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中国能源企业的国际化经营能力较弱。不同于国内市场，国际市场在政治、经济、法律、社会环境等方面存在很多不确定性。中国能源企业的海外投资和并购仍处于起步阶段，知识和经验不足，在产业布局、资本运作、技术设备、国际项目竞标、盈利能力等方面与大型跨国能源企业差距较大。油气资源大国通常已形成成熟的国际能源开发市场，发达国家凭借强大的国际化经营能力和雄厚的实力占据市场优势，并通过多样化的竞争手段形成相对垄断的地位和战略合作关系，使这些油气资源国的进入条件苛刻、竞争激烈，中国企业难以进入。
中国以直接的经济合作方式获得能源的规模较小，除与能源相关的项目外，在基础设施建设及制造业方面的直接投资过多，在其他经济合作领域乏善可陈，资本运作手段单一，境外能源投资领域较窄。但近年来，中国的境外石油投资领域正逐步由最初的油田生产管理和技术服务，向油田开发、工程建设、风险勘探、石油贸易、油气资产收购等业务发展。
此外，中国对国际化人才的储备不足，在一定程度上限制了能源国际合作（马方方等，2015；樊瑛等，2008）。
中国缺乏国际大宗能源商品贸易的经验，对国际油价缺乏调节能力。中国没有完善的石油期货市场，未能建立以风险采购为核心的进口石油价格形成机制，在国际石油定价上缺少话语权。在油价高涨的情况下，原油进口成本居高不下，造成石油产品竞争力的削弱和企业利润空间的压缩。
中国巨大的石油需求和过高的石油进口依存度给国际石油市场带来很大压力。中国在南海、东海开发石油资源导致地区性的资源冲突。
各国在能源领域对如何化解冲突、推进对话与合作存在不同观念，这在很大程度上限制和阻碍了中国对能源治理机制的参与。并且，参与全球能源治理的各方主体之间的矛盾与利益冲突也在很大程度上给能源治理机制带来负面影响。例如，中美之间长期的结构性冲突，致使中国对由美国主导的国际能源组织是否可靠心存疑虑；由于中俄在中亚能源合作上存在分歧，上海合作组织能源俱乐部难以顺利建立；中日之间的历史恩怨和矛盾阻碍了东北亚的能源合作进程（潘锐等，2010）。更有甚者，个别国家将能源问题泛政治化，利用能源来支配或控制他国外交和国际对话议程（赵庆寺，2010）。
中国与油气资源国的跨国油气开发合作面临诸多风险和挑战。亚非拉的油气资源国是中国国际能源合作的重要对象，但由于不少国家尤其是中东、北非的阿拉伯国家长期面临各种不安全局势和争端，社会政治动荡时常发生，国际合作环境严峻。中国与这些国家的能源贸易合作面临巨大风险。
中国目前参与的国际能源合作大多为对话性合作与一般性合作，参与实质性国际能源合作组织较少，鲜有加入具有法律规则的同盟型或协作型国际能源组织的案例。区域能源合作缺少法律制度上的框架和相应的能源合作组织。
中国的国际能源合作缺少一系列制度性保障，包括跨国能源合作长远战略规划的制定、高层次的统一协调机制和国际合作风险担保机制的建立。
中国与周边国家在能源消费和进口结构上存在一定的趋同性，与日本、印度、韩国等国家在国际能源市场上有较大的同构竞争。由于一些历史遗留问题和某些政治障碍，目前东亚各国能源安全合作的启动和深化受到一定阻碍，区域合作机制难以完善（余建华，2011）。