基于DEA—Malquist指數的我國鋼鐵行業循環經濟效率評價

王俊嶺　戴淑芬

摘要：循環經濟效率是我國鋼鐵行業循環經濟發展程度的合適測度。結合循環經濟的內涵和鋼鐵行業的特點構建鋼鐵行業循環經濟效率的評價指標體系，在此基礎上采用數據包絡模型對我國鋼鐵行業2006—2010年的循環經濟綜合效率、規模效率和技術效率進行測算與衡量，同時采用Malquist指數分解對我國鋼鐵行業循環經濟效率的變遷進行動態評價。結果顯示：自2006年以來我國鋼鐵行業循環經濟綜合效率在平穩中有所上升，其中規模效率的貢獻大于純技術效率的貢獻。影響我國鋼鐵行業循環經濟效率變遷的主要因素在于技術進步的變動。

關鍵詞：循環經濟效率；鋼鐵行業；數據包絡分析；生態效率；規模效率；綜合技術效率；純技術效率；節能減排

中圖分類號：F426.31 文獻標識碼：A 文章編號：1007-2101（2014）02-0078-05

隨著鋼鐵行業的不斷發展，資源、環境與產業發展的矛盾越來越突出。資源短缺、能源高耗、環境污染等問題日益嚴重，同時大量低產能、分散型中小鋼鐵企業的存在，也加大了鋼鐵行業的改造難度。對此理論界一致認為只有發展循環經濟，采用綠色生產方式，鋼鐵行業才能走上可持續發展之路。作為一種經濟發展方式，循環經濟是以資源的高效利用和循環使用為目的；以“減量化、再利用、再循環”為原則；以低開采、低消耗、高利用、低排放為特征，把物質、能量進行梯次和閉路循環使用，把傳統的依賴資源凈消耗線性增加的發展轉變為依靠生態型資源循環來發展的一種經濟運行模式。而鋼鐵行業發展循環經濟的實質就是在資源、環境和經濟三者協調的基礎上，進一步拓寬鋼鐵行業的生產功能，使其不僅具有產品制造功能，還有能源轉換、大宗廢棄物消納處理及為相關行業提供原料等功能，即實現物質和能源的大、中、小循環?？梢?，循環經濟將成為我國鋼鐵行業發展的新模式。然而，目前我國循環經濟技術支撐體系還不完善、考核評價標準和體系相對落后，導致鋼鐵行業循環經濟發展緩慢且發展效果難以衡量。為了更好地發展循環經濟，迫切需要盡快建立評價循環經濟發展狀況的指標體系，并采用合適的方法對其發展狀況進行定量測度。

一、研究綜述

國外對循環經濟運行評價的研究始于1990年，由Schaltegger等人首次提出，采用的是生態效率的概念。這一階段對生態效率的研究更多是定性化研究，認為生態效率是實現企業、區域、國家可持續發展的一種戰略工具。如世界可持續發展工商理事會（WBCSD）認為，對于公司而言，生態效率意味著“節約資源—提高競爭力”，生態效率可以推動商業與可持續發展的結合。這一階段對生態效率的定量化研究很少，更沒有將其發展成一種評價工具。直到1998年，經濟合作與發展組織（OECD）在定義生態效率時結合了福利、競爭力、產品整個生命周期的生態影響、自然資源的使用和環境承載力等因素，認為生態效率是生態資源滿足人類需要的效率，并將它看作是一種“產出—投入”的比值。此后，生態效率作為一種評價工具開始廣泛應用于政府、工業企業和其他組織。Hartmut Hoh等人介紹了德國環境經濟賬戶中的7個生態效率指標，Yoshinori Kobayashi等人評價了制造業的生態效率。

