中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡分形特征分析

2022-01-26 09:53:14孫才志高春陽

水資源保護 2022年1期

孫才志，高春陽

(1.遼寧師范大學海洋經濟與可持續發展研究中心，遼寧大連 116029； 2.遼寧省“海洋經濟高質量發展”高校協同創新中心； 3.遼寧師范大學地理科學學院，遼寧大連 116029)

隨著中國人口規模的增加和社會工業化進程的推進，資源安全問題日漸突出。中國面臨著日益嚴峻的能源形勢，主要體現在能源需求迅速增大、能源效率偏低、能源結構不合理和能源供給嚴重依賴進口等方面。中國已成為世界上第一大能源生產國和消費國，對能源的需求仍處于上升趨勢，據《2050年世界與中國能源展望》估計，中國一次能源需求將于2035年前后進入峰值，屆時中國一次能源需求將達到56億t標準煤，增長大約35.6%[1]。水是工業的“血液”，是維系能源生產與供應的基礎物質條件，理解水資源和能源之間的相互作用關系對于開發管理水資源尤為重要。能源水足跡作為表征能源生產、消費過程中的水資源占用及污染情況的重要指標，是研究水資源利用的空間轉移情況的有效手段，能夠較好地反映水-能紐帶關系問題[2-3]。

能源水足跡的相關研究主要圍繞其資源效率和時空演變展開，較少涉及貿易中的能源水足跡轉移。能源水足跡的測算分為自上而下和自下而上兩種方法，前者受限于國家投入產出表的編制年限，不能較好地反映水-能關系現狀，后者受客觀條件限制少，實際應用較廣。如Ding等[4]開發了能源水足跡評價模型，對中國主要化石能源和可再生能源的水足跡進行核算；陳倩云[5]利用生命周期評價方法，測算了伴隨著煤炭、火電以及石油天然氣貿易的能源產品水足跡流動格局；關偉等[2]在測算中國30個省市化石能源和電力生產生命周期水足跡的基礎上，研究中國能源水足跡時空格局的演化特征。“一帶一路”沿線國家擁有豐富的能源資源，能源投資是推進“一帶一路”建設的重要方面，因此關于能源的合作也是諸多學者研究的方向。如韓夢瑤等[6]利用多區域投入產出方法，從直接能源貿易和隱含能源流動的雙重角度刻畫中國與“一帶一路”沿線能源關聯并對比研究；謝忠倆[7]對2007—2017年中國與“一帶一路”沿線國家能源生產消費和雙邊貿易情況進行分析，發現中國存在較大的能源缺口。由于橫跨經緯度范圍廣，“一帶一路”沿線國家也存在較大的水資源稟賦空間差異，因此水安全問題也是“一帶一路”研究的重要課題[8]。本文以對外能源貿易中的水足跡轉移為視角，基于生命周期的能源水足跡評價模型，對中國與“一帶一路”沿線國家的化石能源水足跡貿易規模進行測算，研究中國跨國能源流動中的水資源消耗規律。

對外貿易作為一種經濟地理活動表現，其結構組織上滿足一定的層級分布形態[9]，一國的對外貿易兼具空間形態的層級性和外貿發展的動態性，這為利用分形的方法研究中國對外貿易的空間分布特征和演化軌跡提供了一定的理論支撐[10]。“一帶一路”沿線國家成為中國重要能源合作伙伴的同時，也會帶來一系列資源環境的影響[11]。盡管“一帶一路”的能源合作已經得到了廣泛研究，但“一帶一路”能源貿易下的水資源流動問題尚未得到足夠關注。進行貿易中的能源與水資源間的量化關聯研究，對跨境水-能安全問題具有重要意義。鑒于此，本文在測算中國與“一帶一路”沿線化石能源水足跡流動的基礎上，分析其貿易結構和類型的時空演變特征，并深入分析中國化石能源水足跡的外貿分布格局和演化規律，以期為中國在國際貿易下有效化解能源危機和水危機提供科學依據和理論指導。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區域

