在能源转型战略中，天然气凭借较煤、石油更低的二氧化碳和空气污染物排放特性，以及天然气发电在新型电力系统中季节调峰、日内调节的重要作用，正逐步成为推动能源转型的“绿色引擎”。然而我国国内天然气产量远不能满足消费需求的持续增长；对外依存度连年增长且我国天然气进口的高度集中，这导致了我国天然气供需系统面临着严重的进口短缺风险。天然气的供应不足或将减缓整个能源系统的绿色低碳转型，进而阻碍“碳中和”目标的实现。

在逐年攀升的天然气进口依赖和日趋复杂的国际形势下，天然气韧性、能源安全相关的研究日益增多。针对天然气能源供需系统，现有研究从天然气的生产供应、消费需求以及进口依赖等方面分别探究了天然气能源供需韧性的影响因素与机制。但在“碳中和”背景下，将碳排放管理纳入天然气供需韧性问题的研究仍是空白，如何从系统动态演化视角，将天然气能源供需系统韧性与我国的能源转型战略、“碳中和”目标放在同一框架下进行评估并进行多维度发展路径优选，仍然是尚未得到充分解决的问题。

因此，研究天然气系统在能源转型背景下的发展路径，考察不同路径在实现“碳中和”目标中的作用，以及在进口短缺风险下，不同发展路径应对进口短缺风险的动态演化机制和系统韧性测度，对于天然气发展路径规划、天然气基础设施投资、需求管理等具有重要的现实意义。

二、主要内容

本文基于系统动力学模型和能源韧性测度方法，对我国天然气供需系统面临进口短缺冲击下的动态响应机制、系统韧性测度与碳排放演化进行了建模研究。本文讨论的问题包括：碳中和目标下能源转型战略与社会经济发展将如何驱动天然气供需结构的演化？面对可能发生的进口短缺，天然气能源供需系统的韧性如何、以及天然气能源系统会对进口短缺反馈出怎样的动态适应性行为？若未来非常规天然气开采成本大幅下降，这类技术突破对天然气供应风险有何种程度的缓解作用、又将对天然气能源的发展路径带来怎样的影响？

三、主要结论及政策建议

（1）在韧性水平方面，我国天然气能源系统韧性水平较高，对于进口供应减半的情况可以较快恢复、适应，应对进口供应高比例短缺的极端情况韧性不足。

（2）在韧性的影响因素方面，压缩天然气在能源消费结构中的占比、提升非常规天然气产量，是提升天然气韧性的重要因素。应对进口供应短缺、或收紧的天然气进口政策，应适时推进清洁可再生能源（例如核能源、氢能、生物质能等）对天然气消费的替代，并同时做好非常规气储量的勘探与降低开采成本的技术研发工作，是我国天然气行业在未来几十年内需重点关注的问题。

（3）在对外依存度方面，天然气行业有望在2060年前实现零对外依存度，前提是非常规天然气的正常发展以及天然气需求不会发生大幅度激增；若发生进口短缺或进口气收紧等系统冲击，天然气能源系统将通过动态响应进行结构调整，并能够提前实现进口气零依赖。

（4）在碳排放方面，在进口短缺或消费量收紧等供给侧压力下，天然气部门碳排放量可逐步降低至2020年水平以下，而非常规技术突破虽然对于供应保障很重要，但也可能造成消费量和相关碳排放量的大幅增长，部分情景中碳排放可达到2020年的三倍以上，对“碳中和”目标的实现造成冲击。

（5）综合来看，非常规气技术突破是一把“双刃剑”，相对更低的消费需求量和对应匹配的供给侧压力是适合碳中和目标下天然气发展的更优路径。

四、边际贡献与未来拓展

本文的边际贡献如下。

（1）通过对天然气供需结构和供需失衡响应机制的分析，构建了能刻画不确定性因素作用下系统动态反馈演化的系统动力学模型；

（2）依据进口短缺风险与技术突破因素设置了仿真情景，模拟了不同情景下天然气能源系统的发展路径与动态响应特征，并基于系统动态响应过程对天然气能源供需系统韧性进行了测度和比较分析，在能源领域扩展了韧性理论从静态耐久性到动态适应性演化的应用；

（3）针对碳排放、对外依存度、系统韧性这三个天然气发展路径规划中的重点问题，结合模型仿真结果，深入讨论了碳中和目标下不同天然气发展路径的特征，以期为我国天然气发展政策规划提供信息支持。

本文的未来拓展如下。

本研究的系统动力学模型是基于对现实天然气能源系统的简化后构建的仿真模型，以实现对天然气发展路径规划中的主要问题进行识别和分析。未来可以进一步细化天然气能源系统中的微观要素，并尝试纳入价格驱动机制，构建对现实还原度更高的仿真模型，探索更全面的天然气发展规划与系统韧性影响机制。

五、写作、投稿过程的心得体会

能源韧性是能源与资源管理领域中的重要话题。本研究以进口短缺冲击为重点，评估了多维度发展路径下中国天然气供需系统韧性的动态演化。本次投稿中，编辑部老师和期刊匿名评审专家在研究情景设置、模型原理论证与阐述、结论扩充等方面给出了许多细致且有建设性的宝贵建议，帮助我们提升了论文的质量，也使得我们对本研究问题有了更深层次的思考。《系统工程理论与实践》期刊主编、领域主编，以及编辑部老师的工作效率很高，每一个环节都有条不紊的在推进，最终很荣幸收到编辑部的录用通知。衷心感谢评审专家以及期刊编辑的辛勤付出与对本研究的指导和支持。

本文摘编自《系统工程理论与实践》2026年,第46卷,第2期论文《基于系统动态响应的天然气发展路径演化及供需系统韧性测度》（点击题目链接全文）；

作者：王玉昆^1,2,3, 博士研究生, 研究方向: 能源经济与环境政策建模；王兆华^1,2,3, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向: 能源资源环境管理；丁月婷^1,2,3,*(通信作者)，博士, 副教授, 博士生导师, 研究方向: 能源经济与气候政策

      1. 北京理工大学 经济学院, 北京 100081

      2. 北京理工大学 可持续发展与智慧决策研究中心, 北京 100081

      3. 数字经济与政策智能工业和信息化部重点实验室, 北京 100081