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核電技術的網絡韌性評估(2001—2022年)
——基于灰色統計方法的分析

2024-01-15 08:06王晉偉
關鍵詞:貿易量份額韌性

王晉偉

(北京理工大學 管理與經濟學院 能源與環境政策研究中心,北京 100081)

核電技術在能源系統清潔轉型過程中將發揮一定的重要作用,核電技術可以提供低碳排放、可靠、可持續和多元化的能源供應。構建并維護具有韌性的全球核電技術貿易網絡,有助于滿足全球不斷增長的能源需求,也有助于緩解氣候變化。然而,目前對于核電技術貿易的網絡結構及其韌性變化還有待進一步認識。

現有的研究分析了核電技術貿易發展,及其對溫室氣體排放和氣候變化政策的影響。Li 等[1]使用全球貿易網絡分析來檢驗核電產品貿易與溫室氣體排放之間的關系,揭示了核電產品貿易對全球溫室氣體排放具有顯著的抑制作用,且這種抑制作用具有異質性。Adamov 等[2]概述了目前在俄羅斯、中國、美國和印度應用的大規模核電開發方法,發現核電可以在電力部門脫碳方面發揮重要作用,但需要技術創新來應對經濟、環境問題和核武器擴散方面的挑戰。Bauer 等[3]使用能源經濟模型來分析核電政策與減緩氣候變化政策之間的相互作用,估算出核電站的提前退役將導致到2020年全球GDP累計損失約為0.07%。Cortés-Borda 等[4]使用全球多區域投入產出模型來量化世界上40個主要經濟體的核能使用之間的差異,揭示了世界上約3.5%的核能生產是以貿易形式體現的,而且這一數量隨著全球核能生產的增長而增長。此外,現有研究主要從工程物理視角對核電站的基礎設施進行韌性評估[5-7]。然而,以核電技術貿易關系為研究對象,對其開展網絡韌性評估還有待進一步研究,從而揭示全球、區域和國家的核電技術的網絡韌性變化情況。

本文試圖回答以下問題:(1)如何構建核電技術網絡韌性評估指標和評估模型;(2)在全球層面、區域層面和國家層面,核電技術網絡結構有何變化?網絡韌性如何變化?為了回答這兩個問題,本文基于聯合國商品貿易數據庫(UN Comtrade)的核電技術進出口貿易數據,構建11個韌性指標,構建灰色統計評估模型,分析2001—2022年的核電技術貿易網絡,對全球整體、11個區域和32個國家進行網絡韌性評估。

本文揭示2001—2022年的核電技術貿易網絡的結構變化和韌性特征,為全球、區域和國家建設具有韌性的核電技術貿易網絡提供相關的決策參考,也為中長期核電技術發展布局和貿易策略提供一定的決策支持。

一、文獻綜述

(一)核電技術與能源轉型

全球的核電技術發展呈現出穩步增長趨勢。2021年全球在運行的核電反應堆的發電量比2020年增長了4%。國際原子能機構(IAEA)的數據顯示,截至2021年年底,全球在運行的437個核反應堆的總發電能力達到了389.5 吉瓦[8]。

近年來,核電技術在能源轉型中的作用引起了學術界的討論。相關學者研究了核電技術的技術性能、經濟影響和政策因素,以及將其整合到以可再生能源為主的能源系統中所面臨的挑戰。

Marques 和Junqueira[9]對歐洲能源轉型中電源之間的相互作用進行了實證分析,發現核電可以有效地補充可再生能源發電,而對化石燃料的依賴會導致更高的能源消費成本。相比之下,Kim和Yoo[10]采用了投入產出分析,揭示出韓國可再生能源部門比核電部門能夠產生更大的經濟效益。在技術評估方面,Kharitonov和Semenova[11]評估了數字化投資在提高核電站建設的及時性、質量可靠性和終身運行安全性。在政策方面,Guidolin 和Guseo[12]揭示了德國的可再生能源消費使核電能源消費顯著減少,強調了能源系統轉型的重要性。Gralla等[13]研究發現,與無核能國家相比,擁有核能的國家在社會經濟方面表現出更高的能源消耗和碳排放,質疑核電對可持續發展的影響。Wagner等[14]評估了波蘭核電能源的公共傳播及其對中歐和東歐能源轉型的影響,研究發現關注經濟和政治的主流媒體阻礙了能源轉型的推進。Lehtvier和Hedenus[15]分析了在沒有核能的情況下實現氣候目標的可行性,同時提出替代核能的必要性,也強調了相關的擴散風險。

