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        基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究

        2016-04-28 06:28:47閻建明朱開偉呂指臣蒲剛清
        關(guān)鍵詞:能源管理運(yùn)作貢獻(xiàn)

        閻建明,朱開偉,劉 貞,2,呂指臣,蒲剛清

        (1.重慶理工大學(xué) a.管理學(xué)院; b.機(jī)械工程學(xué)院,重慶 400054;

        2.清華大學(xué) 能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究室,北京 100084)

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        基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究

        閻建明1a,朱開偉1a,劉貞1a,2,呂指臣1a,蒲剛清1b

        (1.重慶理工大學(xué)a.管理學(xué)院; b.機(jī)械工程學(xué)院,重慶400054;

        2.清華大學(xué) 能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究室,北京100084)

        摘要:通過分析我國EPC主要運(yùn)作模式,結(jié)合利益分配的影響因素和TOPSIS基本原理,提出了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配模型。并根據(jù)我國EPC實際實施情況,設(shè)計出不同的項目背景情景,擬從不同的營運(yùn)模式、項目規(guī)模等角度,對EPC利益分配方式進(jìn)行研究。研究發(fā)現(xiàn):EPC最終項目收益分配取決于運(yùn)作模式,而項目投資額對收益結(jié)構(gòu)影響不大;在節(jié)能量保證型運(yùn)作模式下,風(fēng)險和貢獻(xiàn)程度是企業(yè)和ESCo收益的主要影響因素;在能源費(fèi)用托管型運(yùn)作模式下,企業(yè)收益結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,主要受投入和貢獻(xiàn)因素的影響,而ESCo的收益主要受風(fēng)險因素的影響;在節(jié)能收益分享型運(yùn)作模式下,企業(yè)收益主要受到投入因素的影響,而ESCo則主要受到風(fēng)險和貢獻(xiàn)程度的影響。

        關(guān)鍵詞:合同能源管理(EPC);利益分配;TOPSIS;節(jié)能服務(wù)公司(ESCo);節(jié)能量保證型;能源費(fèi)用托管型;節(jié)能收益分享型

        一、引言

        合同能源管理(Energy Performance Contracting,EPC)是一種以減少消耗能源的費(fèi)用來支付整個項目全部投資的節(jié)能投資方式。自20世紀(jì)90年代EPC引入我國以來,我國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,節(jié)能服務(wù)公司不斷增加,服務(wù)范圍已擴(kuò)展到建筑、交通、工業(yè)等領(lǐng)域[1-2]。截止到2010年底,我國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到836.29億元,節(jié)能服務(wù)公司增加到782家,分別比2006年增長了16倍、9倍[3]。EPC不僅促進(jìn)了我國低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且對我國實現(xiàn)節(jié)能減排也有著重要意義。效益分享作為EPC管理的重要環(huán)節(jié),合理的利益分配方式有助于推動我國EPC的發(fā)展,同時也對我國節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

        目前國內(nèi)外對EPC利益分配的研究還處于起步階段,雖然國外對EPC的研究要早于國內(nèi),但其主要集中在EPC融資及管理模式的分析上,對EPC利益分配的研究較少。國內(nèi)對EPC利益分配的研究,主要是基于風(fēng)險分析和EPC某種單一運(yùn)作方式的利益分配進(jìn)行研究。如王丹等構(gòu)建了基于用能企業(yè)和節(jié)能服務(wù)公司作為參與方的博弈模型,并運(yùn)用納什談判模型和魯賓斯坦討價還價模型研究了節(jié)能效益分享型EPC中的利益分配問題[4];郭俊雄利用層次分析法和模糊綜合評價法分析了節(jié)能服務(wù)公司、企業(yè)和金融機(jī)構(gòu)的風(fēng)險系數(shù),并利用風(fēng)險系數(shù)對Shapley值理論得到的初步收益分配方案進(jìn)行了修正[5];王子彪等利用動態(tài)聯(lián)盟模型,并結(jié)合暖通空調(diào)領(lǐng)域的技改節(jié)能實例,分析了EPC參與方之間的利益分配問題[6];王敬敏等介紹并分析了節(jié)能效益分享模式在我國運(yùn)行的狀況和存在的共性問題,并按照風(fēng)險與收益對等原則構(gòu)建了基于風(fēng)險系數(shù)的效益分享模型[7];李翔鵬認(rèn)為EPC的收益分配過程實質(zhì)上是一個討價還價過程,因此使用魯賓斯討價還價模型對節(jié)能收益分享型運(yùn)作模式的收益分配進(jìn)行了研究[8];劉德軍等根據(jù)效益風(fēng)險對等原則,運(yùn)用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)評價法對EPC項目的風(fēng)險進(jìn)行評估,并據(jù)此構(gòu)建了基于風(fēng)險系數(shù)的效益分享額和分享期限[9]。而國外對EPC項目的利益分配研究如Qianli Deng等根據(jù)節(jié)能服務(wù)公司(ESCo)在合同期間的潛在成本,提出了一種針對契約時間的決策仿真模型,并根據(jù)契約時間內(nèi)能源價格等因素的變化來確定節(jié)能企業(yè)和ESCo之間的利益分配[10]。