國內對循環經濟運行狀況的研究并不多，更鮮于研究鋼鐵行業的循環經濟效率。早期的鋼鐵行業循環經濟評價研究大都是鋼鐵行業清潔生產或鋼鐵產品綠色度的評價。這些多為定性研究。21世紀初，對鋼鐵企業循環經濟的評價開始引入“效率”的概念。2005年戴鐵軍、陸鐘武采用工業代謝方法，從資源、能源、環境效率三方面評價了鋼鐵企業的生態效率水平，彌補了鋼鐵行業循環經濟定量評價實證研究的空白。隨后陳靜、林逢春等從企業環境信息披露的要求出發，基于生態效益的理念對鋼鐵企業的環境績效進行了動態評估，但忽略了環境績效只是循環經濟效率評價的一個方面。2009年成金華、杜春麗以我國鋼鐵產業中47家鋼鐵企業為決策單元，利用BCC模型和Malmquist生產力指數，將污染物排放量作為一種非期望投入引入數據包絡分析（DEA）模型中，對其2003—2006年循環經濟效率進行了動態的總體分析和評價。該評價雖具有一定的代表性，然而在評價指標的設計方面不全面，沒有完全涵蓋循環經濟的本質。

總之，上述研究雖或多或少地引入了循環經濟效率一詞，但其內涵都是基于生態效率，側重于從保護和改善生態環境的角度來衡量循環經濟的運行狀況，忽略了循環經濟效率才是循環經濟的最合適測度。構建的指標體系也只是在傳統經濟效率評價的基礎上納入了環境績效，并未真正理解循環經濟效率的本質。循環經濟不同于生態經濟，循環經濟效率不僅要強調經濟發展對資源、環境的影響即資源負荷率、環境負荷率，更要注重資源的再生利用效率和廢棄物的回收利用率以及產品的綜合利用率。鑒于此，本文在以上研究的基礎上，結合循環經濟的原則，在構建循環經濟效率評價指標時不僅考慮了資源投入、環境產出等因素，也融入了資源再循環、產品再利用等因素。

二、研究方法與指標體系的構建

（一）研究方法的選擇

目前循環經濟評價所使用的評價方法有層次分析法（AHP）、模糊綜合評價法、灰色綜合評價法和主成分分析法等。盡管研究方法很多，但是每個方法都有自己的特點，彼此原理不同、思路不同，結論也存在一定的差異，都存在一定的假設條件和適用對象。此外，這些方法也都存在一些優缺點。AHP作為一種系統性評價方法，簡潔實用，所需定量數據信息較少，但是定性成分太多，指標過多時權重不易確定。模糊綜合評價是根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，適合于各種非確定性問題的解決?；疑C合評估法是一種以灰色關聯分析理論為指導，基于專家評判的綜合性評估方法。上述方法存在一個共同的缺點就是主觀性太強，各分析指標之間關系難以衡量，并且結論僅僅只能排序，無法分析各評價單元是否有效合理。于是，國內外一些學者開始引用“效率”概念，采用投入產出法來評價循環經濟的運行。如國外的環境保護投入產出模型（EIO）和垃圾投入產出模型（WIO）作為分析經濟過程中垃圾排放和治理情況的研究工具顯得非常有效。國內也有部分學者開始運用數據包絡投入產出模型（DEA）在區域范圍內對循環經濟運行進行研究，并取得了一定的成效。DEA分析法適合用來處理多投入、多產出的問題，同時各分析指標的權重能客觀地確定，避免了主觀因素的影響，并且能夠分析其評價單元的有效性及其有效性的影響因素。因此，運用DEA模型對循環經濟運行效率進行評價是一種適合的評價方法。endprint

從系統觀點出發，鋼鐵行業循環經濟系統是一個集資源、經濟、環境和社會多個子系統為一體的復雜的巨型系統。由于鋼鐵行業循環經濟系統較復雜、元素間此消彼長，以及對資源消耗、外界環境的影響大，涉及的輸入、輸出指標較多，且計量標準不一，而DEA方法能將投入和產出分開考慮，計算量較小，具有一定的客觀性，因此數據包絡分析（DEA）是評價鋼鐵行業循環經濟效率的合適方法。

