基于FAHP 的能效水效強制性國家標準實施效果評價研究
——以GB 21455—2019 為例

張玉博，白 雪，林 翎

（中國標準化研究院，北京 100191；國家市場監管重點實驗室（能效水效及綠色化），北京 102299）

一、引言

隨著人口增加、工業化和城鎮化進程的加快，我國對能源和水資源的需求大幅度上升，能源和水資源成為社會發展、經濟建設中突出的限制和矛盾來源。資源短缺形勢要求我國不斷提升能源、水資源的利用效率，保證社會的可持續發展。《中華人民共和國節約能源法》要求相關部門制定用能產品、設備的強制性能效標準。《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》（中發［2011］1 號）提出抓緊制定節水強制性標準，淘汰不符合節水標準的工業、設備和產品。按照上述法律和文件要求，能效水效標準數量逐年增加，已發布能效和水效強制性國家標準123 項；現行87 項，其中能效標準77 項、水效標準8 項、能效水效標準2 項，涉及產品包括電冰箱、洗衣機、座便器、洗碗機等百余種產品。

能效水效強制性國家標準的實施在規范市場、更新技術、推動產品結構調整上發揮了重要作用，是節能、節水工作的重要支撐。然而，標準的實施情況如何、取得哪些效益、是否仍然滿足當前市場和管理的需求、哪些因素影響其實施效果、如何抓住關鍵環節提高標準制修訂的科學性和前瞻性，成為標準化工作者、政府管理部門關心的重要問題。2015 年，國務院頒布《深化標準化工作改革方案》，明確提出加強標準實施效果評價，建立標準實施信息反饋和評估機制，針對強制性國家標準建立實施情況統計分析報告制度。本文初步探索構建了能效水效強制性國家標準的實施效果評價模型和方法，以期指導能效水效標準的實施和評估工作，并為其他能源資源節約類標準的實施效果評估提供參考。

二、研究進展

國際上對標準實施效果的評估工作側重于經濟效益研究。2005—2016 年，英國、法國、澳大利亞、德國等相繼在宏觀經濟層面開展了標準化的經濟效益評價。這些研究普遍采用柯布-道格拉斯函數（Cobb-Douglas function）分析標準凈存量變化與生產率增長之間的長期關系，結果均表明標準的應用對經濟和其他方面具有正向促進作用，其中，對英國（Temple et al 2005；Centre for Economics and Business Research，2015）、法國（Association Fran?aise de Normalisation，2009）、加拿大（Standards Council of Canada，2007）、德國（Jungmittag et al，1999；Jungmittag et al，2011）的經濟增長貢獻分別達到了0.3%～0.7%、0.8%、0.3%、0.7%～0.9%。在企業和行業層面，為了使不同組織的研究具有可比性，國際標準化組織（ISO）基于價值鏈（value chain）方法開發了用于定量標準經濟效益的方法，著重分析企業內部各職能部門的各項經營活動，結合它們在價值鏈中的地位和標準的影響程度，加總推算出對職能的影響及對企業整體的影響，然后結合行業價值鏈，可擴展到對行業整體的經濟影響的研究（Gerundino 和Hilb，2012）。

標準實施效果評價也是我國標準化工作的重要內容。2017 年，我國修訂了《標準化效益評價》系列國家標準（GB/T 3533.1—2017 和GB/T 3533.2—2017），梳理了標準化實施效益評估方法，除上述生產函數法、價值鏈分析法，還推薦使用層次分析和模糊綜合評價相結合的方法（FAHP）評價行業和國家層面的標準化經濟效益。該方法在層次分析法確定的指標模型的基礎上，基于模糊數學原理，根據隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，廣泛應用于產業發展（李鍶宇等，2021）、工程設計（邱成虎，2021）、風險投資（郭海成，2014）、產品性能（付自由等，2021）等各類評估活動中。在標準化評估領域，韓冰等（2020）采用FAHP 法探討了石油工業標準的實施效果；張博等（2016）針對海洋環境監測標準實施情況，建立了層次分析模型，并對36 項標準進行了綜合評估。葉青等（2013）基于層次分析法構建了農業標準實施效果綜合評價模型，對陜西省4 個農業示范區對評價模型進行了驗證。

