第21卷第4期2021年4月
Vol. 21 No. 4Apr. 2021
黑龙江工业学院学报
JOURNAL OF HEILONGJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
文章编号：2096 - 3874(2021)04 - 0052 - 08
王珊▽，朱俊奇1
（1.安徽理工大学经济与管理学院，安徽淮南230011 ；2.安徽中医药大学医药经济管理学院，安徽合肥230011）
摘 要：选取“一带一路”沿线15个国家，从社会经济发展程度、能源规划合理程度和环境 友好程度3个维度提取10个指标构建其2014年的能源结构发展水平评价模型，采用基于燔权 法的TOPSIS 模型，评价各国能源结构的初始水平。研究结果表明：哈萨克斯坦、希腊、意大利的
能源结构优化程度理想，其次为土库曼斯坦、中国、巴基斯坦、印度、南非、波兰等。根据评价结 构中的维度重要性排序可知社会经济发展水平、能源规划合理度对能源结构水平产生关键
影响。
关键词：能源结构；“一带一路”国家；燔权TOPSIS ；低碳
作者简介：王珊，在读博士，安徽理工大学经济与管理学院；讲师，安徽中医药大学医药经济管理学院。研究方向：管理科学与工程、人力资好旺角房屋中介
源管理。
朱俊奇，副教授，安徽理工大学经济与管理学院。研究方向：能源经济、食品安全。
基金项目：国家自然科学基金项目“深部煤矿多灾种安全评价方法与应用研究”（项目编号= 71971003）；安徽省高校人文社科重大项目“基
于数据特征与算法融合的煤矿安全评价方法与应用研究”（项目编号:SK2019ZD09）。
中图分类号:F206：X24文献标识码:A
2013年首次提出“ 一带一路”倡议以来，沿线 国家积极推进经济全球化发展，共同提升沿线国 家的国际竞争力和影响力。学界对倡议所涉及的 金融、经济、地缘政治等领域已进行深入研究并取
得丰硕成果。能源作为“一带一路”倡议重要的合 作领域，不仅事关沿线国家社会经济发展的全局,
在其利用、开发和运输过程中造成的污染、损耗等 环境问题，以及其带来的贫富分化、地区矛盾等社 会问题同样不容忽视。在全球化进程中，各国越
来越关注环境及可持续化发展,“一带一路”建设 中的能源结构评估势必会对现有能源体系和格局
的调整和演变起着积极的作用。
能源结构是指各种能源在能源生产总量或能
源消费总量中的占比，不仅直接影响到国民经济 各部门最终的能源使用方式，而且反映了人民的
生活水平。能源结构的合理化对社会经济可持续 运行和人民生活质量提高具有重要影响。对“一 带一路”倡议提出初期各沿线国家的能源结构状 况进行评价，可以公正、客观反映各国能源结构基 期差异化程度，并以此为依据探寻能源结构优化、
解决现有环境困境的路径。阶段性进行能源结构 状况量化评价，可以促进各国及时掌握合作成果， 共享各自的能源结构优化经验、增进交流，同时，
优良的评价结果有利于吸引更多沿线国家积极加I “
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“一带一路”国家能源结构的现有研究中，以
Hafeez 为代表的国外学者近三年在对“一带一路”
国家能源相关领域进行研究时，侧重于分析经济
发展水平对环境的影响。Hafeez"〕等对参与“一带 一路”的52个国家研究发现经济发展与环境恶化
之间存在双向因果关系，建议政策制定者应考虑 “一带一路”地区经济发展引起环境退化的问题。
在Hafeez ⑵等的另一项研究中，得出金融发展对 “一带一路”及其中亚、中东和北非以外地区的环
境恶化也有重大影响。Hafeez ⑶与其他学者最新 的合作研究中，提出经济发展、城市人口和外国直 接投资对碳足迹有不利影响，建议为可再生能源、
