废铜资源全球贸易网络演化特征与响应策略研究

董晓娟，安海岗，都沁军，董志良，陆 刚

(河北地质大学 a.管理学院；b.教务处；c.科技处，石家庄 050031)

0 引言

近些年来，世界铜储量在不断减少，价格不断上涨，促进铜在全球范围内的循环利用对于充分利用资源有着非比寻常的意义。中国在2017年颁布了《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》[1](后面简称为垃圾进口禁令)，2018年又将6类废铜列入限制进口清单。作为全球最大的废铜进口国，这些禁令的颁布对于全球废铜贸易势必带来巨大的影响。因此，有必要对废铜贸易的演化特征进行深入研究，以提出在现有市场环境中促进废铜贸易的建议。

学术界对废铜贸易的研究多是从价格角度展开。如张菲菲[2]对2008—2010年主要再生资源品种的市场价格进行了综述和分析。黄健柏等[3]则通过对原铜市场和废铜市场价格的长期相关性检验,揭示了原铜市场、废旧纯铜市场之间存在价格的长期相关性,而废旧黄铜市场与其他铜市场的价格联动关系不一致。杨一博等[4]从价格变化的周期性特征出发，对再生资源价格波动的特征进行了研究，探索了再生资源价格变化的规律，发现大多数再生资源的价格波动具有周期性，且季节因子分布一般是倒周期性波动中的倒U形。综上所述，对深入分析全球废铜贸易的学术研究相对紧缺。因此，本文以废铜全球贸易为研究对象，深入分析其内在规律。

近年来复杂网络理论被广泛应用到国际贸易领域。如利用复杂网络理论构建全球石油贸易核心网络，分析石油贸易的总体特征、区域特征和稳定性[5]。其后，众多学者在贸易结构网络研究中引入了外部因素。如从复杂网络视角研究人类移民对商品贸易结构的影响[6]。将复杂网络中的社团分析用于实际贸易中的社团关系分析，从而提出相关建议也是较常见的研究范式[7]。Yang Y等[8]将全球原油流动的地理位置引入研究，站在地理可视化的角度分析了全球原油贸易的演变过程。之后的研究愈加深入，如将贸易流转化为全球化石能源贸易中的国际流网络[9]。在之后该方面的研究应用到越来越多的领域，如矿产贸易演化特征、贸易中的能源流动、贸易格局稳定性研究[10-13]。将复杂网络应用于世界石油流动竞合态势研究，并结合地缘区分析提出全球竞争格局的相关结论和建议，使该方面研究开始向纵深发展[14]。综上所述，结合复杂网络理论对国际贸易进行研究进展较快，但是对可再生资源贸易的研究相对很少，如何推动全球范围内废铜贸易发展还需深入研究。

因此，本文将利用复杂网络分析废铜全球贸易的网络演化特征，分析网络统计特征与煤炭指数、铜矿价格、全球铜储量、全球铜产量的相关系数的演变特征，提出促进废铜全球贸易的建议。

1 构建废铜贸易网络模型

本文选取了1999年至2019年的废铜进出口数据作为样本数据，数据来自UN Comtrade数据库,HS编码为740400。最终取得了21年的废铜进出口数据。煤炭价格指数使用美国阿帕拉契煤炭价格指数，此数据和铜储量、铜产量和铜矿期货价格等数据均来自于Wind数据库。

不同国家之间发生废铜贸易关系，贸易关系相互传导形成的传导矩阵Tu为

(1)

矩阵Tu中的元素代表不同的国家。以参与废铜贸易的各个国家为节点，不同国家之间的废铜进出口关系定义为网络的有向边，以废铜贸易中的废铜净重为边的权重，分别构建1999～2019年的废铜贸易有向加权网络。

本文构建了21个有向加权网络。图1为部分废铜贸易复杂网络的对比。

图1 1999—2019年废铜贸易复杂网络(部分)Fig.1 Complex network of copper scrap trade,1999-2019 (part)