“一帶一路”是開放包容的經濟合作體，不限國別，不限實體。為了研究方便，本文選取“一帶一路”倡議之初所包含的65個沿線國家作為研究區域，包括蒙俄2國：蒙古、俄羅斯；東南亞10國：文萊、柬埔寨、印度尼西亞、老撾、馬來西亞、緬甸、菲律賓、新加坡、泰國、越南；南亞7國：孟加拉國、不丹、印度、馬爾代夫、尼泊爾、巴基斯坦、斯里蘭卡；中亞5國：哈薩克斯坦、土庫曼斯坦、塔吉克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦；西亞和中東18國：伊朗、阿富汗、伊拉克、土耳其、敘利亞、約旦、以色列、巴勒斯坦、沙特阿拉伯、巴林、卡塔爾、也門、阿曼、阿拉伯聯合酋長國、科威特、黎巴嫩、塞浦路斯、埃及；東歐23國：阿塞拜疆、格魯吉亞、亞美尼亞、白俄羅斯、保加利亞、捷克、匈牙利、摩爾多瓦、波蘭、羅馬尼亞、斯洛伐克、烏克蘭、愛沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛、阿爾巴尼亞、波黑、克羅地亞、馬其頓、黑山、希臘、塞爾維亞、斯洛文尼亞。

1.2 能源水足跡評價模型

能源水足跡評價模型基于ISO標準方法[12]建立，從能源生產生命周期出發，包括采掘、處理、加工轉化、使用、廢棄等過程。能源水足跡包括生產生命周期過程中的直接水足跡和間接水足跡，由于能源生命周期的間接水消耗計算較復雜，本文僅計算化石能源(煤炭、石油、天然氣)直接水足跡。能源生產生命周期中造成的水污染數據借鑒灰水足跡的概念來表示[13]。能源水足跡分為能源藍水足跡和能源灰水足跡，能源藍水足跡指能源生產過程中所消耗的地表水和地下水的總和，能源灰水足跡指以自然本底濃度和現有環境水質標準為基準，將一定的污染物負荷吸收同化所需的淡水體積[14]。能源水足跡評價模型為

EWF=EWFb+EWFg

(1)

式中：EWF為能源單位產量水足跡；EWFb為能源生產過程的單位產量藍水足跡；EWFg為能源生產過程的單位產量灰水足跡。考慮到生命周期的所有過程，能源水足跡應為各個生命周期階段水足跡的總和，公式為

(2)

式中：EWFn為第n類能源產品單位產量水足跡；M為第n類能源產品包括的生產過程數量；m表示第m個生產過程。各能源單位產量灰水足跡的計算公式為

(3)

其中

G=LV

式中：L為單位能源生產的廢水排放量，m3/t；V為廢水中污染物的量，mg/m3；G為單位能源生產的污染物排放量，mg/t；ρmax為受納水體可接受的污染物最大容許質量濃度，mg/L；ρnat為受納水體的自然本底質量濃度，mg/L。能源水足跡貿易計算公式為

(4)

式中：Ti為中國對i國的能源水足跡貿易量；Tin為中國對i國第n類能源貿易量；N為能源貿易種類的數量。

1.3 位序-規模法則及分形理論

基于分形的空間結構擬合是研究城市等級規模分布的經典方法[15-17]，能夠對“流量”、“規模量”等空間要素的集聚與分散態進行清晰的呈現，將隱含在內的地域層次分布模式具現化，為空間分布識別提供模型支撐[10]。國內外諸多學者將分形理論應用于資源流動、產業貿易、收入分配等方面的研究[18-21]，利用其可直觀地反映大數據樣本的分布特性，闡述水足跡流動的相關問題，展現能源貿易隱含水足跡的空間結構狀態。分形理論以分形維數(即Hausdorff維數)作為特征參數，位序-規模法則(rank-size rule)研究一個地區的規模與該地區在國家內規模排序關系的規律，公式為

(5)

(6)

式中：ri為中國對i國能源水足跡貿易額降序排列的位序；Vi為位序是ri的國家能源水足跡貿易規模；V1為理論的首位國家能源水足跡貿易規模；q為Zipf維數。NT為大于等于門檻能源水足跡貿易規模的國家數量；D為分形維數；A為系數；VG為中國與i國能源水足跡貿易規模。

談明洪等[22]對D與q的關系進行了實證分析，結果表明，D與q之積為確定系數R2。D與q的大小直接反映空間分布等級結構。當q=D=1時，最大規模與最小規模之比恰好為整個貿易體系數目，系統形態達到最優；當q>1且D<1時，表示能源水足跡貿易規模空間分布呈集聚態，各國間差異顯著，頂端國家壟斷性較強；當q<1且D>1時，貿易規模空間分布較均勻，等級結構趨于分散，頂端規模不突出，中間位序數目較多；當q→0且D→∞時，各國貿易規模一樣大；當q→∞且D→0時，只存在一個貿易伙伴。

