中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)量化研究
——基于改進(jìn)的投資組合理論

劉貴賢　董秀成　孔朝陽(yáng)　趙春成

中國(guó)石油大學(xué)（北京）

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中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)量化研究
——基于改進(jìn)的投資組合理論

劉貴賢董秀成孔朝陽(yáng)趙春成

中國(guó)石油大學(xué)（北京）

劉貴賢等.中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)量化研究——基于改進(jìn)的投資組合理論.天然氣工業(yè)，2016,36(6):110-117.

摘要從2006年中國(guó)開始進(jìn)口天然氣以來，天然氣供需缺口持續(xù)擴(kuò)大，天然氣對(duì)外依存度快速增長(zhǎng)，到2015年已達(dá)到33.2%，預(yù)計(jì)2020年將會(huì)達(dá)到34%。為了定量評(píng)價(jià)中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)，利用協(xié)整理論分析了2010—2015年間中國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格與日本天然氣進(jìn)口價(jià)格的關(guān)系，然后研判不同供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)數(shù)，進(jìn)而利用改進(jìn)投資組合理論建立了天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。該模型將進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)分為系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和特殊風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)來自市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)等因素，特殊風(fēng)險(xiǎn)考慮了進(jìn)口來源多元化、供應(yīng)國(guó)地緣政治、運(yùn)輸中斷和供應(yīng)國(guó)天然氣價(jià)格波動(dòng)等因素。根據(jù)已建立的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，綜合考慮2020年進(jìn)口量、供應(yīng)國(guó)的產(chǎn)量和儲(chǔ)量、LNG接收和天然氣管道運(yùn)輸能力等因素，利用非線性規(guī)劃探討3種情景模式下2020年中國(guó)天然氣進(jìn)口特殊風(fēng)險(xiǎn)最低的策略及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)值。結(jié)論認(rèn)為：①2011年和2015年中國(guó)天然氣進(jìn)口的總風(fēng)險(xiǎn)急劇上升，上升幅度分別為116%和84.2%，其主要原因是油價(jià)波動(dòng)帶來的天然氣進(jìn)口系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)快速上升；②總體上看，中國(guó)天然氣進(jìn)口的特殊風(fēng)險(xiǎn)大于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。最后提出建議：①建立成熟的天然氣交易市場(chǎng)降低中國(guó)天然氣進(jìn)口的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)；②加強(qiáng)國(guó)際合作，擴(kuò)大天然氣進(jìn)口來源，降低中國(guó)天然氣進(jìn)口特殊風(fēng)險(xiǎn)；③加強(qiáng)國(guó)內(nèi)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，增強(qiáng)LNG接收能力。

關(guān)鍵詞中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)投資組合協(xié)整理論多元化系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)特殊風(fēng)險(xiǎn)

近年來，天然氣作為低碳高效的清潔能源越來越受到重視，國(guó)家的能源戰(zhàn)略也開始向增加天然氣消費(fèi)量這個(gè)方面傾斜[1]。2015年中國(guó)天然氣的表觀消費(fèi)量達(dá)1 855.1×108m3，較之于2010年的1 076.0×108m3增加了72.4%，與此同時(shí)，天然氣進(jìn)口量約為616.5×108m3，對(duì)外依存度也提升到33.2%。中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)對(duì)天然氣的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)帶來了巨大挑戰(zhàn)。目前天然氣進(jìn)口安全方面的研究大多都是從天然氣供應(yīng)安全方面去考慮，利用多元化指數(shù)量化風(fēng)險(xiǎn)，通過多元化手段降低供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)[2-5]。而此次筆者利用改進(jìn)的投資組合理論建立了天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，將風(fēng)險(xiǎn)分為系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和特殊風(fēng)險(xiǎn)。其中系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)來自于整個(gè)市場(chǎng)，是從所有供應(yīng)國(guó)進(jìn)口天然氣都具有的風(fēng)險(xiǎn)，不可以通過多元化手段降低；特殊風(fēng)險(xiǎn)除了應(yīng)考慮多元化方面的風(fēng)險(xiǎn)外，還需要考慮各供應(yīng)國(guó)的地緣政治、運(yùn)輸中斷、價(jià)格波動(dòng)等因素和風(fēng)險(xiǎn)。

