石油国家实现可持续能源安全的能源治理陷阱：来自伊朗的证据

《Sustainable Futures》：Energy Governance Trap of Petrostates to Achieve Sustainable Energy Security: Evidence from Iran

　　

对化石燃料使用及甲烷排放日益增长的担忧，凸显了其在加速气候变化以及国际粮食和水资源不安全方面的作用，进而加剧了现有的社会与经济不公。这些担忧正推动着从化石基与集中式模式向可再生能源与去中心化基础设施的双重转型。然而，这一转型带来了日益复杂的能源治理挑战，因为政策制定者必须同时应对能源安全、环境可持续性、可负担性、能源获取、技术变革以及能源系统可靠性等问题。因此，挑战不仅限于用可再生能源替代化石燃料，还涉及重构能源系统赖以治理的制度、政策与基础设施。对于石油国家（其经济和政治体系依赖碳氢化合物收入的国家）而言，这一转变构成了一个重大悖论：它要求 dismantle（拆除）历史上支撑国家安全与稳定的资源依赖，以实现长期可持续能源安全。相应地，政策制定者正致力于通过发展可再生能源和可持续系统而非碳密集型基础设施，来减缓气候变化、增强能源安全并创造更公平的经济机会。这些挑战在依赖碳氢化合物的经济体中尤为显著，因为其现有能源治理结构可能同时支撑能源安全与经济稳定，却又对转型形成制度性与结构性约束。这种碳氢化合物依赖与能源转型需求之间的悖论，在伊朗案例中尤为突出。因此，伊朗的能源转型对其能源安全与环境保护至关重要。尽管伊朗努力实现其能源愿景，其经济在历史上仍依赖石油生产。鉴于全球向可持续性转变以及正式的国际可再生能源承诺，这构成了重大障碍。此外，官方统计表明，伊朗一次能源消费的增长速度已达到经济增长速度的两倍。因此，作为石油国家，伊朗正积极将可再生能源纳入其能源结构。这一措施将有助于该国在其能源结构内确保能源可持续性。换言之，尽管拥有丰富的可再生和非可再生能源资源，伊朗仍面临相互关联的挑战，包括空气污染、气候变化、能源安全以及不同能源资源供需缺口。这些挑战导致了能源失衡和持续的系统性脆弱性。虽然这些问题反映了伊朗对化石燃料的依赖以及老化基础设施，但也凸显了协调经济增长与环境管理的必要性。与此同时，这些挑战不能仅从资源可用性或技术可再生能源潜力来理解。伊朗高度互联的能源系统，连同其集中化治理结构、对碳氢化合物的经济依赖、消费模式以及制度约束，可能影响可用转型选项在多大程度上转化为可持续能源安全成果。现有研究已广泛考察了伊朗的可再生能源潜力、能源消费、能源效率、能源强度、环境影响以及替代能源转型路径。其他研究则涉及能源安全和能源政策的各个方面。然而，这些研究脉络通常分别处理技术、经济、环境和政策维度，对治理结构如何在相互关联的能源安全系统内与这些因素相互作用关注有限。特别是，一个集中化、依赖碳氢化合物且受外部约束的石油国家的治理架构如何条件化或约束可持续能源安全的实现，仍研究不足。因此，在识别技术上可行的能源转型路径与解释可能促进或阻碍其实现的结构性和治理条件之间，仍存在差距。为填补这一差距，本研究考察伊朗能源系统内与治理相关和结构性因素如何条件化或约束可持续能源安全的实现，运用 MICMAC 结构分析和随机森林回归（Random Forest Regression）。伊朗被用作案例研究，因为其碳氢化合物依赖、复杂的能源系统相互依赖、高能源消费以及可观的可再生能源潜力，为考察石油国家能源转型治理挑战提供了重要情境。本研究采用整合性分析方法，将基于专家的结构分析与机器学习预测相结合。