CCR和BCC模型是數據包絡分析的兩個基本模型。CCR 模型假設規模報酬不變，研究決策單元是否同時為綜合技術效率最佳和規模效益不變，并不能單純評價決策單元技術效率是否最佳。而BCC模型解除了對規模報酬的約束，是在規模效益變化的情況下討論技術效率是否最佳的問題。因此，本文采用BCC模型對鋼鐵行業循環經濟的效率進行靜態比較，同時為了客觀衡量綜合技術效率變動、技術變動與總要素生產率的關系，本文采用Fare、Grosskopt等（1992）定義的Malquist指數（簡稱MPI）對鋼鐵產業循環經濟效率做進一步的動態分析。

（二）評價指標體系的構建

根據循環經濟的內涵，循環經濟即減量化、再利用和再循環。鋼鐵行業發展循環經濟就是在鋼鐵行業獲得最大產出的同時，減少資源投入和污染產出，實現資源、產品和廢棄物的最大循環利用。因此，鋼鐵行業循環經濟效率的評價指標體系需要兼顧資源綜合利用、生態環境效率、社會經濟效率和資源再循環利用四個方面。根據經濟效率的計算方法，考慮到數據的可得性和指標口徑的一致性、可比性，按照“3R”原則設計指標體系。

減量化原則是針對環境、資源利用的輸入端，是指在產品生產經營和消費過程中盡可能減少資源的消耗和廢棄物污染物的產生。一般用資源消耗系數、能源消耗系數和污染物排放系數來衡量。再利用和再循環原則是輸出端原則，要求生產出來的物品在完成其使用功能后能重新變成可以利用的資源而不是無用的垃圾，減少最終廢棄物處理處置量，也就是通常所說的回收利用和廢物綜合利用。一般采用廢棄物回收比例系數、產品回收率、產品再循環率來衡量。

具體到鋼鐵行業而言，輸入端不僅包括資本投入、勞動投入和技術投入，還包括環境產出。資本投入又細分為資源投入、能源投入和固定資本投入。環境產出是非期望產出（如廢氣、廢液、廢渣排放等），在這作為輸入端。輸出端包含經濟產出和產品、廢棄物的綜合利用率，經濟產出是期望產出（如工業增加值、年利稅總額等）；產品、廢棄物的綜合利用率以綜合利用產品產值、工業用水循環利用率、余熱余能回收利用率和廢渣回收利用率來衡量（見表1）。

三、指標的意義及數據的來源

（一）指標的意義

1. 勞動力投入。勞動力投入是鋼鐵行業一項重要的開支?？紤]到各地勞動力成本的差異以及不同質量勞動者工資水平的不同，選取員工薪酬總額代替勞動力數量來衡量勞動投入。

2. 噸鋼新水消耗。鋼鐵行業是用水大戶，噸鋼新水消耗是考核鋼鐵行業資源消耗的一項重要指標。該指標反映了鋼鐵行業對水的利用效率，噸鋼新水消耗越高，對水資源的利用率越低。為便于比較，噸鋼新水消耗用每生產一噸鋼消耗的新水立方數來衡量。

3. 噸鋼鋼鐵料消耗。鋼鐵原料主要包括精礦粉（包括堿性和酸性）、塊礦、球團礦、廢鋼、煉鋼生鐵、氧化鐵屑、硅鐵、錳鐵、釩鐵、鈮鐵、硅錳合金等。噸鋼鋼鐵料消耗指每生產一噸鋼所投入的鋼鐵料數量。

4. 噸鋼綜合耗能。鋼鐵行業是高能耗行業，能源投入用每個鋼鐵企業每生產一噸鋼的綜合總能耗來表示，綜合總能耗的計算方法依據《中國鋼鐵工業生產統計指標體系指標解釋》中的“能源折算系數參考表”，按照折算系數把各類能源消耗折算為標煤（萬噸）。

