基于復雜網絡的全球LNG市場分析

鄭玉華　李靜云　汪楝欽

中國石油大學(北京)工商管理學院,　北京　102249

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基于復雜網絡的全球LNG市場分析

鄭玉華李靜云汪楝欽

中國石油大學(北京)工商管理學院,北京102249

摘要：基于復雜網絡理論,選取2006～2014年國際LNG貿易量作樣本數據,構建以34個國家或地區為節點、LNG貿易流動為邊、貿易量為權重的全球LNG市場供需復雜網絡模型。通過中心性度析,研究了各國家或地區在目前世界LNG供需格局中的地位及形成原因；通過強度和強度分布分析,研究了各國家或地區LNG貿易強度關系和貿易量的動態演變過程；通過權重熵分析,研究了LNG貿易空間結構的均質化程度。最后,基于以上分析,對中國LNG進口戰略提出了建議。

關鍵詞：LNG；復雜網絡；權重熵

0前言

1全球LNG貿易復雜網絡構建

復雜網絡研究是通過建立網絡模型,將各領域的復雜系統用復雜網絡的形式表達出來,然后計算、分析所構建網絡的特征指標來研究網絡的結構和系統運作方式,解釋或預測復雜系統的行為。Serrano M A等人[2]通過研究發現國際貿易網絡具有一些典型的復雜網絡特征,如無標度性、小世界性、高聚集性等；安海忠等人[3]則以復雜網絡理論為基礎,選取2002～2010年國際石油貿易量作為樣本數據,構建了國際石油貿易的復雜網絡；楊鑫等人[4]發現國際天然氣貿易關系分布具有冪律性和群簇性,較大貿易量會彌補群簇間貿易結構的松散性；程淑佳等人[5]則采用復雜網絡分析方法,結合區域分析與相似性分析,比較了十大進口國家或地區原油貿易空間結構的差異。

網絡的表達形式有很多,圖論法和矩陣法是兩種最基本的表達形式。本文采用矩陣法來表示原始的供需網絡數據。矩陣類型包括鄰接矩陣、關聯矩陣、距離矩陣等。由于LNG貿易既有方向的差別又有貿易數量的不同,所以運用有向加權的鄰接矩陣來表示,即：

G=(aij)(i,j≤N)

(1)

分析全球LNG市場網絡構成，主要運用四類統計特征指標：

1)度,也稱連通度,是指與該節點相連邊的總條數。在有向網絡圖中,根據邊的方向又分為出度和入度。第i個國家或地區的出度kio表示其出口天然氣的國家或地區數量,入度kir表示其進口天然氣的國家或地區數量[3]。

2)點度中心度，是以節點的度來表示節點的重要程度,即與該國家或地區直接連接的邊越多,其中心性越強。通常使用標準點度中心度消除節點數量差異的影響：

Cs(i)=(kio+kir)/(N-1)=ki/(N-1)

(2)

3)點強度,是對節點在網絡中與其他節點聯系強度的衡量。在有向加權網絡中,對節點重要度的判斷不僅依賴于其拓樸結構的性質,還取決于主體間貿易關系的強度,否則容易忽略一些中心度不高但貿易量很大的國家。

(3)

(4)

強度分布定義為：

(5)

(6)

(7)

4)權重熵,是對某節點所有相連邊權重均勻程度的衡量,用于表示網絡系統所處狀態的均勻程度。系統越有序,均質化程度越小,則系統的熵值越小；反之,如果系統越無序,均質化程度越大,則系統的熵值越大。其計算公式如下：

(8)

(9)

wi=wio+wir

(10)

為了消除國家或地區點度的不同給權重熵帶來的影響,在計算出權重熵后,將權重熵轉化為標準權重熵：

Js

(11)

2全球LNG復雜網絡模型分析

本文數據主要來源于BP世界能源統計[1]的LNG貿易數據,將2006～2014年LNG貿易涉及的34個國家或地區作為網絡的節點,用網絡的邊表示LNG貿易流動方向,取LNG貿易量作為邊的權重,從動態角度研究網絡特征參數隨時間變化的規律,并用收集的數據建立有向加權鄰接矩陣模型。

2.1中心度分析

根據式(2),得到各節點的標準點度中心度,主要八大LNG出口國和八大LNG進口國[6-8]的標準點度中心度變化趨勢見圖1～2。

圖1　主要LNG出口國標準點度中心度

圖2　主要LNG進口國標準點度中心度

由圖1～2可知,卡塔爾、特立尼達和多巴哥、埃及、尼日利亞等出口國在世界LNG市場中交易伙伴多,特別是2011～2014年卡塔爾的標準點度中心度最高,說明經過貿易調整后已是世界上LNG貿易伙伴最多的國家,而馬來西亞和印度尼西亞的交易伙伴相對固定。日本、韓國、中國則分別占據世界LNG進口來源國的前三位,亞洲已成為世界LNG貿易的主要買方。2012年后亞洲各國點度中心度波動幅度較大,這是由于國際LNG貿易市場買方中心初步形成,各LNG進口國自身也在不斷調整進口策略。

