田 澤，潘晶晶，任芳容

(河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇 南京 210098)

能源問題已成為全球可持續(xù)發(fā)展的聚焦點(diǎn)，同時(shí)也是中國所面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。如何提高能源效率、促進(jìn)中國低碳經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展是當(dāng)前面臨的重大問題和挑戰(zhàn)。2015年我國水電裝機(jī)容量突破 3億kW，位居世界第一，成為節(jié)能減排的主力軍。目前，我國電力行業(yè)裝機(jī)容量占比最多的火力發(fā)電是以燃燒煤炭為動(dòng)力，污染排放無效率是主要問題，且相比節(jié)能，火電行業(yè)更應(yīng)著重考慮碳減排目標(biāo)[1]；排名第二的水力發(fā)電[2]是一種經(jīng)濟(jì)性較好的清潔能源，主要將水能轉(zhuǎn)換為勢(shì)能，成本低、污染小，可以通過減少污染排放來促進(jìn)能源環(huán)境效率的提升，從而很好地替代火力發(fā)電作用[3]。

在長江大保護(hù)的背景下，推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展必須從長遠(yuǎn)利益考慮，走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路，使青山綠水產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，全方位開發(fā)清潔能源，有效利用水資源。本文提出水電能源效率這一概念，是指單位水電能源所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，具體來說即水電能源的開發(fā)利用所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和碳減排效益與實(shí)際消耗或投入的資源之比,進(jìn)而通過衡量一個(gè)地區(qū)的水電能源效率促進(jìn)該地區(qū)水力發(fā)電優(yōu)化規(guī)模結(jié)構(gòu)、清潔生產(chǎn)與技術(shù)升級(jí)[4]。

長江流域水能資源十分豐富，但有效利用率卻不高，近幾十年才進(jìn)行了大規(guī)模的開發(fā)與利用，借由其天然優(yōu)勢(shì)和人文環(huán)境的有利條件，修建了大量水電站。在總水電裝機(jī)容量不斷擴(kuò)大的過程中，一方面開發(fā)難度逐步加大、成本攀升，導(dǎo)致水電能源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益不增反減；另一方存在地區(qū)發(fā)展不均衡、資源浪費(fèi)，且部分地區(qū)發(fā)電能源結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，對(duì)二氧化碳的減排目標(biāo)貢獻(xiàn)不足等問題。因此，對(duì)長江經(jīng)濟(jì)帶水電能源效率進(jìn)行評(píng)價(jià)分析有利于把握和衡量該流域水電發(fā)展情況及其碳減排效益，從而進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)各地區(qū)存在的問題及提升方向，更好地發(fā)揮水電這一清潔能源的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效用。

1 文獻(xiàn)綜述

目前，國內(nèi)外大量文獻(xiàn)分析了整個(gè)電力行業(yè)的效率及其影響因素，其中關(guān)于行業(yè)效率的研究，一些學(xué)者采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，如王金祥等[5]運(yùn)用超效率DEA模型對(duì)我國主要電力企業(yè)進(jìn)行了效率評(píng)價(jià)與分析；Tao等[6]應(yīng)用DEA法構(gòu)建了包含兩個(gè)不良產(chǎn)出的DEA模型，并將其應(yīng)用于2000—2010年長江三角洲地區(qū)電力行業(yè)環(huán)境效率的測度。在電力行業(yè)環(huán)境效率影響因素研究方面，白雪潔等[7-10]通過研究得出經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、資源稟賦等會(huì)對(duì)電力行業(yè)效率產(chǎn)生一定作用的結(jié)論；張各興等[11-13]認(rèn)為環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度大小會(huì)對(duì)電力行業(yè)環(huán)境效率產(chǎn)生不同的影響。

還有一些學(xué)者對(duì)電力行業(yè)與碳減排的關(guān)系進(jìn)行了研究，表明CO2排放是電力生產(chǎn)行業(yè)環(huán)境效率評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)。Zhao等[14]認(rèn)為，由于2006—2012年開發(fā)西藏水力發(fā)電，當(dāng)?shù)乜諝馕廴疚锖蜏厥覛怏w減排效果總體呈下降趨勢(shì)；Woo等[15]構(gòu)建了愛爾蘭發(fā)電企業(yè)CO2排放模型，Winters[16]提出了二氧化碳交易模型，均表明將CO2排放相關(guān)變量納入約束體系有助于節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

