中國電力系統(tǒng)環(huán)境效率研究：考慮松弛變量的網(wǎng)絡(luò)DEA視角

鄧英芝

(天津大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，天津300072)

摘要：電力系統(tǒng)的環(huán)境效率變化直接影響中國節(jié)能減排目標的實現(xiàn)，文章采用基于松弛變量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(slack based measure-network data envelopment analysis：SBM-NDEA)研究30個省級行政區(qū)域(未包括港澳臺和西藏)電力系統(tǒng)環(huán)境效率變動情況。通過對運算結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)：由于考慮了發(fā)電部門和輸配部門間的競爭合作關(guān)系，SBM-NDEA模型結(jié)果的區(qū)分度更高，比傳統(tǒng)模型更適用于電力系統(tǒng)效率評價；是否將上網(wǎng)電量作為輸入對評價結(jié)果影響很大；加強對中西部電力輸出地區(qū)的轉(zhuǎn)移支付，有利于實現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：非理想產(chǎn)出；網(wǎng)絡(luò)DEA模型，電力系統(tǒng)；環(huán)境效率

收稿日期：2015-07-15修回日期：2015-10-20

基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(71373172，71003072)；國家發(fā)改委清潔發(fā)展機制基金項目(2012023)；住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部項目(11-R1-338)

作者簡介：鄧英芝(1979-)，女，山東聊城人，天津大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部講師，碩士，研究方向：信息管理與信息系統(tǒng)，能源政策與管理。

中圖分類號：F224.7

文獻標識碼：A

文章編號：1002-9753(2015)11-0145-10

Abstract：The environmental efficiency ofChina’s power system is very important for achieving its energy saving and carbon emission reduction goals.This study employs a two-stage slack-based measure-network data envelopment analysis (SBM-NDEA)model to evaluate the environmental efficiencies of China’s power systems and the effects of related policy reforms.Thirty provincial administrative regions (PARs)are taken as decision making units (Taiwan，Hong Kong，Maocao and Tibet are not included due to data availability).The empirical analysis reach the following conclusions.First，compared with the traditional SBM-DEA，the network model does better in evaluating the environmental efficiency of the power systems as it can take the cooperation and competitive situation between generation and grid division into consideration.Second，whether on-grid power is taken as inputs will greatly affect the efficiency results.Finally，to strengthen the financial payment transfer policies for Midwest regions will help to optimize the national power dispatch.

Environmental Efficiency Evaluation on China’s Power Systems：

Perspective of Slack Based Network DEA

DENG Ying-zhi

(CollegeofManagementandEconomics，TianjinUniversity，Tianjin300072,China)

Key words:Undesirable outputs；slack based measure；power systems；network DEA；environmental efficiency.

一、 引言

中國政府在2009年底的哥本哈根氣候峰會上提出了2020年單位GDP碳排放要在2005年基礎(chǔ)上下降40%～45%的目標；并于2014年中美氣候變化峰會期間進一步做出2030年左右二氧化碳排放總量達到峰值且將努力早日達峰的承諾。要實現(xiàn)這一宏偉目標，需要各行業(yè)的統(tǒng)籌安排。電力系統(tǒng)占中國碳排放總量的49%[1]，是產(chǎn)生碳排放最多的生產(chǎn)部門，且隨著現(xiàn)代化程度的提高，經(jīng)濟發(fā)展對電力的依賴將越來越大，預(yù)計電力系統(tǒng)造成的碳排放將會進一步增長。提高電力部門的生產(chǎn)效率，減少電力系統(tǒng)排放，是實現(xiàn)這一目標不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