        本文在以上研究的基礎(chǔ)上,通過分析我國EPC的主要運(yùn)作模式和利益相關(guān)者,綜合利益分配的影響因素和TOPSIS基本原理,提出了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配模型。并根據(jù)我國EPC實際實施情況,設(shè)計不同的項目背景情景,擬從不同的營運(yùn)模式、項目規(guī)模等角度,對EPC利益分配方式進(jìn)行研究,找出在不同項目規(guī)模下、不同運(yùn)作模式下最優(yōu)的利益分配方法,為我國EPC項目的利益分配方式提供參考依據(jù)。

        二、基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式模型構(gòu)建

        (一)合同能源管理運(yùn)作模式及利益相關(guān)者分析

        合同能源管理的利益分配方式與其運(yùn)作模式、營運(yùn)過程中的利益相關(guān)者和利益分配影響因素等有著密切的聯(lián)系。因此文章從以上3個角度,結(jié)合TOPSIS基本原理,構(gòu)建了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式評價模型,具體思路如圖1所示。

        圖1 技術(shù)路線

        自合同能源管理引入我國以來,其主要運(yùn)作模式可以分為3類[11-13]:節(jié)能量保證型、能源費(fèi)用托管型和節(jié)能收益分享型,其中節(jié)能量保證型是我國現(xiàn)階段運(yùn)用最廣的合同能源管理運(yùn)作模式。節(jié)能量保證型合同能源管理的運(yùn)作模式是節(jié)能企業(yè)主動邀請ESCo實施節(jié)能項目,節(jié)能企業(yè)負(fù)責(zé)解決項目實施的資金問題等,而ESCo在節(jié)能公司的幫助下實施節(jié)能項目。當(dāng)項目完成時,如果承諾的節(jié)能量或節(jié)能效益得到實現(xiàn),則節(jié)能企業(yè)向ESCo支付相應(yīng)費(fèi)用;否則,ESCo不僅得不到相應(yīng)的能源服務(wù)費(fèi)用,還需要向節(jié)能企業(yè)支付相應(yīng)的補(bǔ)償,其具體運(yùn)作流程如圖2(a)所示。

        對于能源費(fèi)用托管型的運(yùn)作模式,ESCo按照雙方規(guī)定的自籌資金為企業(yè)進(jìn)行節(jié)能改造,如果達(dá)到雙方規(guī)定的指標(biāo),則ESCo取得全部節(jié)省的能源費(fèi)用;否則,ESCo按照能源服務(wù)合同的規(guī)定向企業(yè)支付未達(dá)到的節(jié)能效益作為補(bǔ)償,其具體運(yùn)作流程如圖2(b)所示。

        對于節(jié)能收益分享型的運(yùn)作模式而言, ESCo是EPC項目資金和節(jié)能服務(wù)的提供者,而企業(yè)只需配合ESCo實施節(jié)能項目。在節(jié)能收益分配方面,ESCo與企業(yè)按照合同約定的比例分享節(jié)能收益。節(jié)能合同期滿后,企業(yè)享有全部的節(jié)能效益并成為節(jié)能設(shè)備的所有者,其具體運(yùn)作流程如圖2(c)所示。

        從合同能源管理的3種運(yùn)作模式可以看出,EPC涉及的主要利益相關(guān)者有:企業(yè)、ESCo、其他相關(guān)合作公司和金融機(jī)構(gòu)等。

        圖2 EPC 3種運(yùn)作模式

        (二)利益分配影響因素分析

        利益分配的傳統(tǒng)影響因素很多,例如風(fēng)險、品牌、資源投入等等。對合同能源管理而言,由于其宏觀層面涉及的參與主體相對較少,主要為節(jié)能實施企業(yè)、ESCo和金融機(jī)構(gòu)。其中金融機(jī)構(gòu)通常為銀行或者基金組織,而在EPC開始實施的融資環(huán)節(jié),金融機(jī)構(gòu)都會采取一定的方式使其風(fēng)險轉(zhuǎn)移給企業(yè)或者ESCo。因此在實際收入分配時,主要是企業(yè)和ESCo參與分配。