首先，MICMAC 结构分析识别伊朗能源安全系统主要驱动因素之间的影响与依赖关系，并确定治理相关因素在其中的角色。其次，随机森林回归评估所选能源和经济因素对伊朗能源强度的预测重要性，并预测其至 2030 年的轨迹。据此，本研究回答两个研究问题：RQ1. 哪些结构性因素最强地塑造伊朗能源安全系统，治理相关因素在系统的影响—依赖结构中处于什么位置？RQ2. 哪些能源因素最强地影响伊朗至 2030 年的预测能源强度，这一轨迹对可持续能源安全构成哪些治理挑战？因此，本研究对文献作出三项主要贡献。第一，通过展示制度和治理相关因素如何在石油国家能源系统内与经济、技术、环境和社会驱动因素相互作用，推进以治理为中心的可持续能源安全理解。第二，将基于专家的 MICMAC 结构分析与随机森林回归相结合，把能源安全驱动因素之间的系统关系与未来能源强度动态的定量评估联系起来。这种整合方法提供了补充主要关注技术可再生能源潜力或单一能源指标研究的视角。第三，研究识别与伊朗能源转型相关的主要结构和预测因素，从而为可能约束或支持可持续能源安全进展的治理和能源系统条件提供政策相关见解。虽然分析聚焦伊朗，但研究结果也可能为其他在资源依赖、能源安全与可持续性之间面临类似张力的依赖碳氢化合物经济体提供启示。本研究结构如下：首先，第 2 节回顾研究背景并识别研究差距。第 3 节描述材料与方法，包括 MICMAC 结构分析和随机森林回归。第 4 和第 5 节呈现本研究的结果与讨论。最后，第 6 节简要陈述本研究结论。

研究背景方面，化石燃料使用与甲烷排放对气候变化及粮食水资源不安全的加速作用引发持续担忧，推动能源系统从化石基集中式模式向可再生能源与去中心化基础设施双重转型。这一转型使政策制定者需同时应对能源安全、环境可持续性、可负担性、能源获取、技术变革与系统可靠性等复杂治理挑战，挑战核心在于重构能源系统治理所依托的制度、政策与基础设施。对石油国家而言，其经济政治体系依赖碳氢化合物收入，转型构成重大悖论，需拆除历史上支撑国家安全稳定的资源依赖以实现长期可持续能源安全。伊朗作为石油国家，经济历史上依赖石油生产，一次能源消费增速达经济增速两倍，虽拥有丰富可再生与非可再生资源，却面临空气污染、气候变化、能源安全及供需缺口等相互关联挑战，导致能源失衡与系统性脆弱。现有研究多分别处理技术、经济、环境与政策维度，对治理结构如何在互联能源安全系统内与这些因素互动关注不足，尤其缺乏对集中化、碳氢化合物依赖且受外部约束的石油国家治理架构如何条件化可持续能源安全实现的考察，因而在技术可行转型路径与结构性治理条件解释之间存在差距。为此，研究人员以伊朗为案例，采用 MICMAC 结构分析与随机森林回归（Random Forest Regression）整合方法，识别伊朗能源安全系统主要驱动因素的影响—依赖关系及治理相关因素位置，评估所选能源经济因素对能源强度的预测重要性并预测至 2030 年轨迹，回答结构性因素如何塑造能源安全系统及治理因素位置、哪些能源因素最强影响预测能源强度及其治理挑战两个问题，旨在推进以治理为中心的可持续能源安全理解，连接系统关系与定量评估，并提供政策相关见解。研究结论表明，结构分析识别能源政策、能源生产、能源消费和气候变化为高影响高依赖的 relay 变量，经济增速与能源效率为高影响低依赖的影响变量，外国直接投资与技术发展为低影响高依赖的依赖变量，可再生能源、社会接受度与油气储量为低影响低依赖的独立变量；随机森林模型样本外 MAE 为 0.0040、RMSE 为 0.00525、R2 为 0.9923，水能与太阳能/风能特征重要性分别为 0.4021 和 0.3951，GDP 为 0.1211，核能为 0.0817，在第七发展计划（SDP）情景下预测 2030 年能源强度为 2.1791 MJ/$GDP。