安徽省星級飯店能源利用效率及節能潛力分析——基于DEA-Malmquist指數模型

聶宇琪，張本照

（合肥工業大學經濟學院，安徽合肥230601）

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安徽省星級飯店能源利用效率及節能潛力分析——基于DEA-Malmquist指數模型

聶宇琪，張本照

（合肥工業大學經濟學院，安徽合肥230601）

摘要：文章運用安徽省星級飯店2010-2014年間的39家有代表性星級飯店能源利用數據，構建DEA模型和Malmquist指數，從靜態和動態的角度對安徽省星級飯店的能源利用效率變化情況和節能潛力進行了測算與分析。結果顯示：從靜態時間來看，2010-2014年安徽省星級飯店在各城市能源利用效率還有待提高，未來可根據松弛變量取值得出的投入減少量進行能源投入和利用的調整和改善；從動態來看，雖然一些飯店通過技術進步提高了能源利用效率，但是還需要在技術進步的同時提高能源利用技術效率和規模效率。

關鍵詞：住宿和餐飲業；能源利用效率；節能潛力；DEA；Malmquist

［DOI］10.3969/j.issn.1007-5097.2016.01.006

一、引言

自改革開放以來，中國經濟取得了令世界矚目的突飛猛進的發展。從某種程度上講，鑒于中國對世界經濟產生日益深遠的影響，中國的發展路徑也對世界的發展路徑起著重大的導向性作用。面對規模巨大的人口總量與人均物質消費快速增加相結合的發展模式以及環境日益惡化帶來不良效應的狀況，我國急需調整經濟結構，轉變經濟發展模式。

據《2014年度全國星級飯店統計公報》顯示，我國共有星級飯店12 803家，全年營業收入2 151.45億元，占當年旅游業總收入的6.62%，住宿和餐飲業顯然已成為我國旅游業三大支柱產業之一。據有關資料統計，飯店的單位建筑面積平均用電量是城市居民用電量的10倍；而一個中等規模飯店釆用的中央空調系統、照明用電等，一年所用電費達180萬元，高于發達國家耗電平均值的5%左右［1］。可見，對我國飯店的低碳化改造具有巨大的經濟效益和社會意義，而對其中的住宿和餐飲行業的企業進行能源利用效率的測算和節能潛力的分析是決定未來能源利用的重要前提。

對于能源利用效率的研究，基本上是對全國、區域范圍或者工業等相關行業進行能源利用效率的分析。陳雯采用Topsis法來測算各省（市）工業節能減排的績效水平［2］；楊新秀先采用系統工程的思想對道路運輸行業節能減排進行了綜合的、動態的分析，然后通過德爾菲法和層次分析法有效確定了道路運輸企業節能減排評價指標體系權重［3］；王世進運用平衡計分卡方法為企業設計出一套以節能減排為視角的戰略績效評價體系，并以煤炭上市企業為例加以驗證［4］。除上述行業和區域研究中采用的能源利用效率測算方法以外，DEA模型和Malmquist指數也已廣泛用于效率測算中。韓一杰、劉秀麗采用超效率DEA模型和Malmquist效率指數對我國各地區全要素能源效率進行測度與動態分析［5］；龔艷、郭崢嶸利用超效率DEA模型測算了江蘇13市2001-2012年旅游業發展的靜態效率，然后用Malmquist指數模型測算了期間的動態效率［6］。姚曉芳、胡思文運用DEA模型對2012年安徽省14家高端裝備制造上市企業的經營效率進行了分析［7］。

對住宿和餐飲業節能減碳方面的研究一般多為定性研究，且較少有與能源利用效率相關的研究。張瓊采用因子法對飯店低碳化評價指標進行分類，并依此構建飯店低碳化評價指標體系，然后通過層次分析法（AHP）進行各項指標的權重確定［8］。Im?ran等選取美國包括連鎖和獨立屬性以及各種規模（基于房間數量）的酒店隨機樣本，檢驗了根據無成本或低成本實踐的美國酒店的綠色程度［9］。鑒于此，本文首先對2010-2012年安徽省各市星級飯店能源利用效率進行測算及節能潛力靜態分析，然后動態地對安徽省星級飯店能源利用的序列數據進行Malmquist生產力指數分析，得到分別按年份所有樣本飯店和按城市計算出的全要素生產力指數及其分解的計算結果，最后在前面的測算基礎上對星級飯店能源利用效率和節能潛力進行探討，并提出相應的對策，為制定住宿和餐飲業能源利用的宏觀政策和促進安徽省該行業持續、高效、健康發展提供理論參考。