1　模型和方法

投資組合理論常用于證券市場(chǎng)，研究不同投資組合降低非系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。有學(xué)者改進(jìn)投資組合理論并將其應(yīng)用于原油進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，利用中國(guó)進(jìn)口價(jià)格與市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)關(guān)系，結(jié)合多元化思想，量化原油進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)[6-8]。然而，天然氣不同于原油，亞太地區(qū)既沒有成熟的天然氣交易市場(chǎng)，也沒有成熟的定價(jià)機(jī)制。為此，筆者先檢驗(yàn)中國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格與日本天然氣進(jìn)口價(jià)格的市場(chǎng)關(guān)系，然后分析不同供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)數(shù)，從而利用改進(jìn)的投資組合理論建立了天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型。

1.1中國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格和日本天然氣進(jìn)口價(jià)格關(guān)系分析

只有當(dāng)中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格符合亞太市場(chǎng)進(jìn)口價(jià)格體系時(shí)，才可以結(jié)合亞太天然氣進(jìn)口市場(chǎng)，利用中國(guó)進(jìn)口天然氣的價(jià)格分析中國(guó)進(jìn)口天然氣的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)進(jìn)口LNG項(xiàng)目大部分為20年以上的長(zhǎng)期購(gòu)銷合同，同時(shí)也存在部分短期合同和現(xiàn)貨交易，且大部分合同的價(jià)格與日本JCC（日本進(jìn)口原油加權(quán)平均價(jià)格）掛鉤[9]。在多種進(jìn)口天然氣定價(jià)模式下，無法直接判斷中國(guó)天然氣交易價(jià)格與日本天然氣價(jià)格的長(zhǎng)期關(guān)系（圖1）。

由Wind數(shù)據(jù)庫(kù)得到中國(guó)從各國(guó)進(jìn)口天然氣月度的進(jìn)口量和進(jìn)口總金額，從而計(jì)算得到相應(yīng)的單價(jià)?？紤]到數(shù)據(jù)的完整性、模型對(duì)數(shù)據(jù)的要求，筆者僅考慮土庫(kù)曼斯坦、烏茲別克斯坦、卡塔爾、也門、澳大利亞、馬來西亞和印度尼西亞等7個(gè)國(guó)家，忽略了埃及、尼日利亞、特立尼達(dá)和多巴哥及俄羅斯等國(guó)家。因?yàn)橹袊?guó)從土庫(kù)曼斯坦等7國(guó)進(jìn)口的天然氣占進(jìn)口總量的95%以上，所以實(shí)證結(jié)果的偏離度相對(duì)較小。

圖1　中國(guó)進(jìn)口天然氣的平均價(jià)格和日本進(jìn)口天然氣價(jià)格圖

1.1.1平穩(wěn)性檢驗(yàn)

時(shí)間序列數(shù)據(jù)不平穩(wěn)導(dǎo)致數(shù)據(jù)回歸時(shí)出現(xiàn)“偽回歸”現(xiàn)象，所以在利用時(shí)間序列進(jìn)行建模時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)[10]。筆者采用的是ADF檢驗(yàn)。

1.1.2協(xié)整檢驗(yàn)

協(xié)整理論表明雖然原時(shí)間序列不平穩(wěn)，但是這些數(shù)列經(jīng)過線性組合后有可能得到平穩(wěn)的序列，即這些數(shù)列有可能存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系[11]。筆者采用基于回歸系數(shù)的Johansen協(xié)整檢驗(yàn)，具體檢驗(yàn)操作通過Eviews8.0軟件實(shí)現(xiàn)。通過協(xié)整檢驗(yàn)后，可以得到中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格和日本進(jìn)口天然氣價(jià)格的關(guān)系方程：

1.1.3格蘭杰檢驗(yàn)

