發電企業低碳轉型績效評價研究

熊敏鵬，張春秒

（華北電力大學 經濟與管理學院，北京 102206）

2016年，《巴黎協定》正式生效，確定了全球中長期的應對氣候變化目標，中國在提交的自主貢獻文件中明確提出：到2030年單位GDP二氧化碳排放下降60%～65%，2030年左右二氧化碳排放量達峰，并盡早實現達峰的目標[1]。為確保實現中國碳強度下降目標，國務院發布了《國務院關于印發“十三五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》（國發〔2016〕61號），向大型發電集團提出碳排放控制目標，要求2020年單位供電二氧化碳排放控制在550 g/kW·h以內[2]。2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上表示中國力爭在2060年前實現碳中和。為了減少碳排放，優化環境和實現溫控目標，“脫碳”將成為中國能源革命的有效路徑。因此，發電行業作為高碳排放的行業之一，發電企業必須加快低碳轉型，推動發電行業高質量清潔發展。

目前國內學者大多針對發電企業低碳發展狀況進行評價。張巖等[3]結合電力企業的特點，從低碳能源消耗和產出、低碳消費和低碳管理三個維度，建立了電力企業低碳績效評價指標體系并對其進行闡釋。樊超[4]基于DPSIR模型構建了火力發電企業的低碳績效評價體系，通過層次-熵權相結合的研究方法，對樣本企業“十二五”時期的低碳績效進行了評價研究。朱利明[5]從定量的角度構建了大型發電企業低碳競爭力評價體系，包括運營競爭力、環境競爭力、資源競爭力、管理競爭力四個維度，并釆用模糊綜合評價法與層次分析法相結合的方法對樣本企業低碳競爭力進行評價分析。段銘[6]通過DPSIR模型與“5C”分析法構成的DPSIR-5C組合模型構建出一套火電企業低碳發展水平評價指標體系，用BTS-熵權組合法確定指標權重，并建立了基于鯨魚算法優化的最小二乘支持向量機評價模型衡量火電企業的低碳發展水平。秦云富等[7]構建了發電企業可持續性和綠色運營效益的評價指標體系，提出了一種基于動態猶豫度改進的直覺模糊層次分析法（D-IFAHP），并用一種基于徑向基核函數優化的極限學習機算法（RELM）進行計算。以上文獻表明，以往國內對發電企業低碳轉型方面的研究大多集中在低碳發展的縱向評價研究，很少有橫向的分析，所以構建一套科學合理的評價體系對發電企業低碳轉型績效評價具有現實意義。

一、構建評價指標體系

參考其他學者已構建的低碳發展等相關指標體系，結合中國發電企業低碳轉型現狀，本文從財務績效、發電技術經濟性、污染物排放利用、低碳電源結構和組織技術創新5個層面選取17項指標來構建發電企業低碳轉型績效評價指標體系（見表1）。本評價指標體系涉及的各指標數據來源于各企業官網、年報、社會責任報告等，不可直接獲取的數據通過計算得出，定性指標測評數據的獲取是通過邀請專家學者，根據各企業所提供的社會責任報告、數據信息、相關報道等，對各個定性指標進行客觀科學的打分，并最終取平均值。所研究的樣本發電企業為中國大唐集團有限公司、中國華能集團有限公司、中國華電集團有限公司、國家電力投資集團有限公司和國家能源投資集團有限責任公司（以下分別簡稱為大唐集團、華能集團、華電集團、國家電投和國家能源集團），時間范圍為2015—2019年。由于國家能源集團是2017年由中國國電集團有限公司和神華集團有限責任公司合并重組成立，所以只對其2017—2019年的低碳轉型績效進行評價。

表1 發電企業低碳轉型績效評價指標體系及說明

二、評價方法

指標綜合權重由熵權法與網絡層次分析法（ANP）平均得到，熵權法和ANP法獲得的權重比例各占50%，即

其中W為綜合權重，W1為熵權法得到的權重，W2為ANP法得到的權重。

（一） 熵權法

熵權法根據各指標相對變化程度對系統整體的影響來確定其權重[8]。熵權法能夠直接反映出指標信息熵權的效用價值，具有較高的可信度和精準度，所以這種方法適合發電企業低碳轉型績效評價。