在反映废铜国际贸易网络演化特征的众多网络统计特征中，平均加权度、平均聚类系数和平均路径长度较为全面地刻画了网络的总体特征。

2 废铜贸易网络演化特征分析

2.1 网络演化特征分析

图2a为21年间废铜贸易网络的节点变化情况。1999—2014年，网络节点数即参与废铜国际贸易的国家数量一直较为稳定，而2015—2016年，则突然增长非常快，2018年参与国家的数量突然出现巨大降低。网络节点数的增长说明参与国家数在迅速增加，各国对废铜贸易的重视程度在提高，同时废铜全球贸易环境变得越来越宽松，有利于废铜全球贸易的快速发展。而2018网络节点数的突然变化可能与中国2017年颁布的垃圾进口禁令有关，2018年限制类废铜的进口批文大幅缩减，废铜进口获批量已呈大幅下降趋势。2019年网络节点数继续减少。2017年7月27日国务院办公厅印发了《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》，明确取消了贸易单位代理进口[15]。这意味着在2018年，中国对废铜进口的大幅减少影响了世界废铜贸易格局。同时，世界银行于2018年发布报告，推测随着全球人口数量增加和城市化进程，全球垃圾数量将出现暴增，这使得各国担忧情绪急速上升[16]。因此，废旧物资供应链上的各个国家(地区)都紧急出台了相关的政策，从源头上降低了废旧物资产生的数量，如韩国、智利、澳大利亚、欧洲各国等。

图2b为21年间平均加权度变化情况。从图中可以看出，1999—2012年平均加权度的变化幅度较大而且趋势性并不明显，一直处于震荡中缓慢抬升的状态。2013—2014年，平均加权度大幅提高，而节点数即参与贸易的国家数量并未大幅变化，这说明废铜贸易的贸易量在这两年大幅增加。而在2017年，网络节点数突然快速增长，但平均加权度并未大幅上升。这说明在2017年，虽然废铜贸易新增参与国家数量较多，但普遍贸易量不高，从而拉低了整体贸易量水平。而2018年相较于2017年网络节点数减少了，但平均加权度却比2017年高，这说明废铜贸易参与国数量减少了，但平均贸易量有所上升，2019年平均贸易量则继续提升。

图2 1999—2019年废铜贸易网络网络结构特征变化情况Fig.2 Changes in network structure of copper scrap trade network from 1999 to 2019

通过对平均聚类系数变化情况的分析可以帮助分析贸易参与国联系紧密度。从图2c可以看出，全球废铜贸易网络平均聚类系数在1994年之前变化幅度较大，而之后为高位的小幅震荡，但一直在0.36～0.45之间，直到2017年。从图中的平均聚类系数的变化情况可以看出，贸易参与国的联系紧密程度有所提高。而在2018年和2019年，平均聚类系数突然降低，这应该是各国对垃圾暴增的担忧、中国“垃圾进口禁令”以及全球各国推出的废旧物资相关政策的综合作用。

通过分析平均路径长度可以帮助分析废铜全球贸易环境变化。从图2d可以看出，平均路径长度在2002年之前一直在攀升，直到达到2.64，然后又开始迅速下降，直到2005年，到达2.45。经过比较发现，在2005年，网络中出现了许多新的连边，如巴哈马和美国、巴哈马和中国、巴哈马和韩国、白俄罗斯和斯洛伐克等。这些新连边的生成使贸易网络通路变得顺畅，从而导致了平均路径长度的减小。之后可以看出平均路径长度在波动中缓慢下降，同时贸易网络中也不断有新的连边形成。而在2015年，参与贸易的国家数量显著增加，同时平均路径长度出现了显著增长。但整体上平均路径长度为缓慢下降的趋势，这说明整体来看，各国之间废铜贸易交流变得更加顺畅，贸易交流环境变得越来越好。

2.2 废铜进口贸易活跃国家分析

通过对加权入度的比较可以对废铜进口贸易情况进行排序，发现中国、德国一直是废铜进口贸易量较大的国家，其次是比利时。而意大利在2003年废铜进口量较大，之后排名出现后退。印度和韩国排名一直较稳定，在前十个国家中属于中等的进口贸易量。荷兰的排名一直在缓慢前进。美国除了1999年和2004年，其余年份排名都比较靠后。澳大利亚仅在2002年出现在前十名中，但废铜进口量在这一年达到世界首位。由此可见，国家之间的废铜贸易特点各不相同。中国、德国、比利时都属于废铜进口贸易大国，废铜进口量一直居于前列。废铜进口贸易活跃国家在地理分布上主要处于位于北美洲、欧洲、亚洲国家，且港口物流较为发达。