格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)是通過將變量的滯后變量加入其他的變量方程中，觀察對(duì)自變量的解釋程度是否加強(qiáng)，從而判斷其他變量是否對(duì)該自變量存在滯后影響，即是否有格蘭杰因果關(guān)系[12]。通過格蘭杰檢驗(yàn)，進(jìn)一步確定中國(guó)進(jìn)口天然氣平均價(jià)格和日本進(jìn)口天然氣價(jià)格之間的影響關(guān)系；同時(shí)研究?jī)r(jià)格之間的影響方向問題，進(jìn)一步驗(yàn)證天然氣的市場(chǎng)關(guān)系。

1.2天然氣供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)分析

利用投資組合理論分析天然氣進(jìn)口的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)無法完整體現(xiàn)供應(yīng)國(guó)的特殊風(fēng)險(xiǎn)，如地緣政治風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。因此筆者根據(jù)各供應(yīng)國(guó)的地緣政治情況和運(yùn)輸情況，計(jì)算得到供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)，據(jù)此來衡量各供應(yīng)國(guó)的特殊風(fēng)險(xiǎn)。

地緣政治因素會(huì)影響供應(yīng)國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的穩(wěn)定性，從而影響天然氣的生產(chǎn)和運(yùn)輸，進(jìn)而對(duì)中國(guó)的天然氣進(jìn)口安全造成威脅。采用世界銀行發(fā)布的《國(guó)家投資風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告》中相關(guān)數(shù)據(jù)來衡量資源國(guó)作為天然氣供應(yīng)國(guó)的穩(wěn)定性和持續(xù)性。其中指標(biāo)值范圍為-2.5到+2.5，指標(biāo)數(shù)值越大，表明出口國(guó)家該方面越穩(wěn)定，風(fēng)險(xiǎn)值越低。

運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)因素是指中國(guó)從供應(yīng)國(guó)進(jìn)口天然氣的運(yùn)輸過程中，影響運(yùn)輸安全的因素，例如海盜襲擊等。近年來海盜襲擊頻率越來越高，對(duì)各海域的航線運(yùn)輸帶來了極大的風(fēng)險(xiǎn)。利用海域船舶通航量和海域發(fā)生海盜次數(shù)，得到在該海域通行遭受海盜襲擊的概率，從而構(gòu)建運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。海盜襲擊的相關(guān)數(shù)據(jù)來自國(guó)際海事組織發(fā)布的Reports on Acts of Piracy and Armed Robbery Against Ships。供應(yīng)國(guó)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)計(jì)算公式為：

為了避免政治風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，指標(biāo)數(shù)值都在原數(shù)值的基礎(chǔ)上加2.5，使6項(xiàng)指標(biāo)范圍為0到5。筆者假設(shè)每月各海域的通航量相同，數(shù)據(jù)引用薛力研究馬六甲海峽海盜活動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)使用的馬六甲?？颗c經(jīng)過船只數(shù)量[13]。

1.3基于改進(jìn)的投資組合理論分析中國(guó)進(jìn)口天然氣風(fēng)險(xiǎn)

基于公式（1），我們可以得到系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算公式：

從不同供應(yīng)國(guó)進(jìn)口資源時(shí)，由于其來自市場(chǎng)的特定風(fēng)險(xiǎn)可能存在相關(guān)性，如果不考慮其相關(guān)系數(shù)，所計(jì)算的結(jié)果會(huì)偏離事實(shí)[8]。特定風(fēng)險(xiǎn)還會(huì)受到供應(yīng)國(guó)本身的特殊影響，如進(jìn)口價(jià)格波動(dòng)、地緣政治等。因此特定風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的計(jì)算公式為：

2　天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)實(shí)證分析

2.1檢驗(yàn)中國(guó)天然氣進(jìn)口價(jià)格和日本天然氣進(jìn)口價(jià)格的關(guān)系

2.1.1單位根檢驗(yàn)結(jié)果及分析

計(jì)算時(shí)根據(jù)SIC準(zhǔn)則（Schwarz Info Criterion）來確定滯后長(zhǎng)度；pg序列表示中國(guó)進(jìn)口天然氣的平均價(jià)格；gg序列表示日本進(jìn)口天然氣價(jià)格；?pg序列表示中國(guó)進(jìn)口天然氣的平均價(jià)格的一次差分后序列；?gg序列表示日本進(jìn)口天然氣價(jià)格的一次差分后序列。如表1表明，原序列T值均大于10%顯著水平下的臨界值，所以不能拒絕原假設(shè)，即序列存在單位根，gg序列和pg序列為非平穩(wěn)的時(shí)間序列；?gg序列和?pg序列的T值均小于1%顯著水平下的臨界值，所以拒絕原假設(shè)，序列不存在單位根，?gg序列和?pg序列平穩(wěn)。

