基于SD模型的煤電企業低碳轉型風險及防范研究

0 引言

我國是能源消費與二氧化碳（ CO₂ ）排放大國，據《 BP 世界能源統計年鑒2020》數據，我國能源消耗約占全球 24.27% ，二氧化碳排放約占全球28.76% ，單位GDP碳排放強度約為全球水平的3倍。其中，煤電行業 CO₂ 排放量高達35.39億t，占比 34.11% ，該行業是碳中和的關鍵領域[1-2]因此，煤電企業必須堅定推進低碳轉型，為其他企業提供經驗[3]

然而，當前煤電企業低碳轉型面臨諸多挑戰：煤炭價格高、環保標準提升、交易電價降低，導致企業虧損嚴重； CO₂ 捕集、利用與封存（CCUS）技術尚不成熟，需大量融資推進技術落地與解決規?；y題，而這些過程均存在風險[4]。因此，研究煤電企業低碳轉型風險，有助于預測潛在危機并制定防范策略[5-7]

1 煤電企業低碳轉型內涵

煤電企業低碳轉型指為適應能源發展新形勢、應對內外部挑戰，煤電企業在發展戰略、業務結構、技術應用、管理模式等方面進行全面調整與變革，以實現可持續發展的過程。低碳轉型主要包括能源結構調整、技術改造升級與創新、業務多元化拓展、管理模式變革，以及市場策略調整。

其中，能源結構調整指減少對煤炭的依賴，增加風電、太陽能發電、水電、天然氣發電等清潔能源的投入與開發，提高清潔能源在總發電量中的占比，構建多元化能源供應體系，以滿足能源發展新趨勢和環保要求[8]。技術改造升級與創新聚焦于加大先進技術的研發與應用，提高煤炭燃燒效率，降低污染物排放，研究智能發電技術，提升發電生產的自動化與智能化水平，從而提高生產效率和運營管理質量。業務多元化拓展要求煤電企業積極拓展綜合能源服務業務9，為用戶提供一站式、定制化的能源解決方案，同時涉足儲能、氫能等新興領域，培育新的業務增長點。管理模式變革旨在優化企業的組織架構、管理流程和決策機制，引入數字化管理工具與平臺，實現企業運營的數字化和智能化，提升管理效率和決策科學性[10]。市場策略調整則要求煤電企業重新審視市場定位，根據市場需求變化和自身轉型優勢，制定新的市場競爭策略，加強與產業鏈上下游企業的合作，提高市場份額，積極參與電力市場改革，通過優化電量交易、提供輔助服務等方式，提升企業的市場競爭力和盈利能力[1]。

2 煤電企業低碳轉型風險因素識別

煤電企業低碳轉型是一個復雜的系統過程，其內在復雜性決定了風險隱患的多樣性和不確定性，因此需要從多角度、多層次進行全面且準確的風險識別。本研究基于PEST理論，將風險準則層劃分為5個類別，即政策風險、經濟風險、技術風險、市場風險和人員風險，并深入剖析煤電企業低碳轉型的風險影響因素[12-13]，具體分析如下：

（1）政策風險。政策風險指企業在低碳轉型過程中面臨的政策不確定性因素，這些因素可能導致企業轉型受阻。具體包括政策調整和政策補貼調整[14]。

（2）經濟風險。經濟風險指企業在運營和發展過程中面臨的經濟不確定性因素，可能導致財務狀況惡化或經濟損失。主要因素包括高投資不確定性、資產擱淺、融資不確定性和經濟增速慢[15-16]

（3）技術風險。技術風險指企業在創新和應用新技術過程中可能面臨的不確定性和挑戰，這些風險可能直接影響項目的實施效果、成本效益及長期運營的穩定性。具體包括新技術應用不確定性、信息安全不確定性、技術創新不足、技術依賴性強和技術改造兼容不確定性[17-18]

（4）市場風險。市場風險是指企業因市場環境變化而面臨的不確定性，可能影響煤電企業的市場競爭力、成本結構和盈利能力。主要因素包括可再生能源競爭、能源價格不穩定、關系依賴性強和市場需求變化[19]

（5）人員風險。人員風險指企業在低碳轉型過程中人員因素導致的不確定性，可能威脅到轉型的成功或企業的長遠發展。具體包括人員流失、管理者決策失誤、員工學習能力不足、團隊協作困難和技術人員短缺[20]

3構建煤電企業低碳轉型風險評價系統SD模型

3.1構建風險評價系統因果關系圖及存量流量圖

根據識別出的風險因素及指標選取的相關準則，綜合考慮煤電企業低碳轉型風險的影響因素。從政策風險、經濟風險、技術風險、市場風險、人員風險5個維度出發，對轉型風險因素進行量化，構建煤電企業低碳轉型風險評價指標體系，見表1。

