既有建筑節能改造ESCO驅動因素分級

陳為公， 張 娜， 張友森, 張 悅， 程 準

(1. 青島理工大學 管理工程學院， 山東 青島 266520； 2. 山東省高校智慧城市建設管理研究中心， 山東 青島 266520; 3. 山東省莒縣自然資源和規劃局, 山東 日照 276500)

我國超過500億m2的既有建筑中，節能建筑僅約為69億m2[1]。大量非節能建筑高排放、高耗能的狀況日益嚴重，使得開展既有建筑節能改造工作成為建設環境友好型和資源節約型社會的必然選擇。既有建筑節能改造工作的有效開展依賴于既有建筑節能改造市場的健康有序發展，而市場有序運行的關鍵在于節能服務公司(Energy Service Company，ESCO)、政府以及業主的多方主體協同作用，ESCO作為核心運行主體，調動其改造積極性在節能改造市場發展中有著舉足輕重的地位。因此，探尋既有建筑節能改造ESCO驅動因素，剖析其驅動機理及內在聯系，是促進既有建筑節能改造市場健康發展的關鍵環節。

對于既有建筑節能改造ESCO的研究是一個多主體多目標的綜合問題，相關文獻中對ESCO的研究主要聚焦于主體協同作用和激勵模式兩大類。

推動既有建筑節能改造市場發展有賴于多主體行為協同下的整體改造有效性[2]。德國、法國、奧地利等國家的既有建筑節能改造市場運行較為穩定，因此Okay等[3]通過對其運行機理進行研究，發現其秘訣在于政府對于ESCO的有效監管。Bertoldi等[4]也通過將歐洲各國ESCO的差異進行對比，同樣揭示政府的監督與支持有利于節能改造市場的健康運行。除了政府外，業主對于ESCO也有很大影響，故而馬興能等[5,6]根據博弈論探究EPC(Engineering Procurement Construction)模式下雙方主體的博弈行為，并基于此建立業主與ESCO的動態進化博弈模型。盡管國內外學者對既有建筑節能改造主體協同進行了一定的探究，但目前研究多局限于兩方博弈行為，鮮有學者基于系統的視角整體考慮三方核心主體。而一方面，既有建筑節能改造具有正外部性，即改造產生的私人收益小于社會效益，因此ESCO和業主利益驅動力不足[7,8]；另一方面，改造市場具有信息不對稱性，專業的ESCO相比業主而言更為有利，因此業主與ESCO雙方的合作關系需要加以調節。但單純依賴市場機制難以有效控制，必須要依靠政府的有形之手對兩方的合作關系進行科學的引導和管制。前人為既有建筑節能改造主體協同發展奠定了理論基礎，但綜合考慮三方核心主體協同作用的研究略顯匱乏，而這恰恰是探究既有建筑節能改造市場發展的重要視角，對于研究ESCO驅動因素意義重大。

研究人員從微觀上對主體間相互作用進行探析后，進而在宏觀視角下剖析ESCO發展的激勵模式，對激勵模式的研究大致分為經濟性激勵措施和管理性激勵措施。首先，既有建筑節能改造存在投資大、回收期長、經濟外部性強等特點，這些特點決定了經濟性激勵政策是引導既有建筑節能改造主體積極行為的重要手段[9]，Vamosi[10]指出《美國能源政策法案》中規定若建筑經改造后能耗降低50%，則對負責改造的ESCO實施零稅收政策。Roy等[11]認為根據不同建筑規模的需求制定相應的財政補貼等經濟政策，有助于企業增加經濟效益和整體節能。激勵政策的制定作為初始環節，其后續能否有效落實更是重中之重，激勵運行過程依賴于激勵政策執行、反饋、完善等各環節的聯動，因此管理性激勵措施不可或缺。Zhang等[12]強調可以通過建立建筑能效標識制度公開市場能耗信息來提高業主服務需求，從而促進改造市場的良性發展。張印賢等[13]建議搭建既有建筑節能改造市場信息官方平臺，以改善當前我國改造市場發展激勵運行缺乏信息反饋與互動要素問題。總體來看，已有研究為既有建筑節能改造ESCO激勵模式提供了理論框架，但其多聚焦于政府政策支持以及相關的措施實施，角度較為單一，而既有建筑節能改造受多個因素影響，且因素間相互作用、耦合，應從系統的角度進行研究，以期整體、全面的對既有建筑節能改造ESCO驅動因素進行剖析，并找出各關鍵因素間的相互作用機理，才能找到節能改造的根本所在，進而有所針對的提出有效措施。