        對于企業(yè)和ESCo而言,最終收益分配與其各自所承擔(dān)的風(fēng)險、資源投入和對整個EPC項目的貢獻(xiàn)程度是息息相關(guān)的。在不同的運(yùn)作模式下,企業(yè)和ESCo所面臨的影響和壓力是不同的,但主要內(nèi)容是相互一致的,具體如表1所示。

        表1 利益分配影響因素說明

        (三)TOPSIS基本原理

        (四)綜合模型構(gòu)建

        根據(jù)以上分析,綜合TOPSIS基本原理,ESCo和企業(yè)所獲得的收益可以表示為式(1):

        (1)

        其中,π1、π2、π3和φ1、φ2、φ3分別表示在不同運(yùn)作模式下,ESCo和企業(yè)最終的利潤分配額;α、β、γ分別表示風(fēng)險、資源投入和貢獻(xiàn)程度;Π表示整個EPC項目所獲得的最終收益,即待分配收益;f1(α,β,γ)、f2(α,β,γ)和f3(α,β,γ)分別表示在不同運(yùn)作模式下利益分配影響因素和最終收益之間的對應(yīng)法則;τ1i、τ2i、τ3i分別表示在不同運(yùn)作模式不同影響因素下,按照單因素進(jìn)行分配時ESCo所獲得的利潤;ω1i、ω2i和ω3i分別表示在不同運(yùn)作模式下不同影響因素所獲得分配占最終分配的權(quán)重。ω1i、ω2i、ω3i和τ1i、τ2i、τ3i可以表示為式(2):

        (2)

        綜上所述,ESCo和企業(yè)最終的收益可以表示為式(3):

        (3)

        三、EPC項目利益分配情景設(shè)計

        (一)項目投資及收益情景設(shè)計

        據(jù)中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)委員會(EMCA)的研究報告[3]和其他文獻(xiàn)[1,14-16]研究發(fā)現(xiàn),項目一期期間,我國EPC項目平均投資規(guī)模為200萬元,最大投資額為2 000萬元;項目二期前期,EPC項目的平均投資規(guī)模為360萬元,最大投資額為8 000萬,而最小投資額為0.47萬元,平均項目投資回收期約為1.3年。從EPC項目一期和項目二期投資額來看,其項目投資額相對集中,極大或極小投資額項目數(shù)量較少。因此在情景設(shè)計時,不考慮極大或極小投資額情況,取投資額集中段。由于不同性質(zhì)的EPC項目收益率是不相同的,因此根據(jù)平均項目投資回收期對其年項目收益進(jìn)行計算,具體如表2所示。

        (二)項目風(fēng)險情景設(shè)計

        EPC項目實施過程中,其主要風(fēng)險包括政策風(fēng)險、市場風(fēng)險、融資風(fēng)險、營運(yùn)風(fēng)險和效益風(fēng)險[17-18]。其中政策風(fēng)險主要包括:宏觀政策法規(guī)和節(jié)能政策法規(guī);市場風(fēng)險主要包括:技術(shù)先進(jìn)性、信息流暢性、主要設(shè)備成本、能源價格和通貨膨脹;融資風(fēng)險主要包括:融資方式、融資渠道及銀行利率、匯率波動;運(yùn)營風(fēng)險主要包括:資金周轉(zhuǎn)、人力資源、管理水平、工作質(zhì)量、設(shè)備故障及運(yùn)行和維護(hù);效益風(fēng)險主要包括:客戶運(yùn)營風(fēng)險、客戶支付誠信風(fēng)險和預(yù)期節(jié)能量能否實現(xiàn)。

        整個項目的風(fēng)險主要由節(jié)能實施企業(yè)和ESCo雙方共同承擔(dān),但在不同的運(yùn)作模式和投資額下,合同雙方所承擔(dān)的風(fēng)險大小是不完全相同的。因此,首先利用德爾菲法對不同運(yùn)作模式和投資額下,節(jié)能企業(yè)和ESCo雙方風(fēng)險承擔(dān)比例進(jìn)行預(yù)測,然后采用加權(quán)平均法,根據(jù)文獻(xiàn)[17]所提供的風(fēng)險數(shù)據(jù)對不同運(yùn)作模式和投資額下,合同雙方的風(fēng)險承擔(dān)系數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,具體如表3所示。

