基于EEM-TOPSIS仿真模型的產業園區綠色發展評估

【摘 要】論文以湖南CN經濟開發區為例，構建涵蓋能耗、碳排放、水耗、水污染排放和固廢利用等5個指標的產業園區綠色發展評價指標體系，根據結構化數據仿真（DS）全國2 500多家園區指標數據，運用熵權-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型進行綠色發展水平綜合評價。論文發現，全國產業園區綠色發展水平存在顯著差異，案例研究的湖南CN經開區總體達全國中上游水平，能耗、碳排放和固廢利用方面表現較好，但水耗未達到全國平均水平。論文建議園區應通過控制碳排放、優化水資源管理等措施，提升其綠色發展水平，實現經濟與環境的協調發展。

【關鍵詞】產業園區；綠色發展；綜合評價；熵權-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型

【中圖分類號】F124.5 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2024）08-0051-03

1 引言

近年來，我國產業園區呈現多樣化發展，截至2023年底，共有省級及以上園區2 543家，園區工業總產值占到全國的50%以上，碳排放占全國的31%。2022年，國家級經開區實現地區生產總值14萬億元，占國內生產總值的12%[1]。產業園區作為工業化進程中的核心組成部分，在推動經濟增長的同時，對環境的影響也變得日益顯著。產業園區綠色發展評價成為國內外研究的熱點。

在指標體系構建和評價方法研究方面。國內外學者們提出了許多不同評價指標和方法，如生命周期評估（LCA）、生態足跡分析、綠色GDP核算等，為產業園區綠色發展提供了科學的評估工具和方法。Yang L等[2]都利用了多指標綜合評價方法構建產業園區綠色發展評價的指標體系。He等[3]采用多期雙重差分模型識別生態工業園與城市綠地發展之間的因果關系，為尚未建立生態工業園區的國家提供有價值的參考經驗。Chen等[4]結合熵權-逼近理想解排序（TOPSIS）評價法定量化評價了國家生態工業示范園區的綠色低碳發展水平。在影響因素分析方面，國內外學者認為產業園區綠色發展的影響因素是多方面的，如Wang等[5]基于空間Durbin模型，探討了政策因素對中國產業園區綠色發展的影響。綜上所述，產業園區綠色發展評價及其影響因素的研究是一個復雜的過程，它需要綜合考慮環境、資源、產業、社會等多個方面的因素。未來的研究需要進一步深化對這些因素之間相互作用的理解，并探索更為有效的評價方法和策略，以實現產業園區的可持續發展。

2 評價指標體系構建

2.1 評價指標體系的構建

為確保評價指標體系的科學性和適用性，本研究參考商務部《國家級經濟技術開發區綜合發展水平考核評價辦法（2021年版）》，綜合考慮國家政策導向、行業標準和專家意見。通過文獻綜述和專家訪談，篩選出包括單位工業增加值能耗、碳排放等5個方面的關鍵指標，依據園區綠色發展的核心要義并結合實際情況，構建了園區綠色發展評價指標體系（見表1），驗證了這些指標在評估產業園區綠色發展水平時的有效性和普適性。其中工業固體廢物綜合利用率是正向指標，其余為負向指標。

指標的計算方法如下：①規模以上工業單位增加值能耗（噸標準煤/萬元），指報告期內國家級經開區規模以上工業企業綜合能源消費量與規模以上工業增加值的比值；②規模以上工業單位增加值二氧化碳排放量（噸二氧化碳/萬元），指報告期內國家級經開區規模以上工業企業能源活動二氧化碳排放量與規模以上工業增加值的比值；③規模以上工業單位增加值水耗（m3/萬元），指報告期內國家級經開區內規模以上工業企業用新水量與規模以上工業增加值的比值；④單位工業增加值化學需氧量（COD）排放量（kg/萬元），指報告期內國家級經開區內化學需氧量（COD）排放量與工業增加值的比值；⑤工業固體廢物綜合利用率（%），指報告期內國家級經開區內工業固體廢物綜合利用量占工業固體廢物產生量（包括綜合利用往年貯存量）的比值。