1.4 首位度指數

為探討中國與“一帶一路”沿線各國能源水足跡貿易的首位分布情況，引用城市首位度進行分析。首位度指數包括2城市指數S2、4城市指數S4和11城市指數S11。按照奧爾巴赫位序-規模法則，S2=2、S4=S11=1是規模結構的理想狀態，小于這個標準，則表明城市首位分布不明顯。首位度指數公式為

S2=V1/V2

(7)

S4=V1/(V2+V3+V4)

(8)

S11=2V1/(V2+V3+…+V11)

(9)

1.5 數據來源

能源貿易數據來源于國際貿易中心(ITC)，選取2001、2007、2013、2019年中國與“一帶一路”沿線國家在《商品名稱及編碼協調制度》(HS編碼)6位編碼下的煤炭、石油、天然氣貿易數據。各類化石能源生產生命周期的單位產量水足跡值與數據來源見表1。灰水足跡評價采用廢水排放中的主要污染物COD為標準。受納水體自然本底濃度參照GB 3838—2001《地表水環境質量標準》Ⅳ類水。原煤開采和洗選中的藍水消耗定義為0.3 m3/t和0.15 m3/t[23]。原煤開采和洗選中的廢水COD排放量分別為300 g/t和40 g/t，COD最大容許質量濃度分別為70 mg/L和100 mg/L[24]。原油開采中藍水消耗定義為7 m3/t[25]。石油煉制過程藍水消耗和廢水COD排放量為2 m3/t和900 g/t[26]。《中國環境統計年鑒》[27]規定原油和天然氣開采業廢水COD排放量為109.282 g/t。原油和天然氣開采業廢水COD最大排放質量濃度為150 mg/L，石油煉制工業廢水COD最大質量濃度為120 mg/L[28]。由于天然氣行業沒有明確的行業標準，采用四川省用水定額[29]中的規定(四川省天然氣產量位居中國四大天然氣主產區第一)，天然氣開采過程中鉆井泥漿用水定額為30 m3/萬m3，天然氣加工凈化過程的用水定額為18 m3/萬m3[30]。

表1 中國化石能源生產生命周期單位產量水足跡值Table 1 Water footprint per unit output in life cycle ofChina’s fossil energy production

2 結果與分析

2.1 能源水足跡貿易結構

基于能源水足跡評價模型，計算2001、2007、2013、2019年中國與“一帶一路”沿線國家煤炭、石油、天然氣3類化石能源水足跡貿易結構(圖1)。總體來看，中國能源水足跡出口規模較進口少且呈下降趨勢，從2001年的101.2×106m3降至2019年的26.5×106m3；中國能源水足跡進口規模大且增長迅速，從2001年的9.2×108m3增至2019年的88.5×108m3。2001—2019年，中國對外能源戰略從“走出去”的多元化能源外交逐步調整為適應“一帶一路”倡議下的全球布局，其間中國建設了中俄、中國-中亞、中緬多條陸上油氣輸送管線，隨著中國實行能源“十二五”戰略規劃，能源產業結構不斷優化升級，化石能源總產量降低，加之受金融危機的影響，化石能源對外出口大幅下降，能源水足跡出口隨之減少，為了滿足國內巨大的能源需求，轉向大量進口能源，導致中國進口化石能源水足跡逐年攀升。

(a) 出口 (b) 進口圖1 中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易結構Fig.1 Trade structure of water footprint of energy trade between China and countries along “the Belt and Road”

從能源水足跡的結構來看，中國能源產品水足跡出口存在階段性變化，2001和2007年煤炭和石油水足跡出口占比80%以上，天然氣水足跡出口占比較小；2013年由于能源“十二五”規劃的影響，國家積極開發天然氣等清潔能源，煤炭和石油水足跡出口迅速減少，天然氣水足跡出口相應增加，占比從2007年的17%迅速增至2019年的61%。中國能源產品水足跡進口中石油水足跡占比最大并呈持續降低趨勢，從2001年的96%降至2019年的72%，煤炭和天然氣水足跡占比持續提升，其中煤炭水足跡占比提升了近20%。中國對于石油的需求較大，國內原油產量增長遠遠低于石油消費增長，造成中國石油過度依賴進口。同時，由于中國具有煤炭資源稟賦特點，煤炭在中國有應用的普遍性，在某些關鍵領域難以替代，隨著國內“煤改氣”工程進行不順，煤炭消費重新迎來增長，促使近年來煤炭水足跡進口量持續走高。