部分學者逐漸意識到對關鍵因素進行細致剖析的重要性，且對因素的研究方法種類繁多。喬志春等[14]運用4M1E(Man，Machine，Material，Method，Environments)理論對影響建設工程施工質量的關鍵因素進行研究，4M1E理論作為一種定性方法，其科學性和實用性較為薄弱，同時其客觀性也受到限制。楊秋月[15]則使用計量經濟學模型對因素進行剖析，定量分析的方法增強了研究的客觀性，使得其具有一定的工程貼近度，但計量經濟學模型需要有足夠多的面板數據，而研究所采用的數據質量往往難以保證，因而會出現一定的分析偏差。范琪等[16]提出運用灰色關聯模型進行關聯度排序來判斷各因素的影響程度，該法克服了需要大量數據的缺陷，但僅依靠因素間關聯程度進行分析，對因素間的復雜邏輯關系研究較少。尤完等[17]采用ISM(Interpretative Structural Modeling)法進行產業鏈協同影響因素的研究，該方法能充分考慮各因素間的相互作用關系，但往往容易忽略關鍵因素的確定。

綜上所述，目前對ESCO的研究中，微觀層面上大多局限于兩方主體的行為博弈，缺乏對三方核心主體進行全面系統的考慮；宏觀層面上拘泥于單一角度如政府政策等，鮮有研究細致整體的對影響既有建筑節能ESCO驅動因素及影響機理進行剖析；在因素的研究中許多方法難以有效識別關鍵因素并考慮其作用機理。鑒于此，為更有效探索既有建筑節能改造ESCO驅動力問題，本文采用既能明確關鍵因素，又能梳理因素間邏輯關系的DEMATEL(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory)-ISM法對ESCO驅動因素進行類型歸類與影響強度評判、探明復雜因素間內在聯系和層次結構，進而針對性地制定發展對策，以期為增強ESCO節能改造驅動力、促進既有建筑節能改造市場的健康發展提供理論依據。

1 既有建筑節能改造ESCO驅動因素確定

既有建筑節能改造ESCO驅動力的研究是一個復雜的系統性問題，各項驅動因素呈多層次分布。為了科學合理地確定既有建筑節能改造ESCO驅動因素，本文大量分析了目前我國學者在既有建筑節能改造ESCO驅動力方面的研究，并通過在CNKI檢索主題“既有建筑節能改造ESCO”，檢索出近三年198篇文獻。對上述文獻中有關ESCO驅動力的關鍵詞進行頻數統計，并計算出各關鍵詞的出現頻率，統計結果如圖1所示。由圖1可知，近三年內學者對ESCO驅動因素的研究多集中于企業技術創新能力等20個因素。其中，1～15號因素研究頻數較高，表明這些因素對既有建筑節能改造ESCO的驅動力較強；而16～20號因素占比不到1%，即此類因素影響較弱。根據統計結果，本文將16～20號因素剔除，篩選出15個驅動因素，并基于系統完整、層次分明、簡明科學的原則[18]，系統的考慮到三方主體協同作用，按照企業自身因素、三方主體協同以及外部環境影響將驅動因素分類，確定出既有建筑節能改造ESCO驅動因素體系，如圖2所示。

