基于環(huán)境DEA的山東省能源利用效率研究

李承財

(東北財經(jīng)大學管理科學與工程學院，遼寧 大連 116025)

基于環(huán)境DEA的山東省能源利用效率研究

李承財

(東北財經(jīng)大學管理科學與工程學院，遼寧 大連 116025)

如今節(jié)能減排已成為中國經(jīng)濟發(fā)展中勢在必行的趨勢。山東作為經(jīng)濟發(fā)展和能源消耗大省，研究其能源效率和節(jié)能潛力是非常有必要的。本文利用基于非期望輸出的環(huán)境DEA模型，將一次能耗作為非期望輸出，研究了山東省的能源效率和節(jié)能潛力。結(jié)果表明，山東省從1995年到2013年的能源效率變化呈現(xiàn)倒U型，并得出山東省節(jié)能潛力最低為0.1%。

環(huán)境DEA 能源效率 節(jié)能潛力

一、引言

中國作為世界第二大經(jīng)濟體和第一能源消耗大國，對降低能耗，減少溫室氣體排放，具有不可推卸的責任。中國的資源環(huán)境約束已經(jīng)成為影響經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的一個重大瓶頸問題。1980年，我國的能源消費量剛超過6億噸標準煤，2000年上升到14.5億噸標準煤，2013年提高到37.5億噸標準煤。中國GDP約占全球的12%，但是能源消費量卻占全球的22%左右，碳排放量接近占全球的30%。山東省作為經(jīng)濟發(fā)展和能源消耗大省，對促進中國節(jié)能減排具有相當大的責任，因此，“十三五”期間提出了萬元GDP能耗比2010年降低17%以上，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值5500億元左右的目標。但是，如何保證在不影響經(jīng)濟發(fā)展的情況下有效率的節(jié)能減排，如何測度山東省的節(jié)能減排潛力，這都是一些問題，本文就是基于這樣的一個目的進行了研究。

二、文獻綜述

目前，國內(nèi)外對于節(jié)能減排的研究眾多，Ardakani利用不同的優(yōu)化回歸模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對伊朗和美國的歷史能耗數(shù)據(jù)進行分析建模預(yù)測了兩國未來20年的能源消耗情況，最終證明基于改進的粒子群優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對于長期能源消耗預(yù)測具有較高的準確性(Ardakani and Ardehali 2014)。付峰等人通過系統(tǒng)分析我國當前能耗特征及內(nèi)在機理，指出“動態(tài)節(jié)能”是我國節(jié)能的本質(zhì)內(nèi)涵，這要通過減少我國現(xiàn)代化過程中的“集總能耗”來實現(xiàn)(付峰, 麻林巍 et al. 2012)。在眾多的研究中，DEA作為一種非參數(shù)型的方法，在測度能源效率和計算節(jié)能潛力方面具有不可忽視的優(yōu)勢。韓一杰在2011年用超效率DEA對中國各地區(qū)鋼鐵行業(yè)的全要素能源效率作出評價，以此計算得出了中國各地區(qū)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排潛力(韓一杰 and 劉秀麗 2011)。

DEA是一種非參數(shù)性的方法，他是由著名運籌學家Charnes和Cooper提出來的，后來眾多的學者對其進行了改進，其中F?re所提出的基于非期望輸出的環(huán)境DEA模型在節(jié)能減排領(lǐng)域得到了廣泛的運用。本文中主要就是利用基于非期望輸出的環(huán)境DEA模型來評價和測度減少能源消耗的潛力，利用Lozano在2008年提出的方法，將一次能耗作為非期望輸出來研究節(jié)能效率(Lozano and Gutiérrez 2008)，其利用到的模型如下：

(1)

其中，是第k個DMU的輸出導(dǎo)向效率值，是一個無窮小的正數(shù)，用來保證輸入輸出的系數(shù)為正值，和分別為輸入和輸出的松弛變量，他們都是大于0的，而則代表的是第j個DMU的權(quán)重。

本文接下來的主要結(jié)構(gòu)為：第三部分對數(shù)據(jù)來源進行說明；第四部分利用第三部分得來的數(shù)據(jù)運用DEA的方法進行分析并得出結(jié)論。

三、數(shù)據(jù)來源

本文中的數(shù)據(jù)主要來源于1995年到2014年《山東省統(tǒng)計年鑒》 ，利用到的數(shù)據(jù)有以2003年為不變價格的地區(qū)生產(chǎn)總值，山東省以2003年為不變價格的固定資產(chǎn)投資，山東省95年到13年的從業(yè)人數(shù)，歷年一次能耗。其中，以固定資產(chǎn)投資額和從業(yè)人數(shù)作為輸入，一次能耗作為非期望輸出指標，地區(qū)生產(chǎn)總值作為期望輸出指標。

四、分析和結(jié)果

表1 . 1995年—2013年山東省能耗效率值

利用DEAFrontier軟件對1995年到2013年山東省的能耗數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)果如表1所示。由圖中可以看出，利用基于非期望輸出的環(huán)境DEA模型對山東省的能源效率進行測度后，其中，有效率的年份為1995年，1996年，1997年，1998年，1999年，2000年和2013年，2000年以前，山東省能源效率之所以利用如此之高，主要是因為從1995年起山東省在發(fā)展經(jīng)濟的同時，比較重視節(jié)能減排工作，采取了節(jié)能獎勵辦法，從而導(dǎo)致了能源消耗較少。而2013年效率高的原因，除了因為完成“十二五”節(jié)能減排目標的原因，還可能是因為受國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展放緩，能源投入降低因素的影響。

從表1中還可以看出，和有效率的年份比，山東省最小節(jié)能潛力為2012年的0.1%，最大節(jié)能潛力為2005年的13%。

五、結(jié)論

本文利用基于非期望輸出的環(huán)境DEA模型，將一次能耗作為非期望輸出研究了山東省1995年到2013年的節(jié)能效率和節(jié)能潛力，結(jié)果表明，從2000年開始，由于工業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，山東省的能源效率開始不斷下降，到2007年到達最低點，從2008年開始，山東省的能源效率不斷提高，這是基于實現(xiàn)“十二五”規(guī)劃目標的原因，當然，全球經(jīng)濟危機影響，經(jīng)濟發(fā)展放緩也是其中一個因素。研究中還可以看出，除去2013年影響，山東省的能源消耗還可以降低0.1%，這可以為政策決策者提供參考，為下一步經(jīng)濟發(fā)展中制定節(jié)能目標提供一定依據(jù)。

[1]Ardakani, F. and M. Ardehali (2014). "Long-term electrical energy consumption forecasting for developing and developed economies based on different optimized models and historical data types."Energy65: 452-461.

[2]Lozano, S. and E. Gutiérrez (2008). "Non-parametric frontier approach to modelling the relationships among population, GDP, energy consumption and CO 2 emissions."Ecological Economics66(4): 687-699.

[3]付峰, 麻林巍, 李政 and 倪維斗 (2012). "中國能耗動態(tài)增長機理和節(jié)能內(nèi)涵探討."中國人口資源與環(huán)境22(8): 96-101.

[4]韓一杰 and 劉秀麗 (2011). "基于超效率 DEA 模型的中國各地區(qū)鋼鐵行業(yè)能源效率及節(jié)能減排潛力分析."系統(tǒng)科學與數(shù)學31(3): 287-298.

S210

B

1007-6344（2015）05-0274-01

李承財，1991年10月05日，男，籍貫：山東省肥城市，單位：遼寧省大連市東北財經(jīng)大學 管理科學與工程學院，研究生，管理科學