5. 年固定資產投資額。資本總額（總資產）是鋼鐵行業重要的經濟投入。為避免鋼鐵行業總資產和資源投入、含鐵原材料投入的重疊，我們選擇年固定資產投資額作為設備購置、更新改造、引進先進工藝、先進技術的費用。

6. 煙（粉）塵排放量。煙（粉）塵是鋼鐵行業最大的污染之一，約占全國的6%～7%，指每生產1噸合格鋼水外排的煙（粉）塵量。用年排放煙塵量和年排放粉塵量之和與合格鋼水年產量的比值來計算。

7. 外排廢水量。指每生產1噸合格鋼水外排的廢水量。其計算公式為年排放廢水量與合格鋼水年產量之比。

8. SO2排放量。是反映廢氣排放的重要指標，指每生產1噸合格鋼水外排廢氣中的SO2量。其計算公式為年排放SO2量與合格鋼水年產量的比值。

9. 工業增加值。反映的是鋼鐵企業的產出狀況。由于工業增加值不會忽略長流程鋼鐵企業中間產品的產出價值，因此該指標能比較客觀地反映真實的產出狀況。

10. 年利稅總額。反映的是鋼鐵企業的盈利狀況?？紤]到各地稅收政策差異會影響到企業利潤情況，選取利稅總額來表示。

11. 工業用水循環利用率。水資源循環利用率是鋼鐵企業節能減排的重要指標，也是工業循環經濟的必需指標。提高工業用水的循環利用率不僅能減少資源消耗還能減輕對環境的污染。工業用水循環利用率的計算公式為：水資源重復利用量與水資源總體消耗量的比值。

12. 余熱余能回收利用量。鋼鐵生產各工序可利用余熱余能的噸鋼利用量，包括各種副產煤氣、干熄焦余熱和高爐煤氣余壓發電等余能以及燒結煙氣余熱、冶金渣顯熱和其他低溫余熱的利用。用各工序所有可利用余熱的全年實際利用量與合格鋼水年產量的比值來表示。

13. 廢渣回收利用率。廢渣是鋼鐵工業主要的固體廢物，具有較高的回收價值。廢渣回收利用率反映了排放的工業固體廢物被再循環再利用的程度。該指標用鋼鐵企業廢渣處置利用量占廢渣產生總量的比例來計算。

（二）數據的來源及處理

由于我國現有的鋼鐵企業數量較多，而且層次不一，考慮到數據的可得性，在此選擇46家重點大中型鋼鐵企業作為目標企業來代表整個行業的情況。對于研究區間則選擇2006—2010年的面板數據來測算鋼鐵行業的循環經濟效率。本研究的數據主要來源于《中國經濟統計年鑒》《中國鋼鐵工業年鑒》《中國鋼鐵工業節能環保統計月報》《鋼鐵企業環境保護統計》《中國鋼鐵統計》，還有一部分數據是筆者通過對鋼鐵企業的走訪、網站查詢等方式獲取。endprint

根據DEA分析法的特點，輸入端指標應該越小越好，輸出端指標應該越大越優。而環境產出中外排廢水量、SO2排放量和煙（粉）塵排放量，這三項指標都是非期望產出，與要求相違背。根據循環經濟的特點，這些值應該越小越好，與輸入端指標的要求相符，因此將非期望輸出作為輸入指標來處理。而工業用水循環率、余熱余能回收利用率和廢渣回收利用率指標則是越大越好，在此作為輸出端指標。

四、我國鋼鐵行業循環經濟效率的實證分析

（一）鋼鐵行業循環經濟效率靜態評價

本研究以DEAP2.1軟件作為分析工具，采用BCC模型，以產出為導向，首先來計算這46個決策單元的綜合技術效率、純技術效率和規模效率。研究區間為2006—2010年，輸入指標9個，產出指標3個。然后將這46家鋼鐵企業運算所得的各項效率值進行整理，計算其各年度各效率的平均值，以此來評價整個鋼鐵行業的循環經濟效率。