圖1 驅動因素折線圖

圖2 既有建筑節能改造ESCO驅動因素體系

2 基于DEMATEL-ISM綜合建模方法介紹

既有建筑節能改造ESCO驅動力受多重因素影響，且各因素并不是孤立存在的，其相互之間的作用機制較為復雜。因此，要有效識別出關鍵驅動因素，并梳理出各ESCO驅動因素間的作用機制，需尋求能同時滿足關鍵因素識別與相互關系明晰的方法。

決策實驗分析(DEMATEL)法通過運用矩陣論與圖論對復雜系統進行要素分析，該方法通過計算各因素的中心度等指標，進行驅動因素強度評判[19]；解釋結構模型法(ISM)著眼于變量眾多、關系復雜的系統，可通過建立可達矩陣等，將各驅動因素劃分為若干層次，把復雜系統分解為直觀、結構清晰、條理化的多層遞接結構模型[20,21]。

盡管DEMATEL法可以有效確定出復雜系統的關鍵驅動因素，但無法確定因素內在聯系和結構層次，因此需要運用ISM法將因素間的邏輯關系清晰直觀的呈現出來，且兩者結合還可將矩陣運算難度降低。與此同時，兩種方法均針對復雜系統進行因素分析，因此基于二者的共性將其集成，可以實現優勢互補，為復雜系統定量分析和科學決策提供強有力的支持。而既有建筑節能改造ESCO驅動力問題本身就是涉及多方主體、作用關系繁瑣的復雜系統，因此相較于其他方法，DEMATEL-ISM法在處理既有建筑節能改造ESCO驅動力問題時更加具有優勢[22]。其具體步驟如下：

(1)根據已確定的ESCO驅動因素體系獲得直接影響關系矩陣B，初步確定各ESCO驅動因素之間的作用關系；

(2)將矩陣B進行規范化處理得到標準化矩陣C，以消除量綱對結果的影響；

(3)計算綜合影響矩陣T，以此確定各項驅動因素對于既有建筑節能改造ESCO驅動因素體系中其他因素的影響程度；

(4)求取系列相關指標，明確各因素在系統中的總影響程度、總被影響程度、類別屬性及重要程度；

(5)計算整體影響矩陣H，以考慮因素自身影響；

(6)引入閾值λ剔除冗雜信息，精簡矩陣；

(7)獲得可達矩陣F，以表明各驅動因素之間的一種指向性的鏈接與影響方式；

(8)層次化處理，獲得清晰地層級化結構；

(9)繪制原因結果圖，構建既有建筑節能改造ESCO驅動因素多層遞接結構模型。

基于DEMATEL-ISM的既有建筑節能改造ESCO驅動因素研究流程如圖3所示。

圖3 基于DEMATEL-ISM的既有建筑節能改造ESCO驅動因素研究流程

3 基于DEMATEL-ISM的既有建筑節能改造ESCO驅動因素模型建立

3.1 計算綜合影響矩陣T

在對各ESCO驅動因素間影響程度數據的收集上，根據圖2中已確定的驅動因素體系，采用德爾菲法邀請20位既有建筑節能改造相關領域的專家及從業人員對各因素之間的作用關系進行打分。本文選取0～4打分法，即0，1，2，3，4分別為無影響、低影響、中影響、較高影響以及高影響[23]，從而得出直接影響關系矩陣B=[bij]n×n，bij表示ESCO驅動因素ai對ESCO驅動因素aj的影響程度。其中，當i=j時，bij=0。由此得到既有建筑節能改造ESCO驅動因素直接影響矩陣B后，為消除量綱不同帶來的影響，對矩陣進行規范化處理得到標準化矩陣C=[cij]n×n。從而使Cij處于[0,1]區間內，即

(1)

繼而，為明確驅動因素間直接影響關系和間接影響關系的綜合累加，從而確定每個驅動因素對于既有建筑節能改造過程中對其他因素的影響大小，因此計算綜合影響矩陣T[24]：

(2)