        表2 項目投資及年收益情景設(shè)計

        (三)項目資源投入及貢獻(xiàn)程度情景設(shè)計

        由于EPC項目具有個體特殊性,即在不同運(yùn)作模式、不同節(jié)能領(lǐng)域和不同融資額下,其資源投入和貢獻(xiàn)程度是不盡相同的。因此,采用德爾菲法確定ESCo和節(jié)能實施企業(yè)在某一特定的運(yùn)作模式和投資額下的資源投入程度和貢獻(xiàn)程度是不科學(xué)的。而本文主要是在TOPSIS基本理論框架下,研究不同利益分配影響因素對最終EPC利益分配的影響。基于此,結(jié)合EPC項目實際實施情況,針對資源投入程度和貢獻(xiàn)程度設(shè)置了3種不同情景,即低分配情景、中分配情景和高分配情景,具體如表4所示。

        表4 項目資源投入及貢獻(xiàn)程度情景設(shè)計

        四、情景分析及評價

        (一)節(jié)能量保證型情景分析及評價

        在節(jié)能量保證型運(yùn)作模式下,分析了在一定風(fēng)險分擔(dān)程度下,企業(yè)和ESCo雙方受益分配隨著資源投入程度和貢獻(xiàn)程度的變化。在企業(yè)低投入和低貢獻(xiàn)程度情景下,對企業(yè)而言其風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入分別約占最終收入的25%、35%、40%;且隨著EPC項目投資額的增加,企業(yè)的風(fēng)險收入和貢獻(xiàn)收入占最終收入的比重會逐漸增加,投入收入會相應(yīng)降低。而對ESCo而言,其風(fēng)險收入占最終收入的比例較小,平均約13%,但其貢獻(xiàn)收入平均約占最終收入的56%。

        在企業(yè)中投入和中貢獻(xiàn)情景下,企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入分別約占最終收入的25%、21%、54%和20%、15%、65%。且企業(yè)和ESCo的貢獻(xiàn)收入、投入收入占最終收入的比例,隨著EPC項目投資額的增加而遞減;但企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入都隨著項目投資額的增加而增加。

        在企業(yè)高投入和高貢獻(xiàn)情景下,企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入分別約占最終收入的43%、10%、47%和47%、10%、43%;且隨著項目投資額的增大,企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入逐漸增大,貢獻(xiàn)收入呈現(xiàn)遞減趨勢,而其投資收入呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。不同情景下企業(yè)的收入和收益比如圖3所示。

        圖3 節(jié)能保障型運(yùn)作模式下企業(yè)收益及收益比

        (二)能源費(fèi)用托管型情景分析及評價

        在能源費(fèi)用托管型運(yùn)作模式下,在企業(yè)低投入和低貢獻(xiàn)程度情景下,企業(yè)和ESCo風(fēng)險收入、投入收入、貢獻(xiàn)收入占最終收入的5%、47%、48%和9%、45%、46%。隨著項目投資額的增加,企業(yè)和ESCo風(fēng)險收入所占比例逐漸下降,但投入收入和貢獻(xiàn)收入所占比例平穩(wěn)上升,且投入收入和貢獻(xiàn)收入占最終收入比例基本持平,企業(yè)和ESCo的收益比維持在0.23左右。

        在企業(yè)中投入和中貢獻(xiàn)程度情景下,企業(yè)和ESCo風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入占其最終收益的比例分別約為5%、47%、48%和30%、35%、36%,且隨著投資額的增加二者風(fēng)險收入比呈下降趨勢,相比而言ESCo風(fēng)險收入較為穩(wěn)定,始終維持在30%左右,而企業(yè)的風(fēng)險收入比例則從7%下降到3%,二者收益比維持在0.73左右。與企業(yè)低投入和低貢獻(xiàn)程度情景相比,企業(yè)的最終收益結(jié)構(gòu)變化不大,而ESCo的收益結(jié)構(gòu)變化較大,主要由風(fēng)險收入引起。

        在企業(yè)高投入和高貢獻(xiàn)程度情景下,企業(yè)和ESCo風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入占最終收益的比例分別約為6%、47%、47%和66%、17%、17%,二者收益比維持在1.4左右。與企業(yè)中投入和中貢獻(xiàn)程度情景相比,企業(yè)最終的收益結(jié)構(gòu)變化不大,而ESCo的收益結(jié)構(gòu)變化較大。不同情景下企業(yè)最終收益和收益比如圖4所示。