從中心度隨時間變化趨勢來看,日本、韓國、中國的點度中心度總體呈上升趨勢,2006～2010年中國的點度中心度上升尤為明顯,2014年達到高峰。這是因為一方面這些國家或地區隨著經濟發展,對天然氣的需求量越來越大；另一方面出于環保或能源使用安全的考慮,這些國家或地區正在調整能源結構,提高天然氣在一次能源結構中的比例,需要增加貿易合作伙伴,實現LNG進口的多元化。其它國家或地區LNG進口標準點度中心度變化幅度相對較小,歐洲各國變化最平緩,英國、土耳其等國的標準點度中心度則總體上保持穩定。

澳大利亞、馬來西亞、印度尼西亞的標準點度中心度隨時間變化不大,LNG出口集中在亞太地區,主要是日本、韓國、中國和印度,而且貿易關系非常穩定。2006～2011年卡塔爾的標準點度中心度上升趨勢最明顯,這是由于2005年卡塔爾大力發展LNG出口,憑借著產能和運輸優勢,一舉改變了世界LNG市場的格局,迅速成為最具領導力的LNG供應國；2012年后,卡塔爾的標準點度中心度波動幅度較大,這是由于面臨市場供需的飛速變化,卡塔爾也不斷調整自己的貿易量和合作伙伴。特立尼達和多巴哥的標準點度中心度則明顯呈先升后降趨勢,2006～2009年其點度中心度快速上升是由于當時正處于特立尼達和多巴哥油氣產業飛速發展的黃金時期,該國不斷開展新的LNG貿易；而2010～2013年點度中心度的波動下降,則是由于西班牙、比利時等國不再從特立尼達和多巴哥進口LNG,而轉從卡塔爾、阿爾及利亞進口更多份額。

2.2強度分析

實際LNG貿易中,有些國家或地區雖然與很多國家或地區進出口LNG,但規模有限,如埃及向14個國家或地區出口LNG,但出口量很小。而有些國家或地區雖然只向很少國家或地區出口LNG,但規模較大,如馬來西亞向4個國家或地區出口LNG,但出口量很大。考慮到LNG貿易流量的規模分布是非均衡的,本文引入強度和強度分布的方法從動態角度進行分析。通過式(3)～(7)計算出各國家或地區LNG貿易強度和強度分布,結果見圖3～6。

2012年世界LNG貿易量首次出現下降,2013年與2012年基本持平,2014年有所上升。英國、西班牙、法國的入強度自2011年后連續下降,即進口LNG量普遍下降,英國降幅最明顯。世界主要進口國家或地區除亞太地區外入強度均有下降,而亞洲入強度雖持續增加,但增幅有所下降,日本仍為全球最大的LNG進口國。

亞太地區需求增長持續,但日本、韓國作為一直以來傳統的LNG進口大國,需求有所疲軟。日本LNG需求增幅下降,一方面是因為日元貶值影響氣價波動,削弱了進口強度；另一方面是由于備受熱議的核電站重啟問題。中國作為經濟高速發展、能源需求持續增長的消費大國,入強度一直保持穩步上升。美國入強度繼續下降至歷史最低點,是由于國內頁巖氣產量大幅增加[9]。

圖3　主要LNG進口國入強度

圖4　主要LNG出口國出強度

圖5　主要LNG進口國入強度分布

圖6　主要LNG出口國出強度分布

2011年后,主要LNG進口國家或地區入強度有所上升，但2013年西班牙入強度大幅下降,這是因為西班牙天然氣公司達米埃塔LNG處理廠未能投入運行。埃及出強度大幅下降是因為大部分LNG產量轉移至國內市場以保證本國日益增長的需求；卡塔爾出強度增速放緩,但強度仍保持持續增加。從標準點度中心度分布已知2007年前卡塔爾標準點度中心度很低,出強度和出強度分布不高,說明在LNG領域的投資貿易量不大且合作伙伴少,因為卡塔爾開始出口LNG時目標主要是美國市場,美國頁巖氣革命后,卡塔爾迅速調整出口策略,將戰略中心轉移至亞太地區和歐洲地區,提高多元化程度降低風險,維護其在國際LNG市場的重要地位[10]。