能源效率和节能项目分配资源，以便减缓环境退 化的建议。
卷曲霉素
Yang Fan ⑷以阿塞拜疆巴库港为例，展示绿
第4期“一带一路”国家能源结构初始水平评价2021年
基础设施投资对“一带一路”的影响。Sun, Qipeng⑸的研究结果为“一带一路”沿线国家减轻碳足迹造成的生态压力提供了支持，即能源结构、国际贸易对GDP的影响、能源强度对碳足迹的生态压力有抑制作用，因此，提出了优化能源结构、提高能效、发展低能耗、促进绿国际贸易的缓解措施。
国内学者的研究侧重于梳理各国的能源发展战略定位，探寻国家间合作的支撑体系、合作流程与运行机制。刘志仁⑷基于博弈论，分析总结各国的内外部矛盾，从健全完善能源法的视角提出促进能源合作的具体路径。王长建E等以能源生产国、能源消费国以及能源加工和转运中心的分工协作为视角，研究总结东南亚各国能源发展的演变趋势及差异化的能源消费结构。刘昌明囲基于地缘政治视角进行分析，认为中亚国家对清洁能源开发和利用已达成共识，有利于能源互联网建设。李寒混⑼等基于金
字塔模型的基本原理，分析了新型融资机制、能源基础设施合作、能源产能合作的可行性，并以此提出我国能源产业的核心竞争力。陈晓「训等通过对“一带一路”沿线国家的考察，深度剖析中国新能源发展状况，提出以政府高层推动、产业链分工协作、资本融通、企业联通的各国新能源合作模式。岳立⑴］主要研究“一带一路”国家的绿全要素能源效率及其变化趋势。采用超效率DEA模型和GML指数法，以区域差异和收入水平两个角度，通过对55个国家2006-2015年的面板数据进行实证分析，发现各国绿能源效率差异较大，整体水平不高，仅有少数国家达到效率最优。
目前的研究缺少对“一带一路”国家的能源结构状况的分析，而这一隶属于能源系统内在的问题，比如能源结构优化程度是否合理，不仅会影响能源自身的可持续化发展，更关系到能源与外部因素，如经济、社会的协调发展，进而影响到社会经济的可持续运行和人民生活水平的提高。评价能源结构状况，客观、公正地度量“一带一路”国家能源结构优化水平，对于有效测度能源优化效果，明确不同区域间差异，并以细化的评估结果为依据寻求各国能源结构优化的具体途径具有重要的理论价值和现实意义。
由于能源发展具有多元化和复杂性特征，已有研究主要采用多目标评价方法对国内各个区域的能源结构优化评价。德尔菲法、层次分析法、模糊综合评价法权重的确定较为主观，过于依赖专家的经验判断，数据包络分析计算比较复杂。TOPSIS法可以充分分析原始数据信息，衡量各方案之间的差距。基于爛权法的TOPSIS方法可以根据能源结构现有数据进行客观性权重赋值，再运用TOPSIS法判别各
方案的优良差别。评估“一带一路”沿线国家能源结构水平，分析其差异及影响因素，为促进沿线国家能源合作发展、加快能源结构优化发展提供理论支持。
一、能源结构优化程度评价指标体系的构建
“一带一路”沿线国家的能源结构呈现出总量丰富、分布不均、发展差距大、开采能力区别大的特点。有些国家资源丰富但消费总量低，有些国家消费总量高而资源不足，有些国家消费化石能源过多而污染严重。如2014年土库曼斯坦和印度的天然气探明储量（万亿立方米）数值为19.5和1.4，天然气消费量（十亿立方米）则为20和48.5 ；同年，印度和阿塞拜疆的煤炭消费量（千兆英热单位）为15.57和0.0001；二氧化碳排放（百万吨）数值分别为2083.3及31。已有一些合作项目为各国能源合作创造了有利的环境基础。如土库曼斯坦，天然气储量和产量均位列世界前列，除主要出口给俄罗斯、伊朗、中国等,TAPI管道项目完成后还可以经过阿富汗和巴基斯坦，运输天然气抵达印度，以满足印度日益增长的能源需求。又如哈萨克斯坦，作为中亚地区最大的经济体和发展最快的国家，拥有丰富的原材料和自然资源，石油、天然气储量都居于世界前列。在自然资源的开采和铁路、公路的建设方面接受了“一带一路”倡议的大量投资。
