基于因素替代法對地區節能目標分解模型研究

(重慶市節能技術服務中心，重慶 40000)

0 引 言

我國從戰略的高度充分認識到做好節能工作的重要性和緊迫性，中共中央十六屆五中全會把資源節約確定為基本國策，提出“十一五”末期單位國內生產總值能耗比“十五”末期降低20%左右的要求[1-5]。重慶未來將面臨能源供應與可持續發展挑戰。為順利實現節能目標，需要明確影響地區節能目標的關鍵因素，及相關因素對節能目標的影響份額[6-9]。本文對重慶市40個區縣運用節能目標分解模型，計算得出區縣節能目標分解數據，具有操作性強，使節能目標更加科學。

1 分解模型基本理論

1.1 因素替代法基本理論

因素替代法是用來確定幾個相互聯系的因素對分析對象綜合目標影響程度的一種分析方法。這種方法利用各因素的報告期值與基期值的差額來分析各因素變動對總差異的影響程度。按照多因素變動共同影響部分的不同分配方式，因素替代法又可分為兩種：順序式因素

替代法和平均式因素替代法。

1.1.1 順序式因素替代法

順序式因素替代法以基期目標為基礎，順序的將其中一個因素視為可變，進行連環替代。將替換順序按x1、x2、…、xn來排列，則結果是：因素x1的變動對y目標的影響值Δyx1為:

因素xm(2≤m≤n-1)的變動對y目標的影響值Δyxm為:

因素xn的變動對y目標的影響值Δyxn為:

由此可見，采用順序式因素替代法分析時，排列在最前面的因素只負擔其基本影響額，而后面的因素除要負擔各自的基本影響額外，還要負擔、排在它前面因素的共同影響部分，而且排列越后，負擔的共同影響額越多。因此，因素排列順序i越小，該因素對y的影響Δyxi越純粹，而i越大，Δyxi中包含的復合性影響也越大，影響的準確性也越差。

1.1.2 平均式因素替代法

平均式因素替代法在確定各影響因素對總目標的影響程度時，規定各因素的基本影響額由各項因素自己負擔，而共同影響額部分是在參與影響的因素之間根據有關因素個數來分攤。為了分析更加簡潔明了，現以三個因素為例說明。按照平均式因素替代法，有：

由以上分析可見，順序式因素替代法有一個明顯缺陷：各因素的排列順序是事先設定的。倘若改變一下順序，各因素對綜合目標的影響就會發生顯著變化，只承認其中一種因素排列順序，是不客觀、不科學的。各因素的變動對綜合目標的影響額，理應為在各種可能出現的排列順序下計算出來的那個平均數。而平均式因素替代法則避免了順序排列問題，這就能排除人們對各因素所起作用大小的任何主觀推測，從而能客觀地、正確地反映出各構成因素變動對綜合目標的實際影響程度。

1.2 節能目標分解模型

通常實現既定的節能目標，還必須將目標層層分解，并且用更具體的、可控的因素實現。為此本文運用平均式因素替代法將節能目標進行分解分析。節能目標為：

式中：E為能源消費總量，萬tce；GDP為地區生產總值，萬元人民幣。對單位GDP 能耗按產業分解，有：

=e1g1+e2g2+e3g3+er。

式中：Ei(i=1, 2, 3)為三次產業能源消費量；Er為生活能源消費量；Gi(i=1, 2, 3)分別為三次產業的增加值；ei=Ei/Gi(i=1, 2, 3)分別為三次產業的單位增加值能耗；gi=Gi/GDP(i=1, 2, 3)分別為三次產業增加值占GDP 的比重(即產業結構)；er為單位GDP 生活能耗。

式中：Δei為第i次產業單位增加值能耗的變動量；Δgi為第i次產業增加值比重的變動量；第i次產業單位增加值能耗變化對單位GDP 能耗的影響份額Δcei(i=1, 2, 3)為：

對應的影響比率為：

全部產業單位增加值能耗變化對單位GDP 能耗變動的影響份額Δce為:

對應的影響比率為:

產業結構變化對單位GDP 能耗變動的影響份額Δg為:

對應的影響比率為:

單位GDP 生活能耗變動對節能目標變動的影響份額Δcr，與單位GDP 生活能耗的變動量Δer相等，對應的影響比率為:

2 區縣節能目標分解存在的問題

由于各區縣之間的差異性大、發展不平衡等，實施節能目標暴露出以下問題：

(1)未能充分考慮各地區原有能耗基礎狀況。在40個區縣中，原有能耗基礎狀況差異很大，有的是農業為主的地區、有的是工業為主的區縣，還有的是商業為主的區。有的地區的綜合能耗相當低，甚至接近或超過發達城市的先進水平，有的地區的綜合能耗相對較高。節能目標分解采用“一刀切”方式，強行分解下達相同的目標，考核時又無法區別對待。

(2)各區縣的地域差異性問題。重慶市各區縣(自治縣)節能目標的分解下達基本上按照各區縣(自治縣)的下降率與全市總體下降率同步的原則進行，也就是基本是采用無差別原則；沒有充分考慮產業結構、資源狀況、區域定位、節能潛力等重要因素。

(3)節能目標未能結合當地產業發展實際。“十五”時期是我市百萬移民攻堅和經濟轉型初期階段，一些地區甚至還沒能找到突破瓶頸的辦法，這些地區經濟總量低，能源消耗量也較少。有的地區單位產值能耗很低，不能真實反映當地實際發展狀況。“十一五”提出大幅下降能耗目標，這對上述地區僅僅依靠資源型產業發展形成嚴重矛盾，制約當地經濟的發展，最終使得區域間差距越來越大。

(4)尚未建立節能目標客觀公正的修正系數。不同地區、不同行業和不同企業各自的條件千差萬別，通過節能目標的修正系數加以修正，可操作性更強，更易于理解。可以使節能目標考核管理更加科學。

3 區縣節能目標影響因素分析

重慶市各區縣節能目標分解模型考慮節能目標的影響因素，設定能源消費主要由三次產業能源消費和生活能源消費構成，則各區縣節能目標就由這四個方面來決定，分別記為E1、E2、E3、E4。另外，節能目標分解模型主要考慮從宏觀上把全市的節能目標向其所管轄的各區縣分解。

能源消費受三次產業能源消費和生活能源消費的影響，所以降低能源消耗應從這四方面進行考慮。但第一產業、第二產業、第三產業能源消費的比重和各產業單位增加值能耗無論在全市還是在各區縣均各自迥異。各區縣的人們生活水平和消費觀念的不同，使得各區縣人們日常生活對能源的需求和消費也不盡相同。因而各區縣的節能目標也不能全然相同，節能目標的分解模型既要考慮到產業結構的影響，又要考慮生活消費的影響。為了能夠科學地把節能目標分解到各個區縣，必須考慮三次產業能源消費和生活能耗對整個能源消費的影響，采用客觀賦權的方法對各影響因素進行度量。對各區縣原始能耗數據建立如下橫截面數據表。

表1 重慶市各區縣能源消耗數據表

式中Ai(i=1，2，…n)表示重慶市的第i個區縣，Eij(i=1，2，…n；j=1，2，3，4)表示第i個區縣第j(j=1，2，3)產業的能源消耗數量，j=4表示第i區縣的生活消費能源的數量。ei為第i個區縣的能源消耗總量，E為重慶市的能源消耗量。

利用上表中的統計數據對影響能源消費的各個因素賦權，即對E1、E2、E3、E4確定權重系數。

3.1 區縣節能目標分解模型

對各區縣節能目標的影響因素進行分解，就是將節能目標分解到三次產業和生活能源消費四個方面。重慶市的第i產業單位增加值能耗降低目標為yi(i=1，2，3)，y4表示重慶市人均生活能耗降低目標；Pi(i=1，2，3)分別為第一、二、三產業的年產值，P4為總人口數，用APi(i=1，2，3，4)分別代表各產業的單位增加值能耗和人均生活能耗，則下式成立：

(1)

(2)

