衡量碳转型风险对能源企业股票表现的影响

《Energy Strategy Reviews》：Measuring the impact of carbon transition risk on the equity performance of energy corporations

新能源车渗透率对能源安全的影响机制研究：基于45个国家2010-2022年面板数据的实证分析。摘要：研究发现，NEVP显著提升ES，尤以发展中国家为甚；纯电动车（BEV）与插电混动（HEV）中HEV效果更优；存在空间负溢出效应及5.8%的阈值效应，即低渗透率阶段促进明显，高阶段边际效益递减。研究建议分阶段差异化政策及跨区域协调。

　　### 新能源汽车渗透率对能源安全的影响研究

在当今全球能源安全（ES）面临严峻挑战的背景下，新能源汽车（NEVs）已成为推动能源转型、增强能源安全和减少对化石燃料依赖的关键技术之一。随着全球对可持续发展和环境保护的重视，新能源汽车的推广不仅有助于减少碳排放和空气污染，还可能提升能源利用效率，改善全球能源结构。然而，尽管新能源汽车在全球范围内迅速发展，其对能源安全的具体影响及其作用机制仍存在许多未解之谜。为此，本研究通过分析45个国家2010年至2022年的面板数据，运用双向固定效应模型、随机森林模型、空间杜宾模型和阈值效应系统分析等方法，探讨新能源汽车渗透率对能源安全的影响。研究结果表明，新能源汽车渗透率对国家能源安全有显著的正面影响，这一结论在稳健性检验和内生性检验后仍然成立。此外，能源转型、技术创新和充电基础设施在其中扮演了重要的中介角色，而新能源汽车的渗透率可能在邻国中产生“虹吸效应”，导致负面的空间溢出效应。值得注意的是，当新能源汽车渗透率低于5.8%时，其对能源安全的正面影响显著，但超过这一阈值后，由于电网压力和基础设施瓶颈，边际效益开始减弱。研究还发现，在发展中国家，新能源汽车渗透率对能源安全的影响比发达国家更为显著，而混合动力汽车（HEV）对能源安全的影响则强于纯电动汽车（BEV）。基于这些发现，本研究建议各国政府应继续推广新能源汽车，加强基础设施建设，支持技术本地化和绿色创新，并制定差异化的政策以增强能源安全并避免边际效益递减。

#### 研究背景与意义

能源安全是国家经济和社会稳定运行的重要保障。当前，全球能源系统正经历前所未有的复杂性和不确定性。在供应端，持续的地缘政治紧张局势、极端天气事件以及国际能源市场的日益互联，显著增加了能源供应中断和价格波动的风险。例如，俄罗斯与乌克兰的冲突、中美贸易紧张局势以及中东地区的持续问题，都对全球能源供应链产生了长期的干扰。此外，频繁的极端天气事件还破坏了关键的能源基础设施，进一步削弱了能源供应的可用性和安全性。

在需求端，新兴经济体如中国、印度和巴西的快速城市化和工业化，导致能源需求迅速增长，这对现有能源基础设施提出了严峻的挑战，也对能源系统的韧性与灵活性构成了巨大考验。因此，在这种背景下，深入研究影响能源安全的因素及其机制，并探索如何通过能源结构多元化、效率提升、持续技术创新和国际合作等措施来增强能源系统的韧性，具有重要的理论和实践意义。

#### 新能源汽车的作用与挑战

许多研究表明，新能源汽车因其高效、低排放和减少对化石燃料依赖的特点，是解决能源安全和可持续性问题的关键方案。2010年至2023年间，全球电动车销量增长超过400倍，这一趋势表明新能源汽车正逐步成为全球能源转型的重要力量。新能源汽车的普及推动了电池技术的进步，从而提高了电力的利用率，并使可再生能源发电成为可能。此外，新能源汽车与可再生能源和车网互动（V2G）技术的结合，提高了电网的调峰调谷能力，优化了能源的分配和利用效率。然而，新能源汽车的快速普及也带来了诸多挑战，例如电网负荷的增加、配电系统的压力和基础设施布局的不平衡。在以传统化石燃料为主的能源结构下，新能源汽车的环境和能源效益也表现出明显的区域差异。