熵權法具體計算方法如下：

步驟（1）：假設有i個評價對象，每個評價對象有j個評價指標，構造判斷矩陣X：

步驟（2）：對原始數據進行無量綱化處理，得到標準化矩陣D。評價指標分為效益型指標和成本型指標。標準化公式如下：

步驟（3）：確定各評價指標的熵值。

特別地，當dij=0 時，l ndij無意義，此時重新定義dij=dij+1。

步驟（4）：確定各評價指標的熵權。

（二） ANP法

網絡層次分析法（analytic network process, ANP）是層次分析法AHP的一個改進版本，用于減少AHP在非獨立層次結構中的不足[9]。該模型將復雜問題中的系統元素分為控制層和網絡層。

ANP具體操作方法如下：

步驟（1）：通常采用的是成對比較法結合判斷尺度（見表2）對元素進行重要性判斷，從而得到判斷矩陣。

表2 判斷尺度

步驟（2）：控制層主要是決策問題的目標；網絡層有N個元素組，即 [C1,C2,···,CN]，其中元素組Ci由元素Cij組成。根據Ci中元素對Cij的影響，對Ci中元素進行對比分析，然后根據特征值法得到排序向量 [wi1,wi2,···,win]T。如果上述特征向量通過一致性檢驗，將其寫成矩陣形式，得到局部權重向量矩陣Wij。

步驟（3）：基于各元素之間的相互作用，計算第i層所有元素對第j層的影響，得到未加權超矩陣Ws。

步驟（4）：比較Ci和Cj的重要性，得到加權矩陣A。

由A乘Ws得到加權超矩陣。

由上述公式計算的結果是各指標的主觀權重。由于計算過程復雜，本文采用Super Decision軟件計算主觀權重W2。

（三） TOPSIS法

TOPSIS法是根據有限個評價對象與理想化目標的接近程度進行排序的方法，是在現有的對象中進行相對優劣的評價[10]。理想化目標分為正理想解和負理想解，評價最好的對象應與正理想解的距離最近，而與負理想解距離最遠。

TOPSIS具體計算方法如下：

步驟（1）：構造權重規范化矩陣。

其中Wj是第j個指標的綜合權重，dij是規范化矩陣D里的元素。

步驟（2）：確定正理想解A*和負理想解A?。

其中，J1是效益型指標集, 表示在第j個指標上的最優值；J2是成本型指標集，表示在第j個指標上的最劣值。

步驟（3）：計算距離。距離尺度可以通過n維歐幾里得距離來計算，目標到正理想解A*的距離為S*，到負理想解A?的距離為S?：

其中, S*值越小，評價目標距離理想目標越近，方案越優。

步驟（4）：計算貼近度C*。

步驟（5）：根據C*的值按從小到大的順序對各評價對象進行排序。當時，表示該目標為最劣目標；當=1時，表示該目標為最優目標。

三、評價結果及分析

本文的評價結果包括兩部分，第一部分是針對5個企業時間序列數據分別進行綜合賦權計算得分，總分為100分，根據得分來分析每個企業在2015—2019年之間低碳轉型績效的變化；第二部分是針對5個企業2015—2019年的截面數據分別進行賦權并利用TOPSIS法對每一年的發電企業計算貼近度并進行排序，從而確定每一年發電企業低碳轉型的優劣。

第一部分和第二部分的指標綜合權重如表3所示。首先，清潔能源裝機占比D1、清潔能源發電量占比D2、新增清潔能源投產占比D3三項指標所占權重較大，在0.077—0.099之間，說明低碳電源結構的優化對發電企業低碳轉型的影響較為重要；其次，火電設備利用小時數B2、清潔能源設備利用小時數B3、供電標準煤耗B4的指標權重分布在0.057—0.087之間，占比也相對較高，說明發電技術的經濟性是影響發電企業低碳轉型績效評價的重要因素；再次，污染物排放率越低、廢物利用率越高，越能直接體現發電企業的火電低碳轉型發展能力，二氧化硫排放率C2、氮氧化物排放率C3兩項指標權重的走高是發電企業重視低碳轉型的最直接體現。

