四川省低碳经济发展效率评价

基于DEA法的四川省低碳经济发展效率评价杨颖（中国地质大学（武汉）经济管理学院湖北武汉 430074）摘要：进入21世纪，随着全球工业化进程的加速，人类生产和生活造成的能源安全和全球气候变暖问题受到国际社会的广泛关注。

在一系列的应对方案之中，旨在降低人类活动造成的碳排放的“低碳”发展模式，在世界范围内得到普遍的认同，并成为新时期人类发展的目标。

四川省作为我国西部重要的人口与生态资源大省，实施低碳经济发展战略，有利于其摆脱仅仅依靠资源消耗的线性增长拉动模式，有效缓解四川的工业生产对自然生态环境的破坏状况，最终实现四川的可持续发展。

本文基于数据包络分析（DEA）的研究方法，利用四川省近几年的相关数据，对四川省低碳经济发展效率进行评价。

从评价的结果来看，“十一五”期间四川低碳经济发展效率不高，高能耗、高污染、高排放的粗放型经济增长方式还没有得到转变。

因此为了进一步提高四川低碳经济发展水平，本文从调整和优化产业结构，发展具有低碳特征的产业、大力发展低碳技术，提高低碳经济发展的整体效率、建立完善政策法规与机制等方面提出相关政策建议以期进一步提升四川省发展低碳经济的效率。

关键词：低碳经济、发展评价、经济效率中图分类号：F062.2人类已经步入了低碳时代，这是堪比IT 时代的深刻改变人类社会和地球生态的时代。

发展低碳经济是这个时代的主题。

低碳经济是标志经济发展由数量追求到品质追求的一个里程碑。

因此各国都在大力倡导节能减排活动，从而降低能耗、减少污染和温室气体排放，最终达到构建一个人类和生态和谐的共同体。

本文基于发展低碳经济的迫切需要，以四川省为研究对象，利用数据包络法(DEA 法)，根据投入及产出的结果分析四川发展低碳经济的效率，并以此为依据提出低碳经济的发展对策。

1 低碳经济概念及评价自从低碳经济的术语在20世纪90年代后期的文献出现，低碳经济概念引发了各国以低碳发展应对气候变化的信心和兴趣。

低碳经济在我国研究时间虽不长，但成果丰富。

庄贵阳（2005）、鲍健强等( 2008)、付允等( 2008)、金乐琴、刘瑞（2009）、冯之峻等（2009）、付加锋、庄贵阳等（2010）等一大批学者对低碳经济都有深入的研究。

从上述学者的研究中不难看出，对于低碳经济的概念，学者们从低碳经济的特征、实质、核心、目标等方面来研究低碳经济的概念与内涵。

尽管他们的研究角度不同，对低碳经济概念的表述方式也存在差异，但其概念的内涵大致相同。

因此，综合学者们的研究，本人认为低碳经济的主要特征是低能耗、低污染、低排放和高效能、高效率、高效益，其实质是能源的高效利用和发展清洁能源，其核心是技术创新和制度创新，其目标是控制温室气体排放和促进人类的可持续发展。

关于低碳经济评价及相关理论的研究目前来说相对较少，并且国际上至今尚未出台具有权威性的低碳经济评价体系，国内对低碳经济评价的研究也刚刚起步。

付加锋、庄贵阳等(2010)，初步探讨了低碳经济的评价指标体系建设的原则以及如何选取指标的权重并把指标无量纲化的方法，这种方法是利用层次分析法把所选取的指标指数化，赋予权重后加总，以得分的高低排名，但并没有在实践中对指标体系加以运用。

庄贵阳、潘家华、朱守先（2011）利用给各指标设定不同的阀值，以是否达到阀值为考核标准来构建评价体系。

这套指标体系虽然有很好的理论基础，但相对来说还比较宏观，对于一些定性指标的评价还有进一步改进的余地。

总而言之，以上两种方法的优势在于在深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。

但是，这种方法受人为因素影响较大，主观性强，一定程度上反映了决策者的主观偏好。

因此，本文在对四川省低碳经济发展进行评价的过程中采用DEA方法，该方法完全依赖于客观数据，故评价结果也更为真实。

3 四川省能源消耗与碳排放现状四川省作为中国西部的大省，随着经济的快速发展，能源消耗总量也逐年提升。

2005年至2010年6年时间里，四川省GDP年均增长9.5%，能源消耗总量年均增长8.6%，虽低于GDP增长幅度，但总量巨大，2005年四川省能源消费量为118160000 kg，2010年四川省能源消费量为178920000 kg，增加了60760000 kg，若折算成为碳排放量则为28124200 kg，这对四川省的资源环境污染巨大。

