基于DEA模型的国内各地区节能减排效率研究_于鹏飞

中国人口·资源与环境2010年第20卷第3期专刊C H I N AP O P U L A T I O N ,R E S O U R C E SA N DE N V I R O N ME N T V o l .20　N o .3　2010

收稿日期:2010-01-13

作者简介:于鹏飞,硕士生,研究方向为环境规划与管理。

基于D E A 模型的国内各地区节能减排效率研究

于鹏飞1

　李　悦1

　高义学2

　郗　敏1

　孔范龙

1

(1.青岛大学化学化工与环境学院,山东青岛266071;2.临沐县环境保护局,山东临沂276700)

数据包络分析(d a t a e n v e l o p m e n t a n a l y s i s ,D E A )是由美国运筹学家A .C h a r n e s 和W.W.C o p p e r 等学者在“相对效率评价”的基础上发展起来的一种非参数前沿效率分析方法

[1]

。该方法常被用于生产生活的投入产出系统中进

行管理、决策和效益效率评价等,目前已成为管理科学与系统工程领域较广泛运用的一种分析工具

[2]

。它主要采

用数学规划方法,以测评一组具有多种投入和多i 种产出的“部门”或“单元”(称为决策单元,D e c i s i o n M a k i n g U n i t ,简记为D M U ,本文中D M U 为各省)的绩效和相对效率为基础

[3]

,利用众多D M U 构成评价集合,通过对相对效率的

分析比较,根据对各D M U 观察的数据判断D M U 是否为D E A 有效,确定“有效生产前沿面”,并根据各D M U 与有效生产前沿面的距离状况,确定各D M U 是否D E A 有效,同时还可用投影方法指出非D E A 有效或弱D E A 有效D M U 的原因及应改进的方向和程度[4]

。由于D E A 无需

任何权重假设的特性,在避免主观因素和简化运算、减少

误差等方面有着显著的优越性[5]

。D E A 方法在环境领域

的应用主要在可持续发展能力、协调发展评价、环境绩效

以及环境影响评价等领域

[6]

。本文拟将能源、环境和经济

作为一个系统,运用D E A 方法研究节能减排的效率,并从无效D M U 的改进方向对我国节能减排工作提出改进措施和建议。

1　D E A 模型的建立

1.1　应用步骤

D E A 方法在评价节能减排效率方面的的应用步骤包

括确定评价目的、选择决策单元、建立输入输出指标体系、选择D E A 模型、进行D E A 评价分析、调整输入输出指标体系、得出综合评价结论7个步骤[7]

。

1.2　评价指标的建立

“节能减排”指的是降低能源消耗、减少污染物排放

[8]

。节能减排是我国“十一五”规划的重要组成部分,

党中央、国务院高度重视节能减排工作,把它放在维护中华民族长远利益的战略高度坚持不懈地推进,节能减排的效率与“十一五”规划目标的实现息息相关

[9]

。

本文拟将能源、水消耗量以及环境容量资源的使用作为投入指标,这些指标代表了经济发展中对于能源的投入及环境资源的投入;产出指标反映了经济是否发展,减排成果,以G D P 、废水排放达标量和S O 2削减量作为产出指标。

投入指标名称:能源消费总量,表中简称能源;用水总量,表中简称用水量;工业废水排放量,表中简称工业废水量;工业S O 2排放量,表中简称S O 2;

产出指标名称:地区生产总值,表中简称G D P ;工业废水排放达标量,表中简称废水达标量;工业S O 2削减量,表中简称S 02削减量;

能源消费总量数据来自《中国能源统计年鉴2008》

[10]

,供水总量、G D P 、工业废水排放量、工业S O 2排

放量、工业废水达标量、S O 2削减量数据来自《中国统计年鉴2008》

[11]

。D E A 模型的具体输入指标体系如表1所示。

1.3　D E A 模型的选择

D E A 模型有多种形式,应用D E A 方法时,选用哪一种

中国人口·资源与环境　2010年　第3期　专刊

表1　D E A 模型输入指标体系表

地区能源(万t 标准煤)

用水量(亿t )工业废水量(万t )S O 2(万t )G D P (亿元)废水达标量(万t )S O 2削减量(万t )北京628534.891348.39353.32889812.5天津494423.42144422.55050.402138216.5河北23490202.5123537129.413709.50113999133.5山西1462058.741140111.85733.353629799.3内蒙古12723180.025021128.36091.121843794.3辽宁17379142.995197106.811023.498796986.7吉林7346100.839366106.711023.498796986.7黑龙江9374291.43838844.07065.00327804.1上海9768120.24557036.412188.85464929.0江苏20604558.3268762116.125741.152********.2浙江14533211.020121177.518780.44173220105.2安徽7752232.17355651.77364.1869711109.2福建7574196.313640842.79249.1313405225.6江西5054234.97141055.35500.256704497.6山东28554219.5166574158.325965.91163365137.5河南17841209.3134344141.015012.461263293.2湖北11861258.79100160.39230.688521563.4广东21912462.5246331117.631084.40211959115.9广西6137310.418398192.65955.6517075768.6海南101646.759602.51223.2856401.7重庆512777.46900368.34122.516353363.1四川13685214.0114687102.310505.3010478061.0贵州769298.01210192.12741.90870364.5云南7173150.03535244.54741.3131997119.1西藏21036.78560.1342.192500.1陕西663981.54852384.65465.794665224.9甘肃5100122.51585643.62702.4012838106.5青海209531.1731812.5783.6136771.1宁夏304771.02108934.0889.20146988.0新疆

6576

517.7

20960

47.3

3523.16

13629

2.5

模型既要看D M U 的实际背景,又要看评价目的

[12]

。本文采用了扩展D E A 模型-超效率(S u p e r E f f i c i e n c y ,以下简称S E -D E A )评价模型,S E -D E A 是由B a n k e r G i f f o r d (1988)首先提出“S E -D E A 在进行相对效率评价时,对于处在有效生产前沿面上的D M U 所选择的参考集不再是全部的D M U ,而是排除被评价的D M U 本身的剩余D M U 集合。”

S E -D E A 模型有以下优点:①通过去除一些无效D M U 来使最终的技术效率得到更加真实的反映;②克服传统模型增长的缺陷,能对众多的D M U 单元进行充分排序与评价的D M U 本身的剩余D M U 集合[13]。S E -D E A 与D E A 模

型的数学形式相似,形式为:

m i n θ

s .t ∑n

j =1j ≠k

λj X j

+S -

≤θX k ∑n

j =1j ≠k

λj Y j

-S +

≥Y k λj

≥0j =1,2,Λ,n S -≥0,S +

≥0