由于各国资源种类、经济水平、资源开发能力等多种影响因素的耦合作用，本文从能源低碳化发展视角出发，根据评价指标的科学性、系统性及数据可获得性原则，参考孟凡生、许珊「⑷、范德成「切
等的已有研究成果，从社会经济发展程度、能源规划合理性、环境友好性三个维度，选取10个评价指标，构建“一带一路”国家能源结构初始水平评价指标体系。其中，社会经济发展状况、能源规划合理化程度是造成各个国家能源结构差异的主要因素。而环境友好程度的评价可以聚焦能源的
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低碳、绿发展进程，对促进“一带一路”沿线各国经济、社会可持续发展具有重要意义。
社会经济增长指标对当年甚至未来一段时间的能源结构发展过程均产生影响。社会经济发展水平可以从社会经济、城市化进程、就业情况、产业结构、国民受教育水平等指标进行测评。
能源规划是指通过预测未来的能源需求，对能源生产、结构等进行统筹计划。煤炭消费占一次能源消费总量的比重是衡量能源规划合理性的其中一项指标，结合可再生能源及核能占一次能源消费总量比率及能源效率，可以较为全面反映能源规划合理程度。
环境友好程度考虑能源开发与使用中对环境因素的影响，二氧化碳、硫化物、烟尘等的排放及碳排放强度都可作为环境友好程度的衡量指标。
本文构建的评价体系中，社会经济发展维度包含GDP增长率、城市化进程、就业率、产业结构和受教育程度。其中，城市化进程通过城市人口在总人口中的占比表达，产业结构用第三产业产值在GDP中
的占比计算，用高等教育毛入学率体现受教育程度。能源规划合理维度包括煤炭消费在一次能源消费总量中占比、可再生能源及核能消费在一次能源消费总量中占比及能源效率指标。环境友好性则包括碳排放强度及二氧化碳排放量指标，如表1所示。
表1能源结构优化评价体系
目标层准则层指标层数据说明指标方向
GDP增长率正向
社会城市化进程城镇人口比重正向
经济就业率1-失业率正向
发展产业结构服务业等附加值正向
能源受教育程度高等教育毛入学率正向结构能源能源效率单位GDP能源消耗量负向优化规划煤炭消费占比煤炭消费量/一次能源消费总量负向
合理度可再生能源及
核能消费占比
核能及可再生能源消费量/一次能源消费总量正向
环境碳排放强度二氧化碳排放量(千克/2011年PPP美元GDP)负向友好二氧化碳排放量二氧化碳排放量(百万吨)负向
二、能源结构优化程度评价模型的构建
1.爛权法确定指标权重社会调剂是什么意思
热力学中的“爛”概念，是指空间中任何一种能量分布的均匀性。爛值越大，能量分布越均匀。这一概念被应用于信息论中，可以反应信息的不确定程度。信息的不确定性越高，说明所能提供的信息量则越小，信息爛的值越高；反之，信息爛的值就越低。因此，信息爛可以用来度量信息的不确定性及信息系统无序化程度。
爛权法是根据各指标提供的信息量和计算出的爛值，确定各指标权重的客观赋权方法。当某一指标中评价对象的值相差较大时，说明该指标对评价对象更重要，相应的权重也较大。在评价过程中，采用爛权法对指标进行赋权，可以避免主观评价方法中的人为干扰因素，同时，减少评价活动对权威专家的依赖。如果指标的信息爛越小，指标提供的信息越多，权重越高［词O
用爛权法确定的指标权重步骤如下。
⑴形成评价矩阵
设参与评价的对象集:M=(Ml,M2,M")，指标集:D=(D i,D2,…,DJ，评价对象Mi对应指标Dj的值记为Xij(i=l,2,-,m；j=l,2,-,n)，则形成的评价矩阵X为：