從能源水足跡的類型來看，中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易中灰水足跡占比高于藍水足跡，其中煤炭灰水足跡貢獻了灰水足跡總出口量的2/3，在灰水足跡進口中也占有相當大的比例。中國是煤炭消費和出口大國，中國生產的煤炭產品具有較高的灰水足跡，生產單位質量煤炭的灰水足跡是藍水足跡的17.9倍，導致能源貿易隱含水足跡類型上的比例失衡。隨著國家能源政策的調整轉型，2013年中國原煤和原油出口較2007年分別減少了85.9%和58.4%，天然氣出口增加了3.8%，使煤炭和石油灰水足跡出口顯著下降，而天然氣藍水足跡出口小幅提升。從進口來看，由于中國石油對外依存度較高，各年度能源藍水足跡進口中石油藍水足跡占比均超過80%，能源灰水足跡進口中石油灰水足跡占比有所下降但仍超過50%。天然氣水足跡進口顯著增加，2007—2019年進口量增長了25.5倍，其中藍水足跡和灰水足跡進口均有增加。

2.2 首位度

為探討中國對外能源貿易隱含水足跡位序-規模的變化規律，利用城市首位度計算中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易的首位分布情況(表2)。從出口來看，2001—2019年，中國能源水足跡出口規模的首位分布存在波動式變化，3種首位度指數均經歷了先降再升再降的過程。2001—2007年首位分布不明顯，且有弱化趨勢；2013年呈現明顯的首位分布，2城市指數為4.40，4城市和11城市指數分別為1.94和3.59，均遠超首位分布的標準，首位貿易對象規模頂端優勢明顯；至2019年，2城市指數降至2.95，集聚化表現有所弱化，但仍呈首位分布格局。從進口來看，中國能源水足跡進口規模的首位分布不明顯，3個指數2001—2019年均低于理想值且持續下降，2城市指數低于1.2，4城市和11城市指數低于0.7，說明中國進口“一帶一路”沿線國家能源水足跡的空間分布結構呈現分散化，規模頂端的集聚和輻射功能較弱，首位貿易對象不具備壟斷功能。為了進一步探究中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易規模空間分布的合理性，引入分形的研究方法進行位序-規模分布特征的深入分析。

表2 中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡規模首位度指數Table 2 Primacy index of water footprint scale of energytrade between China and countries along“the Belt and Road”

(a) 出口 (b) 進口圖2 中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡位序-規模分布Fig.2 Distribution of rank-size of implied water footprint of energy trade between Chinaand countries along “the Belt and Road”

2.3 位序-規模分布特征

以中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡規模為縱坐標，位序為橫坐標，作位序-規模曲線(圖2)。發現中國能源水足跡進出口位序-規模曲線均呈現冪律分布，即少數節點具有很高的貿易規模，多數節點的貿易規模低且彼此間差異性不明顯，規模等級體系失衡，具有明顯的無標度性。對比中國能源水足跡進出口位序-規模發現，出口較進口的等級差異性更強，進口位序較多，進口的空間分布更加多元化。

為了進一步揭示中國能源水足跡對外貿易的空間分布等級結構特征，引入位序-規模雙對數回歸方程進行結構上的解析。根據2001、2007、2013和2019年中國與“一帶一路”沿線能源水足跡貿易規模和位序，計算雙對數回歸方程，得出各相關系數(表3)。結果顯示，若用一條斜率來擬合研究時段內的貿易額散點圖，則得到的判定系數R2極低，連續散點圖出現了顯著分段，必須用分解的兩段或者三段斜率才能出現高度擬合。這表明中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易規模空間分布出現多個無標度區的狀態，即多分形結構。總體來看，中國對“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易的位序不斷增加，即與中國進行能源水足跡貿易的國家越來越多。