還有部分學(xué)者對(duì)電力生產(chǎn)消費(fèi)與國家經(jīng)濟(jì)增長之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。林伯強(qiáng)[17]認(rèn)為中國電力消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長之間具有內(nèi)生性；Rehman等[18]探討了城鄉(xiāng)電力供應(yīng)及其對(duì)巴基斯坦經(jīng)濟(jì)增長的影響，揭示了各變量之間的長期關(guān)系，得出城鄉(xiāng)居民用電消費(fèi)明顯促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的結(jié)論；Ohler等[19]以1990—2008年20個(gè)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織國家為考察對(duì)象，得出在短期內(nèi)可再生能源和水力發(fā)電量有利于GDP增長的結(jié)論。周睿萌等[20]研究認(rèn)為水電建設(shè)對(duì)城鎮(zhèn)居民可支配收入增長有顯著的推動(dòng)作用。小巴桑等[21]提出水電開發(fā)能加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化，并引導(dǎo)其可持續(xù)發(fā)展。

綜合國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，國外研究多停留在宏觀層面上，國內(nèi)則多運(yùn)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(data envelopment analysis, DEA)法來測評(píng)電力行業(yè)效率，特別是生產(chǎn)效率和技術(shù)效率[22]等問題，但研究對(duì)象主要為行業(yè)或企業(yè)、項(xiàng)目等，以省際為對(duì)比依據(jù)的較少；另外關(guān)于水力發(fā)電的文獻(xiàn)中，目前還沒有以水電能源效率為主體的研究，多數(shù)從其他方面切入，不夠具體和深入。本文以長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省市的水力發(fā)電能源效率為研究對(duì)象，應(yīng)用DEA法進(jìn)行水電能源效率評(píng)價(jià)，通過分析經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域和省域水電能源效率水平，探究長江經(jīng)濟(jì)帶省際水電能源效率的差異情況，從而針對(duì)各區(qū)優(yōu)勢(shì)與差距提出相應(yīng)的對(duì)策建議，促進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶水力發(fā)電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 研究方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.1 研究方法及模型

DEA法是一種以相對(duì)效率為指標(biāo)的效益評(píng)價(jià)方法，用來測算各個(gè)生產(chǎn)決策單元(DMU)在統(tǒng)一的產(chǎn)出指標(biāo)體系中的相對(duì)有效性，通過構(gòu)建生產(chǎn)前沿面來判斷和衡量決策單元的有效性。該生產(chǎn)前沿面是基于各投入產(chǎn)出指標(biāo)及其權(quán)重而確定的一條數(shù)據(jù)包絡(luò)線，將所有決策單元包絡(luò)在內(nèi)，只有位于生產(chǎn)前沿面上才是有效DMU，其他前沿面內(nèi)側(cè)分布的為非有效DMU，與生產(chǎn)前沿面的距離為該非有效DMU的改進(jìn)空間，由此可以將抽象復(fù)雜的對(duì)比排序問題量化到每個(gè)單位綜合效率的數(shù)量指標(biāo)[23]。

DEA模型的第一個(gè)版本被稱為CCR模型，假定規(guī)模收益不變(CRS)，從生產(chǎn)函數(shù)的角度看產(chǎn)出，其有效性的定義包含了技術(shù)有效性和規(guī)模有效性，得出的效率為綜合技術(shù)效率。相對(duì)于其他效率評(píng)價(jià)方法，DEA法的優(yōu)點(diǎn)為：①投入產(chǎn)出指標(biāo)的權(quán)重不是由評(píng)價(jià)者主觀設(shè)定，而是根據(jù)其具體數(shù)據(jù)運(yùn)行求得的最優(yōu)解，客觀性較強(qiáng)；②可以得出每個(gè)指標(biāo)的目標(biāo)值或冗余及不足情況，非有效單元可據(jù)此明確改進(jìn)方向。因此，認(rèn)為DEA法在水電能源效率的評(píng)價(jià)與提升問題的研究中適用性較強(qiáng)，且操作簡單，清晰明了。具體模型如下。

設(shè)有n個(gè)決策單元，假設(shè)第j個(gè)DMU(1≤j≤n)有m種投入，記為xij(i=1,2,…,m)，投入的權(quán)重表示為vi(i=1,2,…,m)；q種產(chǎn)出，記為yrj(r=1,2,…,q)，產(chǎn)出的權(quán)重表示為ur(r=1,2,…,q)。則第j個(gè)DMU的效率值可表示為