二、DEA模型及Malmquist指數

本文運用DEA模型和Malmquist指數的方法，測算安徽省星級飯店的能源利用效率動態變化特征和節能潛力。數據包絡分析（DEA）是一種最常用的非參數前沿（non-parametric frontier）數學規劃方法和效率分析方法。前沿估計的分段線性凸包方法最早由Farrell（1957）提出，之后直到Charnes、Cooper和Rhodes（1978）提出了假定規模報酬不變（CRS）的以投入為導向的模型，大量的文章開始拓展和應用DEA技術。后續的文章考慮到了不同的假定，比如Banker、Charnes和Cooper（1984）提出了可變規模報酬（VRS）的模型［10］。使用DEA方法與其他的生產函數不同在于，它不需要確定投入產出指標之間的任何表達式，也就是說，能避免主觀因素和計算等產生的測算誤差問題。同時，本文還利用DEA的投影原理對非有效單元提出指標的調整量和調整方向，從而得出本文所需的節能潛力。在下文中，相較于CCR模型，本文采用的BCC模型可以對評價結果進行進一步的分析，得到純技術效率與規模效率，更利于分析產生DEA無效的原因。BCC模型的數學表述如下：

其中，ε是非阿基米德無窮小量；s-、s+為松弛變量，分別表示可以減少的投入量和可以增加的產出量。綜合效率可判定如下：

（1）若σ*=σ=1,s-=0,s+=0，可以說決策單元是DEA有效的。

（2）若σ*≠1，那么決策單元非DEA有效。當∑λ0j/σ0<1時，決策單元規模效率遞增；當∑λ0j/σ0>1時，決策單元規模效率遞減。

當擁有面板數據時，CCR和BCC模型都會因為不同時期的生產前沿面差異而難以測度。這時可以使用類DEA線性規劃和一個由Malmquist建立而后由Fare（1994）改進的（投入或產出為基礎的）Malmquist全要素生產率指數（TFPC）衡量生產變化，以及將這個生產變化分解為技術效率變化指數（TEC）和技術進步變化指數（TEch）來進行動態變化效率值的分析。技術效率變化指數（TEC）還可以進一步分成純技術效率指數（PTEch）和規模效率指數（SEch）。下文中將采用這種方法來分析安徽省主要星級飯店的能源利用效率以及住宿和餐飲業的節能潛力。

實際上，這個指數是兩個以產出為基礎的Malmquist TFP指數的幾何平均數。一個指數使用時期t的技術，而另一個使用t+1技術。dt和dt+1表示以t期的技術為參照的、時期t和t+1的距離函數，(xt+1,yt+1)和(xt,yt)分別表示t+1期和t期的投入和產出，v和c分別指在可變規模報酬和不變規模報酬前提下的投入和產出向量。TFPC大于1將表明從時期t到時期t+1相對效率的提高；反之，小于1表示相對效率的降低；等于1，則表示相對效率保持不變。

