中國不可再生能源全生命周期效率評價研究

王一然，任夏琳，楊 芬，郝 瑩，王瑞荷

(山西能源學院，晉中 030600)

0 引 言

在《習近平談治國理政》中談到，能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性戰(zhàn)略性問題，對國家繁榮發(fā)展人民生活改善社會長治久安至關(guān)重要。近年來，隨著能源消費結(jié)構(gòu)的變革，大宗能源的需求放緩，不可再生能源仍居主導地位。很多學者對我國的不可再生能源進行研究，但多是對單方面的能源或是較早期的研究，隨著政策等條件的改變，我們需要對我國不可再生能源的效率進行新的評價研究。根據(jù)能源發(fā)展的各種問題，本文基于全生命周期理論，運用DEA模型分析方法，結(jié)合國內(nèi)不可再生能源的現(xiàn)狀，采用2007年—2017年的數(shù)據(jù)，對我國不可再生能源從開采到終端利用的整個環(huán)節(jié)中的技術(shù)、規(guī)模、經(jīng)濟和環(huán)境四個方面進行效率評價研究。發(fā)現(xiàn)我國目前不可再生能源的發(fā)展受到技術(shù)發(fā)展不穩(wěn)定、經(jīng)濟投入浪費和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的制約，因此我國仍需在不可再生能源領(lǐng)域中創(chuàng)新發(fā)展，持續(xù)推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和環(huán)境治理，并在發(fā)展中不斷完善法律法規(guī)體系，保障國家能源安全和可持續(xù)發(fā)展。

1 文獻綜述

我國目前正處在加快能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的過程中，不可再生能源仍然占據(jù)著能源的主流市場。調(diào)查表明，我國是全世界最大的不可再生能源投資國；除此之外，中國還是全球最大的煤炭消費國、全球第二大石油消費國。因此，不可再生能源在我國仍具有舉足輕重的地位，許多學者都對我國的不可再生能源進行了多方面的研究。

一方面，不可再生能源的效率與發(fā)展問題被逐漸的重視起來。武春友，趙奧等對我國1981年—2009年的不可再生能源進行效率評價，運用DEA方法對全生命周期鏈條下各個投入與產(chǎn)出指標進行了測算，為我國如何在經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提下，突破不可再生能源的效率問題進行了深入的研究[1]。研究發(fā)現(xiàn)，我國不可再生能源的現(xiàn)狀依然嚴峻，長足發(fā)展依然會受到很多的限制，與高效利用仍有一段差距。

另一方面，不可再生能源的發(fā)展結(jié)構(gòu)、利用階段及重點能源的分析等也成為了研究的重點。陳軍、成金華著重研究了非可再生能源的生產(chǎn)效率，探討了中國非可再生能源生產(chǎn)效率及區(qū)域差異，指出我國非可再生能源的生產(chǎn)效率雖然總體上不斷提高，但部分地區(qū)受技術(shù)水平和區(qū)域發(fā)展的限制，不可再生能源的利用還存在發(fā)展不全面、規(guī)模不經(jīng)濟的問題[2]。

綜上所述，現(xiàn)有很多學者都通過構(gòu)建DEA模型，對我國各類的能源利用、發(fā)展等方面進行了研究，但大多研究局限于能源全生命周期的某一環(huán)節(jié)，或是對單個能源的研究，而缺少對不可再生能源的全生命周期的研究；除此之外，近年來對于不可再生能源全生命周期效率的評價研究也相對較少。因此本文構(gòu)建DEA模型，對我國2007年—2017年整體的不可再生能源的全生命周期進行新的測算及評價，以更好地為我國近年來不可再生能源的發(fā)展提出最新的問題和一些解決方案。

2 全生命周期模型的構(gòu)建

全生命周期是產(chǎn)品生產(chǎn)消費的全過程。本文所研究的中國不可再生能源全生命周期大致可以分為五個階段：不可再生能源的發(fā)現(xiàn)勘測、不可再生能源的開采、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、終端消費利用、廢棄物處理或循環(huán)利用(如圖1所示)。在這五個階段通過選取指標，尋找數(shù)據(jù)，結(jié)合DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)分析，構(gòu)建全生命周期效率評價體系，系統(tǒng)全面地分析不可再生能源的相關(guān)效率指標。

3 投入—產(chǎn)出指標的選取

本文基于圖1中的不可再生能源全生命周期的全過程，選取了5個投入指標和3個產(chǎn)出指標作為對技術(shù)、規(guī)模、經(jīng)濟和環(huán)境效率進行實質(zhì)性研究的指標。此外，由于最近一到兩年的數(shù)據(jù)信息更新不完全，非官方數(shù)據(jù)準確性不高，因此為保證研究數(shù)據(jù)的準確度，我們選取2007年—2017年的完整數(shù)據(jù)進行研究測算。

圖1 不可再生能源全生命周期流程圖

表1 不可再生能源投入產(chǎn)出指標評價

4 實證分析

本文通過構(gòu)建DEA模型，分析2007年至2017年11年間不可再生能源的相關(guān)數(shù)據(jù)，以每年為一個決策單元，進行不可再生能源全生命周期效率的評價，試圖使每個決策單元的效率最大化。通過運用DEA模型中的最經(jīng)典的CCR模型和BCC模型對中國不可再生能源全生命周期效率進行有效性的綜合評價[4]。