0D2.•・21
衍1X12*••%
X二m2X21X22*••%
兀讽筑血・
(2)标准化评价矩阵
dsj
对评价矩阵X进行标准化处理，以消除指标量纲不同对评价带来的影响或者指标数值为负的问题。
对于越大越优型指标：
第4期“一带一路”国家能源结构初始水平评价2021年
海南放映室
x l;—min(%；),、
務=-------------(\($1)
J max{Xj)-min(尊)
对于越小越优型指标：
卄卄)。(3.2)
J max{Xj)-min(尊)
(3)计算第j项指标下，第i个评价对象的比重
对于某一个指标j，岭的值差异越大，说明该项指标所包含的信息对于被评价对象越有价值。
记第j项指标下，第i个评价对象的比重为耳：
Pij一m
i=1
因为0W岭W1，所以0WP戶lo
(4)计算第j项指标的爛值
]m
勺一丽7》呻吧
当Pij二0或者內二1时，认为二0。
(5)计算第j项指标的差异性系数冷
dj=1—ej
dj越大，指标值的差异越大，对于各评价项目越有价值，应给予较大的指标权重O
(6)确定各指标的爛权
d.
Wj==1,2,…，n)
X4
k=l
2.爛权TOPSIS综合评价模型
TOPSIS方法(逼近理想解排序方法)在系统工程中有着广泛的应用。此方法通过构造达到各候选方案中最佳值的“正理想解”和各方案中最劣值的“负理想解”，依次计算各方案与两者之间的加权欧氏距离，得出各方案与“正理想解”的贴近度，进而排序评价各个方案，是一种适用于多指标、多备选方案的评价方法。具体步骤如下。
⑴数据标准化
对评价指标对应的实际数值进行标准化转化。同爛权法，可采用极值标准化法，将数值转换为统一数量级的标准数据，由此可确定各实际值在无量纲化所处的位置。本研究直接使用爛权法中所确定的标准化决策矩阵。
(2)确定指标权重，构建加权的评价矩阵
将由爛权法所客观赋予的指标权重向量与无量纲化矩阵”相乘，得到加权评价矩阵：
Tij=气•務，(i=1,2,…，=1,2,…，n)
(3)确定正、负理想解
S；：最偏好的选项，即正理想解
[max(r!}),j=l,2,---,n；D为越大越优型指标
I l<i<m J J
1min(r.),j=1,2,•••,n；D-为越小越优型指标l<i<m」」
S'：最不偏好的选项，即负理想解
r min(r-),j=为越大越优型指标
I l<i<m J J
1max(r-),j=为越小越优型指标
(4)依次计算各评价对象到正理想解解与负理想解的欧式距离
Sd：=J若(S；_*
Sd；=_q)2,i=
(5)计算各评价对象与正理想解的相对贴进度
Sd：
l I
Vi越大，方案甌越接近正理想解，方案越优。
三、能源结构优化程度实证分析
1•数据的选取与处理
数据主要来源于世界能源组织、美国信息能源署、英国BP、世界银行、经济合作与发展组织、国际货币基金组织、中国统计年鉴、中国劳动统计年鉴。按地区划分，选取的国家涵盖东亚及太平洋地区、欧洲及东亚冲东及北非、南亚、撒哈拉以南非洲国家；按收入水平聚合，可分为高收入国家、中上等收入国家、中低等收入国家、低收入国家；同时，数据中还包含经济发展组织成员国。本文以2014年
中国、蒙古、缅甸、希腊、意大利、波兰、俄罗斯、土库曼斯坦、阿塞拜疆、白俄罗斯、乌兹别克斯坦、格鲁吉亚、乌克兰、塔吉克斯坦、吉尔吉斯、科威特、沙特、伊朗、伊拉克、巴基斯坦、印度、孟加拉、南非为实证研究对象，对“一带一路”国家能源结构优化发展情况进行评价。
社会经济发展指标中，GDP增长率可以直接从数据库中获得、产业结构数据用服务业等附加值体现，以上两类数据均来源于世界银行；用城镇人口比重表征城市化进程，城镇人口比重与除中国以外的就业率数值都从国际货币基金组织获得，中国的就业率数值来源于中国劳动统计年鉴,