三、指標選擇與數據來源

投入和產出是測算住宿和餐飲業能源利用效率的指標，因而正確而合理地選擇投入和產出指標是使用DEA模型測算住宿和餐飲業能源利用效率的關鍵。要綜合準確地對住宿和餐飲業能源利用效率進行評價，指標的選擇應遵循科學性、可操作性和系統性原則［11］。由于住宿和餐飲業統計數據不易獲得，截至目前學者們對效率測算應采用的投入和產出指標仍在討論與探索中。根據安徽省發改委確定的千家重點用能企業，本文選取39家安徽省主要星級飯店，采用面板數據，樣本區間為2010-2014年，結合數據的可得性及指標的相關性進行分析。鑒于現有文獻不少是對工業等第二產業的能源利用效率和利用潛力的分析，基本上采用GDP或特定行業產量作為產出指標，而作為典型第三產業的住宿和餐飲業采用GDP作為產出指標并不具有科學性和合理性，再結合行業特點和可獲得數據，本文認為采用主營業務收入作為產出指標更能準確、客觀地反映住宿和餐飲業能源利用技術效率的高低（單位為萬元）。對于投入指標，本文使用能源消耗和主營業務成本，以這39家星級飯店能源消費量來表示能源投入要素，主要包括原煤、管道煤氣、液化天然氣、液化石油氣、汽油、柴油等多種能源轉換成統一單位加總而成（單位為萬噸標準煤）。由于人工成本和固定投資等投入數據未能獲得，本文采用主營業務成本來表示這些投入（單位為萬元）。本文采用安徽39個星級飯店或者所在5個城市作為決策單元（DMU），樣本容量（39或5）大于投入與產出指標之積的兩倍（2×1×2= 4），也就是說DEA評價結果將會有合理的區分度。DEA方法建立模型前不需要對各數據采取無量綱化處理，因為并不直接對指標數據進行綜合，其評價結果與指標量綱無關［11］。

四、安徽省星級飯店能源利用效率及節能潛力實證分析

（一）能源利用效率測算及節能潛力分析

基于能源利用效率是以產出固定且投入越小越好為目的，本文采用以投入為導向的可變規模報酬的DEA的BCC模型，選擇2010-2014年安徽主要星級飯店所在的5個城市作為決策單元，利用DEAP2.1軟件進行測算，可得安徽星級飯店能源利用效率變化情況見表1所列。根據BCC模型（crste（綜合技術效率）=vrste（純技術效率）×scale（規模效率））可知，綜合技術效率受到純技術效率和規模效率的共同作用。從表1可以看出，宿州的所有能源利用效率值都是1，是DEA有效的，此時，規模效率不變。這說明相對于其他城市的星級飯店而言，宿州的能源利用效率最好。其他城市的星級飯店有不少純技術效率值達到1的DEA有效的程度，這時綜合技術效率沒達到DEA有效是由規模非有效引起的，需要適當地調整規模使其達到投入產出最大化。樣本選擇的5個城市中，相對來說綜合技術效率較低的是合肥和黃山，合肥的綜合技術效率值呈V形，在2012年達到所有城市所有年份的最低值0.393后回到0.45以上；黃山綜合技術效率值一直平穩，保持在0.475～0.557之間，就2010-2014年的綜合技術效率均值而言，與合肥綜合技術效率值趨勢類似，但相對平穩，維持區間為0.663～0.761。

在這5個城市中，除了宿州和六安的綜合能源利用效率是1且主要是規模報酬不變或遞增以外，其他城市都是規模報酬遞減的。這說明這些城市的要素投入配置不合理，如果不改變其配置結構，需要適當減少資源的投入量，從而實現節約資源。而六安在2012年綜合技術效率是非有效的，是規模報酬遞增的，意味著需要擴大生產規模，增加投入將拉動產出的增加，且產出的增長比會大于投入的增長比，同時提高綜合技術效率的有效性水平。

表1　2010-2014年安徽各城市星級飯店能源利用效率變化情況

通過DEAP2.1軟件的計算，還能得到非DEA有效的決策單元轉變為有效決策單元的剩余變量s-1的取值，也就是說在實現同等產出情況下投入要素的可減少量。此時，產出的松弛變量為零。結果見表2所列。

表2　2010-2012年非DEA有效城市投入指標的松弛變量取值

表2也可以看成是對節能潛力的分析，由表2可知，為了達到當年同樣的產出，各非DEA有效的城市星級飯店可按表2數據減少各投入要素的量。在這5個城市中，只有合肥需要減少要素投入量。合肥在2011年可減少能源消耗主營業務成本5 815.81萬元，而在2012年可減少0.232萬噸標準煤。

（二）安徽省星級飯店Malmquist指數測算及分解

本文運用DEAP2.1軟件對2010-2014年安徽省星級飯店能源利用的序列數據進行Malmquist生產力指數分析，得到分別按年份所有樣本飯店和按城市計算出的全要素生產力指數及其分解的計算結果。結果見表3和表4所列。