電力系統(tǒng)是包含發(fā)、輸、配、售等多個環(huán)節(jié)的縱向一體化系統(tǒng)，在中國分別由發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)公司經(jīng)營。電力生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生二氧化碳，輸配過程中產(chǎn)生線路損耗。要提高電力系統(tǒng)環(huán)境效率，減少碳排放，需要綜合考慮能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、經(jīng)濟發(fā)展與電力管理體制等多方面因素。近年來，中國的電力事業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提高。6000KW以上供電標準煤耗已從2000年的389g/KWh降低到2012年的326g/KWh；同期輸配網(wǎng)絡(luò)線路損失率從7.70%降低到6.50%[2]。因此，在考慮非理想產(chǎn)出的情況下，如何科學(xué)評價電力系統(tǒng)環(huán)境效率，進而對其整體發(fā)展進行優(yōu)化調(diào)整，是影響我國未來節(jié)能減排工作的重要課題。

本文采用兩階段均含有非理想產(chǎn)出、第二階段含有新增投入變量的考慮松弛變量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(slack based measure-network data envelopment analysis：SBM-NDEA)模型，以30個省市區(qū)為決策單元，實證分析2001—2010年的電力系統(tǒng)運行情況，研究促進電力系統(tǒng)環(huán)境效率提高的影響因素，提出激勵發(fā)電部門積極生產(chǎn)，輸配部門減少損耗，消費部門減少電力浪費，推進電力體制改革的政策建議。

二、文獻綜述

由于無需提前確定投入產(chǎn)出指標間的關(guān)系，非參數(shù)的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Ana-lysis，DEA)方法在能源與環(huán)境領(lǐng)域的效率評價中得到了廣泛應(yīng)用[3]。F?re等最早采用DEA方法進行電力系統(tǒng)效率研究，他采用基于徑向距離函數(shù)的DEA方法，在分別假設(shè)規(guī)模收益不變與規(guī)模收益可變的情況下，研究了1975到1979年22家美國伊利諾斯州發(fā)電企業(yè)的純技術(shù)效率、規(guī)模效率與投入要素擁擠情況[4]。Lam 和Shiu結(jié)合DEA與兩階段回歸分析法研究了1995到1996年中國各省、直轄市、自治區(qū)熱電部門的生產(chǎn)效率[5]。解百臣等采用了投入型Malmquist指數(shù)研究了我國不同省份發(fā)電部門的生產(chǎn)效率[6]。劉明磊等采用基于距離函數(shù)的DEA方法研究了我國不同省份的碳排放績效和邊際減排成本[7]。曲茜茜等和Wang等較早進行了發(fā)電部門的環(huán)境效率研究，將碳排放作為非理想產(chǎn)出分析了我國不同地區(qū)火電部門的生產(chǎn)效率[8]。趙曉麗等進一步分析了實施廠網(wǎng)改革政策對火電企業(yè)的影響[9]。

Weyman-Jones是最早開展電網(wǎng)公司效率研究的學(xué)者之一，研究了英格蘭與威爾士地區(qū)12家輸配公司的效率差異，分析了企業(yè)技術(shù)無效的原因及1980年放松管制對企業(yè)效率的影響，提出技術(shù)無效企業(yè)相應(yīng)的效率改進措施及放松管制的改進機制[10]。Yu等采用兩階段成本DEA模型研究天氣變化對英國電網(wǎng)企業(yè)的效率影響時，將運營費用、顧客損失和電網(wǎng)損失等作為投入指標納入評價指標體系，發(fā)現(xiàn)這些因素將顯著影響企業(yè)效率[11]。?elen 認為電網(wǎng)公司的效率評價同發(fā)電企業(yè)一樣，不能只局限于靜態(tài)效率評價，還要考慮效率的動態(tài)變化[12]。Gouveia在電網(wǎng)公司的效率評價中納入了價值型指標[13]。