研究意义在于将石油国家能源转型挑战从技术工程重新定义为政治—制度挑战，表明 SDG 16（和平、正义与强大机构）的有效、可问责和透明治理条件性优先于 SDG 7（可负担清洁能源）和 SDG 13（气候行动），无有效治理则最全面计划亦难改变依赖与低效的锁定轨迹。研究方法上，主要关键技术方法包括：基于 20 名具备至少五年伊朗能源领域学术或专业经验、硕士及以上学历专家的目的性抽样小组，覆盖能源经济、治理、工程、管理、环境与国际关系等领域，对 11 个变量进行 110 个非对角成对关系的四点量表交叉影响评估，采用众数聚合构建直接影响矩阵；运用 MICMAC 软件通过迭代矩阵乘法区分直接与间接影响，按影响—依赖象限将变量分类为 relay、影响、依赖、独立及调整变量；采用 Python Scikit-learn 库实现随机森林回归，以伊朗能源平衡表 2014—2022 年 9 个年度观测为样本，以太阳能/风能、水能、核能与 GDP 为预测变量、能源强度（一次能源供应总量/GDP）为因变量，经可复现随机训练—测试划分，以 MAE、RMSE、R2 评估性能并进行特征重要性与 SDP 情景预测。研究结果方面，4.1 继电器变量（强影响与强依赖）：通过 MICMAC 象限分类得出能源政策、能源生产、能源消费和气候变化为继电器变量，具有高影响潜力并同时对下游变量呈中高依赖，作为系统转型的动态中介，其不稳定性需适应性治理以维持系统韧性。4.2 影响变量（强影响与弱依赖）：经济增速与能源效率位于第二象限，具有最高直接影响力和最低直接依赖，是塑造伊朗能源系统演化的战略支点。4.3 依赖变量（弱影响与强依赖）：外国直接投资与技术发展属依赖变量簇，系统影响有限但高度依赖外生因素，其缓解有赖上游变量协同激活。4.4 独立变量（弱影响与弱依赖）：可再生能源、社会接受度与油气储量位于第三象限，与伊朗能源系统动态互联性低，其孤立源于路径依赖与制度惯性等内在特征；间接影响图与图显示影响通过互联变量传播并强化能源政策、能源生产、能源消费和气候变化的中心位置，部分直接互动温和的变量可经间接路径获得更大系统相关性。4.5 未来趋势（能源强度预测模型）：随机森林回归模型样本外 MAE 为 0.0040、RMSE 为 0.00525、R2 为 0.9923，显示低预测误差与高决定系数；特征重要性显示水能与太阳能/风能预测贡献最高（0.4021 与 0.3951），GDP 中等（0.1211），核能较低（0.0817），表明可再生能源变量对能源强度变异更具信息性；在 SDP 情景假设 2030 年太阳能/风能=1.1、水能=10.0、核能=11.0、GDP=450.0 下，模型预测能源强度为 2.1791 MJ/$GDP，该值应解释为情景条件模型输出而非无条件预测。讨论部分总结：5.1 系统诊断表明石油国家陷入自身动态的寻租国家陷阱，资源财富与严重能源不安全及系统脆弱性并存，研究通过 MICMAC 与随机森林整合框架刻画伊朗能源系统的 relay、影响、依赖与独立变量结构，分类应解释为专家评估的结构关系而非统计因果效应；继电器变量高度互联，能源政策受碳氢化合物依赖、制裁与全球脱碳压力等内外因素塑造，气候变化被视为与系统其他组分互联而非边缘议题；经济增速与能源效率的高驱动低依赖位置与资源诅咒文献关于经济多元化挑战及回弹效应等制度条件的论述一致；外国直接投资与技术发展的依赖地位挑战技术分析中将其视为转型障碍直接解决方案的假设，制裁与集中控制限制其自主性；可再生能源、社会接受度与油气储量的独立分类反映其与化石燃料导向系统历史整合有限，但不意味着其内在不重要，社会接受度在补贴改革等政策情境下可能更显重要。