表3是2010-2014年安徽省星級飯店能源利用效率全要素生產率變化及其分解，從中可以看出全要素生產率指數（TFPC）呈現技術進步變化指數（TEch）與技術效率變化指數（TEC）的反向關系。從2010-2011年、2011-2012年和2013-2014年全要素生產率指數（TFPC）都是大于1的，相應的技術進步變化指數（TEch）也是大于1的，而技術效率變化指數（TEC）小于1，因而技術進步變化指數（TEch）大于1是產生全要素生產率指數大于1的主要原因，也就是說能源利用效率的提高主要得益于技術進步的提高，而技術效率變化對能源利用效率的提高有一定的阻礙作用。2012-2013年則相反，全要素生產率指數（TFPC）小于1，其中技術進步變化指數（TEch）也是小于1，而技術效率變化指數（TEC）大于1。雖然進一步將技術效率變化指數分解為純技術效率變化指數（PTEch）和規模效率指數（SEch）且均大于1，但依然沒能阻止技術進步變化指數（TEch）小于1帶來的全要素生產率指數（TFPC）小于1，即能源利用技術效率下降。從5年的均值來看，全要素生產率指數（TFPC）是大于1的，說明這幾年能源利用相對效率提高了，其中技術進步變化指數（TEch）略大于1，而技術效率變化指數（TEC）小于1。全要素能源生產率的提高，不能僅單純依靠技術變化來帶動，也需要現有技術的能源利用技術效率進一步提高，這樣才能促進住宿和餐飲業能源利用效率的整體提升。

表3　安徽省星級飯店全要素生產率變化指數年份平均結果

由表4對安徽省各城市星級飯店全要素生產率的測算可以看出，除了合肥的全要素生產率指數略小于1以外，其他城市均獲得了大于1的呈上升趨勢的增長，且宿州最高，增長了8.4%，這是對表1中能源利用效率的增長更綜合和科學的計算。而最差的全要素生產率城市為合肥，這也是對表1中較低且按年無太大增長的能源利用效率的印證。有意思的是，所有城市的技術進步變化指數都大于1，這是全要素生產率指數大于1的主要動因。沒有城市的技術效率變化指數大于1，只有綜合能源利用效率相對較好的宿州和六安的技術效率變化指數達到了1，說明其他城市能源利用技術效率沒有得到完全利用，存在提高空間。其中，合肥需提高純技術效率，而蕪湖和黃山的規模效率需要提高。

表4　安徽省分城市星級飯店全要素生產率變化指數城市平均結果

五、研究結論及政策建議

（一）主要結論

本文運用安徽省星級飯店2010-2014年間的能源利用數據，構建DEA模型和Malmquist指數，對安徽省星級飯店的能源利用效率變化情況和節能潛力進行了測算與分析。研究結果顯示：

（1）從靜態時間來看，2010-2014年安徽省星級飯店在各城市能源利用效率有相當大的提高空間，平均值沒有超過0.8。其中，宿州星級飯店能源利用效率表現最好，達到DEA有效：蕪湖和黃山表現其次，純技術效率達到1的有效水平，但是面臨規模效率不足且規模報酬遞減的情況，應當適當控制資源的投入量，以實現節約資源和提高經濟效益的目的；而合肥相對較差，綜合能源利用效率最低且基本上純技術效率和規模效率都沒達到有效；六安在2012年是規模報酬遞增的，需要擴大生產規模，增加投入以拉動產出的增加，后兩年進行改善后DEA有效。各城市在未來可根據松弛變量取值得出的投入減少量進行能源投入和利用的調整和改善。

（2）從動態時間序列的安徽省星級飯店全要素生產率變化來看，2010-2014年間，安徽省星級飯店全要素生產率基本保持平穩，中間略有下降。其中，能源利用效率的提高主要得益于技術進步的提高，而技術效率變化對能源利用效率的提高有一定的阻礙作用，呈現下降趨勢，這是由于純技術效率和規模效率兩者非有效所致。全要素能源生產率的提高，不能僅單純依靠技術變化來帶動，還需要現有技術的能源利用技術效率進一步提高，這樣才能促進住宿和餐飲業能源利用效率的整體提升。而從分城市星級飯店的全要素生產率變化考慮，大部分城市全要素生產率都在增長，需要提高在現有技術條件下的能源利用效率。