上述研究大多只研究發(fā)電企業(yè)或電網(wǎng)企業(yè)的生產(chǎn)效率，Nemoto和Goto采用動態(tài)DEA方法測算了含有近似固定投入變量時縱向一體化電力系統(tǒng)的生產(chǎn)效率[14]。Arocena對西班牙發(fā)電企業(yè)的研究發(fā)現(xiàn)：一體化經(jīng)營和多樣化發(fā)電來源會帶來成本節(jié)約和效益提高，但企業(yè)規(guī)模過大卻往往導(dǎo)致管理效率低下，因而宜在保持一體化經(jīng)營和范圍經(jīng)濟的前提下對大型電力公司進行拆分[15]。Sueyoshi和Goto在研究電力企業(yè)生產(chǎn)效率過程中，將企業(yè)經(jīng)濟效益考慮在內(nèi)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)營效益、生產(chǎn)效率、企業(yè)價值的提高是相互促進的，放松管制后，一體化電力公司的協(xié)同效應(yīng)并不明顯，主營業(yè)務(wù)單一的公司生產(chǎn)更有效[16]。Xie等的研究發(fā)現(xiàn)發(fā)電形式的差異不僅影響發(fā)電部門的環(huán)境效率，而且顯著影響一體化電力系統(tǒng)的效率[17]。Khalili-Damghani的研究也證明，發(fā)電部門和電網(wǎng)部門應(yīng)統(tǒng)籌考慮，并探討了非理想產(chǎn)出的處理方式[18]。

當(dāng)前中國電力體制下，發(fā)電部門與輸配部門隸屬于不同企業(yè)，兩部門間競爭與合作的關(guān)系直接影響電力系統(tǒng)整體效率。網(wǎng)絡(luò)DEA模型將上網(wǎng)電量視為中間變量，在發(fā)電部門與輸配部門的研究中分別考慮，克服了以往一體化電力系統(tǒng)評價中忽視系統(tǒng)內(nèi)部因素影響的缺陷。環(huán)境DEA模型，不僅考慮生產(chǎn)效率，還考慮發(fā)電過程中的碳排放，以及輸配過程中的線路損耗等因素，與目前減緩氣候變化，促進可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想一致；SBM-DEA模型能夠分析各投入指標的冗余和產(chǎn)出指標的提高空間，刻畫引致DEA無效的原因。本文有效結(jié)合3種模型優(yōu)點，判斷引致不同省份電力系統(tǒng)效率差異的原因?；谒沙谧兞康木W(wǎng)絡(luò)DEA模型的優(yōu)點目前已經(jīng)有很多文獻探討，并證實該方法適用于電力、銀行、醫(yī)療等多個領(lǐng)域[19]。但結(jié)合中國電力政策改革實踐，分析引致電力系統(tǒng)環(huán)境效率變化的分析少見報道，研究成果將能夠為電力系統(tǒng)政策改革提供有益的決策參考。

三、研究方法與數(shù)據(jù)獲取

(一)研究方法

傳統(tǒng)的DEA模型將決策單元的生產(chǎn)過程視為“黑箱”，只關(guān)注決策單元總的投入和產(chǎn)出，相當(dāng)于認為不同部門之間是完全合作的，且能夠在最優(yōu)狀態(tài)下生產(chǎn)?，F(xiàn)有的電力管理體制下，發(fā)電部門與輸配部門隸屬于不同企業(yè)，這種假設(shè)過于理想化。