式中： I為單位矩陣。由于Cij屬于[0,1]，因此n→∞時，Cn-1→0，故

T=C(I-C)-1

(3)

據此得出的既有建筑節能改造ESCO驅動因素綜合矩陣T的求解結果如表1所示。

表1 既有建筑節能改造ESCO驅動因素綜合影響矩陣T

3.2 計算影響程度r、被影響程度e、中心度m、原因度n

求出既有建筑節能改造ESCO驅動因素綜合影響矩陣T后，在此基礎上求取各ESCO驅動因素對其他因素的影響程度ri、被影響程度ei以及中心度mi和原因度ni。其中，影響程度ri越大表示驅動因素ai對其他因素的作用程度越大；被影響程度ei越大則說明驅動因素ai受其他因素的作用程度越大；中心度mi表示因素ai在所有驅動因素中的重要程度，故其值越大說明該驅動因素重要程度越大；而原因度ni則體現因素屬性，若ni為正，稱其為原因因素，反之則為結果因素。計算公式為：

(4)

(5)

mi=ri+ei，i=1,2,…,15

(6)

ni=ri-ei，i=1,2,…,15

(7)

既有建筑節能改造ESCO驅動因素的各項指標分析結果如表2所示。

表2 既有建筑節能改造ESCO驅動因素的DEMATEL分析結果

3.3 求取整體影響矩陣H和可達矩陣F

3.2中求取的四類指標展現了各驅動因素與其他因素之間的關系，為了將各因素自身的影響充分考慮，因而計算整體影響矩陣H。其計算公式為：

H=(hij)15×15=I+T

(8)

不難發現，整體影響矩陣H中包含部分影響程度較小的指標，為將系統結構加以簡化，因此引入閾值λ去除矩陣H中的冗雜信息。而λ取值不同對應的影響因素邏輯關系也隨之變化，λ取值的選取較多根據專家經驗，有較強的主觀性，而用基于統計分布的均值與標準差之和代替更具有客觀性，可降低主觀性影響[25,26]。計算公式如下：

λ=α+β，λ∈[0,1]

(9)

式中：α,β分別為綜合影響矩陣T中所有因素的均值和標準差。據此求解出閾值λ：α=0.121，β=0.085，λ=α+β=0.206。

確定λ取值后對整體影響矩陣H加以簡化操作，求取可達矩陣F。在可達矩陣中，fij表示因素ai與aj的影響程度，fij=1表示因素ai與aj有直接影響，若fij=0則表示因素ai與aj沒有直接影響，其計算公式如下：

(10)

3.4 劃分驅動因素級別

根據可達矩陣進行層次化處理獲得可達集合S(ai)、前因集合Q(ai)以及最高集要素集合L(ai)，若S(ai)=S(ai)∩Q(ai)成立，則取S(ai)為最高層因素，將已分層因素刪除后重復上述操作，直至所有ESCO驅動因素層次劃分完畢。

(11)

將既有建筑節能改造ESCO驅動因素可達矩陣按照式(11)進行層次化處理，第一層ESCO驅動因素分解如表3所示，并將其依次分層處理直至結束。因篇幅有限，本文不將各層次分解過程在此贅述，最終層次化處理結果為：L1={2,6,7,14}；L2={1,12}；L3={3,10,13}；L4={5,8,15}；L5={4,9}；L6={11}。

表3 既有建筑節能改造第一層ESCO驅動因素分解

3.5 繪制原因結果圖，構建多層遞接結構模型

為了將前文所得結果清晰地呈現出來，本文根據3.2求得的原因度和中心度，構建以中心度為橫坐標、以原因度為縱坐標的既有建筑節能改造ESCO驅動因素原因結果圖(圖4)。在此基礎上，將此原因結果圖與3.4節得出的層次化處理結果相結合，構建既有建筑節能改造ESCO驅動因素多層遞接結構模型，從而實現直觀清晰的反映各層次間ESCO驅動因素影響途徑的目的，如圖5所示。

