄罗斯 15.35 15.36 0.01 15.40 15.40 0.01 15.53 15.53 0.01
沙特阿拉伯 16.48 2.43 -14.05 15.67 2.52 -13.14 17.07 3.94 -13.13
阿联酋 3.02 1.26 -1.76 5.75 13.35 7.60 6.23 3.51 -2.71
英国 2.48 0.20 -2.28 1.09 0.00 -1.09 1.55 0.46 -1.09
美国 1.26 0.05 -1.21 3.65 4.65 1.01 2.24 8.80 6.56

注：“优化后”份额指市场布局优化后，算法模拟的帕累托前沿面上各国市场份额平均值；“变化”值等于优化后份额减去优化前份额；上述指标单位均为%。

中国石油进口市场优化布局呈现3个明显特征：①各国市场份额优化方向存在较大波动性，以巴西为例，优化份额在2019年上升0.86%，2020年下降5.66%，2021年又上升1.04%，反映近些年石油出口国别风险与成本出现剧烈变动，因而，中国优化进口市场布局十分必要。②各国优化市场份额空间并不大，除沙特阿拉伯外，大部分国家优化空间在6%以内，说明我国石油进口市场较为有效，但由于进口来源国较多，整体优化效果十分显著。③各国优化空间呈逐年收缩趋势，其中安哥拉、伊朗、伊拉克、哈萨克斯坦、科威特、阿曼、英国等国收缩性特征较为显著，反映了市场机制的强大矫正作用。
在市场布局优化后，部分国家市场份额下降，但原因各异，沙特阿拉伯是因为过高的依赖性风险，利比亚、英国则是由于过高的价格成本，而安哥拉则在风险与成本双维度均偏高。也有国家市场份额上升，其中哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、马来西亚是因为风险与成本双维度均存在优势，科威特、哈萨克斯坦受到低风险优势的显著推动，不过哈萨克斯坦由于石油价格大幅上升而部分抵消了低风险优势，其优化份额也随之收缩。需特别注意的是，优化后的美国份额出现较大幅度波动，由2019年的减少1.21%逆转为2021年的增加6.56%，这主要是因为美国页岩油开采技术逐渐成熟，在成本控制方面取得突破。

2.3 市场布局优化效果

中国石油进口市场布局优化既有助于降低综合风险，也有利于减少平均成本，其中降低风险的效果尤为明显（表4）。
表4 2019—2021年中国石油进口市场布局优化效果

Tab.4 The optimization effect of the layout of China's petroleum import market in 2019-2021

效果 类型 2019 2020 2021
综合风险 优化前 0.0412 0.0418 0.0457
优化后 0.0298 0.0279 0.0343
降幅（%） 27.6100 33.2100 24.8800
平均成本 优化前 0.4803 0.3293 0.5028
优化后 0.4716 0.3207 0.4970
降幅（%） 1.8100 2.6300 1.1600

注：优化后综合风险与平均成本为帕累托前沿各点的均值。降幅为优化后效果除以优化前效果减去1，以百分数表示。表5同。

①各年度综合风险降幅十分显著，均超过24%。一方面是因为优化后的市场布局扩大了风险较低国家的市场份额，比如哈萨克斯坦、科威特的优化份额在2019年分别增加了5.80%、5.27%；另一方面是由于优化后，各国市场份额更加均匀，大幅降低了进口集中度风险。但是，由于新冠疫情的持续冲击，综合风险在2021年显著高于2019和2020年。
②各年度平均成本降幅并不显著，在2019和2021年均低于2%，而2020年达到2.63%。虽然2020年各国石油价格相对较低，但进口份额优化空间较大，优化后平均成本仍大幅下降。在2021年则完全相反，虽然各国石油价格均较高，但市场份额优化空间有限，致使总体优化幅度仅降低1.16%。
③各年综合风险与平均成本的优化效果存在同向变动趋势。综合风险降幅较大的年份，平均成本降幅也比较大，这表明本文模型在优化过程中很好地兼顾了风险最小与成本最低双重目标，优化方向基本相同，并没有顾此失彼。