F?re和Grosskopf首先在DEA方法的研究中引入中間變量的概念[16]，試圖觀測決策單元生產(chǎn)過程中各部門間關(guān)系對生產(chǎn)效率的影響，并于2000年正式提出了網(wǎng)絡(luò)DEA模型概念[20]，分析該模型與以往動態(tài)DEA模型在內(nèi)涵和求解方式上的不同。Kao等從不同的視角對網(wǎng)絡(luò)DEA進行研究，他們將具有兩階段特征企業(yè)的整體效率分解為其內(nèi)部部門效率的乘積，從而計算出決策單元整體效率和部門效率值[21]。需要指出的是，前述模型都是建立在基于徑向距離函數(shù)基礎(chǔ)上，在線性規(guī)劃求解過程中忽略了投入與產(chǎn)出的松弛變量。Tsutsui和Goto認為投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)基于徑向變化的假設(shè)過強，因此建立了基于松弛變量的網(wǎng)絡(luò)DEA模型[19]。Fukuyama 和Weber等將非理想產(chǎn)出的概念引入兩階段SBM-NDEA模型，并以2000—2006年日本銀行業(yè)的經(jīng)營情況為例進行實證分析，發(fā)現(xiàn)是否引入非理想產(chǎn)出對效率評價值影響很大[22]。發(fā)電部門除了產(chǎn)生有效發(fā)電量這一中間變量外，還會產(chǎn)生碳排放、廠用電等非理想產(chǎn)出，輸配環(huán)節(jié)的輸入除了中間變量發(fā)電量外，還包括如輸配網(wǎng)絡(luò)的投入因素等。下面首先按照傳統(tǒng)的效率評價方法，采用含有非理想產(chǎn)出的SBM-DEA模型研究電力系統(tǒng)整體效率，然后提出與電力系統(tǒng)運行狀況相吻合的含有非理想產(chǎn)出的兩階段SBM-網(wǎng)絡(luò)DEA模型，對比分析網(wǎng)絡(luò)模型的特點與不同。

(二)單部門模型

對任一決策單元j，以xj,yj，uj表示發(fā)電部門N維投入、M維理想產(chǎn)出和L維非理想產(chǎn)出。只要進行電力生產(chǎn)和輸配，就不可避免的會產(chǎn)生碳排放、廠用電、線路損耗，也就意味著要想減少非理想產(chǎn)出，必須以減少理想產(chǎn)出為代價。若求解決策單元DMU(x0,u0,z0)的效率值，設(shè)定λ,s-,su-,s+分別為決策變量，參照Cooper 等的方法[23]，建立電力系統(tǒng)的SBM-DEA模型如下：

(1)

(DP’)max1-vx0-μuu0+μy0

(2)

其中，[1/x]，[1/u]，[1/y]分別表示列向量(1/x10,1/x20,…1/xN10)T，(1/u10,1/u20,…1/uL10)T和 (1/z10,1/z20,…1/zM0)T。對偶變量v∈RN,μu∈RL,μ∈RM可以理解為投入產(chǎn)出變量的價格，顯然，對于生產(chǎn)前沿面上的決策單元，效率值不小于0，當(dāng)值為1時達到SBM有效。

(三)兩部門網(wǎng)絡(luò)DEA模型

(3)

(4)

四、實證分析

(一)數(shù)據(jù)

2001年，由于經(jīng)濟快速發(fā)展，中國開始出現(xiàn)電力供需緊張的局面，這種趨勢一直持續(xù)到2009年才基本緩解。文章以中國30個省級行政區(qū)域電力系統(tǒng)為決策單元(由于數(shù)據(jù)收集困難，香港、澳門、西藏和臺灣未包括在內(nèi))，研究了2001到2010年期間電力系統(tǒng)效率變動情況。結(jié)合DEA模型指標設(shè)定的原則，投入指標為：裝機容量、勞動力、燃料、線路長度；理想產(chǎn)出為：終端用電量和服務(wù)區(qū)域；非理想產(chǎn)出為：碳排放量和損失電量*包括廠用電和線路損耗兩部分.。各指標具體定義與來源如表1所示。

表1　電力系統(tǒng)投入產(chǎn)出指標

(二)SBM-DEA 與 SBM-Network DEA結(jié)果對比分析

首先按照傳統(tǒng)效率評價方法，將電力系統(tǒng)作為整體，采用含有非理想產(chǎn)出的SBM-DEA模型計算效率值。然后將上網(wǎng)電量視為中間變量，未考慮各省市區(qū)間的電力調(diào)度的情況下，采用含有非理想產(chǎn)出的SBM-網(wǎng)絡(luò)DEA模型計算各決策單元效率值。由于目前中國并沒有針對二氧化碳排放采取直接懲罰性措施，也沒有針對電力輸出地區(qū)的制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，所建模型與現(xiàn)有電力管理體制基本吻合。兩模型的計算結(jié)果如表2所示。