核電技術在能源轉型中扮演著重要的角色,但離不開與可再生能源的互補性。綜合考慮技術、經濟、政策和社會公眾等因素,核電技術在可持續能源系統轉型中將發揮復雜的、不確定的和靈活多變的作用,長期的技術創新和政策支持是促進核電技術在能源轉型中發揮有效作用的關鍵。

(二)網絡韌性評估

網絡韌性是一個廣泛的學術研究領域。本文借助網絡韌性這一概念,評估核電技術貿易關系承受破壞性條件的能力?,F有研究基于節點和基于系統兩方面構建了眾多網絡韌性的評估指標,綜合考慮網絡規模、集中化、連接性和集群性等網絡性能,可以更好地構建網絡韌性評估指標體系,提高評估核電技術貿易網絡韌性的有效性。

Birkie 等[16]提出使用節點數量測度網絡韌性。Adenso-Diaz等[17]構建了源節點比例指標,用于測度網絡韌性水平。關鍵節點在網絡結構和網絡韌性中起著重要的作用,Cardoso 等[18]將關鍵節點定義為相關指標超過預設門檻值的節點,關鍵節點的比例可以用于測度節點之間的連通性,從而反映網絡韌性。中心性可以反映節點的相對影響力,也被用于測度網絡韌性[19-20]。Kazemian 等[21]將總體接近中心性和總體度中心性納入網絡韌性評估體系??傮w接近中心性反映節點到所有其他節點的接近程度,而總體度中心性反映與節點直接接觸的所有節點的鏈接關系。在社會網絡研究中,總體中介中心性是節點重要性的關鍵指標,中介中心性對整體網絡流通路徑有重要影響[20],可以作為反映網絡韌性的關鍵指標。

Kazemian 等[21]在系統級構建了韌性評估指標,平均路徑長度是指連接所有節點對的最短路徑上的平均步數,直徑表示任意兩個節點之間使用最短路徑的最大距離。此外,Kazemian等[21]還提出使用網絡的邊密度來反映網絡韌性。Jackson[20]將傳遞性引入韌性評估體系,通過計算聚類系數來測度網絡韌性。此外,網絡中心度指標被引入網絡分析[18][22],作為衡量網絡中最中心節點相對于其他節點的集中度,通過測度網絡中心度來反映中心重要節點對整體網絡的貢獻。

(三)灰色統計決策

灰色統計決策在不同領域有廣泛應用,包括技術選擇、故障識別、綜合計劃、樣品檢測和景觀設計等。此外,灰色統計決策方法經常與其他方法進行集成應用,如灰色統計方法與情景分析、方差分析和專家評分相結合等,集成方法的使用有助于將灰色統計決策的優勢應用于不同背景下。

Wei 和Chung[23]對中國臺灣地區先進的公共交通技術選擇進行了研究,采用灰色統計與情景分析相結合的方法來解決技術選擇問題,綜合使用問卷調查技術證明了灰色統計方法的有效性,并確定了非接觸式智能卡技術是臺灣地區在將來發展的合適技術。Zhang 等[24]應用灰色統計模型對三峽水庫水頭活動斷層破裂進行識別和評價。利用灰色統計方法進行分析,可以考慮錯位率等離散因素,得出的結果更接近實際,該方法還可以應用在地震監測預報和識別活斷層破裂等方面。Liu 和Lin[25]討論了灰色統計評價在判定一組同類觀測對象屬于哪些預定義類中的應用,并介紹了該方法在生產投資計劃、農業經濟區劃分、社區規劃、教學計劃等領域的應用。此外,何結望等[26]利用灰色統計分析法對20家烤煙企業的295份樣品進行了烤煙葉片結構穩定性評價,結果表明,某些結構指標容易偏離要求的標準,而其他結構指標則較為穩定。朱里瑩等[27]基于灰色統計分析探討了中國國家公園景觀特征要素的選擇,旨在為中國國家公園建設提供科學依據,通過專家評分和灰色統計分析,基于區域特征識別了景觀特征要素。李麗鳳等[28]采用灰色統計分析與美景度評價相結合的方法,對北海市紅樹林的美景度進行了評價與估算,研究發現,不同紅樹林群落的美景度存在差異,并確定了影響美景度的因素。