表3 指標綜合權重表

根據表4可以發現五個國有發電企業在“十三五”期間低碳轉型進展良好，各企業均呈現出逐年進步的趨勢。

表4 各企業時間序列數據評價結果

大唐集團的低碳轉型績效在2015—2018年呈現快速上升的勢頭，但在2019年有所下降。在用電需求下降、煤炭市場供需緊張、煤炭價格高位的情況下，大唐集團創新工作方法，建立“日監控、周匯報、月分析”制度，將偏差分析落實到每一家電廠、每一臺機組，精心開展電量過程管控；同時大唐集團高度重視科技創新，增加科技投入，形成了職能管理、科技平臺、研發轉化三位一體的科技創新體系，提高科技創新獎勵總額，激勵全員創新，近年來新增省級及以上獎項數量一直保持行業先進水平。對組織技術創新的重視使得大唐集團的低碳轉型績效在2015—2018年有較大進展。2019年，約有七成火電資產的大唐集團當務之急本應為優化存量結構，但煤化工業務又重回大唐集團的戰略布局中，這為其低碳轉型發展增加了不確定性。

華能集團低碳轉型績效近年來呈現穩步上升的形式，但增長率較為平緩。2015年和2016年得分均偏低，其原因主要為：受經濟下行影響，發電企業深陷虧損，而火電也出現投資過剩的情況，因此華能集團體量大成了雙刃劍，產能過剩對其影響也是最大的。隨著我國電力市場競爭持續加劇，建設生態文明社會和資源環境約束，倒逼華能集團進一步加快電源結構調整、轉型升級。2016—2018年，華能集團加大了對新能源的投資，2019年逐步對風電開始發力，先是陸上招標近800萬千瓦，同年投資1600億元在江蘇建設1000萬千瓦海上風電，在五大發電集團里首先設立海上風電技術研發中心，這一舉動充分證明了華能集團海上風電發展的決心。2020年華能集團在核電產業獲得了實質性突破，借此成為繼中國核工業集團、中國廣核集團、國家電投三大集團之后中國第四張核電牌照的持有者，向低碳轉型邁出了更堅實的一步。

華電集團在2015年的起點分數較高，說明華電集團在2015年之前在低碳轉型方面做出了很多努力。當前，全國碳排放權交易市場正處于建設階段，華電集團根據國內碳排放現狀和政策，針對企業碳排放現狀及存在的問題，就碳排放管理模式創新的關鍵內容進行深入分析，率先編制碳排放專項規劃，以全口徑供電碳排放強度作為碳排放主要控制目標，并在全系統推行元素碳含量實測，建立了完善的碳排放數據管理體系。通過近幾年碳排放目標分解落實，華電集團在盤活存量和做優增量上都取得了明顯的成效。華電集團對低碳管理制度的重視以及低碳發展創新技術的投入，使其在組織技術創新層面的相應指標得分較高。

國家電投是2015年由中國電力投資集團和國家核電技術有限公司合并而成。作為最早擁有核電牌照的集團，電源結構與其他四家不同。在充分發揮其核電優勢的基礎之外，國家電投仍加大清潔能源投資，積極進行電源結構優化：以光伏發電領跑者身份，在全國率先形成了完整的光伏產業鏈，通過上下游產業的協同，推進光伏全產業鏈的升級和進步。2016年國家電投開始在綜合智慧能源領域積極探索實踐，充分依托自身業務優勢發力綜合智慧能源發展，通過“電、熱、冷、氣、水”的橫向協同以及“源-網-荷-儲-用”的縱向協同，打造優質、智慧的能源服務，目前國家電投是五大發電集團中唯一一家明確其綜合能源業務架構體系的發電集團。

國家能源集團的低碳轉型發展較為迅速。首先，國家能源集團在二氧化碳捕集和封存技術（CCS）方面已經取得階段性成果，建成了中國第一個全流程煤基二氧化碳捕集和封存示范項目，此外，其會繼續加大碳捕集、利用和封存技術（CCUS）的投入，加快煤電清潔低碳發展，為實現2060年碳中和提供技術保障；其次，國家能源集團重視碳交易市場的建設，建立了碳市場“三級管控系統”和“四統一”的碳排放管理原則，同時注重人才的培養和管理信息系統的建設。這些戰略舉措都為其低碳轉型發展夯實了基礎。

通過表5可以看出2015—2019年各企業之間的排序在不斷變化，說明各企業的低碳轉型都在進行著不同程度的發展。

表5 各企業TOPSIS貼近度和排序

大唐集團連續五年位列第4名，主要原因是前期大唐集團對火電的大量投資造成了如今火電資產過重的形勢，又受煤價上漲以及清潔能源擠壓市場等因素的影響，大唐集團火電資產的頹勢愈加明顯，截至2019年底，大唐集團火電裝機占比為67.49%。盡管大唐集團希望通過大力發展陸上平價、海上風電等新能源項目，以此來追趕其他集團的轉型速度，但從風光等新能源的布局上看，大唐集團因布局較晚，目前并無優勢。