從表2中可以看出，所有年份傳統(tǒng)模型效率值為1的決策單元的數(shù)量遠大于網(wǎng)絡(luò)DEA模型，且效率均值也大于網(wǎng)絡(luò)模型，這與以往的研究成果結(jié)果相同[22]。研究期間，傳統(tǒng)模型位于生產(chǎn)前沿面上的決策單元數(shù)量平均為6，占決策單元總數(shù)的20%，而SBM-NDEA模型下生產(chǎn)有效決策單元最多只有2個。進一步分析各年份決策單元效率最小值，發(fā)現(xiàn)所有年份網(wǎng)絡(luò)DEA模型效率的最小值都小于傳統(tǒng)模型。這說明，與傳統(tǒng)模型相比，網(wǎng)絡(luò)DEA模型具有更高的區(qū)分度。從研究期內(nèi)決策單元效率均值來看，兩模型均波動不大，最大均值分別出現(xiàn)在電力供應(yīng)緊張的2005年和供需基本平衡的2009年。標準差的分析也得出類似結(jié)果。電力系統(tǒng)的最佳運行狀態(tài)是供需平衡，供大于求和供應(yīng)不足都不利于生產(chǎn)效率提高和節(jié)能減排，同樣表明網(wǎng)絡(luò)模型視角下的評價結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)模型。加之傳統(tǒng)模型未考慮中間變量，相當(dāng)于假設(shè)發(fā)電部門與輸配部門是完全合作的，在兩者隸屬于不同公司的情況下，這種假設(shè)顯然過于牽強。綜合以上分析，網(wǎng)絡(luò)DEA模型效率評價結(jié)果優(yōu)于傳統(tǒng)模型。

(三)電力自給情況影響分析

上述網(wǎng)絡(luò)DEA模型中盡管將發(fā)電部門與輸配部門分開考慮，但假定有效發(fā)電量全部進入本省輸配部門，支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，這種假設(shè)與實際情況不符。若考慮各省份間的電力輸送，發(fā)電部門的投入產(chǎn)出指標仍直接采用年鑒中對應(yīng)省份的值，輸配部門的投入產(chǎn)出指標采用如下方法折算[17]：

α=電網(wǎng)輸入量*包括本省生產(chǎn)的電力和外省市調(diào)入的電力./發(fā)電量

投入產(chǎn)出指標值調(diào)整后的值=年鑒中對應(yīng)投入產(chǎn)出指標值/α

將各指標未經(jīng)處理的情況定義為情形1，經(jīng)過折算后的指標值對應(yīng)的情況定義為情形2。分別采用含有非理想產(chǎn)出的SBM-網(wǎng)絡(luò)DEA模型計算。研究中遵循國家的分類，將30個省市區(qū)分為東中西三組，東部地區(qū)包括北京、福建、河北、遼寧、廣東、江蘇、山東、上海、天津、海南和浙江；中部地區(qū)包括安徽、河南、黑龍江、湖北、湖南、吉林、江西和山西；西部地區(qū)包括甘肅、廣西、貴州、內(nèi)蒙、寧夏、青海、四川、陜西、新疆、云南、重慶等。圖1、圖2、圖3分別為兩種情形下東中西部地區(qū)效率均值與全國均值的對比情況。

