基于AHP和熵權法的低碳經濟發展探析

程魁

摘要：采用層次分析法和熵權法，對上海市低碳經濟的發展做出評價。結果表明環境系統是影響上海市低碳經濟發展最重要的因素，科技對減少溫室氣體排放的貢獻也在發展低碳經濟的過程中占有舉足輕重的作用。最后就上海低碳經濟的發展提出幾點建議： 構建低碳能源體系，倡導節能減排；加大科技投入，實施生態碳匯，建設生態城市；制定城市生活低碳化的政策，倡導低碳生活方式；建立發展低碳經濟的實踐區和試點區。

關鍵詞：層次分析法；熵權法；低碳經濟；環境系統

隨著科技的進步和社會的發展，人類也為了自身的發展不斷地改造自然且力度越來越大。然而在人類不斷追逐自身利益的同時，也在不斷地破壞和損毀自然環境。大氣污染、溫室效應、固體顆粒物污染、地下水污染等的危害也逐漸引起公眾的廣泛關注。在人類不斷地尋找解決這些問題的途徑時，“低碳經濟”被廣泛提及并被社會接受。高效能、高效率、高效益、優環境是低碳經濟新的基本特征。

上海市地域狹小，經濟發展程度高，人口密度大，企業單位眾多，能源和原材料幾乎全部依靠進口。對上海市低碳經濟發展的研究，可以為上海可持續快速地發展提供借鑒。上海市在“十二五”期間要將節約資源、環境友好、生態文明放在重要位置上，而低碳經濟恰好迎合了這三個要素。實現低碳經濟的根本路徑就是通過制度和政策的制定與創新，形成長期穩定的引導和激勵機制，推動提高能效、節約能源的技術，建立環境友好型的社會經濟。

一、研究區域概況和研究方法

（一）上海市環境現狀分析

為準確的反映目前上海的環境情況，本文根據上海市統計年鑒列出事關低碳經濟發展的重要數據。全市廢水排放量達到24.82億噸，COD排放量21.98萬噸，二氧化硫35.81萬噸，酸雨頻率高達73.9%，煙塵排放總量10.21萬噸，全市廢氣排放總量達到13667億立方米，環境空氣質量優良率僅為92.1%，并且工業固體廢物產生量高達2448.36萬噸。但是，上海市也有著巨大的潛在低碳資源，具有碳匯功能的綠地擁有量非常豐富，上海市擁有綠地面積12.01公頃，綠地覆蓋率38.2%，耕地面積20.10萬公頃。

（二）上海低碳經濟發展評價指標體系的層次結構模型

低碳經濟的發展評價指標體系是對上海市低碳經濟發展水平的綜合反映與客觀評價，因此指標體系的構建需要遵循一些基本的原則。本文在指標體系的構建上主要遵循以下四個原則：一是易實施性與科學性相結合原則。指標體系的構建既要考慮實際情況又要能夠科學地反映低碳經濟的主要內涵。二是系統性和層次性原則。從整體來考量，采用多指標綜合評價分析，依據一定的邏輯規則，把多個具有內在聯系的指標按一定的結構層次糅合成綜合評價指標體系。三是定量與定性相結合原則。這就要求指標體系的構建既要考慮到定性因素又要考慮到定量因素。四是減量化、再利用、再循環原則。這個原則也是發展低碳經濟過程中必須遵循的原則。依照上述四個基本原則，設計出了一套三層次低碳經濟發展水平評價指標體系，如圖1所示。

目標層，它綜合反映和體現了上海市經濟發展、科學技術、社會人文、生態環境等四個方面的內容。準則層，它是目標層中四個方面的具體內容。其中經濟發展反映的是上海市產業業結構、居民收入等方面；科學技術反映上海市科學技術對空氣中固體顆粒物含量、溫室氣體排放量、節能減排等情況改善的貢獻；社會人文則側重體現居民生活質量、社會安定兩個方面的內容；生態環境主要反映的是上海市潛在的低碳資源情況。指標層，它是指在發展低碳經濟過程中的一些基礎性指標。具體包括人均GDP、控制碳排放的科技貢獻率、居民的低碳意識以及綠化覆蓋率等幾個方面的內容。

A=1 1/2 1/2 1/52 1 2 1/22 1/2 1 25 2 1/2 1

B1=1 3 2 51/3 1 1/3 1/21/2 3 1 21/5 2 1/2 1

B2=1 2 3 51/2 1 3 21/3 1/3 1 21/5 1/2 1/3 1

B3=1 2 4 51/2 1 3 21/4 1/3 1 1/31/5 1/2 3 1

B4=1 1/5 1/2 1/55 1 3 12 1/3 1 15 1 1 1

（三）基于AHP 法的權重確定方法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是充分將定性與定量因素相結合的多準則決策評價方法。該方法首先建立遞階層次結構；然后根據層次結構構建判斷矩陣；最后根據判斷矩陣計算相對權重。層次分析法的特點：一種系統性的分析方法，簡潔而實用；分析時所需的定量數據少，但對要求問題的本質、要素理解透徹；可用于對無結構特性的系統評價以及多準則、多目標、多時期等的系統評價。