華能集團的低碳轉型呈現出向好的趨勢，屬于低碳轉型的第二梯隊。自2018年以來，體量大的華能集團開始大力布局可再生能源，提出“兩線”、“兩化”戰略，在 “三北”地區，布局一批距離市場近、輸送距離短、市場競爭力強的優質風光煤電輸用一體化基地；圍繞東部沿海省份，打造基地型規模化、投資建設運維一體化的海上風電發展帶，轉型力度頗大。此外，華能集團高度重視重大技術攻關，火電機組一體化節能和靈活性改造、廢水零排放、電站智能控制等一批新技術得到示范應用和推廣，技術的進步為其轉型升級發展提高了競爭力。

華電集團的低碳轉型績效位于中上游，這得益于其一直堅持新發展理念。首先，以清潔能源為主攻方向，截至2019年底，華電集團清潔能源裝機占比由2010年的24.8%上升至2019年的40.4%，僅次于國家電投，這說明華電集團低碳轉型績效有了實質的提升；其次，華電集團在做大綠色發展增量的同時，努力優化存量，不斷提升“低能耗、低排放、高效率”能源供給水平，數據顯示，供電標準煤耗由2010年的328.2克/千瓦時降至2019年的298.3克/千瓦時，減排成效顯著。

國家電投一直是發電企業低碳轉型的排頭兵。2018年國家電投大力推進重點區域和重大項目落地，例如在沿海區域布局新能源、智慧能源新業態，在西部區域布局大規模清潔能源基地，在東部沿海區域建設核電基地、海上風電基地。此外，國家電投堅持核電引領清潔發展，積極突破一系列核電技術，完成AP1000國產化標準設計，并自主研發了具有知識產權的CAP1400核電堆型。截至2019年底，國家電投實現清潔能源裝機占比50.5%，比行業平均高10個百分點，是五大發電集團中首個清潔能源裝機占比突破50%的發電集團，成為五大發電集團電源結構轉型的領跑者。

國家能源集團排序變化不大，連續三年排在第5名。與其他集團相比，國家能源集團的電源結構亟需調整，盡管通過股權轉讓等形式處理了一些經營效益較差的煤電廠，但火電存量仍較為突出。而且新能源發展較為單一，發展重心聚焦在風電領域，光伏成為其短板，如何趕超其他集團在光伏領域有一席之地將成為國家能源集團未來的發展方向。

四、結論與建議

本文運用熵權-ANP-TOPSIS方法，對5家國有發電企業2015—2019年的指標數據進行了實證研究與分析。得出一些結論和建議：

第一，低碳電源結構優化和發電技術經濟性改善對發電企業低碳轉型績效的影響相對較大；我國國有發電企業在“十三五”期間低碳轉型進展良好，各企業電源結構都在向低碳化、清潔化方向發展；在樣本企業中，國家電投的低碳轉型績效相對較好，這源于其電源結構的優化、新業態的發展、管理模式的改革，這一系列創新都使其蛻變成為了發電企業的轉型標桿。

第二，我國應當不斷完善發電行業低碳管理制度及基本法規。目前發電行業并未形成系統化的、較為完備的低碳發展管理制度，企業層面的低碳發展管理水平參差不齊。因此，為了使發電企業更好的實現低碳轉型，建議繼續充實各級單位碳排放組織體系，保障碳排放各項重點任務的落實，提高碳排放相關工作開展的效率。

第三，企業應當引進新技術、增加研發投入。進行工藝升級、利用高效節能的技術是解決廢棄物減排直接而有效的途徑。首先，深入挖掘降碳潛力，開展基于碳排放的運行優化和燃料優化工作，降低機組碳排放；其次，加大低碳科技創新，密切追蹤先進的CCUS技術，積極儲備低碳技術人才，尋求煤電清潔化發展道路。

第四，企業應該堅持新發展理念，加快轉型降碳。堅持在發展中調結構，切實把控好火電和清潔能源發展節奏，充分利用電源結構調整，有效控制碳排放。把握電力市場化改革契機，注重市場電量統籌優化，通過積極開展電量替代和機組經濟運行優化，促使電量向低能耗、低排放、高能效的清潔能源和高效煤電傾斜，逐步優化電源結構，減少碳排放。