LNG貿易網絡為無標度網絡,節點所代表的貿易國存在異配性,即出強度大的國家或地區傾向于與出強度小的國家或地區交易。不同貿易國家或地區對整個貿易網絡的影響具有差異性,這是由世界天然氣資源稟賦的差異性導致的,大多數國家傾向于與其相近或政治穩定的貿易大國建立長期合作關系,所以卡塔爾出強度分布逐年增長且增幅很大。澳大利亞作為潛力巨大的LNG出口國也備受歡迎,但由于生產成本、人力成本和環保壓力的影響,出口地位一直無法與卡塔爾相比。

2.3權重熵分析

從以上分析可以看出，各國家或地區LNG貿易的空間結構是非均質且有序的。通過式(8)～(11),計算出各國家或地區LNG貿易結構的標準權重熵,計算結果見圖7。出口國家或地區標準權重熵大于進口國家或地區標準權重熵,說明在世界LNG貿易中進口國家或地區格局的有序性要高于出口國家或地區格局的有序性,而出口國家或地區的更趨于隨機網絡,即出口國家或地區更注重LNG出口的多元化。但2006～2014年,出口國家或地區的標準權重熵持續下降,而進口國家或地區的標準權重熵有所波動。

圖7　LNG進出口國家或地區標準權重熵

LNG進出口貿易結構的非均質化具有普遍性,一方面是因為資源稟賦、國內需求、LNG產業發展歷史等原因；另一方面由于各國家或地區的地理位置等區位特征不同,各國家或地區出于經濟性考慮,從最合適的國家或地區進口LNG,也導致了LNG進出口貿易結構的非均質性。

3中國LNG進口戰略建議

3.1全球未來LNG市場供需趨勢展望

歐洲由于受經濟危機的影響,LNG需求短期增長乏力,但隨著北海氣田產量的下降和歐洲降低對俄羅斯依賴并追求能源多元化政策的影響,入強度和權重熵可能會在遠期出現增長,其中西班牙、法國和英國將成為LNG消費的主導。

3.2LNG進口來源國的選擇

3.2.1加大卡塔爾在LNG進口結構中的比重

卡塔爾天然氣探明儲量及當前天然氣產量均居世界前列,LNG產量世界第一,資源優勢明顯；國內政局穩定,經濟發展狀況良好,政治經濟風險較低；天然氣開發成本極低,LNG運輸成本遠低于其他LNG出口國家,價格優勢明顯。

3.2.2關注主要增長點,推進口來源多元化

中國的兩個重要LNG進口國馬來西亞和印度尼西亞出強度逐年下降。目前,世界LNG出口的新增站點主要是以澳大利亞、俄羅斯為主的亞洲供應區和以美國和加拿大為主的北美供應區。澳大利亞有7個建設中LNG項目[6，15]，專家預測,澳大利亞的LNG 產量將在10年內擴大2倍,成為世界上最大的LNG出口國,且政治風險低；但澳大利亞氣源大多在水深超過200 m的海域,技術難度大,開采成本高。俄羅斯和伊朗是天然氣儲量排名一、二的國家,資源優勢巨大,伊朗目前還未出口LNG,而俄羅斯的LNG產業相對于管道天然氣發展滯緩,但2013年批準LNG出口自由化法案后,打破了俄羅斯天然氣股份有限公司對天然氣出口權的壟斷,加上烏克蘭危機后其天然氣外交的現狀,俄羅斯必將調整LNG戰略,將眼光放在高需求量的亞洲市場。美洲的LNG運輸路線較長,但價格低廉,可作為后備資源進行考慮[16]。

3.2.3拓展海外生產基地建設

在國際油氣合作不斷深化的大背景下,LNG進口國已不僅是滿足在國際市場上采購LNG,而是像石油產業一樣將產業鏈向上游拓展,參與LNG出口國的生產過程。東京瓦斯、韓國燃氣、印度蓋爾等LNG采購大戶已有向海外業務縱深發展的趨勢；中國石油在澳大利亞的昆州漁夫和布勞斯LNG項目,中國石化的柯蒂斯島項目,中國海洋石油的俄羅斯亞馬爾項目,均是通過合作開發、建設海外生產基地、拓展產業鏈深度、降低資源成本參與海外項目，也為LNG進口安全奠定了基礎。但參與海外項目要求的技術難度大、投資回收期長,在海外項目的選擇過程中應提前落實其市場情況,或聯合國內的燃氣公司共同參與,降低項目風險。

