石油安全的若干管理科学模型及其应用研究

摘要

能源是经济发展的主要推动力之一,随着我国经济的快速发展,对石油的需求越来越多,在持续高企的油价背景下,如何保证石油的安全供应和国家能源安全,是能源战略中的重要问题。
　　本文应用现代管理科学的理论与方法,结合我国石油供应安全面临的若干关键科学问题,采用复杂系统建模的思想,分别建立了我国石油进口风险评价模型、石油战略储备规模决策分析模型、石油战略储备补仓策略动态规划模型,定量分析了我国石油进口风险的变化及原因,不同发展阶段的最优石油战略储备规模,以及不同情景下,战略储备的最优补充策略等问题,以期为我国石油进口策略的优化和储备政策的制定提供科学的信息支持和决策参考。
　　概括起来,本文的主要工作和创新包括以下几个方面:
　　(1) 将经济学中衡量商品市场份额的经典理论HHI(Hirschman-Herfindahl Index)方法引入到石油市场,建立了石油进口风险评价模型,比较分析了世界主要石油进口国的石油进口风险指数和多元化指数。由于传统的HHI方法默认商品的市场风险是相同的,鉴于石油进口的特殊性,受地缘政治和运输路线等因素的影响,不同的石油出口地区其风险是不同的,即使是同一出口地区对于不同的石油进口国其风险也是不同的,所以我们在HHI方法的基础上引入了风险权系数参量。因此,实证研究的结果具有较强的可比性和参考价值,对进一步优化我国石油进口策略具有一定的指导性。
　　(2) 根据我国原油进口的特点,结合传统的投资组合理论建立了原油进口风险评价的投资组合指数模型,定量分析了1996-2004年中国原油进口的系统风险指数和特定风险指数的变化,同时应用情景分析方法,研究了不同原油进口方案的风险指数变化。由于1996年以来我国原油进口量增长非常迅速,进口量的变化在很大程度上掩盖了其它因素对风险的影响,针对原油进口的多元化风险具有较强的地域性的特点,对传统的投资组合理论进行了改进,提出了原油进口投资组合指数模型,通过实证结果的比较分析,进一步证实了我们建立的风险指数模型更为客观地反映了我国原油进口的风险变化。
　　研究结果表明,我国原油进口策略还有较大的优化空间,如果我国降低对中东地区原油的进口依赖，逐渐增加俄罗斯、哈萨克斯坦等风险相对较小国家的进口量，那么原油进口的特定风险将平均下降17.09％-18.00%。
　　(3) 应用决策分析理论，建立了石油战略储备规模决策分析模型，定量分析了未来不同阶段适合我国经济发展和石油安全的最优石油战略储备规模。由于石油战略储备属于风险型决策问题，本文研究中应用期望值和决策树法求解不同油价情景下，我国的最优石油战略储备规模。研究结果表明，从经济学的角度，战略石油储备规模并不是越大越好，当油价处于较高价位时($50/bbl),我国战略石油储备规模应控制在30-60天净进口量:当油价处于低价位时($20-35/bbl)，60-90天净进口量的储备规模更适合我国的经济发展和安全。
　　(4) 针对如何补仓使石油战略储备总成本最小的优化策略问题，建立了随机动态规划模型和不确定动态规划模型，模拟补仓影响油价、补仓不影响油价等不同情景下，如何选择最佳时机进行有计划的补仓，以期获得使储备的总成本最小的补仓策略。定量分析了2007-2010年、2011-2020年不同情景下的最优补仓时机和策略，研究结果表明，由于未来油价的不确定性，在不同阶段最优补仓期望价位和补充量是不一样的，单从经济学的角度来考虑，在未发生供应中断的前提下，最大的储备规模越晚达到总成本越低，但是从国家能源安全的角度出发，最大储备规模越早实现越有利于能源供应安全，因此，国家战略石油储备的最优补仓策略除了考虑经济成本之外，还要更多地考虑国家的战略需求。
　　(5) 从能源外交政策、技术与节能政策、可再生能源政策、石油战略储备政策、能源进口政策等方面出发，系统地分析了美国、日本、欧盟等主要石油进口国家的能源安全政策。以此为基础，结合我国目前的能源安全现状，和上述模型研究结果，提出了构筑我国能源供应安全体系和提高国家能源安全的若干政策建议。
　　本文的研究工作，为系统研究石油进口风险和战略储备规模与补仓策略问题提供了科学基础，同时也为决策者制定相关策略提供了决策依据。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 能源安全定义及内涵