(1)

則轉(zhuǎn)化為一個(gè)極大化問題：

(2)

可知式(2)是一個(gè)分式規(guī)劃問題，將其轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題。

令

則

(3)

求出最優(yōu)解w*、μ*，若僅滿足hj=1，則該決策單元為弱有效，否則為無效，若同時(shí)滿足w*>0,μ*>0，則為強(qiáng)有效。

2.2 投入產(chǎn)出指標(biāo)的選擇

為了探究長江經(jīng)濟(jì)帶省際水電能源效率及其差異情況，選取長江經(jīng)濟(jì)帶沿線10個(gè)省市(由于上海市水力發(fā)電量歷年顯示為零，故未包括在內(nèi))作為獨(dú)立的決策單元，包括江蘇省、浙江省、安徽省、江西省、湖北省、湖南省、重慶市、貴州省、四川省、云南省，時(shí)間跨度選取2008—2017的面板數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮數(shù)據(jù)的可得性，參考吳琦等[24]研究中建立的能效測度指標(biāo)，產(chǎn)出指標(biāo)為①地區(qū)生產(chǎn)總值(億元)，②CO2減排量(Mt)，③發(fā)電量的加權(quán)總和(億kW·h)，投入指標(biāo)為①就業(yè)人員數(shù)(萬人)，②裝機(jī)容量(萬kW)，③固定資產(chǎn)投資(億元)的加權(quán)總和之比作為測算水電能源效率的指標(biāo)。

投入指標(biāo)方面：由于電力行業(yè)沒有相關(guān)統(tǒng)計(jì)，故采用電力、燃?xì)?、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)城鎮(zhèn)單位就業(yè)人員以及電力、蒸汽、熱水生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)投資分別代替作為勞動(dòng)力投入和固定資產(chǎn)投入；裝機(jī)容量直接反映了各省市水力發(fā)電能力的高低，也間接反映了一定的固定資產(chǎn)投入量。產(chǎn)出指標(biāo)方面：以地區(qū)生產(chǎn)總值作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出；發(fā)電量是衡量發(fā)電效率的重要指標(biāo)，反映了水力發(fā)電的直接成效；在環(huán)境約束下，采用CO2減排量作為一項(xiàng)理想產(chǎn)出，水力發(fā)電是一種替代性清潔能源，其大力發(fā)展的主要意義在于大大減少了火力發(fā)電的碳排放。

計(jì)算思路及方法為：基于同樣發(fā)電量火力發(fā)電產(chǎn)生的CO2，將發(fā)電量轉(zhuǎn)化為標(biāo)煤，1度電消耗360 g標(biāo)準(zhǔn)煤；1 t原煤等于0.714 t標(biāo)準(zhǔn)煤；原煤的平均低位發(fā)熱量為20 908 kJ/kg，CO2排放系數(shù)為 94 600 kg/TJ，故CO2減排量等于發(fā)電量與0.36/0.714及20 908×946×10-10的乘積。

3 實(shí)證分析

3.1 各省市水利水電發(fā)展現(xiàn)狀

長江流域不僅是我國的黃金水道，其三峽大壩等一些國家重大項(xiàng)目更是成為中國水利水電工程的樣板。近年來，長江流域水利水電開發(fā)和應(yīng)用對(duì)溫室氣體排放減少的貢獻(xiàn)顯著。水利水電開發(fā)和應(yīng)用的高質(zhì)量發(fā)展，構(gòu)建了清潔低碳、安全高效的能源體系，促進(jìn)了生態(tài)文明建設(shè)，但在實(shí)踐中也存在一些的問題。如長江流域沿線10個(gè)省市裝機(jī)容量與發(fā)電總量較大，但省際差異顯著，部分地區(qū)發(fā)展不均衡、不充分，甚至存在小水電過度開發(fā)的問題；另外近10年來各省市水利水電開發(fā)應(yīng)用增速各異、步調(diào)不一，導(dǎo)致長江流域水利水電發(fā)展出現(xiàn)兩極分化。