2.4 优化效果国别贡献

为进一步明晰优化后进口综合风险与平均成本下降的来源，本部分采用结构分解模型解析各国（因素）贡献。理论上，平均成本下降有2种途径：①当某国成本低于平均成本时，增加该国进口份额；②当某国成本高于平均成本时，降低该国进口份额。而综合风险下降有3种途径：①当某国风险水平低于平均风险水平时，增加该国进口份额；②当某国风险水平高于平均风险水平时，降低该国进口份额；③通过市场布局调整降低进口市场集中度。依据目标函数，平均成本下降的贡献源如下式所示：
Δ f c o s t = ∑ j = 1 19 w j 0 - w j 1 · p j - f c o s t 0 ∑ j = 1 19 w j 0
式中： Δ表示两期差额； f c o s t 0表示原组合平均成本； w j 0 - w j 1 · p j - f c o s t 0 / ∑ j = 1 19 w j 0表示 j国对平均成本下降的贡献。表5结果显示，进口市场份额优化后，各国在大部分年份对平均成本下降产生正向贡献，其中哥伦比亚的贡献最为突出，安哥拉、厄瓜多尔、马来西亚的贡献也十分显著，但是原因并不相同，安哥拉是由于石油成本较高且市场份额降低而产生正面贡献，厄瓜多尔和马来西亚则是由于平均成本较低且市场份额增加而产生正面贡献。需要说明的是，哥伦比亚、马来西亚一直保有成本优势，而美国则是近些年才显现出成本优势。
表5 2019—2021年中国石油进口布局优化效果的贡献源

Tab.5 The source of contribution to the optimization effect of China's petroleum import layout in 2019-2021

国家 成本贡献率（%） 风险贡献率（%）
2019 2020 2021 2019 2020 2021
安哥拉 10.07 6.81 1.01 -9.79 -6.57 -3.05
巴西 0.28 5.94 -0.71 2.85 -7.52 2.82
哥伦比亚 21.94 17.61 25.04 4.98 4.18 0.40
刚果 0.16 0.00 1.79 0.55 0.30 0.44
厄瓜多尔 21.19 12.25 24.00 2.99 2.16 3.08
伊朗 0.28 0.07 0.54 3.84 0.00 0.00
伊拉克 12.66 -2.82 4.53 18.64 -3.65 4.02
哈萨克斯坦 -3.95 12.36 -0.03 9.67 16.57 0.00
科威特 2.45 0.87 -0.34 14.62 5.55 1.18
利比亚 6.80 6.00 5.28 -0.52 0.00 -0.18
马来西亚 5.54 8.12 10.93 6.53 4.28 7.20
阿曼 4.46 7.40 0.00 -6.76 -5.30 0.10
挪威 -2.41 1.78 -2.97 1.01 -0.56 4.67
卡塔尔 -0.71 5.62 10.02 0.15 8.14 -0.53
俄罗斯 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
沙特阿拉伯 3.21 1.88 -2.62 46.63 37.64 47.17
阿联酋 2.75 10.09 4.79 -0.69 24.50 -4.51
英国 8.79 5.37 4.62 -0.83 -0.22 -0.31
美国 6.49 0.67 14.13 0.00 -0.42 -2.97
市场集中度 - - - 6.13 20.92 36.82
依据目标函数，综合风险下降的贡献源如下式所示：
Δ f r i s k = ∑ j = 1 19 w j 0 2 - w j 1 2 · r j - r ¯ + ∑ j = 1 19 w j 0 2 - w j 1 2 · r ¯
式中： r ¯ = ∑ j = 1 19 w j 0 2 · r j / ∑ j = 1 19 w j 0 2表示优化前原市场组合平均风险水平； ∑ j = 1 19 w j 0 2 - w j 1 2 · r j - r ¯表示 j国对风险降低的贡献； ∑ j = 1 19 w j 0 2 - w j 1 2 · r ¯表示市场集中度变化的贡献。表5结果显示，在市场布局优化后，进口集中度降低是综合风险下降的主要来源，其贡献率呈逐年上升趋势，由2019年的6.13%上升至2021年的36.82%。在国家层面，沙特阿拉伯市场份额降低是风险下降的主要来源。一方面，由于沙特阿拉伯是存在较高风险的国家，降低其份额可直接拉低综合风险水平；另一方面，由于沙特阿拉伯份额相对过高，降低其份额缓解了市场集中度风险。此外，哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、科威特、安哥拉等国由于国别风险较低且优化份额增长，从而降低了中国进口综合风险。

2.5 不同策略效果差异

为直观体现双目标市场布局的优势，本部分比较了原市场组合、风险最小化目标、成本最低化目标、成本风险双目标4种策略下的市场布局效果，综合风险差异如图4所示：成本风险双目标市场布局的风险在各年份均低于原市场组合，体现了双目标优化策略的有效性和结果的合理性。成本最小化目标的市场布局风险显著高于原市场组合并处于最高水平，说明过分关注成本最小化会导致市场布局风险上升至不可接受的范围。而风险最小化目标的市场布局风险位于最低水平，结果符合预期。
图4 不同策略下2019—2021年中国石油进口综合风险

Fig.4 Comprehensive risks of China's petroleum imports under different strategies in 2019-2021