這些研究體現了灰色統計決策方法在“信息少”和“不確定性”的決策過程中的有效性,也反映了灰色統計決策的實際使用價值。

二、數據來源與研究方法

(一)研究框架

本文的研究框架如圖1所示,以核電技術貿易網絡為研究對象,使用灰色統計決策方法,在全球、區域和國家層面,進行網絡韌性評估。

圖1 研究框架

(二)數據收集與處理

本文的研究數據來自聯合國商品貿易數據庫(UN Comtrade),采用商品編碼HS8401提取全球核電設備進出口貿易數據,商品編碼HS8401分類包括核反應堆、核反應堆非輻照燃料元件、同位素分離的機器及裝置。獲取數據的時間范圍設定為“2001—2022年”,貿易流(Trade Flows)設定為“Import”。

本文以國際原子能機構2021年底公布的世界在運行核電站的32個國家或地區為研究對象。

在區域層面,按照聯合國的劃分標準(https://unstats.un.org/unsd/methodology/m49/)[29],將研究對象劃分為11個區域,包括北美(加拿大,美國)、南美(阿根廷,巴西)、中美(墨西哥)、東歐(白俄羅斯,保加利亞,捷克,匈牙利,羅馬尼亞,俄羅斯,斯洛伐克,烏克蘭)、西歐(比利時,法國,德國,荷蘭,瑞士)、北歐(芬蘭,瑞典,英國)、南歐(斯洛文尼亞,西班牙)、東亞(中國,日本,韓國)、西亞(亞美尼亞,阿聯酋)、南亞(印度,伊朗,巴基斯坦)、非洲(南非)。本文研究的32個國家在2022年的核電設備貿易額(約51.51億美元,2022年當年價)占全球核電設備貿易總額(約51.52億美元,2022年當年價)的份額接近99%,數據具有代表性。

基于雙邊貿易數據構建核電技術的網絡數據G=(Vi,Vj,W)。其中,Vi表示出口國節點集合Vj表示進口國節點集合W=[wij]表示貿易額流量wij表示國家Vi出口到國家Vj的核電技術貿易額。

對于核電技術貿易額數據的處理,由于數據獲取階段采用的貿易流(Trade Flows)設定為“Import”,所以將“相對方”(Partner)對應的國家或地區作為研究對象,獲取上述32個國家或地區的核電技術貿易額流量數據。使用2020年為基期的美元GDP折算指數處理貿易額(Primary Value)原始數據,獲得貿易額的不變價(以2020年為基期)。