由表3可見，從出口來看，2001年、2007年、2013年中國能源水足跡出口貿易空間分布均可劃分為2個無標度區，2019年出現3個無標度區。2001—2013年，無標度區一q>1、D<1，無標度區二q>6、D<0.2，說明此階段中國對“一帶一路”沿線國家能源水足跡出口規模空間分布差異較大，呈集聚形態；無標度區二的q值大于無標度區一，說明低位序級別貿易的分裂化表現較高位序更強。高位序級別國家數量呈減少趨勢，低位序級別國家數量則顯著增加，集聚形態呈現先降低后增強的趨勢。在內部次序層面上，高位序級別以新加坡、馬來西亞、印度尼西亞、泰國、越南等東南亞國家為主，南亞的印度、中東的土耳其和阿聯酋、東歐的克羅地亞和保加利亞退出無標度區一，進入無標度區二；低位序級別以中東國家為主，中亞和南亞國家逐步進入無標度區二。到了2019年，位序-規模分布存在大規模層次的斷層現象，高位序級別q<1、D>1，貿易規模空間分布演變為均衡態，貿易規模差距縮減，貿易對象皆為東南亞國家，依次為新加坡、越南、印度尼西亞、緬甸、馬來西亞和菲律賓，高位序級別貿易額占比由先前的99%降至93.5%；中位序級別的q值陡增至16.585，將高位序與低位序的規模差距拉開，貿易對象包含印度、孟加拉國和巴基斯坦3個國家，貿易額差距懸殊；低位序q值為6.516，空間分布仍呈集聚態，貿易對象包含23個國家，貿易范圍向中亞、中東和東歐地區擴展。

表3 中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡位序-規模無標度區參數Table 3 Parameters of non-scale area of rank-size of implied water footprint of energy trade between Chinaand countries along “the Belt and Road”

2001—2019年，中國化石能源產品中煤炭和石油出口經歷了大規模的萎縮，天然氣出口小幅度提升。一方面，由于國內實施的能源“十二五”、“十三五”戰略規劃以及國際上受2008年金融危機的影響，中國傳統型能源出口大幅削減，此階段國家大力開發天然氣和水電等清潔能源；隨著中緬油氣管道建設使用，東南亞因其地理位置優勢和與中國相似的能源消費結構成為中國一次能源出口密集地，東南亞在中國能源水足跡出口地區結構中占據首要位置。另一方面，自中國加入世貿組織后，開始積極參與多邊能源合作，開拓了與多個國家的能源貿易渠道，使中國能源水足跡中小規模出口貿易迅速發育。總體來看，在中國能源結構性短缺的背景下，傳統化石能源出口的萎縮有助于催生能源消費結構的加速調整，促進能源產業布局的優化升級，減少虛擬形態的水資源流出，保障國內經濟高速發展下的能源與水資源安全。

從進口來看，2001年中國能源水足跡進口貿易的空間分布分為2個無標度區，2007、2013和2019年可劃分為3個無標度區。2001—2007年，無標度區一的q值由1.318降至0.707、D值由0.703升至1.285，說明中國進口高位序級別能源水足跡的空間分布由集聚態演變為均衡態，規模等級差異性縮小；中低位序的q值顯著降低，但仍存在分裂化現象。在內部次序層面上，高位序級別國家除俄羅斯和哈薩克斯坦外，皆為中東和東南亞國家，中東的阿聯酋、科威特、也門、卡塔爾、伊拉克和東南亞的馬來西亞、文萊、泰國退出了無標度區一，進入無標度區二；中低位序級別國家數量增加，以中東和東南亞地區為主，能源水足跡貿易占比由2001年的不足0.2%增至14%。2007—2019年，無標度區一的q值略有提升，D值略為降低，均接近于1，說明高位序的空間分布結構趨于合理，系統形態較優；無標度區二的q值小于無標度區三，均表現為降低趨勢，說明中低位序的集聚和分裂化表現稍弱。從內部次序的變化來看，高位序級別中東地區始終占據優勢，印度尼西亞和俄羅斯相繼成為中國能源水足跡進口的首位國家，對外貿易的前三名穩定為俄羅斯、沙特阿拉伯和印度尼西亞；中位序級別構成由東南亞和中東主導轉變為中亞、東南亞、中東三分鼎立，低位序級別東歐國家在數量上逐漸占據優勢，此外，文萊、新加坡、老撾、印度等國穩定在低位序行列。

