張美戀

（集美大學(xué)理學(xué)院，福建廈門 361021）

基于DEA的福建省低碳經(jīng)濟(jì)的效率評(píng)價(jià)

張美戀

（集美大學(xué)理學(xué)院，福建廈門 361021）

選取福建省2000-2012年能反映低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的13個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)單元，建立低碳經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，運(yùn)用DEA中的CCR模型和BCC模型，測(cè)算了福建省過去13年的低碳經(jīng)濟(jì)的綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率，進(jìn)一步對(duì)原有的投入、產(chǎn)出進(jìn)行調(diào)整，并以此為依據(jù)提出福建省低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)策。

低碳經(jīng)濟(jì)；DEA；效率；評(píng)價(jià)

福建位于我國(guó)東南沿海，地理環(huán)境優(yōu)越，森林覆蓋率達(dá)63.1%，位居全國(guó)首位，環(huán)境質(zhì)量持續(xù)位居全國(guó)前列，空氣質(zhì)量指數(shù)相對(duì)較低，在全國(guó)各省中排名屬于較好的省份，但也面臨著許多挑戰(zhàn)，2011年7月福建省人民政府印發(fā)的《福建省“十二五”環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃》指出，福建省局部地方污染比較嚴(yán)重，局部區(qū)域生態(tài)環(huán)境仍較脆弱，突發(fā)環(huán)境事件時(shí)有發(fā)生，“十二五”期間，福建省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)適度重型化的趨勢(shì)仍將延續(xù)，排污總量將持續(xù)增加，環(huán)境質(zhì)量改善的壓力進(jìn)一步增大，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不斷增加。福建省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展不容樂觀，能源利用率低、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理、低碳技術(shù)發(fā)展緩慢等因素將制約著福建省低碳經(jīng)濟(jì)向更高層次的發(fā)展。因而，對(duì)福建省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的投入產(chǎn)出進(jìn)行分析顯得尤為重要。

1 研究方法

1.1 指標(biāo)體系的建立與數(shù)據(jù)的處理

影響福建省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素很多，為了對(duì)福建省低碳經(jīng)濟(jì)進(jìn)行全面、客觀、科學(xué)、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，在借鑒相關(guān)研究成果［1-2］的基礎(chǔ)上，結(jié)合福建省自身的特點(diǎn)，選取了以下能反應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要指標(biāo)，輸入指標(biāo)包括X1---能源消耗量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤），X2---低碳產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資（萬元），由于國(guó)內(nèi)對(duì)于低碳產(chǎn)業(yè)沒有給出具體界定，本文采用第一、第三產(chǎn)業(yè)的固定資產(chǎn)投資總和減去房地產(chǎn)投資，X3---第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重（%）。產(chǎn)出指標(biāo)包括Y1---人均GDP（元/人），Y2---碳強(qiáng)度（千克碳/萬元）。碳強(qiáng)度是單位GDP二氧化碳排放量，關(guān)于二氧化碳?xì)怏w排放情況，國(guó)內(nèi)并沒有相關(guān)機(jī)構(gòu)公布過準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，因而此類數(shù)據(jù)需要通過各種能源的消耗情況來進(jìn)行測(cè)度。本文主要借鑒文獻(xiàn)［3］的相關(guān)方法，通過一次能源的消費(fèi)情況，利用碳排放轉(zhuǎn)換系數(shù)折合成碳的排放量，稱為“一次能源消費(fèi)法”。

碳排放量計(jì)算公式為：

其中，CO2為碳排放總量，E是一次能源總消費(fèi)量，Si是i類能源在總能源中的消費(fèi)比重，F(xiàn)i是i類能源的碳排放系數(shù)。各類能源的碳排放系數(shù)為煤炭0.747 6噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，石油0.582 5噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，天然氣0.443 5噸碳/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，水電、核能為0，我省的能源消費(fèi)是由煤炭、石油、天然氣和水電構(gòu)成，各能源的構(gòu)成比重見《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

選取福建省2000年-2012年的數(shù)據(jù)構(gòu)成13個(gè)決策單元，指標(biāo)體系中涉及的數(shù)據(jù)均來自各年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013）及《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2001-2013），原始數(shù)據(jù)見表1。