通過圖1可以看出，情形1下東部省份所有年份效率值大于全國均值，且差值穩(wěn)定在0.1左右。情形2下，除2002年外，東部省份效率均值依然都大于全國均值，但兩者之間的差距波動較大，從0.02到0.10不等。2002年正是“廠網(wǎng)分離”政策出臺年份，開始出現(xiàn)全國大范圍電力供應(yīng)緊缺。這可以理解為，情形2下東部地區(qū)受電力供需形勢的影響變大，政策紅利變小。進一步分析發(fā)現(xiàn)，情形2下，東部省份有5年，全國則有7年效率均值高于情形1。這說明，情形2下總體上各地區(qū)間的效率差異變小，但這種趨勢在東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)并不明顯。

綜合圖1、圖2、圖3可以看出，情形2下，東中西部與全國效率均值的差距都小于情形1。這說明輸出指標進行調(diào)整后，地區(qū)之間的效率差異變小。另外，中、西部省份效率均值分別有10年和7年高于情形1，以中部地區(qū)為例，盡管情形2下其效率值仍低于全國均值，但平均差距從0.12縮小到0.07左右。電力系統(tǒng)改革的目標是在保證公平的情況下，激勵電力輸出地區(qū)多發(fā)電，滿足電力輸入省份的需求。情形1下，投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)直接來源于統(tǒng)計年鑒，未考慮省份間的電力調(diào)度，發(fā)電環(huán)節(jié)的碳排放、廠用電等非理想產(chǎn)出都計入電力輸出省份，而輸配環(huán)節(jié)的終端用電量直接計入電力輸入省份。對電力輸入省份而言，相當(dāng)于以較少的資源投入獲得較大產(chǎn)出，因而效率值較高；而對電力輸出省份，將眾多非理想產(chǎn)出留在本地，卻不能帶來經(jīng)濟和社會效益，因而在評估中處于不利地位。多角度分析都說明，情形2下，由于經(jīng)濟發(fā)展差異造成的地區(qū)差異對評價結(jié)果的影響減小，顯然更有利于激發(fā)電力輸出地區(qū)的發(fā)電積極性，實現(xiàn)全國電力供需的統(tǒng)籌安排和電力政策改革目標，比情形1更適合于未來的電力行業(yè)生產(chǎn)效率評價。

表2　SBM-DEA與SBM-NDEA模型結(jié)果對比分析

圖1　東部地區(qū)效率均值變動情況

圖2　中部地區(qū)效率均值變動情況

圖3　西部地區(qū)效率均值變動情況

(四)東中西部地區(qū)效率值差異分析

通過以上對電力自給情況影響的分析可以發(fā)現(xiàn)，將目前類似于情形1的電力系統(tǒng)運行狀況轉(zhuǎn)化為情形2將有利于電力系統(tǒng)整體效率的提高。圖4和圖5分別為情形2下東中西部地區(qū)效率均值和標準差變動情況。

通過圖4可以看出，幾乎所有年份東部地區(qū)效率均值都是最高的，甚至其效率值優(yōu)勢有擴大的趨勢。研究初期，西部地區(qū)效率值與東部較為接近，但隨著時間的推移，與東部地區(qū)之間的差距擴大，愈來愈與中部地區(qū)的效率值趨同。

如圖5所示，幾乎整個研究期內(nèi)中部地區(qū)效率值標準差一直是最低的；在研究初期，東部地區(qū)的標準差最大；隨著時間的推移，西部取代東部成為標準差最大的地區(qū)。理想狀態(tài)下，同類型省份效率值應(yīng)差別不大。通過近年來的能源基地建設(shè)，西電東輸?shù)裙こ?，各省份原來各自電力生產(chǎn)自給自足的模式逐步打破，如今東部地區(qū)多為電力輸入地區(qū)或電力供給較為平衡的地區(qū)；西部省份多為自給自足省份或電力輸出地區(qū)；中部地區(qū)一直是我國西電東輸?shù)闹饕ǖ溃依舜蟛糠蛛娏ιa(chǎn)基地，如山西、湖北等；研究期間在國家電力戰(zhàn)略規(guī)劃中的地位基本未變。東中西部地區(qū)環(huán)境效率標準差的變化趨勢與國家電力生產(chǎn)形勢的變化不謀而合，也印證了電力生產(chǎn)基地建設(shè)在一定程度上取得了成功，并已經(jīng)反映到各省市區(qū)效率值的變化中。

