



關鍵詞:綜合效益;碳減排;煤制甲醇;系統動力學;熵權Topsis
引言
黨的二十大報告明確提出,積極穩妥地推進碳達峰與碳中和目標,立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動。[1]。此戰略導向為我國能源領域的綠色低碳轉型確立了清晰路徑,同時,“碳達峰、碳中和”已上升為我國經濟與社會發展的核心頂層設計及長期性約束條件。在煤化工領域,煤制甲醇企業作為高CO排放的代表性行業,其面臨的降碳挑戰尤為嚴峻,這在一定程度上對其可持續發展構成了制約。鑒于我國能源結構的獨特性,煤炭資源儲量豐富,而石油與天然氣資源則相對匱乏,導致我國在油氣資源上高度依賴進口,對外依存度超過50%。這一現狀確立了煤炭作為我國主要能源及關鍵原材料的地位,并在國家能源安全戰略中占據舉足輕重的位置。
一、文獻評述
隨著綠色環保理念的普及,環境、社會責任、公司治理(ESG)已成為衡量企業綠色可持續發展水平的關鍵指標。鄭飛鴻等(2021)基于ESG 框架,構建并驗證了科技環境規制促進資源型城市轉型升級的理論模型及其倒逼機制,明確了公司治理與環境要素間的互動機理[2]。宋曉華等(2022)進一步拓展了ESG理論,建立了包含經濟、環境、技術和社會維度的農村用能評價體系,驗證了綜合能源系統的實際效用[3]。李俊杰等(2020)則運用熵權—層次分析法,對煤化工行業的環境、經濟、社會、技術四方面進行了全面的可持續發展評價[4]。盡管能源領域內的綜合評估研究已頗為豐富,且在推動低碳能源項目評估理論與方法發展上取得了一定成果,但針對能源企業在碳減排背景下的綜合效益評價仍有待深入探索。鑒于此,本文擬采用系統動力學方法,從經濟、環境、技術和社會四個維度出發,構建煤制甲醇企業在碳減排背景下的綜合效益評價指標體系。同時,應用熵權TOPSIS法評估企業的綜合效益值,并利用Vensim軟件進行仿真,預測未來十年內企業的碳減排綜合效益。
二、指標體系與評價模型
系統動力學能夠有效融合信息反饋控制與決策理論。本文利用系統動力學方法,構建了煤制甲醇企業的綜合效益評價模型,旨在解決指標篩選過程中存在的主觀隨意性強、系統可操作性差等問題,從而更全面、客觀地反映煤制甲醇企業在碳減排背景下的綜合效益及其動態變化趨勢。為真實、客觀地確定指標權重,本文采用了熵權法。具體步驟如下:首先,對數據進行標準化處理,計算出煤制甲醇企業各項綜合效益評價指標的比重矩陣。其次,測定各評價單元的信息熵,據此確定權重值,并構建加權矩陣。再次,確定最優方案和最劣方案,并計算它們與各評價方案的歐式距離。最后,運用TOPSIS方法確定各評價方案與理想方案的相對貼近度。相對貼近度值越大,表示煤制甲醇企業的綜合效益越高,反之,則表示綜合效益越低[5]。
(一)綜合效益評價指標體系構建
煤制甲醇企業的碳減排工作是一個復雜且多維度的系統工程,它要求我們在構建評價指標時,必須充分考慮系統的整體性、系統性以及信息的全面性。傳統的綜合效益評價體系主要聚焦于環境、經濟和社會效益這三個維度。然而,鑒于現代煤制甲醇產業的技術密集型特點,相關技術的進步不僅對企業自身發展至關重要,對推動國家整體科技水平的提升具有積極意義。因此,本文在綜合評價體系中創新性地納入了技術貢獻這一維度。為了更深8gSMEmQqLC5Q9dZJ9qcSRHydO5v0oscVX04T257U5t4=入地理解這一系統,將這四個評價維度視為子系統,并進一步探究它們之間的相互影響、協同作用以及共同貢獻。圖1 直觀展示了這些子系統間的因果反饋關系。
充分考慮系統的整體性、系統性以及信息的全面性。傳統的綜合效益評價體系主要聚焦于環境、經濟和社會效益這三個維度。然而,鑒于現代煤制甲醇產業的技術密集型特點,相關技術的進步不僅對企業自身發展至關重要,對推動國家整體科技水平的提升具有積極意義。因此,本文在綜合評價體系中創新性地納入了技術貢獻這一維度。為了更深入地理解這一系統,將這四個評價維度視為子系統,并進一步探究它們之間的相互影響、協同作用以及共同貢獻。圖1直觀展示了這些子系統間的因果反饋關系。