由表1可知，各省市水力發(fā)電容量即裝機(jī)容量逐年上升，增速各異，其中四川省和云南省的增速最為迅猛，2017年裝機(jī)容量分別為2008年的3.9倍和3.5倍，其次是貴州省和江蘇省，均增長了1倍多，再次是安徽省、重慶市和江西省，相比2008年，其2017年裝機(jī)容量分別增長了94%、74%和65%，最后是湖南省、浙江省和湖北省，分別增長了47%、32%和26%。

表1 長江經(jīng)濟(jì)帶10個(gè)省市水力發(fā)電裝機(jī)容量 單位：萬kW

由圖1可知，長江經(jīng)濟(jì)帶水力發(fā)電量主要來源于四川、云南和湖北3省，其次是湖南省和貴州省，但與前3省差距較大，這些省市均分布在長江中上游，而長江下游的江蘇省、浙江省、安徽省和江西省則總占比不足10%。另外重慶市雖處于長江上游，但其水力發(fā)電量較低，與周邊地區(qū)相差甚遠(yuǎn)。從時(shí)間維度來說，長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省市中，四川省和云南省的水電占比在穩(wěn)步提升，而湖北省的水電占比則明顯下降，其余省市變化不大。

圖1 長江經(jīng)濟(jì)帶10個(gè)省市歷年水電發(fā)電量占比

3.2 效率值分析

3.2.1總效率得分

根據(jù)模型的測算原理，采用產(chǎn)出導(dǎo)向的CCR模型進(jìn)行分析。所謂產(chǎn)出導(dǎo)向，即在不增加投入的條件下，使產(chǎn)出最大化進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)。運(yùn)用MaxDEA 7 Basic對(duì)所取樣本的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而得到2008—2017年長江經(jīng)濟(jì)帶省際能源效率值，見表2。

表2 2008—2017年長江經(jīng)濟(jì)帶省際能源效率值

總體而言，平均水電能源效率分別為1.00、0.90～1.00、0.80～0.90、0.80以下的省市個(gè)數(shù)比為2∶4∶2∶2，其中江蘇省和湖北省水電能源效率值最高，為1.00；安徽省最低，為0.57，且與前一名江西省的效率值0.75相差較多。

就省際歷年趨勢(shì)變化而言，江蘇省和湖北省的水電能源效率得分始終保持在1.00的水平，說明相對(duì)于其他地區(qū)的表現(xiàn)，這兩個(gè)省的相對(duì)水電能源效率值最優(yōu)，即在同樣的投入水平下，江蘇省和湖北省實(shí)現(xiàn)了能源的最大化產(chǎn)出，構(gòu)成了效率的最佳生產(chǎn)前沿面。其他地區(qū)水電能源效率值與該地區(qū)到最佳生產(chǎn)前沿面的距離有關(guān)，距離越遠(yuǎn)，效率越低。表2中被參考次數(shù)是指各省市歷年作為參考標(biāo)桿的總次數(shù)，即作為有效決策單元被其他非有效單元參考的總次數(shù)。由相應(yīng)數(shù)據(jù)可以明顯看出，江蘇省和湖北省是其他省市的主要參考標(biāo)桿，原因在于江蘇省是經(jīng)濟(jì)大省，地區(qū)GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)，對(duì)江蘇省綜合效率的貢獻(xiàn)較大；而湖北省擁有水電裝機(jī)容量及發(fā)電量遙遙領(lǐng)先的三峽大壩，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也較高，故這兩個(gè)省的水電能源效率表現(xiàn)最佳。

四川省歷年相對(duì)效率值均在0.90以上，與生產(chǎn)前沿面十分靠近，其平均效率值達(dá)到了0.99，且在2009—2016年效率值均為1.00，只有2008—2017年略低。云南省的發(fā)展趨勢(shì)與四川省類似，2009年效率值較低，為0.78，其他均高于0.90。分析其原因，一方面，四川省和云南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平略落后于江蘇省和湖北省，而從整個(gè)水利水電發(fā)展現(xiàn)狀來看，水利水電工程建設(shè)一般遠(yuǎn)離居民區(qū)，主要在一些地勢(shì)偏遠(yuǎn)、條件惡劣的地區(qū)，尤其在水利水電基地區(qū)域的西部地區(qū)，工程的勘察與施工難度更大，建設(shè)成本不斷攀升，加之征地、移民安置、補(bǔ)貼等難題，嚴(yán)重制約了西部水利水電的優(yōu)質(zhì)開發(fā)。且四川和云南兩個(gè)水電大省存在嚴(yán)重的“棄水”現(xiàn)象，造成清潔電力的高度浪費(fèi)。由于電價(jià)政策制度不完善，居民用電成本較高，導(dǎo)致市場交易規(guī)模小，電力消費(fèi)不足，加之外送通道建設(shè)落后，因此水電調(diào)度力差、消納受阻，無法得到理想的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。另一方面因其水力發(fā)電量與裝機(jī)容量之比，即利用小時(shí)數(shù)相對(duì)湖北省較低，導(dǎo)致在產(chǎn)出導(dǎo)向下的效率評(píng)價(jià)中，四川省和云南省的發(fā)電量相對(duì)不足，故而其水電能源效率整體略落后于江蘇省和湖北省。