圖4 既有建筑節能改造ESCO驅動因素原因結果圖

圖5 既有建筑節能改造ESCO驅動因素多級遞階結構模型

由圖4可發現，中心度指標值最大的因素為項目風險a12，該指標能反映出各驅動因素的重要程度，說明項目風險因素重要度最高，應充分重視風險的管控。原因度是劃分因素屬性的重要指標，根據原因度大于0歸為原因因素，小于0為結果因素的原則，將所有既有建筑節能改造ESCO驅動因素劃分為6個原因因素和9個結果因素。原因因素通常是影響ESCO驅動力的間接因素，結果因素則是直接因素，因此需要在改造過程中科學把控。

多層遞階結構模型(圖5)表明，所有ESCO驅動因素被劃分為三階六層，位于第一層的因素稱為直接驅動因素，其余因素通過作用于本層發揮作用，因此本層是影響節能改造ESCO驅動力的直接因素；第二～五層為中間驅動因素，起中間過渡的作用；位于第六層的因素稱為根本驅動因素，對ESCO驅動力有著決定性作用。通過各層級因素間的作用路徑，可知根本驅動因素a11(激勵因素)通過中間層過渡驅動因素的傳導作用，多種途徑影響到直接驅動因素，從而增強ESCO驅動力，其中一條重要的途徑是“激勵政策→融資渠道→項目風險→企業社會責任感”。

4 結果分析與發展對策

4.1 DEMATEL分析

通過DEMATEL法可確定出ESCO關鍵驅動因素，根據DEMATEL相關指標計算結果可分析得出如下結論。

(1)影響度方面：影響度排在前三位的因素分別是融資渠道、激勵政策、地方政府協同推進，說明以上三項因素對其他驅動因素的影響較大，因此應注重制定合適的激勵政策、拓寬融資渠道解決經濟來源問題以及加強地方政府的推動作用。

(2)被影響度方面：其得分值最高的前三位是項目風險、融資渠道、企業社會責任感，即該三項因素受其他因素影響較大，故而可通過這三項因素判斷其他驅動因素是否有效。

(3)中心度方面：中心度排名前三位的驅動因素分別為項目風險、融資渠道、主體間信息共享，而中心度很好地體現了各ESCO驅動因素的重要程度，因此結果表明承受項目風險的能力、擴大融資渠道、相關主體間的信息共享程度都是決定ESCO是否具有較強驅動力的重要因素，要加大相關指標的完善力度。

(4)原因度方面：結果因素中得分最高的因素為市場競爭環境，說明其最易受其他因素影響；原因因素中排名最高的因素為企業發展戰略，即最易影響其他因素。

綜上，可通過DEMATEL方法從15個因素中篩選出8個關鍵因素，即激勵政策、融資渠道、地方政府協同推進、項目風險、企業社會責任感、主體間信息共享、市場競爭環境以及企業發展戰略。通過對以上8個關鍵因素的科學把握可有效增強ESCO驅動力。

4.2 ISM分析

ISM法以ESCO驅動因素多級遞階結構模型為介質將各因素間的相互影響關系和層級結構進行直觀的呈現，本文從以下兩方面進行探析。

(1)多級遞階結構模型將所有驅動因素劃分為三階六層，激勵政策因素位于第六層，屬于根本驅動因素，對既有建筑節能改造ESCO驅動力有關鍵影響力；第二～五層屬于中間驅動因素，包括企業經濟效益等；企業社會責任感等第一層因素被歸為直接驅動因素，對ESCO驅動力有著直接推動作用。

(2)根本驅動因素激勵政策的實施一方面會直接影響到政府監督管制，同時也會通過影響地方政府協同推進、主體間信息共享、項目風險以及融資渠道等間接影響直接因素，從而影響ESCO驅動力大小。這表明要想從根本上加強ESCO驅動力，制定科學有效的激勵政策并切實落實必不可少。第二～五層中間因素的存在會引發直接驅動因素的出現，而直接驅動因素中，企業社會責任感決定了企業的發展方向與定位；健康有序的競爭環境才能為ESCO提供公平公正的發展空間；業主、政府對于節能改造的支持程度與主體間的信息共享程度影響著ESCO的改造動力，上述這些都對ESCO驅動力有著最直接的影響作用。