2.1.2協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果及分析

協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表2知，原假設(shè)序列間至多存在1個(gè)協(xié)整關(guān)系，在1%和5%的顯著性水平下，跡統(tǒng)計(jì)量和最大特征值統(tǒng)計(jì)量都不能拒絕，所以gg序列和pg序列存在且僅存在1個(gè)協(xié)整關(guān)系。

表1　變量單位根檢驗(yàn)結(jié)果表

表2　協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果表

同時(shí)，我們可以得到協(xié)整方程:

其中，方程的R2（擬合優(yōu)度）為0.80，DW值（Durbin Watson stat）為1.10。

2.1.3格蘭杰因果檢驗(yàn)結(jié)果及分析

由表3可知， gg是pg的格蘭杰原因，pg不是gg的格蘭杰原因。所以，日本天然氣進(jìn)口價(jià)格對(duì)中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格有影響，反之則不然。同時(shí)，可以由滯后階數(shù)知道，日本天然氣進(jìn)口價(jià)格對(duì)中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格的影響滯后1個(gè)月。

因此，改進(jìn)中國(guó)進(jìn)口天然氣平均價(jià)格和日本進(jìn)口天然氣價(jià)格的關(guān)系公式，得到：

其中，gg（-1）表示gg序列的滯后1期序列，方程的R2為0.80，DW值為1.40。

2.2計(jì)算天然氣供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)

供應(yīng)國(guó)政治風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)如表4所示。結(jié)合海盜襲擊風(fēng)險(xiǎn)，得到供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)如表5所示。

表3　格蘭杰檢驗(yàn)結(jié)果表

表4　天然氣供應(yīng)國(guó)的政治風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)表

表5　天然氣供應(yīng)國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)表

2.3計(jì)算中國(guó)進(jìn)口天然氣風(fēng)險(xiǎn)

基于投資組合理論，利用進(jìn)口價(jià)格和市場(chǎng)價(jià)格關(guān)系，計(jì)算各供應(yīng)國(guó)價(jià)格，從而計(jì)算出中國(guó)進(jìn)口天然氣的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和特定風(fēng)險(xiǎn)。表6和圖2分別為殘差序列方差結(jié)果和進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)變化圖。

1）2010—2015年總風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，年同比增長(zhǎng)率為18.9%。其中2011年和2015年總風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值急速上升，上升幅度分別為116%、 84.2%。2011—2012年，總風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值下降，但仍比2010年的風(fēng)險(xiǎn)值高33.1%。總風(fēng)險(xiǎn)在2011年和2015年急劇上升主要是系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致，2011年和2015年布倫特油價(jià)劇烈波動(dòng)，年變動(dòng)百分比為39.3%和47.0%，致使亞太地區(qū)天然氣交易價(jià)格劇烈波動(dòng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加。

2）特殊風(fēng)險(xiǎn)在2011年、2013年和2015年出現(xiàn)明顯上漲，上升率分別為24.6%、13.2%、51.7%。2011年進(jìn)口天然氣的特殊風(fēng)險(xiǎn)快速上升，主要是因?yàn)橹袊?guó)從風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)（0.937）較高的土庫(kù)曼斯坦進(jìn)口天然氣量百分比上升了24.7%，而從風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)較低的澳大利亞進(jìn)口量百分比下降了16.9%。2013年特殊風(fēng)險(xiǎn)上升，是因?yàn)橐查T和土庫(kù)曼斯坦的特殊風(fēng)險(xiǎn)分別上漲了11.2%和34.8%，而兩國(guó)的天然氣供應(yīng)量占中國(guó)天然氣進(jìn)口總量的50.5%，這里的特殊風(fēng)險(xiǎn)考慮了國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)和該國(guó)特有的進(jìn)口價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。2015年特殊風(fēng)險(xiǎn)快速上升，是因?yàn)橥翈?kù)曼斯坦、也門、烏茲別克斯坦、澳大利亞、馬來西亞的價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)快速上升，各國(guó)供應(yīng)量占比之和高達(dá)78.8%。油價(jià)波動(dòng)本身會(huì)作用于天然氣市場(chǎng)導(dǎo)致系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)上升，還會(huì)對(duì)供應(yīng)國(guó)的天然氣生產(chǎn)造成影響。同時(shí)由于亞太地區(qū)沒有成熟的天然氣交易市場(chǎng)，使這種影響直接反映在交易價(jià)格上。供應(yīng)國(guó)油氣生產(chǎn)貿(mào)易情況不同，則受油價(jià)的影響則不同，所以這種價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)不僅反映在系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)中，還會(huì)反映在供應(yīng)國(guó)的特殊風(fēng)險(xiǎn)中。