2001—2007年，中國是煤炭凈出口大國，煤炭基本供給自足，而原油對外依存度逐年提升，2007年已超過40%，能源水足跡進口主要來源于較高的石油水足跡進口量。此階段中國的石油進口主要來源于俄羅斯和中東地區，從俄羅斯和中東地區進口石油水足跡占石油水足跡進口總量的80%以上。隨著中哈原油管線一期工程于2006年開始運營，中亞地區在中國能源水足跡進口地區結構中的地位逐漸抬升，自此，中國通過布設與周邊國家的陸上油氣輸送管線逐步減輕對“中國海上生命線”馬六甲海運的需求。2013—2019年，中國能源水足跡進口以煤炭和石油水足跡為主，東南亞、中亞在進口地區中所占份額越來越大。中哈、中俄和中緬油氣輸送管線的并行運營為中國帶來大量油氣資源，使中東作為中國傳統石油進口地區的地位受到小幅沖擊。目前，中國石油年消費量達到6.6億t，其中5億t依賴進口，4條陸上輸油管線合計每年進口石油8 700萬t，這意味著在建成4條陸上能源通道后，馬六甲海峽依然承擔著中國80%左右的石油進口。也就是說，中國對中東的石油依賴未得到根本性的緩解，中國石油進口不僅過度依賴海運，還過度依賴中東石油，造成極大的脆弱性風險。在歐洲版塊上，中國與格魯吉亞的石油外交取得新進展，跨里海大通道這條捷徑的打通大大增強了中國與東歐地區聯系的便捷性，有利于中國能源水足跡進口多元化發展。

(a) 2001年出口 (b) 2001年進口

2.4 分區位序-規模特征變化

為了探究中國對外能源貿易隱含水足跡的時空演變情況，分析2001年和2019年中國與“一帶一路”沿線國家能源貿易隱含水足跡位序-規模分布(圖3)，發現在出口方面，東南亞一直是中國能源水足跡出口的高位序-規模地區，西亞基本保持在低位序-規模，而俄羅斯、哈薩克斯坦、印度等能源資源相對優勢國由高位序-規模區降為中、低位序-規模區。在進口方面，中國從俄羅斯、西亞進口的能源水足跡最多且貿易規模持續提升，中亞和東歐地區位序數量顯著增加但規模不大，東南亞地區除馬來西亞和印度尼西亞這兩個高位序-規模區維持不變外，基本表現為規模提升但位序下降。從“一帶一路”沿線各分區的位序-規模特征變化上可以窺見中國新時期能源戰略的轉型，對于具有資源優勢的國家和地區，中國減少了能源出口，加大了能源進口合作，同時在沿線西側不斷開拓新的貿易渠道，增加外貿發展的可持續性。

3 討論

水足跡的流動通過商品貿易實現了空間上資源的互補，并且避免了跨地區長距離運輸實體水資源。水資源匱乏地區通過進口水資源密集型產品，可以達到使用其他地區水資源的目的。中國提出的“一帶一路”倡議，既能通過資源互補性合作促成與沿線國家的互利共贏，又能解決自身經濟面臨的產能過剩、能源安全脆弱性等問題。從商品結構看，中國的一次能源水足跡出口集中為煤炭，而煤炭的主產地集中在中國北方晉陜蒙等水資源緊缺省份，這進一步加劇了北方地區的資源性缺水程度，惡化了其水-能關系。煤炭水足跡的出口以灰水足跡為主，灰水足跡是將生產過程中產生的污染物稀釋至環境標準所需的淡水水量，是量化環境負面效應的工具，這意味著中國出口煤炭的同時承載著相應的環境容量，中國煤炭行業的生產加工亟須技術升級，降低灰水足跡，以減少對生態造成的負面影響。中國一次能源水足跡進口集中為石油且具有高度依賴性，石油的生產生命周期耗水量分別是煤炭和天然氣的2.3和2.6倍，進口石油可以節省國內大量水資源，在國內石油資源幾近枯竭的背景下為宏觀經濟發展提供水資源保障，在一定程度上緩解了中國的用水緊張程度。從地區結構看，中國一次能源水足跡出口結構總體表現為由集中化演變為分散化，出口輻射范圍提升，由東南亞向南亞、中亞和東歐地區轉移，這有利于分散中國對東南亞的能源出口依賴，提升中國在全球能源市場的影響力。從全球水資源節約的角度看，水足跡流入地由富水的東南亞分散向沿線西側，能夠惠及沿線更多國家，體現“一帶一路”倡議的優越性和可行性。而中國石油水足跡進口主要集中在中東地區少數國家，這間接造成中國每年從中東進口大量水資源，對于水資源相對匱乏的中東而言，伴隨著能源外貿的水資源流出加劇了其他部門的供用水矛盾，如果中國將石油安全寄托于中東地區，進口渠道脆弱性風險將居高不下，進而威脅到中國石油和水資源供應的穩定性。