(三)研究方法

1.網絡韌性指標測度

基于文獻綜述,本文設計的網絡韌性評估指標共11個。

指標1.網絡大?。⊿ize of Network,SON),即網絡中的節點個數n。

指標2.網絡平均路徑長度(Average Path Length,APL),即成對節點的最短路徑步數的平均值。

指標3.網絡直徑(Diameter,DIM),計算公式為

其中,d(i,j)表示節點i和節點j之間的距離。

指標4.網絡節點總體接近中心性(Overall Closeness Centrality,OCC),計算公式為

其中,l(i,j)表示節點i到節點j的最短路徑步數;n表示網絡中的節點個數。

指標5.網絡節點總體度中心性(Overall Degree Centrality,ODC),計算公式為

其中,di(g)表示節點i的度;n表示網絡中的節點個數。

指標6.源節點占比(Proportion of Source,POS),計算公式為

其中,nsource表示源節點的個數(定義源節點為出度大于0的節點);n表示網絡中的節點個數。

指標7.邊密度(Density of Edges,DOE),計算公式為

其中,E表示網絡中的邊數;n(n-1)/2表示網絡的邊的最大可能數。

指標8.傳遞性(Transitivity,TRA),也稱作聚類系數,度量一個頂點的相鄰頂點連通的概率,計算公式為

其中,pi表示連接到節點i的三角形數;qi表示以節點i為中心的三元組數。

指標9.重要節點比例(Percentage of Critical Nodes,PCN),計算公式為

其中,ncritical表示網絡中重要節點的數量,將節點度數大于0.5倍最大度數的節點定義為重要節點。

指標10.節點總體中介中心性(Overall Betweenness Centrality,OBC),計算公式為

其中,gij表示節點i和節點j之間的最短路徑總數;givj表示節點i和節點j之間通過節點v的最短路徑數。

指標11.網絡中心度(Network Centralization Indicators,NCI),計算公式為

其中,maxC表示網絡中的節點度中心性的最大值;Ci表示節點i的度中心性,分母表示分子的理論最大值,用于指標的標準化。

2.灰色統計決策方法

第一步,構建決策矩陣。

依據上述11個指標,計算本文研究的32個國家的指標值,構建決策矩陣X=[xij],xij表示第i個國家的第j個指標的指標值。

第二步,決策矩陣標準化。

對X進行標準化,標準化后的決策矩陣是R=[rij]。

本文中,效益型指標包括:指標1、指標4、指標5、指標6、指標7、指標8,標準化的計算公式如下

本文中,成本型指標包括:指標2、指標3、指標9、指標10、指標11,標準化的計算公式如下

第三步,建立白化函數。

計算白化統計量R值域的均值r和標準差σ,依據建立灰類評分標準,用于建立灰類白化函數。

建立灰類白化函數fk(R),依據建立灰類評分標準(k1,k2,k3),灰類等級分別對應(優,中,差)。三類白化函數表達式依次為

第四步,灰色統計決策。

本文中,設置各個韌性指標同等重要,因此灰類統計系數采用等權重計算公式

其中,ηki表示第i個國家屬于第k個灰類的灰類統計系數,其中k=1,2,3。

網絡韌性評估的灰色統計決策結果表示為

三、結果與討論

(一)全球層面的網絡結構和韌性特征分析

1.全球層面的網絡結構

在圖2中,節點的尺寸大小表示節點的度,節點越大反映出核電技術貿易大國的地位越突出??傮w來看,德國和美國的核電技術貿易大國地位比較明顯,但不同時間,全球核電技術貿易大國格局也有變化。2001年和2006年,德國和美國的核電技術貿易大國地位較突出。2011年,中國和法國的核電技術貿易影響力也在提升,在貿易網絡中的地位接近德國和美國。2016年,荷蘭、瑞典和比利時的影響力也有明顯提升。2019年之后,核電技術貿易大國主要由美國、德國、法國、英國、荷蘭占據,格局比較穩定。此外,從2020年開始,孤立節點逐漸增多,阿根廷、巴基斯坦和白俄羅斯在全球核電技術貿易網絡中的地位有所下降。

圖2 全球核電技術網絡變化

2.全球層面的韌性特征

如表1所示,從不同指標反映全球核電技術網絡的韌性變化。從中心性角度看,全球核電技術網絡的總體接近中心性的表現持續偏低(只有2001年、2008年、2011年和2012年處于較高水平),總體度中心性的表現呈現穩中有升的趨勢(但在2021年和2022年又回到較低水平),總體中介中心性的表現呈現先升后降(但在2021年和2022年又回到較高水平),網絡中心度指標的表現呈現先升后降。

表1 核電技術網絡韌性的指標變化(標準化后的值)

此外,網絡平均路徑長度、傳遞性和關鍵節點占比指標的表現變化趨勢較為一致,整體呈現先下降后上升的變化,這三個指標在2011—2016年之間的表現處于較低水平,2017年之后又進入上升趨勢。

源節點占比指標在2011年之前的表現處于較低水平(平均值0.23),但在2011年之后快速達到較高水平,大約是2011年之前平均水平的3倍,并保持較穩定狀態。

根據灰色統計評估結果,200—2022年之間,有一半年份處于“優”等級,其余年份的網絡韌性屬于“中”等級和“差”等級的占比相當。此外,在2001—2010年之間,全球核電技術網絡韌性整體呈現中等偏好狀態,網絡韌性達到“優”等級的份額是60%。2011—2020年之間,全球核電技術網絡韌性整體呈現中等偏差狀態,網絡韌性屬于“中”等級的份額是40%,網絡韌性屬于“差”等級的份額是30%。