表1煤電企業低碳轉型風險評價指標體系

由于煤電企業低碳轉型是一個復雜且時間跨度長的系統性過程，因此選擇系統動力學模型對其低碳轉型風險進行評估。通過深入分析低碳轉型過程中各風險因素之間的相互關系，構建煤電企業低碳轉型評價系統風險因果關系圖，如圖1所示。

圖1煤電企業低碳轉型風險評價系統因果關系圖

為實現對風險的量化評估，在因果關系圖的基礎上進一步建立了存量流量圖。將政策風險、經濟風險、技術風險、市場風險、人員風險設為狀態變量，煤電企業低碳轉型風險評價系統存流量圖如圖2所示。

3.2計算系統中各風險指標權重

在煤電企業低碳轉型風險評估中，為了確定各風險指標的權重，本研究采用CRITIC賦權法。該方法基于指標的標準差和相關系數，綜合衡量指標的客觀權重。具體地，對于第 j 個指標的權重w_j 的計算公式如下

圖2煤電企業低碳轉型風險評價系統存流量圖

式中， G_i 為第 i 個指標的信息量， n 為指標總數。首先，將相關數據歸一化，計算每個指標的標準差，即指標的對比強度。其次，計算指標間相關系數，由相關系數得出指標的沖突性。最后，計算每個指標的信息量。指標的信息量越大，說明其在指標體系中的重要性越大。通過CRITIC 法，可以得到每個風險指標的權重 w_i ，可為后續的系統動力學（SD）風險評估模型奠定基礎。

3.3系統動力學模型方程

根據煤電企業低碳轉型風險存量流量圖、風險因素邊界值及風險因素權重，確定風險評估模型中的風險函數關系。具體方程如下：

政策風險 =INTEG （政策風險增量，time）

政策風險變化量 政策調整 +w₁₂× 政策補貼調整

經濟風險 =INTEG （經濟風險增量，time）

經濟風險變化量 高投資不確定性 +w₂₂× 資產擱淺 +w₂₃× 融資不確定 +w₂₄× 經濟增速慢

技術風險 Λ=INTEG （經濟風險增量，time）

技術風險變化量 新技術應用不確定性 + w₃₂× 信息安全不確定性 技術創新不足 + w₃₄× 技術依賴性強 +w₃₅× 技術改造兼容不確定性

市場風險 Λ=INTEG （市場風險增量，time）

市場環境風險變化量 可再生能源競爭 +w₄₂× 能源價格不穩定 +w₄₃× 關系依賴性強 + w₄₄× 市場需求變化

人員風險 Λ=INTEG （人力風險增量，time）

人員風險變化量 σ=w₅₁× 人員流失 +w₅₂× 管理者決策失誤 +w₅₃× 員工學習能力不足 +w₅₄× 團隊協作困難 +w₅₅× 技術人員短缺

3.4 風險評價系數

為更準確地評估煤電企業低碳轉型過程中的風險，引入風險評價系數 μ ，公式如下

式中， p_i 為相同年份條件下第 i 個目標風險的仿真模擬數值； n 為風險種類總數。 μ 值越大，表明對應目標風險的風險性越高。

根據風險評價系數 μ 的數值，將目標風險劃分為I、Ⅱ、Ⅲ、 、 ΔV 共5個風險等級。風險等級評價標準見表2。

表2風險等級評價標準

4案例分析

H集團是經國務院批準成立的國有重要骨干企業，主營業務涵蓋電源開發、建設、經營和管理。2017年，H集團開始初步探索低碳轉型方案，并于2018年明確低碳轉型目標，持續優化電源結構。根據煤電市場發展和電力市場需求的變化，H集團優先發展清潔高效的煤電、熱電項目，并積極關停和處置退役煤電機組。然而，在大規模推進低碳轉型的過程中，H集團也面臨諸多轉型風險。因此，本文選擇H集團作為研究案例，深入探討其低碳轉型過程中的風險特征及應對策略。

4.1數據來源及風險指標權重計算

案例數據源自H集團2012—2022年度報告及可持續發展報告。在系統動力學模型中，狀態變量的起始值直接采用H集團年度報告中的真實經營數據，以確保模型的現實基礎和準確性；速率變量則根據狀態變量的特征進行自定義設置，以反映各變量之間的動態關系；輔助變量的數據通過Excel軟件對年度報告中的實際數據進行處理，然后帶入方程或用表函數表示，以支持模型的運行和分析。