5.2 技术路径与政策现实对比表明，2030 年能源强度 2.1791 MJ/$GDP 的预测是持续低效的令人担忧基准，特征重要性指向太阳能、风能与水能为降低强度的最重要杠杆，政策制定者不应过度依赖核能或仅靠 GDP 增长，有意义的进展要求能源如何支撑增长的质性转变；伊朗 2024 年化石燃料依赖约 85%，其以石油收入发展可再生能源的策略反而强化寻租逻辑，融资结构可能再生现有寻租政治经济，制裁下外部金融约束进一步抬升国内碳氢化合物收入作为融资来源的重要性；发展计划的制度改革面临制度黏性与部门利益等实施障碍，能源优化基金依赖天然气放空处罚与部分石油出口的融资机制将可持续项目成功与化石燃料活动连续性捆绑，形成逆向激励与财政脆弱性。5.3 治理 imperative 表明石油国家能源转型根本上是治理挑战，需重构制度以摆脱碳氢化合物收入削弱经济多元化能力与意愿的循环陷阱；有效治理需超越程序合规，基于目的、人员、过程与绩效（4Ps）整合框架建立可持续增长条件，图 10 提出以绩效为催化剂的目标设定、学习、评估与实施治理循环，每步由人员与议会支撑决策与资源动员，需通过转型委员会或主权财富基金建立共识与合法性，否则动员所需金融与人力资本将大概率失败；社会可持续性尤为脆弱，收入下降威胁庇护体系与公共物品，治理框架须主动管理公正转型；伊朗能源转型不仅涉及技术与资源挑战，还涉及重大治理约束，随机森林特征重要性与 MICMAC 独立分类均不应被解释为特定干预必然产生特定变化的证据，实现可持续能源安全可能需在技术与能源系统措施之外推进制度与治理改革，克服制度黏性、提高透明度、可问责性与政策一致性可视为战略相关领域而非经验证明的因果杠杆，潜在改革方向是发展透明且更稳定的可再生能源融资机制以减少对波动碳氢化合物收入的过度依赖；石油国家成功能源转型完全取决于治理转型，使激励与长期系统韧性而非短期租金分配重新对齐，治理改革须经治理循环审视以精准干预，图 11 呈现基于 SDGs 的石油国家治理改革系统；需区分两类证据，MICMAC 结果代表参与专家评估的结构影响与依赖关系而非统计因果效应，随机森林提供模型特定预测关联，太阳能/风能与水能较高特征重要性表明拟合模型内更大预测贡献但不确立方向、幅度或因果，限于观测数量应视为探索性与补充性而非广泛可推广预测证据，两类结果均不应独立解释为特定干预将产生特定能源强度变化的证据，而应理解为识别专家评估结构关系与相对信息性预测因素、值得因果计量与更大样本分析进一步研究的补充证据。结论部分翻译：本研究系统考察了阻碍石油国家向可持续能源安全转型的根本治理障碍，以伊朗作为关键且具揭示性的案例研究。分析超越纯技术或经济评估，采用新颖混合方法框架诊断制度结构与能源系统结果之间的复杂互动。交叉影响分析（MICMAC）与预测机器学习（随机森林回归）的整合产生了双重视角。结构分析识别出一组 relay 变量——能源政策、能源生产、能源消费和气候变化——作为系统内不稳定的中介，其高影响与高依赖表明它们既是变革的有力杠杆也是关键脆弱点，本质上对治理质量敏感。这补充了对关键因素的隔离：可再生能源潜力与社会接受度作为独立变量出现，在结构上与核心动态脱节，而外国直接投资与技术发展被揭示为依赖结果而非启动驱动因素。