對比表1和圖3的結果可知,在2011—2020年之間,傳遞性、關鍵節點占比和總體中介中心性指標的表現較差(相比于2001—2010年之間)。然而,在2011—2020年之間,源節點占比和網絡中心度指標的表現較好(相比于2001—2010年之間)。因此,綜合各項指標的表現,導致2011—2020年之間的全球核電技術網絡韌性表現不佳。

圖3 全球核電技術網絡韌性變化

(二)區域層面的網絡結構和韌性特征分析

1.區域層面的網絡結構

2001—2016年之間,本文研究的11個區域的核電技術網絡結構有較明顯的變化(如圖4所示)。

西歐的核電技術貿易份額呈現先增后減的變化,由2001年的約40%份額,增長到2006年的接近全球一半,2011年又重回三分之一的水平,而2016年的占比不足三分之一。相比之下,北歐的核電技術貿易份額呈現持續增長趨勢,2001年的北歐份額僅是接近5%,在2006年和2011年北歐份額分別達到了約9%和約14%,在2016年北歐的核電技術貿易量達到9.97億美元,占比已經超過17%。

此外,東歐的核電技術貿易份額呈現穩中有升的狀態,2001年、2006年和2011年占比穩定在約20%,但在2016年份額上升到約36%,貿易量達到20.61億美元。相比之下,東亞的核電技術貿易份額呈現下降趨勢,2001年的份額約為15%,2006年和2011年份額分別約為4%和8%,2016年東亞的核電技術貿易量為4.18億美元,占比約為7%。

北美的核電技術貿易份額呈現下降態勢,其占比由2001年的約12%下降到2016年的約8%,北美在2016年的核電技術貿易量只有4.53億美元。南歐的核電技術貿易份額呈現小幅增長狀態,其份額由2001年的不足2%增長到2016年的約5%。

在2016年的區域核電技術網絡格局基礎上,2019—2022年之間,網絡格局比較穩定(如圖5所示),期間的核電技術網絡結構與2016年格局相似,但貿易總量有所下降,2022年的貿易總量比2016年降低了約14.58億美元,降幅接近四分之一。

圖5 不同區域的核電技術網絡變化(2019—2022年)

總體來看,西歐的核電技術網絡份額穩定在約30%,北歐的份額穩定在20%左右。東歐的核電技術網絡份額從2019年的約38%,逐步下降至2022年的不足五分之一,2022年的貿易量(7.34億美元)與2019年相比降幅約為61.38%。

此外,南歐的核電技術網絡份額從2019年2.52%,上升到2022年的6.22%,2022年的貿易量(2.65億美元)約是2019年的2倍。東亞的核電技術網絡份額在2019年約是7.83%,2020年之后穩定在約12%的水平,2022年東亞的核電技術貿易量達到5.41億美元,與2019年相比增幅約為37%。

對比圖4和圖5可知,2001—2022年之間的區域間核電技術貿易模式有明顯變化。2001—2006年,主要是區域內貿易模式,很明顯可以看出,西歐主要開展比利時和法國之間的貿易,東歐主要開展俄羅斯和烏克蘭之間的貿易。2011年及之后,開始了區域間貿易模式,隨著北歐核電技術網絡份額的提升,北歐對西歐的核電技術出口份額明顯穩步增加,同時,北歐對東歐的出口份額也有所增加。2016年及之后,東歐對東亞的核電技術出口份額出現小幅增加。此外,2019年之后,西歐對東亞的核電技術出口份額有顯著增加。

2.區域層面的韌性特征

使用灰色統計決策方法對11個區域的核電技術網絡韌性進行評估,結果如圖6所示。

圖6 不同區域的核電技術網絡韌性變化

整體來看,非洲的核電技術網絡韌性持續較好,其他區域的韌性不穩定。

從區域角度來看,北美、東歐、西歐和南亞的核電技術網絡韌性水平較差,在研究的8個年份時點中大約有60%屬于“差”等級。北歐、南歐、東亞和西亞的核電技術網絡韌性處于中等水平,在研究的8個年份時點中屬于中優水平的占比大于等于50%,其中,在研究的8個年份時點中南歐屬于中“優”等級的占比達到75%。南美、中美和非洲的核電技術網絡韌性水平較好,在研究的8個年份時點中有超過50%都屬于“優”等級,其中,在研究的8個年份時點中非洲屬于中“優”等級的占比達到88%。