通过对加权入度的分析可以对废铜进口贸易量情况进行统计分析。图3为1999至2019年废铜进口贸易量较大国家贸易量变化情况的堆积面积图。可以看出，中国、德国的废铜进口贸易量在贸易量较大的国家中占比较高。总体来看，废铜进口贸易量较大的国家总体贸易量水平经历了2014年的井喷式增长，在之后逐渐降低，2017稍有回暖，但紧接着2018年再次走低，2019年继续走低。而印度、韩国、日本在2014年受铜需求量加大的影响，废铜贸易进口量的增长都较为明显，但中国在2014年废铜贸易量反而出现了一定萎缩。这是由于铜价在2012年之后出现下滑，加上中国海关监管政策收紧、通关速度放缓，都对中国废铜进口贸易带来了一定冲击。而2018年至2019年，中国废铜贸易量逐渐萎缩，变化较为明显。

图3 1999—2019年废铜进口贸易量较大国家贸易量变化情况Fig.3 Changes of import trade net weight with large import trade net weight of copper scrap from 1999 to 2019

2.3 废铜出口贸易活跃国家分析

通过对加权出度的比较可以对废铜出口贸易情况进行排序。美国、德国一直是废铜出口贸易量较大的国家，其次是英国、日本、法国。巴基斯坦在2013—2015年废铜出口贸易量居世界前列。德国、英国、法国、荷兰、美国、日本、比利时、加拿大、意大利废铜出口贸易量较大且比较稳定。废铜出口贸易活跃国家和地区在地理分布上位于北美洲、欧洲、亚洲港口物流较发达的区域。

通过对加权出度的分析可以对废铜出口贸易量情况进行统计分析。图4为1999至2019年废铜出口贸易量较大国家贸易量变化情况的堆积面积图。可以看出，美国、德国的废铜出口贸易量在贸易量较大的国家中占比较高。废铜出口贸易量在2002年增长较快，2003年贸易量出现了萎缩，并在2003至2011年保持了稳中有升的势头。但在2012年到2016年废铜贸易量出现了缓慢下滑，2017年小幅反弹后2018年贸易量再次下滑，2019年则出现了一定的回升。

图4 1999—2019年废铜出口贸易量较大国家贸易量变化Fig.4 Changes of export trade net weight with large export trade net weight of copper scrap from 1999 to 2019

2.4 贸易关系主要传导媒介国家分析

较大的转口贸易量意味着该国在贸易关系传导中起着重要的媒介作用[17]。比利时、德国、韩国、意大利、荷兰、美国、日本、西班牙是较稳定的主要传导媒介。主要媒介国家在地理分布上多属于重要的航运中心，位于海运主要航线上，港口资源丰富，如德国的汉堡港、荷兰的鹿特丹港、美国的纽约港、日本的神户港和横滨港等均是世界著名港口。

3 网络统计特征与能源价格、铜产量储量以及期货价格相关关系分析

废铜的贸易受能源价格、铜的产量和储量以及铜矿期货价格的影响较大。本文将废铜国际贸易网络统计特征分别与煤炭价格指数、铜储量、铜产量和铜矿期货价格进行相关性分析，将交叉相关系数作为反映相关关系的指标[18-20]。图5为每两个时间序列的交叉相关系数在不同滞后期和超前期的变化情况。其中，负值代表超前年份，如-5代表超前5年。正值则代表滞后期。

图5 网络统计特征与废铜贸易总量、煤炭价格指数、铜储量、铜产量、铜矿期货价格相关关系变化Fig.5 The Change of correlation between network statistical characteristics and total trade volume of copper scrap,coal price index,copper reserves,copper production,copper futures prices

图5a为平均加权度、平均聚类系数、平均路径长度等网络统计指标与煤炭价格指数的交叉相关系数的变化情况。煤炭价格指数与平均加权度倾向于同期和超前效应且为正相关关系，滞后相关系数则基本上为负值但相关性较弱。平均聚类系数和煤炭价格指数的相关关系也倾向于同期效应和超前效应，为正相关关系。煤炭价格高企时，伴随着的是废铜贸易参与国贸易联系紧密程度的提高。由于废铜对节约能源有着一定作用，所以能源价格的升高会使得各国贸易往来更加密切。平均路径长度与煤炭价格指数倾向于超前效应且为负相关。平均路径长度越长，往往代表废铜贸易环境越不通畅。因此，当煤炭价格高企时，伴随的是贸易环境通畅程度的提高，而煤炭价格低迷时，伴随着的是贸易环境通畅程度的降低。