針對煤電企業低碳轉型風險評價指標，本文進行量化計算，H集團低碳轉型風險評價指標計算方式見表3。

表3H集團低碳轉型風險評價指標計算方式

運用CRITIC權重計算模型，對系統動力學方程中各風險指標的權重進行計算，具體的計算過程如下：

（1）對相關數據進行歸一化處理。消除不同指標量綱和數量級的影響，確保權重計算的科學性和合理性。H集團低碳轉型風險評價指標數據歸一化見表4和表5。

表4H集團低碳轉型風險評價指標數據歸一化1

續

（2）計算H集團低碳轉型風險評價指標標準差，見表6。

表6H集團低碳轉型風險評價指標標準差

（3）計算H集團低碳轉型風險評價指標間相關系數，見表7～表8。

表7H集團低碳轉型風險評價指標間相關系數1

（續）

（4）計算H集團低碳轉型風險評價指標沖突性，見表9。

表9H集團低碳轉型風險評價指標沖突性

（5）計算H集團低碳轉型風險評價指標信息量，見表10。

表10H集團低碳轉型風險評價指標信息量

（6）計算H集團低碳轉型風險評價指標權重，見表11。

表11H集團低碳轉型風險評價指標權重

4.2 仿真結果分析

根據H集的團經營周期（2012—2022年），設定系統動力學模型的初始時間為2012年，結束時間為2022年，模擬步長（DT）為 1a 。將2012—2022年各指標的數據輸入已建立的SD模型，并將各風險指標權重代入SD模型方程如下：

政策風險變化量 =0.06× 政策調整 +0.04× 政策補貼調整

經濟風險變化量 =0.05× 高投資不確定性 + 0.03× 資產擱淺 +0.06× 融資不確定性 +0.07× 經 濟增速慢

技術風險變化量 =0.05× 新技術應用不確定性 +0.05× 信息安全不確定性 +0.05× 技術創新不足 +0.04× 技術依賴性強 +0.06× 技術改造兼容不確定性

市場風險變化量 =0.04× 可再生能源競爭 + 0.04× 能源價格不穩定 +0.04× 關系依賴性強 + 0.04× 市場需求變化

人員風險變化量 Λ=0.1Λ×Λ 人員流失 +0.04× 管理者決策失誤 +0.04× 員工學習能力不足 +0.05× 團隊協作困難 +0.05× 技術人員短缺

借助Vensim.PLE軟件進行模擬，可以輸出5個目標風險存量和目標風險速率量隨時間變化而變化的走勢圖。通過依次將各風險指標權重下調至 30% ，并與初始狀態進行比較，如圖3～圖8所示，為下文風險防范對策提供參考。

圖3政策風險模擬結果圖

從圖3可以看出，政策補貼調整對H集團在政策風險方面的影響相對較大，而政策調整對H集團的影響相對較小，因此，H集團在制定政策風險防范對策時，可以重點考慮如何應對政策補貼調整。

圖4經濟風險模擬結果圖

從圖4可以看出，經濟增速慢對H集團在經濟風險方面的影響較為顯著，而資產擱淺和高投資不確定性對H集團的影響相對較小，融資不確定性對H集團的影響與初始狀態相差無幾。因此，在制定經濟風險防范對策時，可以重點考慮經濟增速慢的應對措施，而對融資不確定性、高投資不確定性及資產擱淺，可以采取盡量規避的方式。

圖5技術風險模擬結果圖

從圖5可以看出，技術改造兼容風險對H集團在技術方面的影響較為顯著，而技術依賴性強、技術創新不足及新技術應用不確定性對H集團的影響相對較小，信息安全不確定性對H集團的影響與初始狀態相差無幾。因此，在制定技術風險防范對策時，可以重點考慮技術改造兼容不確定性對H集團的影響。

圖6市場風險模擬結果圖

從圖6可以看出，市場需求變化對H集團在市場風險方面的影響較為顯著，而關系依賴性強和能源價格不穩定對H集團的影響相對較小，可再生能源競爭對H集團的影響與初始狀態相差無幾。因此，在制定市場風險防范對策時，可以重點考慮市場需求變化對H集團的影響。

圖7人員風險模擬結果圖

圖8H集團低碳轉型風險模擬結果圖

從圖8可以看出，將各風險因素權重下調至30% 后，人員風險對H集團的影響較為顯著，經濟風險和技術風險對H集團的影響相對較小，市場風險的影響與初始狀態相差無幾。從各風險因素的仿真結果看，H集團應重點考慮人員風險對低碳轉型過程的影響。

為了更清晰地觀察H集團低碳轉型風險的數值變化，并對風險水平進行定量描述，列出目標風險在第0年、第2年、第4年、第6年、第8年和第10年的風險值。不同年份目標風險數值表見表11。這些數值是通過系統動力學模型的仿真模擬得出的，可為風險評估和管理決策提供具體的數據支持。