從時間角度來看,2011年、2020年和2022年的核電技術網絡韌性水平較好,在研究的11個區域中有超過60%屬于“優”等級。2001年、2006年、2016年、2019年和2021年的核電技術網絡韌性處于中等水平,在研究的11個區域中屬于中差水平的占比超過50%,其中,2006年大約有73%的區域屬于中差水平。

(三)國家層面的網絡結構和韌性特征分析

1.國家層面的網絡結構

2001年的出口結構。核電技術出口量排名前五的國家分別是俄羅斯、比利時、美國、法國和加拿大,這五個國家的核電技術出口量總和達到27.37億美元,占總體的份額超過80%。其中,俄羅斯和比利時的出口量均接近總體的四分之一。俄羅斯的核電技術出口量約為8.68億美元,排名前五的主要出口目的國分別是烏克蘭、中國、斯洛伐克、捷克和伊朗,其中,俄羅斯出口至烏克蘭的貿易量達到3.45億美元,在俄羅斯出口總量的份額接近40%。比利時的核電技術出口量約為8.19億美元,排名前五的主要出口目的國分別是法國、德國、瑞士、荷蘭和韓國,其中,比利時出口至法國的貿易量占比約73%,比利時出口至德國的貿易量占比接近四分之一。

2001年的進口結構。核電技術進口量排名前五的國家分別為中國、法國、德國、烏克蘭和捷克,這五個國家的核電技術進口量總和達到21.78億美元,占總體的份額約為66%。其中,中國和法國的進口量均接近總體的五分之一。中國的核電技術進口量約為6.65億美元,排名前五的主要進口來源國分別是加拿大、法國、俄羅斯、韓國和美國,其中,中國從加拿大進口的貿易量達到2.56億美元,在中國進口總量的份額接近40%。法國的核電技術進口量約為6.07美元,排名前五的主要進口來源國分別是比利時、美國、日本、中國和德國,其中,法國從比利時進口的貿易量達到約6億美元,在法國進口總量的份額約是98%。

2006年的出口結構。核電技術出口量排名前五的國家分別是德國、比利時、俄羅斯、美國和法國,這五個國家的核電技術出口量總和達到25.86億美元,占總體的份額超過85%。其中,德國和比利時的出口量均接近總體的四分之一,俄羅斯的出口量接近總體的五分之一。德國的核電技術出口量約為7.99億美元,排名前五的主要出口目的國分別是法國、瑞典、瑞士、荷蘭和西班牙,其中,德國出口至法國的貿易量達到2.53億美元,在德國出口總量的份額約是32%。比利時的核電技術出口量約為7.59億美元,排名前五的主要出口目的國分別是法國、德國、瑞士、荷蘭和英國,其中,比利時出口至法國的貿易量約是5.82億美元,在比利時出口總量的份額超過四分之三。

2006年的進口結構。核電技術進口量排名前五的國家分別為法國、烏克蘭、瑞士、德國和瑞典,這五個國家的核電技術進口量總和達到20.22億美元,占總體的份額接近三分之二。其中,法國的進口量接近總體的四分之一。法國的核電技術進口量約為8.43億美元,排名前五的主要進口來源國分別是比利時、德國、英國、瑞典和西班牙,其中,法國從比利時進口的貿易量在法國進口總量的份額約是69%,法國從德國進口的貿易量在法國進口總量的份額約是30%。

2011年的出口結構。核電技術出口量排名前五的國家分別是俄羅斯、瑞典、德國、西班牙和比利時,這五個國家的核電技術出口量總和達到41.58億美元,占總體的份額超過70%。其中,俄羅斯的出口量接近總體的五分之一。俄羅斯的核電技術出口量約為13.04億美元,排名前五的主要出口目的國分別是烏克蘭、捷克、瑞士、匈牙利和斯洛伐克,其中,俄羅斯出口至烏克蘭的貿易量達到5.27億美元,在俄羅斯出口總量的份額約是40%。俄羅斯出口至捷克的貿易量達到2.63億美元,在俄羅斯出口總量的份額約是20%。