不同策略下进口平均成本如图5所示：成本风险双目标市场布局的平均成本在各年份均低于原市场组合。成本最小化目标的平均成本处于最低水平，符合理论预期结果。而风险最小化目标的平均成本则常年高于原市场组合并处于最高水平，可见采取单一风险目标进行市场布局优化必然会提高进口平均成本，不利于我国石油进口经济性目标的实现。
图5 不同策略下2019—2021年中国石油进口平均成本

Fig.5 Average cost of Chinese petroleum imports under different strategies in 2019-2021

总之，双目标优化布局很好地统筹了安全性与经济性之间的矛盾，在成本与风险双维度下均优于原市场布局；而单目标优化却顾此失彼，比如成本最小化的市场布局在风险维度大幅高于原市场布局，而风险最小化的市场布局则在成本维度高于原市场布局。

3 外部冲击与模拟结果

考虑到国际政治环境变化、世界经贸格局变迁、国内新发展格局构建等趋势性因素对中国石油进口目标函数中的变量（如出口国别风险）和约束条件（如出口国产能、中国需求规模）构成冲击，本文设置了3种潜在的情景，并在2021年数据基础上模拟了不同冲击下中国石油进口市场布局结果及其效果，涉及参数有国别风险、出口规模、进口规模等，每次模拟仅对一类参数做出改变，其余条件不发生变化。

3.1 金砖国家国别风险下降

2023年8月，金砖国家机制吸纳伊朗、沙特阿拉伯、阿联酋等国为正式成员，扩员至11国[33]，其中沙特阿拉伯、俄罗斯、巴西、阿联酋是中国石油进口主要来源国，所占进口份额之和达到44.74%。在金砖国家机制下，中国将围绕能源安全与可持续发展等诸多议题与其他成员国开展深入合作，面临的国别风险也因此大幅下降。所以，本部分模拟金砖国家国别风险下降情景下中国石油进口布局优化结果与效果，从而为我国调整石油进口布局提供依据。
在本文所考察的石油出口国中，伊朗、巴西、俄罗斯、沙特阿拉伯、阿联酋隶属金砖国家机制，当上述国家国别风险均下降20%时，市场布局帕累托前沿面会进一步贴近原点，相较于原优化结果，综合风险下降10.02%，平均成本略升0.04%，主要原因在于金砖国家石油价格普遍较高（图6a）。市场布局优化结果显示，相对于原始优化份额，中国自金砖国家石油进口份额均有提升，伊朗、巴西、俄罗斯、沙特阿拉伯、阿联酋分别上升0.14%、1.42%、0.01%、1.64%、0.26%，其他国家份额多有下降，其中科威特、挪威、伊拉克、阿曼等国降幅均超过0.50%，主要是因为伊拉克和阿曼具有较高的国别风险，而挪威和科威特具有较高的成本劣势，因而市场份额被替代的可能性较大。
图6 金砖国家国别风险调减及OPEC国家对华出口量调减情景下中国石油进口市场布局优化效果

Fig.6 The optimization effect of China's petroleum import market layout under the scenario of BRICS risk reduction and OPEC countries' export volume to China reduction

3.2 OPEC国家对华出口量下降

OPEC国家石油产量常受到国际突发事件的影响。2023年3月，国际油价由于欧美银行业风险增加而大幅下跌，4月2日OPEC成员国宣布减产，总减产规模超过160万桶/d，国际原油期货价格随之飙升至86.24美元/桶，涨幅达到7.94%[34]。我国石油需求规模较为刚性，但仍可依据国际供给结构变化而调整进口份额。因此，本部分模拟OPEC国家对华出口量下降5%情景下的市场布局及其效果。
在本文所考察的石油出口国中，OPEC成员有伊拉克、伊朗、科威特、沙特阿拉伯、安哥拉、利比亚、阿联酋、刚果。在OPEC成员国对华出口减少5%情景下，中国进口风险与成本双双提升，增幅分别为1.14%和0.10%（图6b）。相对于原优化布局，伊拉克、科威特、利比亚、刚果所占份额出现下降，其中伊拉克下降最为显著，由12.43%降至9.49%，主要是因为伊拉克、科威特等对中国石油进口依赖度较高。部分非OPEC国家市场份额小幅上升，如哈萨克斯坦、阿曼、挪威、卡特尔、英国、美国等，其中美国涨幅最为明显，由原优化的8.80%上升至新情景下的10.76%。

3.3 中国石油进口需求变动

中国自1996年成为原油净进口国以来，进口量与进口依存度不断提升，预计2030年将达到7.8亿t，而在2030—2060年，伴随着能源结构向清洁能源和可再生能源转型，国内石油总体需求和进口需求均会下降。为直观反映需求变化对石油进口市场布局及其效果的影响，本部分模拟了国内石油需求增减20%情景下的进口市场布局优化效果，结果如图7所示。
图7 国内需求变动下中国石油进口市场布局优化效果

Fig.7 The optimization effect of China's petroleum import market layout under the change of domestic demand