安徽省歷年水電能源效率值最高為0.63，說明安徽省的效率水平一直較低，雖然總體趨勢(shì)略有上升，但尚有較大的提升空間。江西省歷年水電能源效率值浮動(dòng)區(qū)間較大，為0.60～0.98，且趨勢(shì)不穩(wěn)定。安徽省和江西省水電能源效率最低，原因在于這兩個(gè)地區(qū)的水電站多為抽水蓄能式，建設(shè)成本高，缺乏天然地勢(shì)優(yōu)勢(shì)和高技術(shù)人才，特別是安徽省，水電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)不足，加上經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，導(dǎo)致其水電能源效率水平較低。浙江省、湖南省、重慶市、貴州省的情況類似，水電能源效率表現(xiàn)均較好，歷年效率水平發(fā)展也較穩(wěn)定，都有能源效率值為1.00、DEA有效的年份。

3.2.2各指標(biāo)效率得分

由圖2分析可得，首先從指標(biāo)的角度出發(fā)，地區(qū)生產(chǎn)總值、CO2減排量與發(fā)電量歷年效率均值的省際差異情況，都是浙江省、安徽省、江西省及貴州省較低，其中安徽省3個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)的效率得分最低，均低于0.60；就業(yè)人員數(shù)效率得分最低為江西省0.58，其余省市均高于0.80；裝機(jī)容量效率得分最低為浙江省0.69，其次為安徽省0.85，其余省市該指標(biāo)均接近生產(chǎn)前沿面，效率得分接近1.00；固定資產(chǎn)投資效率得分省際差異較小，不存在其他指標(biāo)較突出的低峰值，各省市該指標(biāo)效率得分均高于0.80，云南省最低。

圖2 長江經(jīng)濟(jì)帶省際歷年各指標(biāo)效率均值指標(biāo)

其次從省際角度出發(fā)，江蘇省和湖北省各效率值均為1.00的點(diǎn)，四川省也基本類似。云南省除固定資產(chǎn)投資效率得分較低外，其余指標(biāo)效率得分基本接近于1.00。浙江省、安徽省、江西省各指標(biāo)效率得分差異較大，其中安徽省各指標(biāo)效率水平均不高，特別是產(chǎn)出指標(biāo)方面，而湖南省、重慶市和貴州省則略有差異。

由圖3可以看出，長江經(jīng)濟(jì)帶省際3個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)效率得分的曲線基本吻合，浙江省、安徽省、江西省較低，即離生產(chǎn)前沿面較遠(yuǎn)，貴州省也略低；而3個(gè)投入指標(biāo)效率得分則差異相對(duì)較大，特別是浙江省和江西省，分別為裝機(jī)容量效率和就業(yè)人員數(shù)效率得分最低。

由圖2和圖3可以得出：長江上游成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)和中游城市群各指標(biāo)總體效率得分較高，而下游長江三角洲地區(qū)除江蘇省以外，均需要提升各指標(biāo)效率得分。

(a)投入指標(biāo)

3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)偶價(jià)格與效率改進(jìn)方向分析

DEA模型可以根據(jù)對(duì)偶價(jià)格分析來發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)未來提高水電能源效率的改進(jìn)重點(diǎn)與方向，限于篇幅，僅以2017年數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，見表3。