3.3降低LNG采購風險的途徑

由于布倫特原油價格從2014年6月中旬的115美元/桶跌至12月底的48美元/桶,2015年持續保持低價運行,國際LNG市場價格出現了持續下行趨勢。具有明顯價格歧視現象的“亞洲溢價”[17]基本消除,資源從大西洋盆地轉運至亞太地區已無套利空間；由于國際市場LNG供應充足,亞洲買家對價格的預期發生了轉變,將更加審慎地對待長期合同,有利于買方市場的形成。總體來看,當前形勢對中國進一步利用國際資源比較有利。提高在進口LNG時的議價能力更是中國LNG產業發展的關鍵。

3.3.1建立亞太地區LNG貿易同盟

日本、韓國和中國在LNG進口上合作較少,反而由于進口來源國相似,在LNG進口上競爭激烈[18]。日本和韓國是世界上兩個最大的LNG進口國,因技術先進、經驗豐富、金融市場發達,在世界LNG市場上有很強的定價權,而中國人口眾多、經濟總量規模大、市場活躍,能夠提供巨大的能源消費市場。如果這三國能夠建立亞太地區LNG貿易同盟,將極大提高亞太地區在世界LNG市場上的地位和影響力,在價格談判時擁有更大的話語權[18]。目前,這三國在政治、經濟、文化上還有很多沖突,國際關系十分復雜,建立亞太地區LNG貿易同盟還需中國通過合適的外交策略克服合作障礙。

3.3.2降低LNG資源采購風險

從中國目前能源消費結構及調整、保障國家能源安全和能源進口多元化的目標來看,中國未來將出現更高的天然氣需求,LNG入強度有進一步增加趨勢。國際市場供需形勢和能源價格變化較快,應加大對國際LNG市場的追蹤力度,捕捉LNG采購最佳時機,利用國內巨大市場,獲取采購價格的話語權,逐漸擺脫日本、韓國價格主導,形成中國LNG定價公式。同時在LNG長期采購合同中積極爭取設置價格回顧條款,以便在現貨價格較低時開啟與資源國重新議價的窗口；積極利用采購合同中的“資源池”,建立與油價、英國NPB價格、美國Herry Hub價格混合掛鉤的多元化掛鉤指數,降低資源對單一指數過度依賴產生的風險,最大限度優化LNG進口來源國。同時理順國內天然氣調峰的上網電價,保證LNG用戶的收益,保障下游市場的穩定。

3.3.3完善國內LNG市場體系

隨著國際LNG液化技術日趨成熟,運輸業的蓬勃發展,LNG供應量的提高，各國貿易結構的多元化,未來國際LNG市場可能進入供過于求的格局。在 LNG 接收能力方面,中國已經完成了部分 LNG 接收站的建設[19-20],未來面對LNG的需求,可以將接收站向更多民營企業開放,實現共享和競爭,有助于推動LNG行業健康有序發展。同時完善國內市場的交易體系,充分利用新興的貿易模式(如互聯網LNG貿易模式),盡快形成成熟的天然氣市場交易中心。

4結論

構建了全球LNG供需市場復雜網絡模型,分析了世界LNG進出口國家或地區的中心度、出入強度和權重熵。研究發現,東亞地區具有較高的進口中心度,卡塔爾則具有最高的出口中心度；而英國、法國、土耳其等國家的進口中心度較低且總體保持穩定,澳大利亞、馬來西亞、印度尼西亞等國的出口中心度較低且保持穩定。世界主要進口國家或地區除亞太地區外入強度均有下降趨勢,亞洲入強度雖持續增加,但增幅有所疲軟,中國入強度一直保持穩步上升。LNG進出口貿易結構的非均質化具有普遍性,來源于各LNG進口國或地區在經濟性和多元化間的取舍。

在全球LNG復雜網絡研究的基礎上,展望了全球國際LNG市場的供需形勢,提出在進口來源國家或地區選擇方面,中國應繼續將卡塔爾作為重要LNG進口來源國,同時關注全球LNG供應主要增長點,特別是澳大利亞和俄羅斯。在價格方面,要積極促進亞太地區LNG貿易同盟的形成,在進口環節爭取更加有利的合同價格條款,在國內理順LNG發電的上網電價,完善國內LNG市場體系。

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收稿日期：2015-10-21

基金項目：國家社科基金重大項目(11 & ZD 164)；中國石油科技創新基金研究項目(2013 D-5006-0106)；北京市高等學校青年英才計劃資助項目(YETP 0689)；中國石油大學(北京)優秀青年教師研究項目(2462015 YQ 0716)

作者簡介：鄭玉華(1980-),女，河北承德人，副教授，博士，主要從事油氣經濟研究。

DOI:10.3969/j.issn.1006-5539.2016.03.022