当中国石油进口需求缩减20%时，市场布局帕累托曲线进一步向原点靠近，相较于原始优化结果，平均成本和综合风险分别下降0.29%和3.33%，市场份额从安哥拉、巴西、美国等国向哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、马来西亚等国转移。当需求增长20%时，优化结果完全相反，帕累托曲线进一步远离原点，平均成本和综合风险分别上升0.28%和1.86%，市场份额转移方向也与需求缩减时完全相反。

4 结论与启示

4.1 主要结论

优化石油进口市场布局对于保证我国能源安全至关重要。本文基于供应链3个维度，选择8种指标构建了石油进口风险评价体系，识别了中国自沙特阿拉伯、阿联酋、俄罗斯等19个国家石油进口风险水平及其结构特征；同时，在综合考虑市场集中度风险的基础上，统筹综合风险最低与平均成本最小双目标构建市场布局优化模型，探讨了中国石油进口布局的优化问题。主要结论如下：
①中国自沙特阿拉伯、美国、俄罗斯石油进口风险总体高于其他国家。不同国家的主导风险具有国别差异性，其中中国自美国、沙特阿拉伯、俄罗斯石油进口风险主要由依赖阶段构成，自安哥拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、利比亚、英国进口风险主要由供给阶段构成，而自挪威进口风险大部分来自于交易阶段。
②中国自哥伦比亚、刚果、厄瓜多尔、科威特、美国石油进口份额存在不同程度的提升空间，而自安哥拉、利比亚、沙特阿拉伯、英国等国进口份额则需要适度调减。大部分国家市场份额优化空间在10%以内，且近年来呈现收缩趋势。虽然各国优化后份额变动不大，但由于国家数量较多，总体优化效果十分显著，其中自哥伦比亚进口份额优化对降低成本的影响最为显著，自沙特阿拉伯进口份额优化对降低风险的影响最为显著。优化后国别市场份额趋于均衡化，市场集中度有所下降，从而拉低了综合风险水平。
③相对于单目标市场布局优化效果，双目标优化布局有效地均衡了风险与成本的矛盾，既拉低了综合风险，也降低了平均成本，且降低风险的效果更加显著，部分年份降幅超过20%，而平均成本的降幅略超过1%。
④情景模拟结果表明，金砖国家国别风险下降，导致中国石油进口综合风险下降且市场份额向沙特阿拉伯、巴西等国显著偏移。OPEC国家对华出口量减少，引致中国石油进口综合风险与平均成本双双上升，市场布局倾向于增加哈萨克斯坦、挪威、美国等国份额。中国石油进口需求上升，会导致进口风险及成本同步上升，需求下降的情况则反之。

4.2 政策启示

本文研究结论对中国缓解石油进口风险、降低成本、优化布局的政策启示如下：
①减少石油进口依赖，降低进口组合风险与成本。石油进口需求减少有助于降低进口综合风险与平均成本，因而一方面需要创新勘探技术和模式，积极探测国内油气资源，寻求进口品国内替代；另一方面需要积极发展新能源产业，提高风能、核能、太阳能、水能等清洁能源的利用效率，因地制宜发展生物质能、地热能等可再生能源，以减少对石油等传统能源的依赖。
②稳定大国经贸关系，降低供给与交易阶段风险。首先，沙特阿拉伯与俄罗斯是中国石油进口主要来源国，其风险与成本变动影响深远，因而需稳定中国与两国的经贸关系，以降低石油进口供给和交易阶段风险。其次，通过共建“一带一路”，深化与沿线国家石油能源合作，以降低进口集中度风险。再次，鼓励我国能源企业积极走出去，与主要石油出口国开展全产业链合作，以稳定石油产业链和供应链安全。
③积极优化市场布局，降低进口综合风险与成本。一方面，主动调整自美国、沙特阿拉伯、安哥拉、厄瓜多尔、哈萨克斯坦等国石油进口份额，降低综合风险与平均成本。另一方面，积极开拓进口来源国，加深与金砖国家和非洲国家能源合作，形成多点供应、份额均衡、总体风险分散的石油贸易新格局。
④健全风险预警与防控体系，重构石油供应链格局。从整体供应链角度审视我国石油进口风险，包括供给国政治风险、经济风险、金融风险、双边关系风险、价格波动风险、交通运输风险、关键节点风险、需求依赖风险、经贸环境风险等多个方面，因而需密切关注供应链各环节风险水平以及波动趋势，及时预警各节点风险的潜在影响，通过商务合作降低贸易强度和依赖度风险，借助外交沟通和民间交流缓解双边关系风险，购买金融合约分散价格波动风险，提高对关键海运通道和港口的掌控力以疏解交通运输风险，从而保障石油国际供应链稳定畅通。

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