從表2可以看出，我國鋼鐵行業循環經濟發展的綜合技術效率、純技術效率和規模效率值均未達到最優，但波動不大。從綜合效率來看，2006—2009年，我國鋼鐵行業循環經濟效率平穩發展，有小幅上升，但在2010年，綜合效率、純技術效率和規模效率的平均值均比2009年有不同程度的下降，可見2010年明顯是個轉折點。2010年1月20日國務院召開常務會議研究部署加強淘汰落后產能工作，甚至在某些地區，節能減排的約束性指標與地方政府政績考核相掛鉤，在這種情況下，2010年三季度后地方政府對節能減排的重視度大為提高，鋼鐵行業受此影響明顯，其粗鋼產量連續三個月同比下降，這在很大程度上影響了鋼鐵企業的經濟績效。

從純技術效率平均值來看，2006—2010年行業純技術效率波動不大，但都低于行業規模效率的平均值，說明純技術無效性是導致我國鋼鐵行業循環經濟無效率的主要原因。純技術效率既反映了鋼鐵企業在一定資源投入下實現最大產出的能力，同時也體現了循環經濟發展中鋼鐵企業的循環技術水平以及對廢棄物的綜合回收利用的能力。

從規模效率平均值來看，2006—2010年我國鋼鐵行業的規模效率有所上升，但仍未達到最優。說明我國鋼鐵行業的規模在不斷擴大，鋼產量在不斷提高，自2009年后一直穩居世界第一，我國已成為名副其實的鋼鐵大國，但仍然存在著大量低產能、分散型中小企業，加大了鋼鐵行業的改造難度，也不利于“減量化、再利用、再循環”原則的貫徹。盡管從數值上看這5年鋼鐵行業的規模效率都高于純技術效率，但提高鋼鐵產業的集群化程度已成為不爭的事實。

從規模收益的特征來看，2006—2010年規模收益不變的企業數目最多，基本占46個決策單元的一半左右，均高于規模收益遞減和規模收益遞增的企業數目。2006年規模收益不變企業數目21個，在2007年數目有所減少后，又一路攀升，直到2010年規模收益不變企業的數目又有所下降。規模收益遞減企業的數目也是在2007年后一直增加，2010年達到22家。而規模收益遞增企業的數目則不斷減少。根據規模報酬理論，企業的擴張一般要經歷收益遞增、收益不變和收益遞減三個階段。目前我國鋼鐵行業規模收益遞減的企業數目增多并不能說明我國鋼鐵行業已經達到甚至超過了最優規模。只有少數企業（如寶鋼）規模較大，效率也較高。而大多數鋼鐵企業規模的擴張則是由于盲目投資、資源投入過多導致的，其循環經濟效率并不高。可見，行業規模并非越大越好，而應根據技術、管理水平尋找最佳規模，以節約資源、降低成本、提高循環經濟效率為目的。

（二）鋼鐵行業循環經濟效率動態分析

上述研究表明我國鋼鐵行業循環經濟效率的主要影響因素是純技術效率。為了更直觀地說明我國鋼鐵行業全要素生產率的變動情況，需要采用Malquist生產力指數來進行進一步分析。Malquist生產力指數把全要素生產率（TFP）變動分解為綜合技術效率變動和技術變動。而綜合技術效率變動又進一步分解為純技術效率變動和規模效率變動的乘積。其中綜合技術效率的變動表示企業管理方法的優劣與管理構成決策的正確與否，反映企業無效率狀態與生產前沿面之間的距離。而技術變動表示的是整個行業的技術進步，反映的是整個行業生產前沿面的移動。其Malquist生產力指數分析的理論基礎仍然是數據包絡分析。指數分解的指標體系與DEA效率測度的指標體系相同。根據Deap2.1軟件對我國46家重點鋼鐵企業四個年度區間（2006—2007；2007—2008；2008—2009；2009—2010）的效率變動情況進行考察，結果如表3所示。