表6　天然氣供應(yīng)國(guó)殘差序列方差表

圖2　天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)圖

3）2010—2015年中除了2011年，特殊風(fēng)險(xiǎn)值都高于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，是總風(fēng)險(xiǎn)值的主要來源，平均占比為64.0%；其中2010年和2013年，特殊風(fēng)險(xiǎn)占總風(fēng)險(xiǎn)的80%以上?？傮w上特殊風(fēng)險(xiǎn)高于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，但是2010年至2015年中總風(fēng)險(xiǎn)值的波動(dòng)來源于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。2011年和2015年總體風(fēng)險(xiǎn)值急劇上升，分別上升0.61和0.57；同時(shí)期，系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分別上升0.50和0.33，占總風(fēng)險(xiǎn)上升值的80.1%和58.0%。

3　進(jìn)口策略分析與設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)最低的天然氣進(jìn)口策略，首先需要確定中國(guó)目前及2020年的國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量、生產(chǎn)量，同時(shí)以此確定2020年中國(guó)天然氣進(jìn)口量；其次，考慮相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施接收天然氣的能力，如國(guó)內(nèi)LNG接收站建設(shè)情況、接收能力，進(jìn)口管道建設(shè)情況、輸氣能力；此外，需要考慮天然氣供應(yīng)國(guó)的供應(yīng)能力、供應(yīng)國(guó)的天然氣探明儲(chǔ)量，結(jié)合考慮供應(yīng)國(guó)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)能力變化情況，以分析估計(jì)供應(yīng)國(guó)短期、長(zhǎng)期能否穩(wěn)定地提供天然氣；最后，要考慮當(dāng)前中國(guó)天然氣進(jìn)口分布情況和與供應(yīng)國(guó)已達(dá)成的供銷協(xié)議，如中俄購(gòu)銷合同等。

3.1天然氣進(jìn)口總量約束

2014年4月，國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)《發(fā)展改革委關(guān)于建立保障天然氣穩(wěn)定供應(yīng)長(zhǎng)效機(jī)制若干意見》（國(guó)辦發(fā)[2014]16號(hào)），提出“到2020年天然氣供應(yīng)能力達(dá)到4 000×108m3，力爭(zhēng)達(dá)到4 200×108m3?！钡鞘?014年下半年開始的低油價(jià)影響，天然氣發(fā)展也進(jìn)入低迷時(shí)期，2015年天然氣消費(fèi)量同比增長(zhǎng)率進(jìn)一步降低。但由于新形勢(shì)下環(huán)保和改革的政策紅利將集中釋放，天然氣消費(fèi)潛力巨大，同時(shí)供給能力不斷上升，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加速推進(jìn)，將有效保障天然氣的供應(yīng)，油價(jià)也逐步回暖。因此2020年天然氣供應(yīng)能力應(yīng)該達(dá)到4 000×108m3。采用相對(duì)保守的估計(jì)，2020年天然氣對(duì)外依存度34%，則可以計(jì)算得出2020年天然氣進(jìn)口總量為1 428×108m3。