總體而言，柯布-道格拉斯函數法適用于分析區域經濟與全社會標準總量的關系，價值鏈法更適合于評價標準對微觀企業的經濟效益影響。能效水效強制性國家標準是我國強制性國家標準的重要組成部分，其歷年累計數量如圖1 所示。它們對相關產品等用能用水效率提出的目標要求，不對企業生產具體技術方法進行具體指導，其經濟效益與區域整體經濟增長難以擬合，其實施效果不適合采用上述兩種方法進行評價。FAHP 法可對定性與定量指標進行綜合分析，適于評價包含實施情況、實施效益等多項評估內容的能效水效標準實施效果。在能源資源節約領域，我國標準實施效果評價尚處于探索階段，尚未建立針對能效水效強制性國家標準的系統、實用的標準實施效果評價模型。胡夢婷等（2018）從技術指標、實施情況和實施效益三方面定性地探討了評價取水定額系列標準實施效果的指標構成，提出了評價程序和方法。張玉博等（2020）初步探討了影響水效標準實施效果評價的指標因素。在此基礎上，本文探索采用FAHP 法構建能效水效強制性國家標準的實施效果評價模型，并開展實證分析。

圖1 歷年發布的能效水效強制性國家標準累計量

三、評價指標體系構建

（一）指標構成

對標準實施效果進行評價，包括對標準的質量評價、效益評價、實施狀況評價等。標準的質量評價考察標準的技術內容的適用程度、先進性和可操作性等（高艷玲等，2020）。效益評價包括對一般經濟效益、社會效益、生態效益等的評價（韓冰等，2020）；經濟效益指標準實施對于提高產品產量、質量、利潤的作用效果；社會效益為標準對于促進行業發展、技術進步的影響；生態效益主要指標準對于節能環保、可持續環保的意義。標準的實施狀況包括標準實施的相關方對標準的采用情況、標準被引用的情況、標準實施監督情況等（韓冰等，2020）。

能效水效標準規定了產品的用能或用水效率和等級。與其他標準不同，能效水效標準的經濟效益主要體現在終端用戶節約了能源和水資源、從而節省的相關費用上；生態效益為節約能源資源引起的減排效果，主要為減少的溫室氣體排放量和污水排放量。同時，能效水效標準配套了節能節水產品認證、能效水效標識、能效水效領跑者等制度措施，這些配套制度的實施情況可以側面反映標準的執行情況。由于能效水效標準的目標是淘汰能耗或水耗高的低端產能。因此，它們規定的能效水效指標應反映當前行業發展現狀，并應達到淘汰落后產能的政策目的。

本文綜合文獻調研和專家咨詢結果，基于層次分析的思想，以能效水效標準實施效果為目標層，從實施效益、實施效果和技術指標三個方面（準則層）出發，確定了包含9 個一級指標和19 個二級指標的指標模型。指標模型如圖2 所示。

圖2 能效水效標準實施效果評價指標模型

（二）指標權重

為了確定各指標對于能效水效標準實施效果的影響程度，研究采用層次分析原理確定各指標權重。研究進行評價指標兩兩重要性比較問卷調研，共收到來自科研機構、管理部門和企業等的83 位行業專家的反饋。利用調研結果構建判斷矩陣、一致性檢驗和權重分析，其過程和結果如下。

1.構建判斷矩陣

將評價指標兩兩重要性比較調研結果轉化為標度（Saaty，1980）。標度轉化依據見表1，分別建立準則層指標（A）、一級指標（B）、二級指標（C）的判斷矩陣（不包括只含有一個下級指標的項目），見表2～表11。

表1 標度轉化依據

表2 準則層指標判斷矩陣（A）

表3 一級指標判斷矩陣（B1）

表4 一級指標判斷矩陣（B2）

表5 一級指標判斷矩陣（B3）

表6 二級指標判斷矩陣（C1）

表7 二級指標判斷矩陣（C2）

表8 二級指標判斷矩陣（C3）

表9 二級指標判斷矩陣（C4）

表10 二級指標判斷矩陣（C5）

表11 二級指標判斷矩陣（C6）

2.權重計算和一致性檢驗

判斷矩陣X=（xij）n×n，經過行求和、變換、歸一化得到權重公式（王莉芳和董穩改，2015）。判斷矩陣權重公式為

其最大特征根計算公式為

一致性指標計算公式為

其中：xij為矩陣第i列、第j行的元素；（XW）i表示向量XW的第i個元素。

結合隨機一致性指標RI，計算一致性比率：CR=CI/RI。當CR＜0.1 時，判斷矩陣通過一致性檢驗。根據上述判斷矩陣計算的權重向量和一致性檢驗結果見表12。一致性檢驗結果均滿足CR＜0.1，即通過一致性檢驗。