根據Malquist生產力指數的數據，2006—2007年、2007—2008年和2009—2010年的Malquist生產力指數均小于1，但接近于1，變動不大；2008—2009年的Malquist生產力指數大于1，全要素生產率上升了15%，表明我國鋼鐵行業循環經濟效率從2006—2010年的Malquist生產力指數呈現了一定的波動，且在波動中有所上升。

2008—2009年Malquist生產力指數是1.15，說明2009年較2008年我國鋼鐵行業發展循環經濟的全要素生產率上升了15%，根據MPI的計算結果，上升的主要原因是行業技術進步指數12.7%的上升，同時綜合技術效率也略有上升，上升了0.2%。2006—2007年和2007—2008年這兩個時間段的Malquist生產力指數都有所下降，而且下降的原因均在于整個行業技術效率指數的下降，盡管綜合技術效率指數都有所上升。

縱觀這四個時間段Malquist生產力指數的變化發現，其變化趨勢均與行業技術效率指數變化趨勢相同，可見行業技術水平的波動是導致全要素生產率變化的主要原因。

五、結論

鋼鐵行業發展循環經濟是鋼鐵行業實現可持續發展的必然途徑，也是我國鋼鐵行業轉型成功與否的重要標志。本研究在現有經濟效率評價的基礎上界定了循環經濟效率的內涵，并完善了循環經濟效率評價的指標體系，將資源投入、環境產出和循環利用均作為評價要素融入到指標體系中。為了全面評價我國鋼鐵行業發展循環經濟的效率水平，本文引入數據包絡模型，利用DEA方法和Malquist生產力指數從靜態評價和動態分析兩個方面對我國整個鋼鐵行業的循環經濟效率進行全面、客觀研究。研究結果表明：endprint

1. 鋼鐵行業循環經濟效率是評價鋼鐵行業循環經濟發展水平的重要定量指標。循環經濟效率評價指標體系的構建需要在傳統生產效率評價的基礎上加入環境要素和資源循環利用的要素，如污染物的排放、水資源循環利用程度和廢棄物綜合利用程度等。

2. 我國鋼鐵行業循環經濟效率不佳的主要原因來自純技術無效性。2006—2010年我國大中型鋼鐵企業規模效率的平均值均在純技術效率的平均值之上，說明對我國鋼鐵行業循環經濟效率貢獻最大的是規模效率。盡管如此，規模收益遞減企業的數目增多大多是由于企業盲目投資、資源投入過多導致的，而企業的綜合效率并不一定提高。

3. 全要素循環經濟效率波動中略有增長，主要是由于綜合技術效率的提高導致的，而行業技術進步指數并未提高。由于綜合技術效率表示未達到生產前沿面的企業與前沿面企業之間的差距，因此綜合技術效率的提高說明相對無效企業在這5年間技術水平有了提高，產出能力有所上升。而行業技術進步指數反映的是整個鋼鐵行業的技術變化程度，也即生產前沿面的變動。這5年間行業技術進步指數增幅較慢，甚至有所下降，說明我國鋼鐵行業創新能力不足，整體技術水平有待提高。

需要說明的是對鋼鐵行業循環經濟效率的測算是以46家大中型鋼鐵企業為代表計算的，由于我國還存在大量中小型鋼鐵企業，如果將這些都計算在內，本文所得的數據就會有一定的誤差。另外對鋼鐵行業循環經濟效率測度采用的是數據包絡分析，該模型是測度相對效率的一種方法，得到的只是局限于所研究數據的決策單元的相對效率結果，如果評價的結果中出現多個決策單元同時有效的情況，則難以對研究對象進行排序。

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責任編輯、校對：秦學詩endprint