        圖4 能源費(fèi)用托管型運(yùn)作模式下企業(yè)收益及收益比

        (三)節(jié)能收益分享型情景分析及評價

        在節(jié)能收益分享型運(yùn)作模式下的企業(yè)低投入和低貢獻(xiàn)程度情景下,風(fēng)險收入、投入收入和貢獻(xiàn)收入分別約占企業(yè)和ESCo最終收入的10%、80%、10%和32%、37%、31%,企業(yè)和ESCo的收益比約為0.45。隨著項目投資額的增加,企業(yè)風(fēng)險收入比例增長較快,而ESCo風(fēng)險收入所占比例保持平穩(wěn),維持在32%。對企業(yè)而言,其收入主要集中在投入收入,而ESCo比較分散。

        在企業(yè)中投入和中貢獻(xiàn)程度情景下,風(fēng)險收入、投入收入、貢獻(xiàn)收入分別約占企業(yè)和ESCo最終收益的8%、68%、24%和18%、22%、60%,企業(yè)和ESCo的收益比約為0.32。且隨著項目投資額的增加,企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入和投入收入占比都呈上升趨勢,分別上升約3%、2%和2%、1%,而貢獻(xiàn)收入占比分別下降約4%和3%。

        在企業(yè)高投入和高貢獻(xiàn)程度情景下,風(fēng)險收入、投入收入、貢獻(xiàn)收入分別約占企業(yè)和ESCo最終收益的10%、10%、80%和23%、18%、59%,企業(yè)和ESCo的收益比約為0.3。且隨著項目投資額的增加,企業(yè)和ESCo的風(fēng)險收入占比上升,分別約上升了6%和4%,投入收入和貢獻(xiàn)收入占比均下降,分別下降了約1%、5%和2%和3%。不同情景下企業(yè)的最終收益和收益比如圖5所示。

        圖5 節(jié)能收益分享型運(yùn)作模式下企業(yè)收益及收益比

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        [18]周亮.合同能源管理風(fēng)險評價研究[D].上海:復(fù)旦大學(xué),2009.

        (責(zé)任編輯許若茜)

        Profit Distribution Research of Energy Performance Contracting Based on TOPSIS Model

        YAN Jian-ming1a, ZHU Kai-wei1a, LIU Zhen1a, 2, LYU Zhi-cheng1a, PU Gang-qing1b

        (1.a.College of Management; b.College of Mechanical Engineering,Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China;2.Institute of Energy, Environment and Economic, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

        Abstract:We analyzed the main operation mode and stakeholders of EPC in China, and then comprehensively considered the influence factors of benefit distribution and basic principle of TOPSIS, and put forward the contract energy management profit distribution model which based on TOPSIS. And according to the actual implementation of EPC in China, different scenarios were designed. From the aspects of different operating mode and project size, the EPC profit distribution mode were studied. The study found that: the eventual profit distribution depends on the operation model of EPC and the investment has a little influence on the profit structure; In the scenario of energy guarantee operation mode, the risk and the contribution are the main influencing factor of the enterprise and ESCo earnings; In energy costs hosting type operation mode, the enterprise income structure is stable and mainly affected by input and contributions; but the earning of ESCo is mainly affected by risk; In the energy-saving benefit sharing operation mode, the income of enterprise is mainly affected by the input factors, and the earns of ESCo is mainly affected by the degree of risk and contribution.

        Key words:energy performance contracting (EPC); profit distribution; TOPSIS; energy conservation service company(ESCo); energy saving guarantee type; energy costs hosting type; energy revenue sharing model

        文章編號:1674-8425(2016)02-0069-07

        中圖分類號:F062.4

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

        doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2016.02.011

        作者簡介:閻建明(1968—),男,副教授,碩士,研究方向:低碳經(jīng)濟(jì)、可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。

        基金項目:重慶市教育委員會人文社會科學(xué)研究基金資助項目“基于情景分析的能源供應(yīng)商合同能源管理多方利益均衡機(jī)制研究”(12SKL09)

        收稿日期:2015-01-04

        引用格式:閻建明,朱開偉,劉貞,等.基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)),2016(2):69-75.

        Citation format:YAN Jian-ming, ZHU Kai-wei, LIU Zhen, et al.Profit Distribution Research of Energy Performance Contracting Based on TOPSIS Model[J].Journal of Chongqing University of Technology(Social Science),2016(2):69-75.

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