2011年的進口結構。核電技術進口量排名前五的國家分別為法國、烏克蘭、中國、荷蘭和美國,這五個國家的核電技術進口量總和達到38.49億美元,占總體的份額接近三分之一。其中,法國的進口量接近總體的四分之一。法國的核電技術進口量約為16.99億美元,排名前五的主要進口來源國分別是瑞典、比利時、西班牙、德國和荷蘭,其中,法國從瑞典進口的貿易量達到5.25億美元,在法國進口總量的份額接近31%,此外,法國從比利時和西班牙進口的貿易量份額分別約是29%和22%。

2016年的出口結構。核電技術出口量排名前五的國家分別是俄羅斯、瑞典、美國、德國和西班牙,這五個國家的核電技術出口量總和達到24.07億美元,占總體的份額約是84%。其中,俄羅斯的出口量接近總體的三分之一,瑞典的出口量接近總體的四分之一。俄羅斯的核電技術出口量約為10.26億美元,排名前五的主要出口目的國分別是烏克蘭、捷克、中國、斯洛伐克和匈牙利,其中,俄羅斯出口至烏克蘭的貿易量達到4.27億美元,在俄羅斯出口總量的份額約是42%。瑞典的核電技術出口量約為7.14億美元,排名前五的主要出口目的國分別是法國、烏克蘭、南非、芬蘭和德國,其中,瑞典出口至法國的貿易量占比接近60%,瑞典出口至烏克蘭的貿易量占比接近四分之一。

2016年的進口結構。核電技術進口量排名前五的國家分別為法國、烏克蘭、中國、捷克和美國,這五個國家的核電技術進口量總和達到19.32億美元,占總體的份額接近三分之二。其中,法國和烏克蘭的進口量均接近總體的五分之一。法國的核電技術進口量約為6.84億美元,排名前五的主要進口來源國分別是瑞典、西班牙、中國、印度和荷蘭,其中,法國從瑞典進口的貿易量份額約是62%,法國從西班牙進口的貿易量份額接近四分之一。烏克蘭的核電技術進口量約為6.17億美元,主要進口來源國是俄羅斯、瑞典和捷克,其中,烏克蘭從俄羅斯進口的貿易量達到4.27億美元,在烏克蘭進口總量的份額約是69%。

2021年的出口結構。核電技術出口量排名前五的國家分別是瑞典、俄羅斯、法國、德國和美國,這五個國家的核電技術出口量總和達到22.58億美元,占總體的份額約是87%。其中,瑞典的出口量約是總體的31%。瑞典的核電技術出口量約為8.15美元,排名前五的主要出口目的國分別是法國、烏克蘭、芬蘭、美國和西班牙,其中,瑞典出口至法國的貿易量達到5.04億美元,在法國出口總量的份額約是62%,瑞典出口至烏克蘭的貿易量達到2.65億美元,在法國出口總量的份額約是32%。

2021年的進口結構。核電技術進口量排名前五的國家分別為法國、烏克蘭、中國、日本和瑞典,這五個國家的核電技術進口量總和達到17.63億美元,占總體的份額超過三分之二。其中,法國的進口量接近總體的四分之一。法國的核電技術進口量約為6.26億美元,排名前五的主要進口來源國分別是瑞典、英國、美國、德國和中國,其中,法國從瑞典進口的貿易量達到5.04億美元,在法國進口總量的份額接近80%。

2.國家層面的韌性特征

國家層面的核電技術網絡韌性評估結果,如圖7所示。

圖7 不同國家的核電技術網絡韌性變化

整體來看,中國的核電技術網絡韌性最好,德國的網絡韌性最差;2011年的核電技術網絡韌性最好,2021年的網絡韌性最差。

從國家角度看,絕大多數的高收入國家的核電技術網絡韌性較差,這些國家中在研究的8個年份時點有大于等于50%屬于中差水平。高收入國家中只有日本的核電技術網絡韌性較好,在研究的8個年份時點中有超過60%屬于“優”等級,且沒有“差”等級。在中高收入國家中,俄羅斯的核電技術網絡韌性較差,中國、巴西和南非的韌性表現較好,其中,中國在研究的8個年份時點中有75%屬于“優”等級。此外,中低收入國家的核電技術網絡韌性普遍較差。

