基于環境DEA的山東省能源利用效率研究

李承財

(東北財經大學管理科學與工程學院，遼寧 大連 116025)

基于環境DEA的山東省能源利用效率研究

李承財

(東北財經大學管理科學與工程學院，遼寧 大連 116025)

如今節能減排已成為中國經濟發展中勢在必行的趨勢。山東作為經濟發展和能源消耗大省，研究其能源效率和節能潛力是非常有必要的。本文利用基于非期望輸出的環境DEA模型，將一次能耗作為非期望輸出，研究了山東省的能源效率和節能潛力。結果表明，山東省從1995年到2013年的能源效率變化呈現倒U型，并得出山東省節能潛力最低為0.1%。

環境DEA 能源效率 節能潛力

一、引言

中國作為世界第二大經濟體和第一能源消耗大國，對降低能耗，減少溫室氣體排放，具有不可推卸的責任。中國的資源環境約束已經成為影響經濟社會可持續發展的一個重大瓶頸問題。1980年，我國的能源消費量剛超過6億噸標準煤，2000年上升到14.5億噸標準煤，2013年提高到37.5億噸標準煤。中國GDP約占全球的12%，但是能源消費量卻占全球的22%左右，碳排放量接近占全球的30%。山東省作為經濟發展和能源消耗大省，對促進中國節能減排具有相當大的責任，因此，“十三五”期間提出了萬元GDP能耗比2010年降低17%以上，實現節能環保產業產值5500億元左右的目標。但是，如何保證在不影響經濟發展的情況下有效率的節能減排，如何測度山東省的節能減排潛力，這都是一些問題，本文就是基于這樣的一個目的進行了研究。

二、文獻綜述

目前，國內外對于節能減排的研究眾多，Ardakani利用不同的優化回歸模型和神經網絡模型對伊朗和美國的歷史能耗數據進行分析建模預測了兩國未來20年的能源消耗情況，最終證明基于改進的粒子群優化的神經網絡模型對于長期能源消耗預測具有較高的準確性(Ardakani and Ardehali 2014)。付峰等人通過系統分析我國當前能耗特征及內在機理，指出“動態節能”是我國節能的本質內涵，這要通過減少我國現代化過程中的“集總能耗”來實現(付峰, 麻林巍 et al. 2012)。在眾多的研究中，DEA作為一種非參數型的方法，在測度能源效率和計算節能潛力方面具有不可忽視的優勢。韓一杰在2011年用超效率DEA對中國各地區鋼鐵行業的全要素能源效率作出評價，以此計算得出了中國各地區鋼鐵行業的節能減排潛力(韓一杰 and 劉秀麗 2011)。

DEA是一種非參數性的方法，他是由著名運籌學家Charnes和Cooper提出來的，后來眾多的學者對其進行了改進，其中F?re所提出的基于非期望輸出的環境DEA模型在節能減排領域得到了廣泛的運用。本文中主要就是利用基于非期望輸出的環境DEA模型來評價和測度減少能源消耗的潛力，利用Lozano在2008年提出的方法，將一次能耗作為非期望輸出來研究節能效率(Lozano and Gutiérrez 2008)，其利用到的模型如下：

(1)

其中，是第k個DMU的輸出導向效率值，是一個無窮小的正數，用來保證輸入輸出的系數為正值，和分別為輸入和輸出的松弛變量，他們都是大于0的，而則代表的是第j個DMU的權重。

本文接下來的主要結構為：第三部分對數據來源進行說明；第四部分利用第三部分得來的數據運用DEA的方法進行分析并得出結論。

三、數據來源

本文中的數據主要來源于1995年到2014年《山東省統計年鑒》 ，利用到的數據有以2003年為不變價格的地區生產總值，山東省以2003年為不變價格的固定資產投資，山東省95年到13年的從業人數，歷年一次能耗。其中，以固定資產投資額和從業人數作為輸入，一次能耗作為非期望輸出指標，地區生產總值作為期望輸出指標。

四、分析和結果

表1 . 1995年—2013年山東省能耗效率值

利用DEAFrontier軟件對1995年到2013年山東省的能耗數據進行分析，得出結果如表1所示。由圖中可以看出，利用基于非期望輸出的環境DEA模型對山東省的能源效率進行測度后，其中，有效率的年份為1995年，1996年，1997年，1998年，1999年，2000年和2013年，2000年以前，山東省能源效率之所以利用如此之高，主要是因為從1995年起山東省在發展經濟的同時，比較重視節能減排工作，采取了節能獎勵辦法，從而導致了能源消耗較少。而2013年效率高的原因，除了因為完成“十二五”節能減排目標的原因，還可能是因為受國內經濟發展放緩，能源投入降低因素的影響。

從表1中還可以看出，和有效率的年份比，山東省最小節能潛力為2012年的0.1%，最大節能潛力為2005年的13%。

五、結論

本文利用基于非期望輸出的環境DEA模型，將一次能耗作為非期望輸出研究了山東省1995年到2013年的節能效率和節能潛力，結果表明，從2000年開始，由于工業經濟的快速發展，山東省的能源效率開始不斷下降，到2007年到達最低點，從2008年開始，山東省的能源效率不斷提高，這是基于實現“十二五”規劃目標的原因，當然，全球經濟危機影響，經濟發展放緩也是其中一個因素。研究中還可以看出，除去2013年影響，山東省的能源消耗還可以降低0.1%，這可以為政策決策者提供參考，為下一步經濟發展中制定節能目標提供一定依據。

[1]Ardakani, F. and M. Ardehali (2014). "Long-term electrical energy consumption forecasting for developing and developed economies based on different optimized models and historical data types."Energy65: 452-461.

[2]Lozano, S. and E. Gutiérrez (2008). "Non-parametric frontier approach to modelling the relationships among population, GDP, energy consumption and CO 2 emissions."Ecological Economics66(4): 687-699.

[3]付峰, 麻林巍, 李政 and 倪維斗 (2012). "中國能耗動態增長機理和節能內涵探討."中國人口資源與環境22(8): 96-101.

[4]韓一杰 and 劉秀麗 (2011). "基于超效率 DEA 模型的中國各地區鋼鐵行業能源效率及節能減排潛力分析."系統科學與數學31(3): 287-298.

S210

B

1007-6344（2015）05-0274-01

李承財，1991年10月05日，男，籍貫：山東省肥城市，單位：遼寧省大連市東北財經大學 管理科學與工程學院，研究生，管理科學