究其原因，与四川省工业化中期的发展阶段和长期以来实行的重工业发展战略相关。

3.1 四川省能源消耗状况四川省能源消耗的种类主要包括煤炭、焦炭、原油、燃料油、汽油、煤油、柴油和天然气八种，能源消费构成也主要由这八种构成。

四川的能源消费构成量见表1。

表1 2005-2010年四川省主要能源消费量能源种类2005 2006 2007 2008 2009 2010煤炭（kg）85129100 85327100 94500000 107274100 121473500 115204000 焦炭（kg）8945400 10036700 11440000 11191000 11219900 13536400 原油（kg）1408100 1749400 2399500 2854900 3156800 3517600 燃料油（kg）80800 95000 71700 126000 133400 628200汽油（kg）2244400 2693200 3304400 3759200 4629200 5418200 煤油（kg）935600 1058300 1286200 1266100 1550700 1733100 柴油（kg）2874300 3546100 3942300 4739400 5384600 5251000天然气（m3）89520000010608000001121500000108940000012699000001753900000数据来源：四川省统计年鉴2006-2011从表1中我们不难看出，四川省能源消耗构成中，煤炭所占比重较大，“一煤独大”的格局已经形成。

2005年四川省煤炭消费量为85129100kg，占整个消费总量的83%，2010年煤炭消费量为115204000kg较2005年增加30074900kg，煤炭占整个能源消费总量的78.3%，而更加低碳的天然气、原油等能源的消费量占消费总量的比重较小。

3.2 四川省碳排放现状对于碳排放，我国并没有碳排放量的直接监测数据，因此大部分的测试研究都是基于对能源消费量的测算得来，通过能源与碳排放之间的关联对碳排放进行估算。

在计算碳排放量时采用9类能源消费总量乘以各自的碳排放系数，计算公式：∑=i i C B A (其中A 为碳排放量，Bi 为能源i 消费量，Ci 为能源i 的碳排放系数。

碳排放系数是每一种能源燃烧或使用过程中单位能源所产生的碳排放数量。

一般在使用过程中，根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的假定，认为某种能源的碳排放系数是不变的。

IPCC 所给出的某能源碳排放系数是与该能源热值等当量的标准煤的碳排放系数，而因此需要将能源消费折算成标准煤后，乘以碳排放质量系数，便可以测算出实际的碳排放量。

图1 各能源碳排放系数及折标准煤系数数据来源于2006 IPCC guidelines for national green-house gas inventories根据上述公式，我们可以计算出四川省2005-2010年的碳排放量，2005年四川省碳排放量为60268200 kg ，2010年增长到88392400 kg ，年均增长7%。

碳排放的持续增长与四川省所处的工业化中期的发展阶段密切相关，并且在四川省经济发展过程中重工业所占比重较大，对能源的需求也相对较大，发展低碳经济面临着较大的压力。

图2 四川省2005-2010年碳排放量（kg ）数据来源：根据四川省统计年鉴2006-2011计算整理4 模型的建立与指标的确定 4.1 研究方法与模型的建立DEA 方法是美国著名运筹学家Charnes 和Cooper 等在1978年首先提出的评价具有多个输入和多个输出的决策单元相对有效性的方法。

DEA 模型利用观察到的样本数据，将每个评价单位视为一个决策单元(DMU)，对投入产出体系的效率进行评价。

DEA 的模型主要是CCR 和BCC 两种，本文采用CCR 模型。

假设有n 个年度(称为决策单元DMU)，每个决策单元(DMU j )都有m 种输入和s 种输出，相应的向量分别为：输入向量：T m j j j j x x x X ),,,(21 = 输出向量：T sj j j j y y y Y ),,,(21 =权系数分别为：T m v v v v ),,,(21 =，T s u u u u ),,,(21 =， 其中，),2,1,,2,1(0n j mi x ij ==>，),2,1,,2,1(0n j sr y rj ==>，),2,1(0m i v i =>，),2,1(0s r u r =>。

则对于第j 个DMU j 有相应的效率评价指数：()n j X v Y u h jT j T j ,2,1==我们总可以适当地选取权系数v 及u ，使其满足1≤j h ，构成评价DMU j0的最优化CCR 模型：⎪⎪⎭⎫⎝⎛=o T o T j X v Y u h max⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>>=≤00n ,,2,1,1..v u j X v Y u t s jTjT 其中，第j 0个决策单元DMU j0的输入、输出数据向量记为，00j X X =，00j Y Y =。

上式是一个分式规划，利用Charnes-Cooper 变换以及对偶规划理论并引入松弛变量可以将上述的分式规划转化为线性规划问题：[])(min +-∧+-s e s e T T εθ⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≥==-=++-==+=-∑∑∑0,0,01..1101s s Y s Y X s X t s nj j nj j j n j j j λλλθλ 上式中X j 、Y j 分别为决策单元DMU j 的投入和产出要素集，λj 表示通过现行组合构造一个有效的DMU j 时，第j 个决策单元的组合比例。

θ表示DMU j 离有效前沿面的径向优化量，具体在本文中表示四川省发展低碳经济的效率，θ越趋于1代表发展低碳经济越合理。

s -与s +为松弛变量，非零的s -与s +使无效DMU j 沿水平或垂直方向延伸达到有效前沿面。

当计算出θ=1且s -=s + =0时称DMU j 为DEA 有效；当θ=1且s -≠0或s +≠0时，称DMU j 为弱DEA 有效；当θ<0时称DMU j 为DEA 无效。