表1 福建省低碳經(jīng)濟(jì)效率評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)

對(duì)于逆向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理：

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱處理，對(duì)于正向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理：

其中yi∈［0.1，0.9］，max（xi）表示評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際值中的最大值，min（xi）表示評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際值中的最小值，X1，X2，X3，Y1為正向指標(biāo)，Y2為逆向指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)見表2。

表2 福建省低碳經(jīng)濟(jì)效率評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

1.2 評(píng)價(jià)方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis，簡(jiǎn)稱DEA）是由著名的運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes，W.W.Cooper和E.Rhodes于1978年首先提出的，DEA是一種評(píng)價(jià)具有多輸入多輸出同類決策單元相對(duì)有效的方法，該方法具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)背景。福建省低碳經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)包含多個(gè)投入和多個(gè)產(chǎn)出，之間關(guān)系復(fù)雜，因此運(yùn)用DEA方法是評(píng)價(jià)福建省低碳經(jīng)濟(jì)效率問題較為理想的方法。

假設(shè)有n個(gè)決策單元（DMU），每個(gè)DMU有m種類型的“輸入”和s種類型的“輸出”，其中，xij、yrj分別表示第j個(gè)決策單元DMUj對(duì)第i種輸入的投入量、對(duì)第r種輸出的產(chǎn)出量，且xij＞0，yrj＞0，這里，Xj=（x1j，x2j，…，xmj）T，Yj=（y1j，y2j，…，yrj）T為已知數(shù)據(jù)，n個(gè)決策單元都是具有可比性的，ε為非阿基米德無窮小量，CCR模型是在假設(shè)規(guī)模報(bào)酬不變的前提下對(duì)各決策單元的相對(duì)優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體表達(dá)式為

對(duì)于非DEA有效和弱DEA有效，S0-表示投入的允余量，S0+表示產(chǎn)出的不足量，第j0個(gè)DMU投入和產(chǎn)出的“投影”為通過計(jì)算各項(xiàng)投入指標(biāo)的冗余量和產(chǎn)出指標(biāo)的不足量，可以分析各決策單元非有效的原因和程度，預(yù)測(cè)決策單元可能達(dá)到的有效程度，發(fā)現(xiàn)各決策單元投入資源的改進(jìn)潛力及重點(diǎn)改進(jìn)方向。

在實(shí)際生產(chǎn)和社會(huì)活動(dòng)中，決策單元往往不能滿足規(guī)模報(bào)酬不變這個(gè)條件，可能表現(xiàn)為規(guī)模效率（SE）遞增或遞減，為了進(jìn)一步分析系統(tǒng)的規(guī)模收益（STE）狀態(tài)，誕生了BCC模型，此模型是在CCR模型的基礎(chǔ)上增加了約束條件基于BCC模型得到的最優(yōu)解θ0值為純技術(shù)效率（PTE），TE與PTE的關(guān)系可表示為TE=PTE* SE［4］，利用這一關(guān)系式可以判斷純技術(shù)效率和規(guī)模效率是否對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)效率的非有效性產(chǎn)生影響及影響程度。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)及CCR模型，運(yùn)用Deap2.1軟件，求得福建省2000-2012年各年低碳經(jīng)濟(jì)技術(shù)效率（TE），具體見圖1和表3。平均技術(shù)效率為0.969，其中有6年表現(xiàn)為DEA有效，占決策單元的46.15%，也就是說這6年投入產(chǎn)出都處于最佳狀態(tài)，不存在投入冗余或產(chǎn)出不足的問題，此時(shí)，決策單元DMU位于生產(chǎn)可能集的“前沿面”上。7年表現(xiàn)為非DEA有效，占決策單元的53.85%。可以發(fā)現(xiàn)DEA有效和非DEA有效單元互相交織，TE值整體上呈現(xiàn)上下波動(dòng)的特點(diǎn)。在2001-2002年及2009-2010年分別出現(xiàn)兩個(gè)波谷，技術(shù)效率（TE）分別在0.92和0.91左右，TE最小值出現(xiàn)在2009年，這一年正是美國(guó)金融風(fēng)暴發(fā)生，而國(guó)內(nèi)只注重經(jīng)濟(jì)規(guī)模卻忽視環(huán)保的粗放型經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)。在2004-2005年及2011-2012年出現(xiàn)兩個(gè)波峰，這兩個(gè)階段正是我國(guó)比較重視環(huán)保，提倡綠色經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)政策的體現(xiàn)。