因此，新能源汽车对能源安全的总体影响仍不明确，特别是在复杂的因素如能源转型、技术发展水平和基础设施建设的综合作用下。本研究旨在通过系统性分析，揭示新能源汽车渗透率对能源安全的多路径作用机制，以更好地理解其对全球能源安全的潜在影响。

#### 方法与模型构建

本研究构建了一个涵盖45个国家、时间跨度为2010年至2022年的跨国面板数据集。通过双向固定效应模型（2WFE）和随机森林回归模型（RF）来识别新能源汽车渗透率对能源安全的整体影响，同时通过中介效应分析来厘清因果路径。空间杜宾模型（SDM）被用于测试空间溢出效应，而阈值效应模型则用于分析非线性机制。研究结果表明，新能源汽车渗透率显著促进了能源安全，其影响在发展中国家尤为明显。混合动力汽车（HEV）在当前阶段对能源安全的促进作用尤为显著，而新能源汽车渗透率对能源安全的中介效应主要通过能源转型、技术创新和基础设施发展来实现。

此外，新能源汽车的渗透率在邻国中产生了显著的负向空间溢出效应，这一现象被称为“虹吸效应”，即一个国家新能源汽车的普及可能对邻国的能源安全产生不利影响。这种影响可能源于技术扩散、投资流动和区域间能源需求的不平衡。在新能源汽车渗透率低于5.8%时，其对能源安全的正向影响显著，但一旦超过这一阈值，由于电网压力和基础设施瓶颈，边际效益开始减弱。

#### 交叉影响与非线性机制

新能源汽车的普及不仅限于单个国家内部的影响，还可能通过跨区域互动产生复杂的影响。例如，一个国家新能源汽车的推广可能影响到邻国的能源安全，这可能是通过全球石油需求的变化、区域能源市场依赖、技术扩散和政策趋同等渠道实现的。因此，研究新能源汽车对能源安全的跨区域影响，对于制定有效的政策具有重要意义。

同时，新能源汽车对能源安全的影响可能呈现出非线性特征。在低渗透率阶段，新能源汽车的推广有助于减少石油消费，优化能源结构，提高能源系统的清洁性和稳定性。然而，一旦渗透率超过一定阈值，诸如电网负荷压力增加、充电基础设施瓶颈和政策激励饱和等因素可能会抑制新能源汽车对能源安全的进一步提升。因此，识别新能源汽车渗透率的非线性机制，有助于更全面地理解其对能源安全的复杂影响。

#### 研究贡献与政策建议

本研究的主要贡献在于，它拓宽了新能源汽车对能源安全影响的理论框架，并发展了一个多路径的传导机制。基于45个国家的面板数据，本研究系统评估了新能源汽车渗透率对能源安全的影响，考虑了能源转型、技术创新和充电基础设施等中介机制。研究揭示了新能源汽车如何从多个维度提升能源安全，从而丰富了现有的能源安全理论框架。

此外，本研究识别了跨境溢出效应和非线性阈值特性，为政策制定提供了科学性和针对性的依据。研究发现，尽管新能源汽车渗透率提升了本国的能源安全，但它也可能对邻国产生显著的负向溢出效应，因此引入了“虹吸效应”这一概念，以描述区域间绿色资源竞争的格局。同时，研究还明确了不同渗透阶段的政策效果边界，为制定分阶段、差异化的跨国能源协调政策提供了理论依据和实证支持。

本研究的结构如下：第二部分提供了文献综述并提出了研究假设；第三部分介绍了变量构建、数据来源和研究设计；第四部分讨论了实证结果；第五部分解释了研究发现并提出了政策建议；第六部分总结了研究结果、研究局限性和未来研究方向。

#### 文献综述

能源安全作为国家战略的重要组成部分，其概念随着全球能源格局和治理框架的变化而不断演变。最初，能源安全主要关注能源供应的充足性和稳定性，但逐渐强调了环境可持续性、经济效率和制度韧性，使其成为一个涵盖多个目标的多维问题。这一演变反映了全球对气候变化、技术创新和能源转型等挑战的日益关注，也凸显了传统安全范式在以往侧重化石燃料时的局限性。特别是在碳中和目标的驱动下，新兴能源技术和绿色能源消费模式的出现，使评估能源安全的标准和政策工具更加多样化和复杂化。因此，新能源汽车在推动能源结构转型和促进低碳转型中的关键作用，使其对能源安全的影响机制成为研究的重点。