4.1 基于投入導向型的技術(shù)效率和規(guī)模效率分析

在技術(shù)效率和規(guī)模效率方面，本文使用了8個指標采用基于規(guī)模報酬可變的BCC模型計算出綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率。經(jīng)DEAP2.1計算，根據(jù)表中各個效率值，可以看出：2007年，2009年—2013年，2016年—2017年的效率值技術(shù)與規(guī)模同時有效；2008年以及2014年—2015年的綜合技術(shù)效率無效。

4.2 基于投入導向型的經(jīng)濟效率和環(huán)境效率分析

經(jīng)過DEAP2.1的計算，可以得到在經(jīng)濟效率方面，通過選取5個投入指標和國內(nèi)生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出指標用CCR模型計算出來的技術(shù)效率作為本文的經(jīng)濟效率來衡量。數(shù)據(jù)顯示，只有在2017年這一決策單元實現(xiàn)了DEA有效，其余10個年份的決策單元在全生命周期的各個階段都存在著投入冗余。雖然這11個決策單元效率值的變動趨勢大致是穩(wěn)定的，但是平均效率水平不足0.85。

在環(huán)境效率方面，同樣選取了5個投入指標以及二氧化碳排放量作為產(chǎn)出指標用CCR模型計算出來的技術(shù)效率作為本文的環(huán)境效率來衡量。由表中的效率值可以得出：2007年，2009年—2013年，2016年—2017年的環(huán)境效率值均為有效，僅在其余的三個決策單元即2008年、2014年—2015年的效率值無效，可以看出決策單元的效率值總體呈穩(wěn)定態(tài)勢。

4.3 研究結(jié)論

本文通過分析不可再生能源的全生命周期，并選取各階段最具代表性的投入與產(chǎn)出指標，運用DEA模型分析方法，對我國2007年—2017年間不可再生能源全生命周期的技術(shù)和規(guī)模效率、經(jīng)濟效率、環(huán)境效率進行評價研究，根據(jù)上述研究結(jié)果進行分析，可以得到如下結(jié)論：

(1)技術(shù)效率：從綜合技術(shù)角度分析，我國不可再生能源在技術(shù)效率方面總體達到最優(yōu)狀態(tài)，發(fā)展平穩(wěn)；僅在少數(shù)年份存在冗余現(xiàn)象。

(2)經(jīng)濟效率：經(jīng)濟效率水平呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢，但在多個年份即2007年—2016年都存在著投入冗余，在2007年—2009年,2013年—2015年，其效率低于平均效率；同時，除此以外的其他年份，效率雖高于平均效率，但僅在2017年達到有效。所以，我國不可再生能源在經(jīng)濟方面仍需要平衡投入與產(chǎn)出，減少或避免投入產(chǎn)出冗余，從而更好地提高經(jīng)濟效率。

(3)環(huán)境效率：環(huán)境效率總體水平較高，在個別年份即2008年、2014年、2015年，環(huán)境效率值無效。

5 對策及建議

根據(jù)上述結(jié)論，可以得知，我國不可再生能源全生命周期效率仍有待提高。為了更好的解決我國不可再生能源在技術(shù)方面的制約，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化，改善使用不可再生能源所帶來的環(huán)境問題，本文提出了如下對策和建議：

(1)實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進能源技術(shù)革命。

科技是第一生產(chǎn)力，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加強能源科技創(chuàng)新體系。同時，推動能源技術(shù)革命，帶動產(chǎn)業(yè)升級。第一，要把煤炭的清潔高效利用放在突出位置。清潔高效利用要做到綠色環(huán)保，必須加大技術(shù)方面的研究，使煤炭從開采到終端利用全程無污染，利用效率更高。第二，鼓勵企業(yè)和各單位充分利用資源，延伸產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。第三，加強對污水、固體廢棄物等進行技術(shù)開發(fā)，堅持綠色發(fā)展理念，使生態(tài)環(huán)境無負擔。

(2)堅持能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動能源可持續(xù)發(fā)展。

深化能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，以實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展。第一，要化解煤炭領(lǐng)域產(chǎn)能過剩問題，處理好去產(chǎn)能與保供應(yīng)的關(guān)系，保證能源供應(yīng)滿足人民需要。第二，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須大力發(fā)展可再生能源，發(fā)展清潔能源產(chǎn)業(yè)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。第三，堅持依靠改革創(chuàng)新，加快向節(jié)能型生產(chǎn)方式和消費模式轉(zhuǎn)變。

(3)堅持節(jié)能減排，提升能源清潔化水平。

提高我國能源的利用率，以達到高效利用，實現(xiàn)節(jié)能的目的；并且在能源利用的全生命過程中，減少環(huán)境的污染，減少污染物及溫室氣體的排放，實現(xiàn)能源的清潔消費，推動我國節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展。

(4)健全能源法律法規(guī)體系，實現(xiàn)能源發(fā)展有法可依。

適度的能源開采加工利用對能源發(fā)展而言是必不可少的，尤其是不可再生能源全生命周期中的各個階段。健全法律法規(guī)體系，可以減少企業(yè)對能源的過度開采，規(guī)范生產(chǎn)過程中的不達標行為，對污染物實行更加嚴格化的排放標準，加強能源發(fā)展有法可依。