（二）政策建議

安徽省星級飯店能源利用上不僅受技術進步的影響，更需要在技術效率和規模效率的提高上下足功夫。為促進安徽省星級飯店能源利用效率的綜合提升，宏觀管理今后應從以下幾方面著手：

（1）加強節能降耗管理，大力推廣使用節能產品和設備。一些飯店通過技術改造推動了技術進步，從而提高能源利用效率，比如洗衣房蒸汽管道的改造、利用蒸汽冷凝水對洗衣房用水進水加熱、LED射類珠替代高耗能的水晶燈燈珠和外墻添加環保節能保溫材料等。除此之外，飯店還可以在采購環節減少對一次性用品的采購，多采購再生產品和節能產品。對于廢棄物，可以通過利用新設備和新技術進行內部循環，或者引入外部機構，外包廢棄物的處理與循環。同時，合同能源管理作為一種節能服務公司與用能單位合作實現節能目標的有效模式，可以服務于星級飯店節約能源和提升能源利用效率的目標。

（2）改進能源利用結構，重視利用清潔能源和可再生能源。目前，安徽省星級飯店主要利用的是原煤、管道煤氣、液化天然氣、液化石油氣、汽油、柴油等這些不可再生的化石能源，是二氧化碳排放的主要來源。調整能源利用結構，在減少二氧化碳排放的同時，能有效提高能源利用的規模效率。優化飯店能源結構，目前從技術和成本角度考慮，可以使用太陽能、風能和生物質能等，未來隨著技術進步，有可能向潮汐能、海洋能、地熱能等能源的利用發展。

（3）健全和完善法規制度體系，用經濟措施激勵飯店和消費者節約能源。旅游管理部門和行業協會可以考慮將能源利用作為星級飯店和綠色飯店的考核指標，對于考核達標或節能突出的飯店采取財稅減免和融資扶持。對于消費者節能環保住宿和餐飲的引導也是飯店大有可為之處，通過一些優惠措施刺激消費者減少對餐食、能源的浪費，可以有效減少星級飯店的能源消耗，同時減少營業成本，強化節能改造。

綜上，安徽省星級飯店的能源效率提高的潛力很大。不少飯店已經通過一些措施促進了技術進步，但是還需要在技術進步的同時提高能源利用技術效率和規模效率。未來可綜合考慮節能潛力等各種因素制定安徽省住宿和餐飲行業的節能目標。各城市也應根據相應的問題進行有針對性的能源利用效率的改進，充分挖掘節能潛力，提升安徽省住宿和餐飲業能源利用管理水平，為實現“十三五”的節能目標而努力。

參考文獻：

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［責任編輯：余志虎］

●中國經濟新常態

An Analysis on Energy Utilization Efficiency and Energy Saving Potential of Star-hotels in Anhui Province —Based on DEA-Malmquist Index Model

NIE Yu-qi，ZHANG Ben-zhao
（School of Economics，Hefei University of Technology，Hefei 230601，China）

Abstract:The paper，employing the data of energy utilization of 39 representative star-hotels in Anhui province from 2010 to 2014，builds DEA model and Malmquist index to calculate and analyze，from the static and dynamic perspectives，energy uti?lization efficiency change and energy saving potential of star-hotels in the province. The results show that：From the static point of view，the energy utilization efficiency of star-hotels in the province during the above period is still to be raised，ener?gy input and utilization should be adjusted and improved based on the amount of input reduction calculated by the value adop?tion of slack variable in the future. From the dynamic point of view，although some hotels increase energy utilization efficiency through technological progress，they also need to improve energy utilization efficiency and scale efficiency while achieving technological progress.

Keywords:hotels and catering services；energy utilization efficiency；energy saving potential；DEA；Malmquist

作者簡介：聶宇琪（1990-），女，安徽合肥人，碩士研究生，研究方向：資本市場，能源經濟；張本照（1963-），男，安徽定遠人，教授，碩士生導師，研究方向：產業經濟。

基金項目：國家自然科學基金面上項目（71473068）

收稿日期：2015-09-07

中圖分類號：F127；F206

文獻標志碼：A

文章編號：1007-5097（2016）01-0038-05