新能源汽车在推动能源结构优化方面的作用，已成为学术研究的热点。能源转型通常指从以化石燃料为主的模式向以清洁能源为主的系统转变。作为电气化技术的重要载体，新能源汽车减少了对传统化石燃料的依赖，同时通过促进交通领域的可再生能源整合，提高了能源系统的清洁性和可持续性。因此，本研究将能源转型作为中介变量，分析新能源汽车渗透率对能源安全的影响。

新能源汽车的普及还依赖于持续的技术创新，其中最有效的衡量方法是专利数量。新能源汽车专利数量反映了该行业技术进步的程度，主要涉及电池管理、电力电子和智能能源管理系统等领域。技术进步通过提高新能源汽车的性能、更新驱动系统和开发更高效和快速的智能充电技术，从而减少对化石燃料的使用，最终提升能源安全。因此，本研究将新能源汽车专利数量作为中介变量，探讨其在新能源汽车渗透率与能源安全之间的中介作用。

新能源汽车的普及还依赖于充电基础设施的布局和充电速度与稳定性的提升。其可得性和便利性直接影响新能源汽车的大规模推广。完善的充电基础设施可以缓解里程焦虑，提高新能源汽车市场的接受度，并促进可再生能源的使用。此外，充电基础设施（CI）支持车网互动（V2G）技术，有助于优化负荷调节、提高能源配置效率和增强电网稳定性。因此，充电基础设施的普及对于新能源汽车市场的持续增长和能源效率的提升至关重要。因此，本研究将充电基础设施作为中介变量，探讨其在新能源汽车与能源安全之间的中介作用。

#### 研究方法

本研究采用双向固定效应模型（2WFE）来估计新能源汽车渗透率对能源安全的影响。鉴于国家特有特征与解释变量之间的潜在相关性，固定效应方法有助于控制国家间和时间上的不可观测异质性。同时，本研究还引入了随机森林回归模型，以补充分析新能源汽车渗透率与能源安全之间的关系。随机森林模型整合了多个决策树，能够识别变量之间的非线性效应和相互作用，克服了传统线性模型在解释力上的局限性。由于双向固定效应回归模型的R2值相对较低（约0.32-0.57），这表明现有变量仍无法完全解释能源安全的变异。因此，本研究采用随机森林模型结合SHAP方法，分析变量的重要性及其作用机制，以评估机器学习方法在模型拟合和解释力上的改进。

#### 实证结果

研究结果表明，新能源汽车渗透率对能源安全有显著的正面影响，且在发展中国家更为显著。混合动力汽车（HEV）在当前阶段对能源安全的促进作用尤为突出。此外，新能源汽车渗透率对能源安全的中介效应主要通过能源转型、技术创新和基础设施发展来实现。研究还发现，新能源汽车渗透率在邻国中产生了显著的负向空间溢出效应，即“虹吸效应”。这种效应可能源于技术扩散、投资流动和区域间能源需求的不平衡。此外，新能源汽车渗透率对能源安全的正向影响在低于5.8%的渗透率时更为显著，但超过这一阈值后，边际效益开始减弱。

#### 讨论与政策建议

本研究的讨论部分进一步揭示了新能源汽车对能源安全的多路径作用机制。新能源汽车的推广不仅通过直接的能源消费模式转变提升了能源安全，还通过能源转型、技术创新和基础设施发展等间接机制促进了能源安全的提升。例如，新能源汽车的普及有助于减少对传统化石燃料的依赖，提高能源供应的多样性和稳定性，从而增强能源系统的韧性。此外，新能源汽车与可再生能源和车网互动（V2G）技术的结合，提高了电网的调峰调谷能力，优化了能源的分配和利用效率，从而增强了能源安全。