（四）基于熵權法賦權的權重確定方法

在信息論中，熵是系統無序程度的度量，它還可以度量數據所提供的有效信息量，用熵來確定權重時，當評價對象在某項指標上的值相差較大時，熵值較小，說明該指標提供的有效信息量較大，該指標的權重也應較大；反之，若某項指標的值相差越小，熵值較大，說明該指標提供的信息量較小，該指標的權重也應較小。所以當各被評價對象在某項指標上的值完全相同時，熵值達到最大，這意味著該指標未向決策提供任何有用的信息，可以考慮從評價指標體系中去除。所以，熵權法賦權是一種客觀賦權方法，在低碳經濟發展探析中，通過對熵的計算確定權重，就是根據各項評價指標值的差異程度來計算和量化多個評價指標的綜合權重。

求解步驟如下（其中系統指標有m個，基礎指標有n個）：

1.權向量的計算。將準則層中的判斷矩陣的每行相加，然后皈依化，即可得出權向量。

Vi=■bij

Wi=■

得出權向量：W=[W1，W2，…，Wm]T，其中i，j=1，2，…，m

2.整合方案層的判斷矩陣。首先將判斷矩陣每行相加得到m個列矩陣，再將列矩陣按次序整合為一個矩陣。

p′i=■cij 其中i，j=1，2，…，n

3.標準化方案層矩陣。

pij=■

式中：i=1，2，…，n； j=1，2，…，m

4.求基礎指標層的熵。

Hj=-k■pijlnpij

式中：fij=■， 假設：fij=0時，

fijlnfij=0，k=■

5.求指標層的熵權。

wj=■

6.計算指標的綜合權數。

λj=■

7.計算基礎指標的歐氏距離并根據計算結果排序。

Li=■

二、結果與分析

根據判斷矩陣和熵權法求這些因素按重要性程度排序的結果，見表1、表2和表3。

以上的計算結果表明，經濟發展水平、科技發展、社會生活以及環境系統等4個方面是影響上海市低碳經濟發展的主要因素，其中環境系統最為重要，而就具體來說，即科技對減少溫室氣體排放的貢獻在發展低碳經濟的過程中占有重要的作用，其次是人均居民收入及低碳資源，經濟發展水平對低碳經濟建設的影響最小。

主觀因素、客觀因素在基于熵權的評估方法中都有所考慮，這樣更有助于最大程度地反映各項指標的真實水平。而AHP易受評價者主觀意念影響，為了減少這種主觀因素的影響，熵權的引入也使得評估方法更加科學和合理。在人類發展指數比較高的上海，經濟發展水平不在是制約低碳經濟的主要阻力，所以基于AHP和熵權法的求得結果與實際相符。

三、結論和建議

目前整個上海的大氣，水資源等環境質量水平仍然偏低，政府在改善和優化環境質量方面也欠缺執行力度。發展低碳經濟的定位尚未明晰，沒有明確的戰略目標，沒有與可持續發展的經濟、社會、環境全面提升結合起來。此外政府也沒有建立起與發展低碳經濟相應的完善的組織。上海作為中國的第一大經濟城市，作為首批入選“中國低碳城市發展項目”的一線城市，大力發展低碳經濟已勢在必行。

（一）構建低碳能源體系，倡導節能減排，把上海建成低碳的海上明珠

一是提高清潔能源的比重，針對上海資源狀況，降低煤炭在能源利用中的比例，大力提高天然氣、石油等相對高效的傳統能源。尤其是天然氣，不但綠色環保，而且經濟實惠。繼續做好風能、太陽能、潮汐能、生物質能等可再生能源的開發利用，政府應設立研究和發展高清潔能源的專項課題，給予政策和資金扶持。二是加強傳統化石能源的低碳、清潔和高效利用。通過高科技和新技術促進能源的高效、環保利用。喚醒市民的節能意識，建設環保社區。三是提高能源系統的效率，要在發展智能電網、智能天燃氣網上走在全國前列，并加大力度推進分布式供能、減少能源在輸運途中的損耗。