4.3 DEMATEL-ISM綜合分析

對DEMATEL-ISM進行綜合分析可發現，ISM中分析出的根本驅動因素“激勵政策”是DEMATEL篩選出的關鍵因素，同時也是影響度排名前三的因素；ISM分析得出的直接驅動因素均對應著DEMATEL中的結果因素；DEMATEL中心度排名前三的因素與ISM模型的中間驅動因素相一致。由上述分析可發現兩種方法在對ESCO驅動因素的重要程度和類型劃分上有高度的一致性，也進一步驗證了模型分析的準確性及科學性。

綜合分析結果表明激勵政策是最關鍵的根本驅動因素；在中間驅動因素層中，項目風險重要度最高，企業管理體系重要性最差；在直接驅動因素中，企業社會責任感最有效，業主意愿有效性最低。

4.4 發展對策

(1)增強根本因素，落實激勵政策。激勵政策因素作為最關鍵的根本因素，首先根據ESCO的需求制定并落實切實可行的經濟激勵政策，可通過實施稅收優惠、貸款補貼、財務補助等政策減輕企業負擔，從而調動其積極性；其次，為刺激市場服務需求，應完善改革供熱體制和市場能源產品價格機制；同時可實行聲譽激勵政策，通過對ESCO授予不同等級的信譽度、建立服務項目示范、規范行業認證與標準等激發企業的聲譽需求，提高節能改造的能動性。

(2)保障中間因素，強化風險管理。由分析結果可知項目風險因素應重點考慮，而重要性最差的企業管理體系因素可以忽略，針對此提出風險管理措施。針對項目投融資風險，ESCO應與設備供應方簽署分期付款合約以減輕資金周轉壓力，同時向保險公司就改造項目進行投保，保險擔保措施能夠有效實現風險轉移；針對項目運行風險，建設方應設立節能服務管理機構，專門對節能服務企業進行項目監管，從管理層面確保項目的正常進行。

(3)落實直接因素，提升企業社會責任感。企業社會責任感作為最有效的直接因素，在實際發展中應充分重視，而業主意愿因素有效性較差，因此不予考慮。要提升企業社會責任感，一方面應制定科學有效的報告機制對企業履行社會責任進行監督，規定企業以完成度報表、目標報告等形式體現職工人權、環境保護等社會責任履行情況，并頒布法規政策等保障企業社會責任報告機制的實施；同時可參考國際社會責任組織制定的SA8000等國際標準，并充分結合我國節能服務行業實際發展情況，建立規范化、可量化的企業社會責任標準。

5 結 論

(1)結合既有建筑節能改造工作的實際問題以及相關文獻研究，構建了由外部環境、企業自身和三方主體協同三大部分組成的既有建筑節能改造ESCO驅動因素指標體系，為既有建筑節能改造ESCO驅動因素研究奠定了理論基礎。

(2)運用DEMATEL-ISM法對既有建筑節能改造ESCO驅動因素進行剖析與探尋，對各驅動因素的屬性和重要性進行劃分，并以多級遞階結構模型的形式直觀地展現了其層次結構與內在機理。結果表明，激勵政策是根本驅動因素；企業經濟效益、主體間信任關系、企業發展戰略、項目風險、企業管理體系、地方政府協同推進、融資渠道、法律法規體系和企業技術創新能力是中間驅動因素；企業社會責任感、業主意愿、政府監督管制、主體間信息共享以及市場競爭環境是直接驅動因素。

(3)從根本因素、中間因素以及直接因素三個層面出發，分別對如何增強既有建筑節能改造ESCO驅動力進行了針對性的闡述，提出發展對策。