對于中國來說，打破這種局面的有效手段就是控制能源來源地和能源運輸路徑的穩定，降低對海上能源通道的依賴度。同時，大力發展能源科技，提高能源資源利用效率，優化能源消費結構，降低能源用水需求。從以上的分析可以看出，俄羅斯、中亞和東南亞盡管能源資源豐富，但總體位序不高，還存在較大的合作提升空間。中國擁有俄羅斯需要的出口市場，俄羅斯則擁有中國缺乏的油氣資源，雙方能夠在戰略上互補短板。中亞是全世界最集中的能源密集地，中亞與中國的地理距離帶來了得天獨厚的地緣戰略優勢。其次，提高新能源在能源消費中的比例，大力發展清潔能源特別是可再生能源，是彌補化石能源固有缺陷弊端的關鍵。天然氣在化石能源中擁有較低的水足跡，在中國的能源消費結構中遠低于世界平均水平，提高天然氣使用量對于節約水資源意義重大。在“雙碳”計劃背景下，電力能源尤其是水電的重要性不言而喻，水力發電雖然有著超過化石能源總和的單位水足跡，但勝在水資源可循環利用、發電效率高、成本低、對生態沖擊較小，中國西南水力資源充沛地區發展水電行業尚存發掘空間。

本文的研究處于探索階段，存有一些不足之處：①由于中國對于部分能源行業標準的制定存在滯后和未統一的現象，文中計算結果可能會產生一定偏差；②由于數據獲取復雜性問題，本文對于中國能源水足跡進口的測算是以國內能源生產生命周期水足跡為依據，從中國視角出發來測算在“一帶一路”能源貿易下的水資源轉移量。由于沿線各國生產技術水平和資源利用效率的不均衡性，可能會導致中國進口一次能源水足跡總量上產生偏差，具體表現為：經濟發展水平較高的國家和地區能源單位產量水足跡值偏小，經濟發展水平較低的國家和地區能源單位產量水足跡值偏大。但由沿線各國資源稟賦差異帶來的能源貿易量的巨大差距可以在一定程度上彌補單位水足跡導致的偏差，因此對于中國能源水足跡進口空間分布結構的影響不大。未來在掌握沿線各國能源水消耗的基礎上，在全球水資源轉移的視角下開展對外貿易空間分布結構的研究更具指導意義。

4 結論

a.2001—2019年，中國能源水足跡出口規模較小且持續下降，中國能源水足跡進口規模大且增長迅速。從能源水足跡的結構來看，3種化石能源水足跡出口存在波動變化，其中煤炭和石油水足跡出口占比大但呈下降趨勢，天然氣水足跡出口占比小但持續提升；能源水足跡進口中石油水足跡占比最高，煤炭和天然氣水足跡占比持續提升。從能源水足跡的類型來看，灰水足跡貿易占比高于藍水足跡，煤炭和石油灰水足跡出口顯著下降，天然氣藍水足跡出口有所提升；能源藍水足跡進口中石油藍水足跡占比高達80%以上，能源灰水足跡進口以煤炭和石油為主，近年來天然氣水足跡進口量呈增加趨勢。

b.從能源水足跡貿易規模首位度來看，2001—2019年，中國能源水足跡出口規模的首位分布存在波動變化，3種首位度指數均經歷了先降再升再降的過程，首位分布從不明顯逐漸趨于明顯；中國能源水足跡進口規模的首位分布始終不明顯，空間結構趨于分散化，首位貿易對象不具備壟斷功能。

c.中國與“一帶一路”沿線國家能源水足跡貿易規模空間分布呈現多分形結構，出現了多個無標度區，中國能源水足跡貿易伙伴國數量不斷增加。在中國能源水足跡出口的位序-規模分布結構中，高位序級別從集聚態演變為均衡態，中低位序級別的空間分布較為分散，東南亞是中國能源水足跡出口主要地區；在中國能源水足跡進口的結構中，高位序級別趨于均衡化，中低位序級別的分裂化程度減輕，能源水足跡主要進口地區集中在中東地區少數國家，其次為俄羅斯和東南亞，總體的等級體系差異性呈現萎縮。