1.1.2 世界能源供需状况

1.1.3 中国能源安全现状

1.1.4 中国能源安全面临的隐患

1.2 文献综述

1.2.1 石油供应风险研究

1.2.2 最优石油战略储备规模研究

1.2.3 战略石油储备与宏观经济发展关系研究

1.2.4 战略石油储备对国际油价影响研究

1.2.5 关于能源安全和战略储备其他研究

1.2.6 启示与展望

1.3 研究的由来与目的意义

1.3.1 研究的由来

1.3.2 研究的目的与意义

1.4 研究方法与论文框架

1.4.1 研究方法与技术路线

1.4.2 论文的结构安排

第二章 基于HHA方法的主要石油进口国进口风险分析

2.1 引言

2.2 国际石油贸易现状

2.3 基于HHA的石油进口风险评价方法

2.3.1 Hirschman-Herfindahl Index方法的改进

2.3.2 层次分析法确定石油进口风险权系数

2.4 世界主要石油进口国风险评价

2.4.1 数据来源及预处理

2.4.2 HHA方法在石油进口风险评价中的应用

2.4.3 评价结果讨论与分析

2.5 主要结论

2.6 政策建议

2.7 本章小结

第三章 基于投资组合理论的中国原油进口风险模型及其应用研究

3.1 引言

3.2 中国原油进口的多元化指数

3.3 中国原油进口的投资组合模型

3.3.1 数据来源

3.3.2 中国原油进口价格与Brent现货价格的关系

3.3.3 中国原油进口的投资组合风险

3.3.4 中国原油进口的投资组合风险指数

3.4 研究结果分析与讨论

3.4.1 中国原油进口风险分析

3.4.2 基于风险指数模型的原油进口风险策略分析

3.5 主要结论

3.6 本章小结

第四章 最优石油战略储备规模的决策分析模型及其应用研究

4.1 引言

4.2 基本原理

4.2.1 决策树模型

4.2.2 方法及变量说明

4.2.3 模型的基本假设

4.2.4 数据来源

4.3 模型结果与讨论

4.3.1 情景1的结果分析

4.3.2 情景2的结果分析

4.4 主要结论

4.5 本章小结

第五章 石油战略储备补仓策略的动态规划模型及其应用研究

5.1 引言

5.2 中国石油进口与世界油价的关系分析

5.2.1 序列的平稳性及其检验方法

5.2.2 序列之间的协整性分析及其检验方法

5.2.3 序列之间的因果关系及其检验方法

5.3 中国原油月进口量变化与Brent月平均价格变化关系分析

5.3.1 数据来源与预处理

5.3.2 中国原油月进口量变化与Brent月平均价格变化的平稳性检验

5.3.3 中国原油月进口量变化与Brent月平均价格变化的协整性检验

5.3.4 中国原油月进口量变化与Brent月平均价格变化的因果关系分析

5.4 基于动态规划的石油战略储备最优补仓策略模型

5.4.1 最优石油战略储备规模的随机动态规划模型

5.4.2 模型数据说明

5.4.3 最优石油战略储备规模的不确定动态规划模型

5.5 最优补仓策略的实证分析

5.5.1 假设补充石油战略储备对油价没有影响

5.5.2 假设石油战略储备的变化对油价产生影响

5.6 主要结论

5.7 本章小结

第六章 能源安全政策的国际比较与建议

6.1 引言

6.2 能源安全政策的国际比较

6.2.1 美国的能源安全政策

6.2.2 日本的能源安全政策

6.2.3 欧盟各国的能源安全政策

6.2.4 东盟主要国家的能源安全政策

6.2.5 墨西哥的能源安全政策

6.3 对我国能源安全的政策建议

6.3.1 构筑中国石油供应安全体系

6.3.2 能源外交政策

6.3.3 石油进口政策

6.3.4 石油储备政策

6.3.5 节能与可再生能源政策

6.3.6 海洋油气资源政策

6.4 本章小结

第七章 全文总结

7.1 主要工作

7.2 主要创新点

7.3 有待于进一步开展的工作

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文与参与课题

致谢

附录A 图目录

附录B 表目录

附录C 石油进口风险调查问卷