图5b为网络统计指标与铜产量交叉相关系数的变化情况。铜产量与平均加权度的相关关系倾向于滞后效应且呈现较强的正相关性，即铜产量越高，平均加权度也就是废铜贸易量越高，但这种影响有一定的滞后性。铜产量和平均聚类系数的相关关系倾向于同期效应且呈现较强的正相关性，即铜产量越高，平均聚类系数越高。即废铜贸易参与国贸易联系紧密程度随着铜产量的提高而提高。铜产量与平均路径的相关关系倾向于同期效应且呈现较强的负相关性。即铜产量越高，平均路径长度越小，贸易流越顺畅。

图5c为网络统计指标与铜储量的交叉相关系数的变化情况。铜储量与平均加权度、平均聚类系数的相关关系均倾向于同期效应且为正相关关系。即铜储量越高，平均加权度越高，平均聚类系数也越高，这意味着随着铜储量提高，废铜平均贸易量也在提高，同时各国贸易联系紧密程度也在提高。铜储量与平均路径长度倾向于同期效应且呈现负相关，即铜储量越高，平均路径长度越小，贸易流越顺畅。

图5d为网络统计指标与铜矿期货价格的交叉相关系数的变化情况。铜矿期货价格与平均加权度、平均聚类系数的相关性都呈现一定的同期和超前性。铜矿期货价格与平均加权度、平均聚类系数之间为正相关，即铜矿期货价格越高，废铜平均贸易量越高，各国贸易联系紧密程度越高。铜矿期货价格与平均路径长度呈现负相关性，即铜矿期货价格越高，平均路径长度越小，贸易流越顺畅。这说明铜价的提高能够使得国际市场上对废铜的需求增加。

4 结论

本文基于1999—2019年的废铜贸易数据，构建了废铜国际贸易的复杂网络，分析了废铜进口贸易较为活跃的国家以及主要传导媒介国家的变化情况，并通过研究其网络统计特征与煤炭价格指数、铜储量、铜产量、铜矿期货价格的相关系数的变化分析了废铜全球贸易复杂网络演化的推动力量。针对目前的废铜全球贸易演化趋势，响应策略有：

1)通过政策引导提高高品位废铜的进出口量，促进资源再生利用。垃圾禁令主要针对七类废铜，而这些废铜主要是较低等级的材料，参与国数量减少但废铜隐含品位上升。对于各国来说，应进行政策引导，提升高品位废铜的进出口量，从而促进铜资源的再生利用，最大限度节约资源，减少低品位废铜利用所带来的环境压力。

2)着眼于国内再生资源挖潜，提高国内废铜回收比例。国家应出台相关政策提高废铜回收比例，从而提高再生资源利用率。对于中国废铜生产企业，则应将原料采购的重心逐步转移到国内。

3)通过调节能源价格促进废铜资源有效流动。能源价格的提高有助于提高废铜贸易量，改善贸易环境。各国可以通过制定能源税等相关政策有效发挥能源价格杠杆作用，促进废铜贸易的发展。

4)关注铜矿期货价格的变化并制定针对性的废铜进出口政策。铜矿期货价格的提高会使得废铜贸易量更大、贸易往来更加频繁，同时贸易渠道更加流畅。对于废铜进口大国，当期货价格高企时，应主动寻求更广泛的废铜供应源，降低铜相关产业成本。对于废铜出口大国，当期货价格高企时，应扩大废铜贸易伙伴范围，提高废铜贸易盈利。对于废铜贸易主要媒介国家，当期货价格高企时，应制定各项优惠政策促进港口贸易，促进废铜转口贸易。

本文分析方法对于其他再生资源贸易也同样适用，如各种废有色金属、废钢铁、废塑料等，本文只对废铜进行了分析。同时，本文只分析了废铜国际贸易情况，对产业链状况没有综合考虑。进一步研究的方向将是将中国废铜产业链作为研究重点，分析废铜产业整体在垃圾禁令实施后的变化。