在政策建议方面，本研究提出了多项措施。首先，各国政府应继续推广新能源汽车，特别是在对化石燃料依赖较高的发展中国家，通过购买补贴、税收优惠和优先道路使用权等激励措施，推动新能源汽车的快速发展。这将有助于减少对化石燃料的依赖，提高能源系统的韧性和稳定性。其次，政府应加强绿色创新的中介作用，支持新能源汽车技术的本地化和产业链升级。技术创新是新能源汽车渗透率影响能源安全的关键路径，因此政策制定者应加大对新能源汽车技术（如电池、电动机和控制系统）的支持力度，促进技术本地化和绿色创新，从而提升新能源汽车市场的竞争力和能源系统的自主性。

此外，为应对空间溢出效应，各国政府应加强区域协调。新能源汽车的渗透率对邻国的能源安全产生负面影响，因此政府应加强新能源汽车的发展标准、关键矿物（如锂和钴）的协调使用和跨境能源合作。同时，应增强区域数据共享和碳足迹透明度，以减少资源竞争对能源安全的影响。在政策制定方面，应根据新能源汽车渗透率的不同阶段，制定差异化的政策。对于新能源汽车渗透率较低的国家，应重点关注市场激励和基础设施建设；而对于渗透率较高的国家，应优先考虑增强电网容量、改善充电基础设施和调整激励结构，以应对高渗透率带来的挑战。

最后，本研究建议政府应建立完善的政策评估和动态调整机制。通过定期评估新能源汽车政策的实施效果，并根据能源安全格局的变化动态调整政策，可以确保新能源汽车发展与能源安全之间的协同效应，同时避免政策实施中的资源浪费和低效率。

#### 结论与展望

随着全球能源结构转型的加速和碳中和目标的推进，新能源汽车被视为提升能源安全的关键路径。基于45个国家2010年至2022年的面板数据，本研究构建了一个实证框架，评估新能源汽车渗透率对能源安全的影响，并揭示了其在能源转型、技术创新和基础设施发展等多维度的作用机制。研究结果表明，新能源汽车渗透率的提升显著增强了能源安全，特别是在对传统能源依赖较高的发展中国家。同时，新能源汽车的普及通过“能源转型—技术创新—基础设施发展”的三重路径间接提升了能源安全。

此外，研究还揭示了新能源汽车渗透率的空间溢出效应，即一个国家新能源汽车的普及可能对邻国的能源安全产生负面影响。这种影响可能源于技术扩散、投资流动和区域间能源需求的不平衡，因此需要加强区域协调机制。同时，新能源汽车对能源安全的影响具有显著的阶段性特征，当渗透率低于5.8%时，其对能源安全的正向影响更为显著，但超过这一阈值后，边际效益开始减弱。这一现象可能源于电网压力、基础设施瓶颈和政策激励的饱和等。

尽管本研究在数据构建和模型设定上力求严谨，但仍存在一些局限性。例如，双向固定效应回归模型的R2值较低（约0.32-0.57），表明当前模型在解释能源安全的变异方面仍存在一定的局限性。因此，本研究引入了随机森林回归模型作为补充方法，以捕捉非线性特征并提高模型的拟合能力。然而，由于相关数据的缺失，模型未能纳入一些机构和结构性变量，如国家能源政策的严格性、电网运行的可靠性、传统能源补贴机制和市场准入条件等。这些因素可能同时影响新能源汽车的推广和能源安全的表现，构成潜在的遗漏变量偏差。未来研究应考虑将这些变量纳入实证框架，以增强模型的解释力。

此外，尽管本研究的样本涵盖了全球新能源汽车市场中的主要国家，但由于缺乏对小型经济体和特殊能源结构国家的全面数据覆盖，区域代表性仍有提升空间。未来研究可以结合区域面板数据或采用分组回归策略，以更全面地捕捉不同发展阶段、政策体系和技术能力的异质性效应。同时，由于本研究采用跨国分析，且样本中新能源汽车渗透率较高的国家数量有限，样本量相对较小，这可能导致某些变量的正态性略有偏差。然而，我们相信本研究的核心结论仍具有稳健性。未来研究可以通过增加新能源汽车渗透率不同水平的国家样本，提供更广泛的视角。此外，采用时间序列分析或区域案例研究等方法，可以进一步加深对新能源汽车渗透率对能源安全影响的理解。