2.2 組合評價方法

TOPSIS法，又稱為“逼近理想解排序方法”，是一種較實用的基于多目標的決策（評價）方法。該方法通過分析各個指標中的最優解和最劣解來尋求正理想解和負理想解，然后通過判定研究目標與正理想解和負理想解的靠近程度來評價研究對象，是對真實評價情況的客觀反映。本文通過引入熵權法對傳統TOPSIS方法中參數的計算方法進行優化，形成了基于熵權的TOPSIS系統分析方法。利用熵權-逼近理想解排序（TOPSIS）模型對工業園區綠色發展水平進行綜合評價，能夠評價指標的原始信息，極大程度地降低指標權重誤差，提高最終評價結果的準確度和精度。具體計算步驟如下：

第一步，構建初始指標矩陣R：

R=（i=1，2，…，m； j=1，2，…，n） （1）

第二步，指標矩陣標準化：使用極值法對構建的矩陣R進行標準化處理，得到標準矩陣R'。正向指標和負向指標的計算公式如下：

正向指標：rij=（rij-rmin）/（rmax-rmin） （2）

逆向指標：rij=（rmax-rij）/（rmax-rmin）（3）

第三步，各個評價指標的比重（Pij）：

Pij=（4）

第四步，計算信息熵：

ej=-kPij×lnPij（j=1，2，…，n，0≤ej≤1，k=，k>0）（5）

第五步，計算指標權重（wj）：

wj（j=1，2，…，n，0≤wj≤1）（6）

第六步，根據熵權法計算的權重wj與標準矩陣R建立加權矩陣V（V=wj×rij），并確定各個指標的正理想解（V+）與負理想解（V－）：

V+={max vij|j=1，2，…，n}={v，v，…，v}（7）

V-={max vij|j=1，2，…，n}={v，v，…，v}（8）

式中，vij表示第j個指標下第i個評價對象的加權值，v表示第j個指標的最大值，v表示第j個指標的最小值。

第七步，計算各個評價對象與正理想解和負理想解的距離：

與正理想點的距離：D=（i=1，2，…，m）（9）

與負理想點的距離：D=（i=1，2，…，m）（10）

第八步，計算評價對象與理想解的貼近度（Ci）：

Ci=（i=1，2，…，m，0≤ci≤1） （11）

2.3 數據來源

本文選取全國2 543家園區的模擬數據，評價時間為2023年。為保證所用數據的真實性和可靠性，園區各項指標的原始數據均來源于《國家級經開區綜評測算得分表》《中國統計年鑒》《中國環境統計年鑒》及人民政府網站和自然資源廳。其余數據依據已知的全國國家級經開區最大值、最小值、均值和中位數等數據，確定統計特征后用正偏態數據模擬方法進行補充，形成研究大數據基礎，并對數據的正態性進行了檢驗，通過圖表和統計測試結果來展示數據的分布特征。其中固廢利用率指標數據接近正態分布，具體所形成數據如圖1所示。

3 案例分析

3.1 湖南CN經開區概況

在全國模擬大數據基礎上，論文以湖南CN經濟開發區為研究對象進行綠色發展評估。湖南CN經濟開發區坐落于湖南省戰略要地，交通便捷，資源豐富。該園區以有色金屬冶煉、紡織服裝、化工產業為主導，具有明顯的工業導向性特點。通過對該園區的綠色發展水平進行分析，我們旨在揭示產業園區在不同區域和產業背景下的綠色發展差異，為其他園區提供借鑒和參考。

3.2 綠色發展評估

首先根據標準化計算結果，結合上文計算公式，計算得到各指標的權重值和熵值，如表2所示。

通過熵權法計算得到的權重顯示，單位工業增加值化學需氧量（COD）排放量的權重最高，達到0.294，突出了其在評價工業環境影響中的關鍵作用。工業固體廢物綜合利用率的權重最低，僅為0.027，意味著固體廢物的綜合利用對綠色發展影響的評價貢獻較小。