從時間角度看,2006年、2019年、2020年和2021年的核電技術網絡韌性較差,這些年份中在圖7的23個國家有超過70%屬于中差水平。2001年、2011年、2016年和2022年的核電技術網絡韌性較好,這些年份中在圖7的23個國家有超過70%屬于中優水平。

四、結論與政策啟示

(一)研究結論

本文的主要結論如下:

1.灰色統計決策方法可以有效評估核電技術網絡韌性。本研究構建了11個評估指標,構建評估核電技術網絡韌性的灰色統計模型,通過構建白化函數,減少人為主觀評價因素,解決參考信息“少”和“不確定”的模糊評估問題,使核電技術網絡韌性評估更加科學。

2.在全球層面,德國和美國的核電技術貿易大國地位比較明顯,韌性指標變化多樣,全球的核電技術網絡韌性不穩定。2001年和2006年,德國和美國的核電技術貿易大國地位較突出。2019年之后,核電技術貿易大國主要由美國、德國、法國、英國、荷蘭占據,格局比較穩定。在2011—2020年之間,傳遞性、關鍵節點占比和總體中介中心性指標的表現較差,而源節點占比和網絡中心度指標的表現較好,綜合來看,2011—2020年之間的全球核電技術網絡韌性表現不佳。

3.在區域層面,核電技術貿易模式由“區域內”為主轉為“區域間”為主,非洲的核電技術網絡韌性持續較好,其他區域的韌性不穩定。2001—2006年,主要是區域內貿易模式,2011年及之后,開始了區域間貿易模式。此外,2019年之后,西歐對東亞的核電技術出口份額有顯著增加。北美、東歐、西歐和南亞的核電技術網絡韌性水平較差,北歐、南歐、東亞和西亞的核電技術網絡韌性處于中等水平,南美、中美和非洲的核電技術網絡韌性水平較好。此外,2011年、2020年和2022年的核電技術網絡韌性水平較好,2001年、2006年、2016年、2019年和2021年的核電技術網絡韌性處于中等水平。

4.在國家層面,重要的核電技術出口國家是俄羅斯、德國和美國,重要的核電技術進口國家是法國、中國和烏克蘭。2001年的核電技術出口量排名前五的國家分別是俄羅斯、比利時、美國、法國和加拿大。2021年的核電技術出口量排名前五的國家分別是瑞典、俄羅斯、法國、德國和美國。2001年的核電技術進口量排名前五的國家分別為中國、法國、德國、烏克蘭和捷克。2021年的核電技術進口量排名前五的國家分別為法國、烏克蘭、中國、日本和瑞典。此外,整體來看,中國的核電技術網絡韌性最好,德國的網絡韌性最差。2011年的核電技術網絡韌性最好,2021年的網絡韌性最差。

(二)政策啟示

1.發揮貿易紐帶作用,提升全球核電技術網絡韌性。目前核電技術貿易大國地位由少數發達國家占據,根據資源稟賦和發展需要,參與核電技術貿易的國家有必要進一步發揮紐帶作用。特別是2011年至2020年,全球核電技術貿易網絡的總體中介中心性相對較低,期間的全球核電技術網絡韌性偏差。需要進一步拓展合作伙伴多樣性,通過改善網絡總體中介中心性等關鍵指標,從而提升全球核電技術網絡韌性,有利于全球能源供需穩定發展。

2.促進跨區域間貿易,改善區域核電技術網絡韌性。2011年開始,出現了明顯的區域間貿易特征,改善了北歐、南歐、東歐和東亞的核電技術網絡韌性?;谝胤A賦理論,根據不同區域的資源要素和技術要素的差異,通過促進區域間貿易,促進區域技術進步和經濟發展,同時也有助于改善區域核電技術網絡韌性。

3.優化技術貿易結構,保障國家核電技術網絡韌性。合理豐富核電技術貿易結構,通過國家之間的核電技術貿易,改善相關國家的核電技術韌性,促進國家之間共享技術進步帶來的能源系統多元化。兼顧出口結構和進口結構,適時調整核電技術貿易策略,結合可持續發展目標和能源轉型路徑,提前部署核電技術相關儲備,為國家建立多元化、清潔、可持續能源系統的戰略格局提供保障。

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