3.2管道運(yùn)輸能力和LNG接收能力限制

中緬油氣管道初步設(shè)計(jì)輸氣能力為每年向中國(guó)輸送120×108m3天然氣，2013年開始通氣，天然氣主要來自緬甸近海油氣田[14]。截至2015年，中國(guó)—中亞天然氣管道A/B/C三線已輸氣運(yùn)行，中亞天然氣管道D線將于2020年底全線完工；其中A/B線輸氣能力為300×108m3/年，C線和D線設(shè)計(jì)的輸氣能力分別是250×108m3/a和300×108m3/a[15]。2014年中俄簽訂《中俄東線天然氣合作項(xiàng)目備忘錄》《中俄東線供氣購(gòu)銷合同》，俄羅斯將于2018年起持續(xù)30年通過中俄天然氣管道東線向中國(guó)供氣，供氣量將最終穩(wěn)定在380×108m3/a；同年11月又達(dá)成新協(xié)議，通過阿爾泰管道供應(yīng)額外300×108m3/a[16]。國(guó)內(nèi)于2015年有17座LNG接收站已得到批準(zhǔn)或是在建，預(yù)計(jì)2020年LNG接收能力將達(dá)到700×108m3[17]。

3.3供應(yīng)國(guó)的供應(yīng)能力限制

考慮到天然氣生產(chǎn)國(guó)的天然氣出口集中于一個(gè)國(guó)家時(shí)，將會(huì)對(duì)天然氣進(jìn)口國(guó)和出口國(guó)帶來極大的風(fēng)險(xiǎn)，所以筆者假定中國(guó)從供應(yīng)國(guó)進(jìn)口天然氣量不超過該國(guó)生產(chǎn)量的1/3。

3.4最優(yōu)進(jìn)口策略模型

該優(yōu)化模型只考慮特殊風(fēng)險(xiǎn)中價(jià)格除外的其他因素，即資源集中而產(chǎn)生的進(jìn)口依賴風(fēng)險(xiǎn)、供應(yīng)國(guó)的政治風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)輸中斷風(fēng)險(xiǎn)等因素?；谝陨霞s束得天然氣進(jìn)口優(yōu)化策略公式：

其中

表7　3種情景模式下的優(yōu)化結(jié)果表

3.52020年天然氣進(jìn)口策略優(yōu)化結(jié)果

基于2015年天然氣進(jìn)口分布現(xiàn)狀、2020年進(jìn)口需求量預(yù)測(cè)、管道運(yùn)輸能力和LNG接收能力限制、供應(yīng)國(guó)的供應(yīng)能力限制，設(shè)定了3種2020年中國(guó)進(jìn)口天然氣的情景模式。

1）正常情景。考慮中俄簽訂的30年協(xié)議，假定2020年中國(guó)從俄羅斯進(jìn)口天然氣增加250×108m3。2015年中國(guó)從各供應(yīng)國(guó)原有的進(jìn)口量不會(huì)減少，天然氣缺口將在各供應(yīng)國(guó)2015年天然氣進(jìn)口量的基礎(chǔ)上等比例增加。

2）有限制的優(yōu)化情景?；谇榫?，假定2020年中國(guó)從俄羅斯進(jìn)口天然氣增加250×108m3。2015年中國(guó)從各供應(yīng)國(guó)原有的進(jìn)口量不會(huì)減少，然而天然氣缺口不是由各國(guó)等比例增加，而是通過非線性規(guī)劃優(yōu)化進(jìn)口策略，以達(dá)到進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)最小。另外，供應(yīng)國(guó)局限于2015年已存在的供應(yīng)國(guó)。

3）無限制的優(yōu)化情景。類似于情景2，假定2020年中國(guó)從俄羅斯進(jìn)口天然氣增加250×108m3。2015年中國(guó)從各供應(yīng)國(guó)原有的進(jìn)口量不會(huì)減少，天然氣缺口不是由各國(guó)等比例增加，而是通過非線性規(guī)劃優(yōu)化進(jìn)口策略，以達(dá)到進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)最小。然而供應(yīng)國(guó)不再局限于2015年已存在的供應(yīng)國(guó)，而是考慮所有可能成為供應(yīng)國(guó)的國(guó)家。

上述3種情景下，優(yōu)化結(jié)果如表7所示，中國(guó)從各國(guó)進(jìn)口天然氣的量及3種情景模式下的特殊風(fēng)險(xiǎn)值。