其次通過TOPSIS計算，對包括湖南CN經濟開發區的全國2 543家園區表現開展TOPSIS評價，計算得到湖南CN經濟開發區綜合評價指數為0.073，在全國排名982名。評價結果排名情況如圖2所示，其余部分園區的正負理想解和綜合評價指數如表3所示。

3.3 評價結果分析

通過全國2 543家園區綜合評價結果可知，湖南CN經濟開發區綜合評價指數為0.073，在全國排名982，有981家高于該園區的綜合評價值，占比達38.59%。表明該園區綠色發展水平在全國處于中上游水平，但在能耗、二氧化碳排放、水耗和化學需氧量（COD）排放等方面還有較大的提升空間。

園區應關注并改進規模以上工業單位的能耗、二氧化碳排放、水耗和COD排放這些關鍵領域，以提高其在綜合評價中的表現。通過這些領域的改進可以顯著提升園區的環境績效和資源效率，從而提高其綠色發展評價得分。

4 結論與建議

4.1 結論

論文在對國內外文獻的梳理中，根據工業園區綠色發展評價相關理論基礎，以湖南CN經濟開發區為例，從能耗、二氧化碳排放、水耗和固廢利用等不同維度構建了5個指標，運用熵權-逼近理想解排序（TOPSIS）模型對2 543家省級以上工業園區2023年綠色發展水平分析研究，主要得到以下結論：第一，通過全國2 543家園區綜合綠色發展評價結果可知，湖南CN經濟開發區在全國位列982名，處于中上游水平，但與上游園區相比，還有進一步降低能耗、提高效率的潛力。該園區可能需要采取更多措施，如采用更高效的能源技術、優化生產流程、提高能源管理水平等，提升其綠色發展水平，從而提升其在全國的競爭力和可持續發展能力。第二，湖南CN經開區的增加值能耗、碳排放、COD排放和固廢利用率指標數據均優于全國平均值，但劣于全國中值數據，表明該園區綠色發展管理有所成效但在全國僅徘徊于中游水平，還有較大提升空間。規模以上工業單位增加值水耗數據未達到全國平均水平，且明顯劣于中值數據，說明該園區在工業生產活動中的用水效率不高。第三，通過全國2 543家園區綜合綠色發展評價結果可知，全國各產業園區綠色發展水平差異顯著。湖南CN經濟開發區在全國屬于中上游水平，但與上游園區相比，還有進一步降低能耗、提高效率的潛力。

4.2 建議

針對湖南CN經濟開發區的綠色發展水平評價結果，建議采取以下綜合性措施實現綠色發展目標：①控制溫室氣體排放，通過引入清潔能源和低碳技術來控制溫室氣體排放，加強太陽能、風能等綠電替代；②優化水資源管理，加強水資源的循環利用與廢水處理，以減少工業用水消耗并提升水資源效率；③提升固體廢物處理能力，加強固體廢物的分類、回收與再利用，加強上下游企業的廢物循環利用管理。

【參考文獻】

【1】商務部公布2023年國家級經濟技術開發區綜合發展水平考核評價結果[EB/OL].https：//www.gov.cn/lianbo/bumen/202312/content_

6922826.htm，2023-12-28.

【2】Yang， L.， Wang， Y.， Li， H.， etc.Research on the comprehensive evaluation index system of green development of industrial parks[J].Journal of Cleaner Production，2020（254）：120038.

【3】He X ，Li B .A Study on the Influence of Green Industrial Policy on Urban Green Development： Based on the Empirical Data of Ecological Industrial Park Pilot Construction[J].Sustainability，2023，15（13）.

【4】Chen M， Huang Y， Sun J. Evaluation of green and low-carbon development of eco-industrial parks in the Yangtze River Delta[J].Environmental Pollution and Prevention and Control，2024，46（03）：360-366.

【5】Wang， H.， Li， J.， Gao， X.， etc.The green development level evaluation and influencing factors of industrial parks in China： Based on the spatial Durbin model[J].Journal of Cleaner Production，2021（298）：126820.