在宣傳和倡導節能減排的環節上，應著重落實工業、建筑、交通三方面。在工業上，推廣節能新技術，優化工業用能成分體系，擴大清潔能源的利用。在建筑方面，尤其注重建筑的設計，應充分考慮能源的利用情況。在設計時把清潔能源、可再生能源的使用考慮在內。在施工環節，推廣節能新舉措，減少浪費，減少能耗。在交通領域，鼓勵市民乘坐公共交通工具，減少私家車的利用，從源頭減少能耗。在能源的輸送方面，合理布局燃氣管道和輸電網絡，提升運輸裝備技術等級，減少能源的損耗。此外，還應大力推進低碳運輸工具的應用，例如電動轎車。

（二）加大政策的扶持力度和資金的投入，實施生態碳匯，讓生態文明成為城市的標簽

上海的城市化水平較高，低碳資源十分有限。政府要加強對綠地、森林、農田和濕地等可進行生態碳匯的區域的保護，尤其是崇明島濕地以及市郊的生態保護。在發展的同時而又不以損害生態環境為代價。發展農作物、林地、濕地等碳匯作用通過政策引導鼓勵市民可以通過購買碳基金、參與植樹造林等綠化活動來增加碳匯，減少碳排放。鼓勵碳捕獲與存儲技術的開發。大力發展綠色經濟，積極發展循環經濟，研發和推廣氣候友好技術。

在“十二五”期間，上海市政府應引導各級部門要做好加強市區的綠化工作和保護郊區植被的工作，增加公共綠地面積；加大水污染的治理工作，使生態更加文明。在建設生態文明城市中，應加大政策的扶持力度，鼓勵使用低碳能源，構造再循環系統，減少碳排放。

（三）制定和實施生活低碳化的舉措，鼓勵低碳的生活方式

從實際出發，在市民中大力宣傳低碳消費理念，引導城鄉居民培育低碳的生活方式、確立低碳理念、轉變消費觀念。各級政府應當制定城市生活低碳化的政策并大力宣傳，倡導可持續的低碳生活方式，將政策機制的設計、宣傳、引導教育與居民的自覺運動結合起來。讓市民了解碳排放、水污染、溫室效應等對環境的危害，戒除以高耗能源為代價的“便利消費”嗜好。

在居民低碳生活的政策機制設計方面要充分考慮到整個社會的低碳的可持續發展，這不僅取決于很多細微之處，還取決于節能技術、節能產業、節能工程的推進。要充分借助媒介的作用大力宣傳發展低碳經濟的益處，增強居民對低碳經濟的了解和認識，引導居民將節能環保的理念轉化到具體的實踐上。一是在出行方式上，鼓勵公眾以公共交通方式出行，戒除以大量消耗能源、大量排放溫室氣體為代價的“面子消費”、“奢侈消費”、“便利消費”的嗜好；二是在消費的結構上，引導居民購買低碳、環保、綠色、節能、可循環使用的商品，減少污染的排放和資源的消費，鼓勵市民節水節電節油，養成關聯性環保節能意識；三是在家庭能源的使用方式上，政府應引導家庭購買低能耗高效率的家用器具并給與廠家一定的政策支持。在適當的時候，財政應給予一定的補貼，積極主動推動高能耗器具的更新。

（四）建立和發展低碳經濟的實踐區和試點區

上海低碳經濟的發展，要充分考慮到上海市的實際情況，只有在這個前提下才能設計出適合上海的發展規劃。當然在發展規劃的制定上也要充分吸收國內外先進的發展理念和經驗，吸其精華棄其糟粕，然后為我所用。建議在臨港新城、崇明島、虹橋商務區三個區域先進行試點，積累實踐經驗，然后逐步推廣。這三個試點分別是典型的新城區、生態保護區、高端商務區，這些試點低碳經濟的發展必將在上海市起到模范帶頭作用。

臨港新城，即將成為自由貿易區，在這里發展低碳經濟起到很好的示范作用。在這里可以大力推進新技術、新工藝、新模式在實踐中的利用，并以此為突破口帶動整個低碳經濟的發展。崇明島是以生態農業為特色的區域，大量的綠地資源將在整個上海低碳經濟的發展過程中起到關鍵作用。虹橋商務區是以服務經濟為特色的區域。結合區域特點，虹橋商務區應大力實施六大低碳工程，探索高度城市化地區和服務業集聚區低碳發展的道路。

在市郊建立低碳經濟試點區。相比低碳實踐區，低碳試點區可以選擇范圍比較小的區域，這種區域的產業結構和功能相對來說比較單一，選擇這些區域能夠增強和突出實施低碳舉措的專業性和針對性。針對上海的實際情況，可在嘉定、青浦、寶山等區選擇能耗高、污染重、產業聚集的工業園區先進行試點，積累發展低碳經濟的實踐經驗。此外，也可在一些高校和居民社區進行低碳試點。

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（作者單位：上海理工大學管理學院）