如表7結(jié)果顯示，情景2的特殊風(fēng)險(xiǎn)相較于情景1下降27.7%，而情景3的特殊風(fēng)險(xiǎn)比情景2又下降了3.7%。情景2與情景1相比，增加俄羅斯、卡塔爾、澳大利亞和烏茲別克斯坦等國(guó)家的進(jìn)口量，降低從土庫(kù)曼斯坦進(jìn)口量，降低特殊風(fēng)險(xiǎn)中多元化風(fēng)險(xiǎn)。情景3與情景2相比，從美國(guó)、伊朗等國(guó)開始進(jìn)口天然氣，降低了政治風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高的馬來西亞、也門等國(guó)家的進(jìn)口量，同時(shí)降低了進(jìn)口來源集中的風(fēng)險(xiǎn)和供應(yīng)地政治風(fēng)險(xiǎn)。

4　結(jié)論與建議

1）天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)在2011年和2015年急劇上升，主要是因?yàn)閬喬貐^(qū)沒有成熟的天然氣交易市場(chǎng)。2011年和2015年布倫特油價(jià)劇烈波動(dòng)，分別上升39.3%和下降47.0%，導(dǎo)致亞太地區(qū)天然氣交易價(jià)格劇烈波動(dòng)，中國(guó)進(jìn)口天然氣的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)增加。亞太地區(qū)既沒有形成成熟的天然氣交易市場(chǎng)，也沒有成熟的定價(jià)機(jī)制，而且交易價(jià)格易受國(guó)際原油市場(chǎng)影響，不能反映自身的價(jià)值。

2）總體上看2010年至2015年中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)，特殊風(fēng)險(xiǎn)大于系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于中國(guó)來說，天然氣進(jìn)口來源集中和供應(yīng)地的政治穩(wěn)定性是天然氣進(jìn)口主要風(fēng)險(xiǎn)來源。

3）由進(jìn)口策略模型看出，通過優(yōu)化天然氣進(jìn)口來源，可以將天然氣進(jìn)口特殊風(fēng)險(xiǎn)降低38.7%。

針對(duì)以上結(jié)論提出以下幾點(diǎn)建議：

1）建立成熟的亞太天然氣交易市場(chǎng)，形成天然氣基準(zhǔn)價(jià)格體系，增強(qiáng)天然氣進(jìn)口價(jià)格的談判權(quán)，從而降低天然氣進(jìn)口系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。如北美天然氣市場(chǎng)，已經(jīng)形成完善的天然氣價(jià)格體系，天然氣的市場(chǎng)價(jià)格主要由市場(chǎng)供需現(xiàn)狀決定，反映天然氣自身價(jià)值[18]。

2）加強(qiáng)國(guó)際合作，擴(kuò)大天然氣進(jìn)口來源，降低進(jìn)口特殊風(fēng)險(xiǎn)。2015年中國(guó)94.9%的天然氣進(jìn)口來自土庫(kù)曼斯坦、卡塔爾、澳大利亞、馬來西亞和印度尼西亞等5個(gè)國(guó)家，其中土庫(kù)曼斯坦更是獨(dú)占52.5%。而美國(guó)、阿拉伯等國(guó)家天然氣資源豐富，可以考慮作為天然氣供應(yīng)國(guó)。

3）加強(qiáng)國(guó)內(nèi)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)LNG接收站增強(qiáng)LNG接收能力。2020年中國(guó)LNG接收能力僅有700×108m3。LNG接收能力必然對(duì)中國(guó)天然氣進(jìn)口多元化策略產(chǎn)生限制，所以需要加強(qiáng)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)策應(yīng)中國(guó)天然氣多元化進(jìn)口策略。