要實現(xiàn)全國電力系統(tǒng)的整體優(yōu)化，效率評價結(jié)果應(yīng)該在各類型地區(qū)間無明顯差異，為鼓勵節(jié)能減排和電力輸出地區(qū)增加供應(yīng)，電力輸入地區(qū)效率值應(yīng)略低于全國均值才是最佳狀態(tài)。現(xiàn)有評價體系下，東部地區(qū)甚至在效率評價中處于有利地位，就缺乏開展節(jié)能減排工作的動力；而中西部地區(qū)處于不利地位，加之研究期內(nèi)燃料價格波動，

圖4　情形2下東中西部效率均值變動情況

圖5　情形2下東中西部效率均值標準差

企業(yè)大面積虧損，影響了其發(fā)電積極性。這種結(jié)果相當(dāng)于鼓勵各地區(qū)電力自給自足，與國家在全國范圍內(nèi)統(tǒng)籌調(diào)度電力需求的思想相違背，也是造成研究期內(nèi)電力供應(yīng)緊張的原因之一。

五、結(jié)論與建議

文章以中國30個省級行政區(qū)域為決策單元，采用含有非理想產(chǎn)出的SBM-DEA模型對電力系統(tǒng)整體環(huán)境效率進行研究，然后提出與電力系統(tǒng)運行狀況相吻合的含有非理想產(chǎn)出的兩階段SBM-NDEA模型。研究引入有效發(fā)電量這一中間變量，研究其對系統(tǒng)整體效率的影響，并對比分析是否考慮省域間電力調(diào)度各省份效率值的差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)。

(1)網(wǎng)絡(luò)模型比傳統(tǒng)模型更適合于電力系統(tǒng)效率評價。與傳統(tǒng)模型相比，網(wǎng)絡(luò)模型由于考慮了有效發(fā)電量這一中間變量，在發(fā)電部門與輸配部門隸屬于不同公司的情況下，這種處理方式更貼近電力系統(tǒng)運行實際。此外，網(wǎng)絡(luò)模型評價結(jié)果具有更高的區(qū)分度，處于生產(chǎn)前沿面上的決策單元數(shù)量大為減少，改不了傳統(tǒng)模型位于生產(chǎn)前沿面上決策單元數(shù)量過多無法排序的問題。最后，網(wǎng)絡(luò)模型在不同時期效率值標準差變動較小，更有利電力系統(tǒng)從總體上提高效率，節(jié)能減排。

(2)各省市區(qū)間的電力調(diào)度情況顯著影響效率評價結(jié)果。情形1未考慮各省份間的電力調(diào)度，而情形2根據(jù)決策單元的電力輸入輸出情況調(diào)整了輸配部門相應(yīng)輸出指標值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種情形下，都是東部省份效率值最高，但情形2下各類型省份間效率值差異和標準差更小。目前電力管理體制接近于情形1，電力系統(tǒng)改革的目標，是在保證公平的情況下，激勵電力輸出地區(qū)多發(fā)電，滿足電力輸入省份的需求，因而有必要在未來的電力政策改革中應(yīng)形成有利于情形2出現(xiàn)的政策。

綜合上述分析和目前國家電力系統(tǒng)建設(shè)情況，結(jié)合電力系統(tǒng)特性和其他國家成功經(jīng)驗，文章為未來的政策改革提出如下可分步實施的政策建議。