表11不同年份目標風險數值表

從圖7可以看出，人員流失對H集團在人員風險方面的影響較為顯著，而技術人員短缺對H集團的影響相對較小，員工學習能力不足、團隊協作困難和管理者決策失誤對H集團的影響與初始狀態相差無幾。因此，在制定人員風險防范對策時，可以重點考慮人員流失對H集團的影響。

根據上述的案例仿真數據表，計算不同年份目標風險評價系數，見表12。

表12不同年份目標風險評價系數表

（續）

綜上，H集團低碳轉型過程中各影響因素風險等級見表13。

表13影響因素風險等級

從表13可以看出，H集團低碳轉型過程中，經濟風險為中等程度的風險因素，對H集團的低碳轉型發展具有顯著影響，必須予以高度重視。相比之下，政策風險、技術風險、人員風險及市場風險的風險等級較低。針對這些風險，H集團應制定一套基本的應對策略，確保在風險出現時能夠迅速響應，防止風險進一步擴大影響，從而保證H集團低碳轉型的穩定性。

5 風險防控建議

5.1 政策風險防范對策

從圖3可以看出，政策補貼力度對H集團政策風險變化的影響顯著，而政策調整的影響相對較小。因此，不同規模的煤電企業應根據自身資金狀況及政策調整趨勢，制定相應對策。同時，政府應深入了解煤電企業在低碳轉型中的具體風險與需求，針對不同規模企業的技術升級、資金籌措、市場準入等需求，制定差異化的支持政策。

5.2 經濟風險防范對策

根據圖4可以看出，經濟增速慢對H集團的影響較為顯著，而資產擱淺、高投資不確定性和融資不確定性的影響相對較小。在制定經濟風險防范對策時，煤電企業可從4個方面著手：一是拓寬市場，實施精細化成本控制，降低發電成本并減少煤炭消耗；二是加強資產全面評估與規劃，清晰了解資產狀況和市場潛力；三是針對高投資不確定性，強化投資決策機制或采用多元化投資組合；四是應對融資不確定性，拓寬融資渠道并加強與銀行合作及信用建設。

5.3 技術風險防范對策

根據圖5可以看出，技術改造兼容不確定性對H集團的影響較為顯著，而技術依賴性強、技術創新不足、新技術應用不確定性和信息安全不確定性的影響相對較小。在制定技術風險防范對策時，煤電企業可采取5方面的措施：一是加強對現有設備的評估，明確技術水平和兼容問題，邀請專業團隊論證并在改造前進行模擬測試，及時解決潛在兼容性問題；二是通過加強自主研發或增強技術儲備，降低技術依賴性；三是通過外部人才引進或內部人才培養，彌補技術創新不足；四是采用試點應用或與其他企業合作的方式，規避新技術應用不確定性；五是建立信息安全管理體系，對相關人員進行培訓，以應對信息安全不確定性。

5.4 市場風險防范對策

根據圖6可以看出，市場需求變化對H集團的影響較為顯著，而關系依賴性強、能源價格不穩定和可再生能源競爭的影響相對較小。在制定市場風險防范對策時，煤電企業可從4個方面入手：一是針對市場需求變化風險，建立完善的市場需求監測體系，借助大數據分析和市場調研預測未來需求，最大限度地降低其對企業低碳轉型的影響；二是通過拓寬合作關系網或強化自身核心競爭力，降低關系依賴性；三是運用價格風險管理工具或優化成本控制，應對能源價格不穩定風險；四是通過協同發展或差異化競爭戰略，規避可再生能源競爭風險。

5.5 人員風險防范對策

根據圖7可以看出，人員流失對H集團的影響較為顯著，而技術人員短缺、員工學習能力不足、管理者決策失誤和團隊協作困難的影響相對較小。在制定人員風險防范對策時，煤電企業可采取5個方面的措施：一是針對人員流失問題，優化薪酬福利體系，加強企業文化建設，減少人員流失；二是針對技術人員短缺問題，通過外部人才引進或內部人才培養的方式加以解決；三是針對員工學習能力不足的問題，建立學習激勵機制，提供豐富學習資源；四是對于管理者決策失誤的問題，提高管理者素質，完善決策機制；五是對于團隊協作困難的問題，優化溝通機制，定期開展團建活動，增強團隊凝聚力，降低相關風險損失。

6 結語

煤電企業低碳轉型具有投資大、周期長、參與者多等特點。本文從動態視角出發，綜合考慮各風險因素與目標之間的關系，構建了煤電企業低碳轉型全過程風險仿真模型，并通過H集團案例分析，驗證了模型的有效性。該模型能夠有效模擬煤電企業低碳轉型在不同階段的風險變化趨勢，為項目各參與方提供科學合理的參考建議。

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作者簡介：

陸秋琴（1966—），女，博士，教授，碩士研究生導師，研究方向：資源系統優化。胡逸勍（通信作者）（1998—），女，研究方向：企業綠色轉型。