符號(hào)說明

pg表示中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格；gg表示日本進(jìn)口天然氣價(jià)格；β0表示截距；β1表示中國(guó)進(jìn)口天然氣價(jià)格與日本進(jìn)口天然氣價(jià)格的回歸系數(shù)；ε表示回歸殘差；wit表示在t年供應(yīng)國(guó)i的風(fēng)險(xiǎn)權(quán)系數(shù)；hft表示在t年f海域發(fā)生海盜襲擊的次數(shù)；λif為虛擬變量，等于1時(shí)表明供應(yīng)國(guó)i運(yùn)輸路線經(jīng)過f海域，否則不經(jīng)過該海域；Ict表示在t年中國(guó)進(jìn)口天然氣的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值；σbt表示在t年日本天然氣進(jìn)口價(jià)格序列值的標(biāo)準(zhǔn)差；sit表示在t年，中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣量占當(dāng)年中國(guó)進(jìn)口天然氣總量的比值；Icεt表示在t年中國(guó)進(jìn)口天然氣的特殊風(fēng)險(xiǎn)值；σεti表示在t年中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣月度價(jià)格的殘差序列標(biāo)準(zhǔn)差；rij表示中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i和供應(yīng)國(guó)j進(jìn)口天然氣價(jià)格的相關(guān)系數(shù)；pik表示在k月，中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣的價(jià)格；z表示2020年中國(guó)天然氣進(jìn)口風(fēng)險(xiǎn)值；qi表示中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣的數(shù)量；Q表示2020年中國(guó)進(jìn)口天然氣總量；ai表示中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣量的下限；bi表示中國(guó)從供應(yīng)國(guó)i進(jìn)口天然氣量的上限；Q1表示2020年中國(guó)LNG接收站接收LNG能力。

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Quantitative risk analysis of natural gas import in China - Based on the improved portfolio approach

Liu Guixian,Dong Xiucheng,Kong Zhaoyang,Zhao Chuncheng
(China University of Petroleum， Beijing 102249， China)

NATUR.GAS IND.VOLUME 36,ISSUE 6,pp.110-117,6/25/2016.(ISSN 1000-0976; In Chinese)

Abstract:Since China started to import natural gas in 2006,the gap between natural gas supply and demand has been expanding,and its import dependence degree has been surging,which reached 33.2% in 2015 and is expected to be 34% in 2020.This paper aims to make a quantitative analysis of natural gas import risk in China.First the methods of cointegration and Granger causality were applied to analyze the data between the prices of natural gas imports in China and those in Japan during 2010–2015,and the improved portfolio approach was then employed to establish a risk evaluation model of natural gas imports.In this model,the import risks are divided into system risks and special risks.System risks come from market price fluctuations and other factors while special risks result from import source diversification,geopolitics of suppliers,transport disruptions and price fluctuations from suppliers,etc.According to the established risk evaluation indexes,the optimal strategy was explored using the non-linear programming,for natural gas import in 2020 at the lowest risk as well as the corresponding risk values under three different scenarios.The main analysis results and proposed suggestions are as follows.First,the natural gas import risk sharply increased by 116% and 84.2% respectively in 2011 and 2015,which was mainly attributed to the surge of system risks resulted from oil price volatility.In this respect,a mature natural gas market should be better set up in China to reduce such system risks.Second,special risks are generally greater than system risks in natural gas imports in China,so the import diversification is the best means to reduce special risks.Third,international cooperation should be strengthened and more natural gas import sources should be explored to reduce special risks.Finally,domestic natural gas infrastructure construction should be strengthened to enhance LNG receiving capacity.

Keywords:China; Natural gas; Imports risk; Portfolio approach;Cointegration theory; Granger causality; Diversification; System risks; Special risks

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2016.06.016

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“我國(guó)天然氣安全預(yù)警與應(yīng)急系統(tǒng)研究”（編號(hào)：71273277）、教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大課題攻關(guān)項(xiàng)目“擴(kuò)大我國(guó)油氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備研究”（編號(hào)：11JZD048）。

作者簡(jiǎn)介：劉貴賢，1990年生，碩士研究生；從事天然氣安全預(yù)警方面的研究工作。地址：（102249）北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)。ORCID: 0000-0003-0649-5035。E-mail:guixianliu1990@163.com

通信作者：孔朝陽(yáng)，博士研究生；從事天然氣安全預(yù)警方面的研究工作。地址：（102249）北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)。ORCID: 0000-0002-0310-4839。E-mail:zhaoyangkong@126.com

(收稿日期2016-04-13編輯陳嵩)