(1)加強對電力輸出省份的財政轉(zhuǎn)移支付，提高其電力生產(chǎn)積極性。東部沿海地區(qū)大多經(jīng)濟發(fā)達，目前已經(jīng)進入工業(yè)化進程后期，擁有充足較為先進的技術(shù)和充足的資金儲備，而中西部地區(qū)經(jīng)濟與減排技術(shù)相對落后。同時必須注意的是，由于人口稠密和長期存在的發(fā)展方式誤區(qū)，東部地區(qū)已經(jīng)付出了沉重的代價：環(huán)境污染、生態(tài)惡化、節(jié)能減排形勢嚴峻。通過加強對電力等能源輸出地區(qū)的財政轉(zhuǎn)移支付，一方面有利于鼓勵中西部地區(qū)輸出電力，實現(xiàn)全國電力系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化；另一方面能夠加快地區(qū)間的技術(shù)交流，加快技術(shù)擴散速度，增加國家總體的節(jié)能減排投入，從而加強東部地區(qū)的節(jié)能減排意識和環(huán)保資金投入的綜合效益，同時避免中西部地區(qū)重復(fù)東部地區(qū)先污染后治理的老路。

(2)探討從能源消費視角進行環(huán)保類稅收改革和節(jié)能減排指標分解的可行性。從評價結(jié)果中可以看出，兩種情形下，電力輸入地區(qū)在效率評價中均處于優(yōu)勢地位。這說明，無論采取哪種評價方式，中西部地區(qū)均在國家的節(jié)能減排指標分配中處于不利地位。要實現(xiàn)國家總體的溫室氣體排放和能耗控制目標，必須調(diào)動多方面的積極性，形成有利于全社會節(jié)能減排的政策環(huán)境。能源基地建設(shè)、西電東輸、西氣東輸?shù)裙こ痰淖谥颊窃诮y(tǒng)籌規(guī)劃全國能源供需，發(fā)揮中西部地區(qū)的資源優(yōu)勢和東部地區(qū)的經(jīng)濟與技術(shù)優(yōu)勢。相對而言，從消費視角進行環(huán)境類稅收改革和節(jié)能減排指標分解，形成有利于情形2出現(xiàn)的政策環(huán)境，有利于企業(yè)和居民的積極參與，減少電力浪費，同時評價結(jié)果更為客觀，有利于國家重大能源工程項目的實施，從總體上提高全國的電力系統(tǒng)運行效率。

(3)電力行業(yè)的產(chǎn)權(quán)機制改革是未來電力價格形成機制改革的前提。研究結(jié)果表明：發(fā)電部門與輸配部門復(fù)雜的競爭合作關(guān)系，電力系統(tǒng)對經(jīng)濟與環(huán)境影響等多方面情況顯著影響評價結(jié)果。實際上，電網(wǎng)內(nèi)部的輸配售三等環(huán)節(jié)同樣存在錯綜復(fù)雜的關(guān)系。價格是未來電力體制改革的核心，而厘清價格形成機制的前提是明晰企業(yè)的產(chǎn)權(quán)機制。國家正在推行的大用戶直購電，一方面是從消費環(huán)節(jié)開展能源價格形成機制試點，另一方面也是探討明晰電力企業(yè)財務(wù)核算體系的有意嘗試。新一輪的電力體制改革進一步明晰了“放開兩頭，管住中間”的基本思路，可以看作是電力行業(yè)產(chǎn)權(quán)機制改革的有意嘗試，與本文得出的結(jié)論不謀而合。可以預(yù)見，售電側(cè)改革的成敗將會顯著影響配電行業(yè)改革的進程。

當(dāng)然，文章中還有些未進行充分論證的地方，如由于統(tǒng)計資料的限制，勞動力的投入完全計算在了發(fā)電環(huán)節(jié)而并非按照全局最優(yōu)在兩部門之間進行合理分配；由于統(tǒng)計資料收集與概念界定的原因，非理想產(chǎn)出只考慮了碳排放；將發(fā)電部門與輸配部門同等對待，而非根據(jù)現(xiàn)實條件各給予一定的權(quán)重等，這些工作將在后續(xù)研究中不斷完善。

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(本文責(zé)編：海洋)