表12 各判斷矩陣一致性檢驗情況表

四、實證分析

本文以《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》（GB 21455—2019）為研究對象，基于上述評價指標體系，構建指標評價集，并開展實施情況問卷調研。研究過程中共收到37 家企業或管理者的反饋。結合問卷調研、網絡數據采集和專家咨詢結果，本文基于模糊數學原理對標準的實施效果進行評價。

（一）評價集

對標準實施效果各個指標進行等級量化處理。通過專家咨詢，確定了不同實施效果評價等級時對應的各指標的評語或得分，見表13。

表13 不同評級時對應的各指標評語

（二）評價指標隸屬度矩陣

結合問卷調研、網絡數據采集和專家咨詢等形式收集到的數據，結合表13 建立模糊子集，得到單因素的隸屬向量rijm=｛rij1，rij2，…，rijm｝，構建二級指標的隸屬度矩陣Rij，分別為

（三）模糊綜合評判

（1）由二級指標的模糊綜合評判隸屬度矩陣及其相應權重計算一級指標的模糊綜合評判集Bij=Wij×Rij。其中，B11=( 0 0 1 0)；B12=( 0.78 0.19 0.03 0)；B13=( 0 0 1 0)；B21=( 0.46 0.30 0.23 0.01)；B22=( 0 0 1 0)；B23=( 0 0.07 0.92 0)；B31=( 0.24 0.73 0.03 0)；B32=( 0.28 0.63 0.94 0)；B33=( 0.76 0.28 0.07 0.01)。

（4）根據最大隸屬度原則，結合表14 的評價等級，評價對象的實施效果為一般，其中，標準的“技術指標”評價結果為優秀，“實施效益”和“實施情況”的評價結果為一般。

五、討論

本文首次建立了能效水效強制性國家標準實施效果綜合評價方法體系。該體系以能效水效標準實施效果為目標層，建立了包含3 項準則層指標，9 項一級指標，19 項二級指標的能效水效強制性國家標準實施效果評價指標層次模型。采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）計算各指標權重，結果顯示：在三項準則層指標中，“技術指標”對標準實施效果的影響達到0.57，對標準實施效果的影響權重最高；影響“技術指標”的因素按重要程度排序分別為：適用性（0.70）、先進性（0.18）和協調性（0.11）；“能效水效指標與市場發展需求的一致程度”是決定標準適用性的主要因素，對適用性的影響權重為0.80。

基于上述評價模型，本文采用模糊綜合評價法評估了《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》（GB 21455—2019）的實施效果。結果顯示：標準的實施效果為一般，其“技術指標”評價結果為優秀，“實施效益”和“實施情況”的評價結果為一般。從準則層模糊評判結果可以看出，“實施效益”評分較低的原因是經濟效益和生態效益的效果沒有達到評價集中的“優秀”級別（標準實施的理想效果），考慮到標準實施（2020 年）至今僅一年，基于市場規律的空調更新換代數量不足以達到預期，導致節能量和溫室氣體減排量沒有達到預期水平，評價級別較低。同理，標準實施一年以來被政策法規、其他標準和科技文獻的引用量尚未達到期望數量，節能產品的認證、備案、領跑者評選也還沒有響應到最優水平，是導致“實施情況”的評級較低的原因。因此，目前該標準實施總體效果為“一般”尚在可以接受的范圍內。可以想見，在未來標準實施3～4 年后，如果標準的“實施情況”還沒有達到“良好”或“優秀”，則應反思標準在推廣、引用、執行等環節出現哪些問題，如果評價結果顯示原因為標準被其他標準引用情況評級低，則應反思標準是否與其他標準的聯系減少。同時，我們有理由預測，隨著技術不斷進步、市場活動不斷進行，以及與標準配套的相應工作的推進，標準的“技術指標”評分會逐漸降低，而“實施情況”和“實施效益”評分會逐漸上升，最終標準的實施效果評分達到較穩定狀態，此時的評價結果提示標準可以進行新一輪修訂，從而持續帶動產品能效提高和產業升級、減少能源消耗、降低溫室氣體排放。在標準評估實踐中，應進一步擴大樣本數量，對標準實施效果應進行持續的追蹤研究，以達到更加完善的評估結果。