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且用“城镇登记失业率”表达；用联合国教科文组织及中国统计年鉴中可查得高等教育毛入学率反映受教育程度。
能源规划合理度指标中，能源效率用单位GDP能源消耗量进行衡量，数据来源于世界银行；煤炭消费量、天然气消费量、石油消费量、核能及可再生能源消费量来源于英国BP、世界能源组织。一次能源消费总量为四类能源消费量之和。分别用煤炭消费量和核能及可再生能源消费量占一次能源消费总量比重表征煤炭消费占比和核能及可再生能源消费占比。
环境友好程度指标中，二氧化碳排放量与碳排放强度数值来源于世界银行，碳排放强度用单位GDP碳排放量衡量。
摆摆歌
对数据进行标准化处理时，根据正、负向指标的不同，分别用公式（3.1）、公式（3.2）进行无量纲化处理，以消除各指标量纲不同对评价带来的影响。
2.能源结构优化程度评价指标权重的确定
按照爛权模型的计算步骤，编写MATLAB程序，得出具体指标权重数值，如表2所示。在准则层中，三个评价维度所占权重由高到低依次为：社会经济发展、能源规划合理性、环境友好程度。在指标层中，可再生能源及核能消费量占一次能源消费总量、受教育程度、产业结构、煤炭消费占一次能源消费总量权重较大，说明这四个因素对能源结构优化程度的影响较为显著。
3.能源结构优化程度综合评价与分析
结合爛权法的权重值，根据TOPSIS评价模型对“一带一路”国家能源结构在2014年的水平进行评价，结果如表3所示。在15个国家中，哈萨克斯坦与正理想的相对贴进度数值最高，为0.6534，其次为希腊、意大利，他们与正理想的相对贴进度数值分别为0.6416,0.641，能源结构优化程度理想。再次为土库曼斯坦、中国、巴基斯坦、印度、俄罗斯、南非、波兰，他们与正理想的相对贴进度数值分别为0.5379、0.4727、0.4346、0.4168、0.4133,0.3896,0.387，其区域能源结构初期水平相对理想。乌克兰、白俄罗斯、伊朗、科威特、阿塞拜疆与正理想的相对贴进度数值分别为0.3386、0.3379、0.2991、0.2304、0.2182，其能源结构相较最不合理。
根据表3可得，处于能源结构水平第一梯队的国家集中在欧洲及中亚，属于中上等及高收入国家。其余国家的能源结构水平与收入水平并没有表现出明显关联，同时，未呈现明显地区差异。因此，在能源合作中必须关注每一个国家的具体情况，针对性提出合作战略及路径。各国可以通过考察和评估，针对不同文化背景、经济发展阶段、治理状况的国家采取不同的合作策略。
对能源结构评价的三个维度进行分析得知：社会经济发展与能源规划合理度对能源结构优化现状的评价影响显著。对影响能源结构优化情况各指标的权重进行分析可以得出：社会经济发展准则层中，受教育程度（权重0.1494）与产业结构（权重0.1234）、城市化进程（权重0.0841）三个指标相较其他指标对评价结果影响显著。
表2能源结构优化评价指标权重
目标层准则层权重指标层权重
GDP增长率0.0536
城市化进程0.0841社会经济发展0.4749就业率0.0644
能源结构
产业结构0.1234受教育程度0.1494能源效率0.0714
优化
能源规划合理度0.4186煤炭消费占比0.1093
可再生能源及核能消费占比0.2379
碳排放强度0.035环境友好0.1065
二氧化碳排放量0.0715
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