因果反饋關系是煤制甲醇企業碳減排綜合效益分析的核心。具體而言,溫室氣體的排放量直接影響環境效益和社會效益,并決定了企業的碳排放稅額。水煤資源的消耗則關聯著公司的經濟效益、環境效益,以及溫室氣體的排放量。此外,技術貢獻與資源利用效率、水煤資源消耗及碳稅額之間均存在緊密聯系。煤制甲醇企業作為資源消耗型工業,采用先進的煤化工技術能夠帶來多方面積極影響:它不僅能提升水煤資源和溫室氣體的承載能力,從而增強社會效益;還能通過減少水煤資源的消耗來改善環境效益。同時,這也有助于降低溫室氣體排放,進而減少碳稅,最終提升經濟效益。隨著碳減排技術的不斷成熟,技術自主化率的提高以及政策扶持的加強,技術貢獻也得到了顯著提升。基于上述四個效益維度的因果反饋關系,我們進一步繪制了綜合效益的存量流量圖(見圖2)。
根據系統動力學下的綜合效益因果分析及存流量圖,構建了包含1個一級指標、4個二級指標、13個三級指標的綜合效益評價體系,如表1所示。
由于現代煤制甲醇企業使用碳減排改造技術不太久,無法獲取較長的時間序列數據,因此本研究采用2022年西北5家大型能源化工企業中煤制甲醇的截面數據來評價碳減排背景下的綜合效益。針對官方統計數據不健全的情況,本研究通過多種渠道進行數據收集。大部分數據來自企業年報、社會責任報告、國家統計局等權威機構發布的統計和研究數據,以及國家能源局及國家發展改革委等政府部門發布的政策性文件。還通過實地考察具有代表性的地區現代煤制甲醇企業獲得生產數據,具體見表2。
(二)熵值、權重計算
對收集到的數據進行整理,通過計算出指標對應的熵值和權重,指標權重越大,對碳減排綜合效益的貢獻越大。經計算,環境效益B1 對碳減排綜合效益的影響最大,權重為13.97%;經濟效益B2是企業存在發展重要,權重為11.47%,技術貢獻B4 主要通過技術成熟度和創新能力等指標體現,權重為11.47%;社會效益對碳減排綜合效益影響程度最小,為6.34%。此外,各企業在環境、經濟、社會和技術四大方面的效益表現各具特色,有的企業在某一方面表現突出,而在其他方面則可能稍顯遜色。這種差異性要求在制定碳減排策略時,必須充分考慮企業的實際情況,實現精準施策,以達到最佳的碳減排效果。
(三)綜合效益評價指數及排名
基于熵權,通過Topsis 法計算5家企業綜合效益對應的相對貼近度C 值,貼近度C值越高,表明該企業的碳減排綜合效益越好。由表2 可看出,5家企業二級指標強弱排名不一,各項效益并不 均衡,在整體的綜合效益方面按照“Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ”的強弱排序。技術貢獻方面Ⅰ企業表現優異,環境效益方面Ⅳ企業經濟效益方面Ⅲ企業表現最佳,社會效益方面Ⅴ企業表現略優。
四、結論與建議
本文通過系統動力學分析提煉出影響煤制甲醇企業綜合效益的四因素——環境、經濟、社會、技術。并在此基礎上建立了現代煤制甲醇企業的綜合效益評價體系。對5 家位于西北地區的煤制甲醇企業進行了綜合效益評價,并利用Vensim軟件模擬仿真未來10年的綜合效益變化,得出結論。第一 ,對比5 家企業,前三家綜合效益最好,由于三家企業在技術、經濟方面表現優異。對于這些企業,可以使技術示范項目釋放規模效應,促進綜合效益的提高,實現綜合效益的整體提升。Ⅵ、Ⅴ企業的綜合效益較差,需要在技術研發方面提高重視。第二,根據五家企業的布局來看,都位于煤炭資源較為豐富的地區,但所在省份或自治區對于碳排放的配額不盡相同,造成其碳排放承載能力不同從而直接導致社會效益存在優劣差異。另外,企業本身對于碳排放量的控制意識也會對環境效益產生影響,進而技術貢獻效益也存在差異。
(作者簡介:敖云娜,鄂爾多斯職業學院信息工程系講師。武小芳、張生瑞,鄂爾多斯職業學院信息工程系。 阿拉騰畢力格,中煤西北能源化工集團有限公司。)