这一诊断映射可能有助于刻画伊朗能源转型中持续的系统性约束；系统表现出可能强化碳氢化合物依赖并约束可再生能源、效率改进与外部投资有效整合的结构条件。预测建模量化了这一制度锁定的后果，预测至 SDP 期末能源强度为 2.1791 MJ/$GDP。关键的是，模型内特征重要性分析客观识别太阳能/风能与水能在探索性随机森林模型中对能源强度的预测重要性相对高于 GDP 与核能，因此将太阳能/风能与水能识别为进一步政策与投资考虑的相对重要变量。核能的次要作用与 GDP 增长的中等影响进一步细化战略图景，表明转型取决于可再生能源部署与质性经济重构，而不仅是扩大能源供应或总量增长。当这些经验发现对照伊朗 SDP 政策框架评估时，揭示了深刻的实施差距。尽管计划承认多元化与效率需求，其条款仍受制于寻租国家逻辑。将大量碳氢化合物收入分配至化石基础设施、依赖波动石油收入资助绿色倡议以及缺乏将可再生能源整合进财政与制度核心的稳健透明机制， exemplify 这一矛盾。能源优化组织的创建是积极一步，但其有效性受本研究识别为结构影响因素的治理赤字——官僚孤岛、集中控制与薄弱问责——威胁。因此，SDP 存在延续技术方案被开出但执行治理能力仍欠发展循环的风险。本研究也承认若干局限界定发现范围。第一，MICMAC 分析依赖 20 名专家判断，因而包含不可避免的主观性；其结果代表专家感知的结构关系而非统计确立的因果效应。专家小组构成及历史能源数据的可得性与一致性也可能影响结果。第二，RFR 分析仅基于 9 个年度观测，实质性限制统计可靠性与可推广性。报告的 MAE、RMSE 与 R2 因此描述所应用训练—测试划分内的性能，不应解释为广泛可推广预测准确性的证据。第三，RFR 模型纳入的四个预测变量——太阳能/风能、水能、核能与 GDP——并未穷尽可能影响能源强度的因素。制度、技术、价格、人口及其他宏观经济因素可能提供额外解释信息，意味着特征重要性结果以所选预测变量为条件。第四，2030 年估计受 SDP 情景下可再生能源、水能、核能与 GDP 假设值不确定性影响，报告的点估计未完全捕捉该不确定性。最后，特征重要性值表明所选变量在拟合随机森林模型内的相对预测贡献，但不确立其与能源强度关系方向、幅度或因果。尽管存在这些局限，本研究提出以治理为重点的框架，将石油国家能源转型挑战从技术事业重新定义为政治—制度事业。它表明 SDG 16（和平、正义与强大机构）的实现，特别是有效、可问责和透明治理的发展，条件性优先于 SDG 7（可负担清洁能源）和 SDG 13（气候行动）的实现。石油国家可持续能源未来并非始于更先进的太阳能电池或更复杂的经济框架，而始于发展能够促进真正转型的有效治理与制度结构这一艰难且首要的要求。这些发现强调，没有有效治理，即使最全面的计划也仍是愿景文件，无力改变依赖与低效的锁定轨迹。政策建议部分提出跨越能源政策、能源消费、能源生产与气候减缓三域协调干预：改革能源政策架构以促成转型，加强能源、气候、金融与投资机构间政策一致性，建立能源转型目标透明监测，对重大能源投资法定要求 SDG 对齐影响评估；能源生产优先电力发电组合多元化包括更多考虑太阳能与风能项目，将可再生能源部署与充足电网容量、系统灵活性和适当投资机制整合；能源消费将能源效率政策提升为伊朗转型战略核心支柱，扩大并执行能源效率证书系统，加强需求侧管理并减少技术/非技术损失；气候减缓将减缓目标与能源效率和低碳发电扩张明确联系，开展气候目标与能源安全要求互动的明确评估。