式中：e為重慶市的單位GDP能耗，20%表示重慶提出的節能目標，再利用上面得到的各影響因素的權重系數就有下式：

(3)

結合公式(2)和(3)，就可以得到yii=1,2,3,4。

如第i個區縣的節能目標為qi，則利用各區縣能源消耗中的數據和已經得到的yi，qi就可以通過下式求出：

(4)

式中：ei為第i個區縣的能源消耗總量；Eij為第i個區縣第j產業或生活消費能源數量。至此，區縣節能目標分解模型就建立起來了。

3.2 節能目標分解分析

重慶市的能耗主要以工業消耗為主，而工業又是以傳統的高耗能的重工業為主，且工業在各地的分布不均，加上各區縣產業結構和產業布局不盡相同，從而使得在向各區縣分解節能目標時不能按平均分配。利用區縣節能目標分解模型可解決重慶市對各區縣節能目標進行科學合理分解。

3.2.1 數據來源及節能目標分解

所涉及數據均來自2009年的重慶年鑒或由2009年重慶年鑒的數據推算得到。對得到的的數據見表2。

表2 2008年重慶市部分區縣能源消耗數據表

目前，確定權重的方法可大致分為兩類：主觀賦權法與客觀賦權法。主觀賦權評價法采取定性的方法，由相關專家根據經驗進行主觀判斷而得到權數，然后再對目標進行綜合評價。客觀賦權評價法則根據目標之間的相關關系或各項目標的變異系數來確定權數進行綜合評價。

模型研究采用的是客觀賦權法，根據重慶市40個區縣能耗數據之間的相關關系或各項能耗數據的變異系數來確定權數進行綜合評價。其中均方差法是一種常見的客觀賦權法，能反映隨機變量離散程度，根據全市40個區縣能源消耗的數據，用均方差法計算得出區縣節能目標考核的權重賦值。

詳細的均方差法的計算過程如下：

由數學期望計算公式：

(5)

可以依次計算出各區縣三次產業能耗的平均值為：

由均方差計算公式：

(6)

可以依次算出：

vj=(0.130, 1.111, 0.025, 0.002)：

由歸一化計算公式：

(7)

最后可以算得權值向量量ω=(0.102，0.877，0.019，0.002)，即為由方差法確定的權值向量。

利用得到的權值向量ω和公式(1)至(4)就可以得到重慶市各區縣節能目標的分解結果，見表3。

表3 未來五年重慶市部分區縣單位GDP能耗降低目標

4 結 論

(1)通過節能目標分解模型研究，重慶市在三次產業構成中，第二產業比重尤其是工業比重較大的地區，其產業單位增加值能耗降低的目標值也較大，如以鋼鐵、煤炭、火電等傳統重工業為主的大渡口區、長壽區、開縣能耗降低指標值分別居前位；而以生活消費能源為主的如渝中區、九龍坡等的節能目標相對較小。以農業為主的豐都縣等的節能目標更小。

(2)40個區縣節能目標分解，在綜合考慮各地經濟發展水平、經濟結構、技術水平、資源可獲得性、能源消費情況等因素。以目標考核前一年為基數，充分掌握各區縣(包括縣級市/區)考核前一年三大產業及生活能源消費量和GDP量的統計數據，以及地區新增能耗項目的因素，預測考核期間的能源消費和GDP增長率，用此地區節能目標分解模型，能夠比較科學、合理地分解節能目標。

(3)在向各區縣分解節能指標時，可參考“地區節能目標分解模型”進行，同時需考慮被考核地區的原有的能源消費情況、產業結構、節能潛力和經濟發展水平等情況，以及該地區新增大型項目后能耗發生變化的因素。

(4)不同地區、不同行業和不同企業各自的條件千差萬別，根據重慶市40個區縣能源消耗的數據，用均方差法計算得出地區節能目標考核的權重賦值。操作性更強。可以使節能目標考核管理更加科學。

(5)通過對地區節能目標分解的研究，制定出對全市各區縣都切實可行的節能考核評價目標，對節能目標的順利完成以及構建和諧社會具有重要意義。

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