圖1 福建省低碳經(jīng)濟(jì)TE分布圖

表3 福建省低碳經(jīng)濟(jì)效率值

年 份TE PTE SE RS 2007年1 1 1-2008年0.971 0.977 0.994 drs 2009年0.902 0.902 1-2010年0.914 0.919 0.995 drs 2011年1 1 1-2012年1 1 1-平 均0.969 0.977 0.992

對(duì)于非DEA有效的決策單元，有必要繼續(xù)分析非技術(shù)有效是由哪些原因造成的。BCC模型能夠給出決策單元非技術(shù)有效的具體原因，BCC模型將技術(shù)效率分解為純技術(shù)效率（PTE）和規(guī)模效率（SE）兩部分，根據(jù)表2的數(shù)據(jù)及BCC模型，運(yùn)用Deap2.1軟件，求得福建省低碳經(jīng)濟(jì)純技術(shù)效率（PTE），進(jìn)一步可以求出規(guī)模效率（SE），具體結(jié)果見表3和圖2，表中的“irs”，“drs”和“-”分別表示處于規(guī)模遞增、規(guī)模遞減和規(guī)模不變階段。在7個(gè)非DEA有效單元中，2001年純技術(shù)效率（PTE）為1，也就是純技術(shù)有效，但規(guī)模效率（SE）遞減，表明這一年的非DEA有效是由規(guī)模效率引起的，而2009年規(guī)模效率（SE）為1，表明這一年的非DEA有效是由生產(chǎn)規(guī)模與技術(shù)水平不匹配引起的。其余5個(gè)單元的非DEA有效是由生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)水平兩個(gè)因素非有效共同作用引起的。總體上看，2000-2012年各年份的純技術(shù)效率平均0.977，低于規(guī)模效率的平均0.992，在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，純技術(shù)效率上還較欠缺，這意味著福建省在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的過程中，除受制于規(guī)模瓶頸的制約外，更多受到技術(shù)欠缺的影響。

圖2 福建省低碳經(jīng)濟(jì)效率分布圖

表4 福建省低碳經(jīng)濟(jì)非有效決策單元調(diào)整情況

決策單元評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值目標(biāo)值調(diào)整值調(diào)整比例（%）X2 0.123 0.113-0.010-8.13 X3 0.349 0.264-0.085-24.4 2003年X1 0.222 0.208-0.014-6.3 X2 0.129 0.120-0.009-6.98 X3 0.495 0.443-0.052-10.5 2006年X1 0.524 0.502-0.022-4.2 X2 0.243 0.238-0.005-2.06 X3 0.682 0.668-0.014-2.05 2008年X1 0.680 0.660-0.02-2.94 X2 0.437 0.424-0.013-2.97 X3 0.726 0.705-0.021-2.89 2009年X1 0.752 0.617-0.135-18.0 X2 0.578 0.521-0.057-9.86 X3 0.720 0.649-0.071-9.86 Y2 0.538 0.757 0.219 40.7 2010年X1 0.850 0.777-0.073-8.59 X2 0.702 0.641-0.061-8.69 X3 0.929 0.849-0.08-8.61

對(duì)于非DEA有效的決策單元，還可以對(duì)原有的投入、產(chǎn)出進(jìn)行調(diào)整，使其成為有效單元，表4給出了各非有效決策單元調(diào)整情況。從產(chǎn)出指標(biāo)看，產(chǎn)出不足發(fā)生在2001年及2009年，其中，2001年產(chǎn)出Y1（人均GDP）需增加5.41%，2009年產(chǎn)出Y2（碳強(qiáng)度）需增加40.7%，由于Y2是逆向指標(biāo)，也就是說該年的碳強(qiáng)度需減少40.7%，資源的投入才能達(dá)到有效；從投入角度看，非DEA有效的年份都存在投入冗余，指標(biāo)的冗余率越大，說明使用率越低，以2010年為例，與目標(biāo)值相比，投入指標(biāo)X1（能源消耗量）應(yīng)減少8.59%，X2（低碳產(chǎn)業(yè)固定資產(chǎn)投資）應(yīng)減少8.69%，X3（第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP的比重）應(yīng)減少8.61%，才能達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)有效，也就是在投入指標(biāo)中，應(yīng)當(dāng)控制能源消耗量，合理配置低碳產(chǎn)業(yè)資產(chǎn)投資規(guī)模，降低第二產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重，才能達(dá)到資源的合理配置，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)化。

3 結(jié)論與建議

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，福建省低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率總體水平還不高，主要是受技術(shù)欠缺和規(guī)模瓶頸兩方面因素的制約。建議：

第一，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)。從這幾年數(shù)據(jù)來看，福建省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有重型化的趨勢(shì)，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比由2000年的43.26%上升到2012年的51.71%，而且2010-2012連續(xù)三年超過50%，要加快低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，就必須提高第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比重，因此，需要政府引導(dǎo)，對(duì)低碳產(chǎn)業(yè)在財(cái)政、稅收、金融、土地各方面給予傾斜。

第二，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源和可再生能源的比重。從福建省歷年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，煤炭占比最大，約占60%上下，天然氣消費(fèi)比重雖然近幾年一直在提高，但至2012年比重還未超過5%，降低煤炭在能源消費(fèi)中的比例，根據(jù)福建省的地理優(yōu)勢(shì)，積極推動(dòng)發(fā)展新能源與可再生能源，加快普及太陽能的利用，合理地開采和利用地?zé)崴春统毕Y源以替代常規(guī)能源［5］。

第三，發(fā)展低碳技術(shù)，提高能源利用效率。建立和完善低碳技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)的激勵(lì)機(jī)制，加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)交流與合作，引進(jìn)國(guó)外提高能效技術(shù)、節(jié)能技術(shù)，促進(jìn)福建省低碳技術(shù)的發(fā)展。

［1］劉濤.福建省城市工業(yè)污染治理投資動(dòng)態(tài)效率評(píng)價(jià)［J］.西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，49（4）：94-100.

［2］馬軍.基于DEA法的內(nèi)蒙古發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的效率評(píng)價(jià)［J］.科學(xué)管理研究，2011，29（3）：84-87.

［3］徐國(guó)泉，等.中國(guó)碳排放因素分解模型及實(shí)證研究：1995-2004［J］.中國(guó)人口資源與環(huán)境，2006，16（6）：158-161.

［4］魏權(quán)齡.評(píng)價(jià)相對(duì)有效性的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型［M］.北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2012：32-96.

［5］吳婧.福建省構(gòu)建低碳城市的能源調(diào)查及建議［J］.福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，9（3）：276-284.

Efficiency Evaluation on Low-carbon Economy in Fujian Based on the Data Envelopment Analysis

ZHANG Mei-lian
（Science college，Jimei University，Xiamen 361021，China）

In this paper，13 indexes are selected from 2000 to 2012 in Fujian as the evaluation unit，and the index system is set up on low-carbon economy evaluation.Based on CCRmodel and BCCmodelof DEA，we estimated the technical efficiency and pure technical efficiency and scale efficiency in the past13 years of low-carbon economy in Fujian.Furthermore，the original input and output are adjusted，and on this basis the countermeasures are put forward to develop low-carbon economy in Fujian.

low-carbon economy，data envelopment analysis，efficiency，evaluation

F293

A

1007-4260（2014）03-0041-04

時(shí)間：2014-9-15 16：07 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/doi/10.13757/j.cnki.cn34-1150/n.2014.03.011.html

2014-03-10

張美戀，女，福建東山人，碩士，集美大學(xué)理學(xué)院副教授，研究方向?yàn)槎鄬傩栽u(píng)價(jià)、優(yōu)化理論及應(yīng)用。