表3 2017年長江經(jīng)濟(jì)帶沿線省際效率值及各投入產(chǎn)出指標(biāo)的對(duì)偶價(jià)格

由表3可知，2017年①江蘇省、浙江省投入指標(biāo)就業(yè)人員數(shù)對(duì)偶價(jià)格絕對(duì)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他省市，表明這兩個(gè)省要提升水電能源效率，首先要解決電力行業(yè)人力資本投入冗余問題，適當(dāng)精簡水電行業(yè)人力資源。②安徽省和江西省投入指標(biāo)裝機(jī)容量絕對(duì)值較大，適當(dāng)縮小生產(chǎn)規(guī)模、降低裝機(jī)設(shè)備投入成本有助于有效提高其水電能源效率。③重慶市和貴州省的投入指標(biāo)固定資產(chǎn)投資絕對(duì)值較大，說明這兩個(gè)地區(qū)大量的固定資產(chǎn)投入產(chǎn)出無效，投資回報(bào)率有待提高，需縮減相應(yīng)的固定資產(chǎn)投入；且貴州省的產(chǎn)出指標(biāo)地區(qū)生產(chǎn)總值對(duì)偶價(jià)格也略高于其他省市，這也與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后的實(shí)際情況吻合，故貴州省應(yīng)優(yōu)先發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)，縮小其與其他省市的經(jīng)濟(jì)差距。④安徽省和江西省的產(chǎn)出指標(biāo)CO2減排量與其他地區(qū)差距較大，說明其水電行業(yè)對(duì)火電行業(yè)的環(huán)境污染緩沖力較小，或是水電行業(yè)在該地區(qū)電力行業(yè)中所占比例較小。因此，安徽省和江西省需降低裝機(jī)設(shè)備成本，提高CO2減排量，即提升水力發(fā)電量，高質(zhì)量發(fā)展水電行業(yè)，在有限的人力物力資源條件下，實(shí)現(xiàn)清潔能源的二次利用及效益最大化。⑤其余省市，包括湖北省、湖南省、四川省和云南省，均位于長江中上游，水電開發(fā)利用經(jīng)驗(yàn)豐富，各項(xiàng)投入冗余較小，改進(jìn)空間不大，故其主要提升方向在于提高CO2減排量，更加有效地發(fā)揮清潔能源的優(yōu)勢(shì)。

3.4 聚類分析

系統(tǒng)聚類是常用的多要素樣本分類方法，基于各樣本的數(shù)據(jù)按其相似度和趨同性進(jìn)行分組歸類。在長江經(jīng)濟(jì)帶省際水電能源效率方面，各個(gè)地區(qū)存在一定的異同。以表3為對(duì)象進(jìn)行系統(tǒng)聚類及分析，結(jié)果見圖4。

圖4 系統(tǒng)聚類的譜系

根據(jù)聚類分析分類結(jié)果可知，第一類，即長江經(jīng)濟(jì)帶水電能源效率第一梯隊(duì)，包含江蘇省、湖北省、四川省、湖南省、云南省、重慶市6個(gè)地區(qū)，數(shù)量最多，且這6個(gè)省市除江蘇省外均來自長江中上游。這一梯隊(duì)代表了長江經(jīng)濟(jì)帶水電能源效率得分的基本水平，是其他梯隊(duì)成員的標(biāo)桿，但這僅僅是長江經(jīng)濟(jì)帶省際的相對(duì)效率排名，并非絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此第一梯隊(duì)成員也要不斷提高自身的水電能源效率，發(fā)揮對(duì)其他地區(qū)的影響和帶頭作用。第二梯隊(duì)包括浙江省、貴州省，在長江流域中一上一下，這兩個(gè)省水電能源效率得分中等，但與第一梯隊(duì)相差不大。第三梯隊(duì)和第四梯隊(duì)分別為江西省和安徽省，其水電能源效率的優(yōu)化是重中之重，需大力改善和重點(diǎn)提高。

4 結(jié)論和對(duì)策建議

4.1 結(jié)論

本文選取2008—2017年長江經(jīng)濟(jì)帶沿線10個(gè)省市的水力發(fā)電面板數(shù)據(jù)，用DEA方法測算了各地區(qū)的水電能源效率，并從不同角度進(jìn)行了差異分析與聚類分析，得出以下結(jié)論。

a.2008—2017年長江經(jīng)濟(jì)帶省際能源效率值呈現(xiàn)四大梯隊(duì)：第一梯隊(duì)為江蘇省、湖北省、四川省、湖南省、云南省、重慶市；第二梯隊(duì)為浙江省和貴州??；第三梯隊(duì)為江西省；第四梯隊(duì)為安徽省。長江水電能源效率的標(biāo)桿地區(qū)為江蘇和湖北省，四川省和云南省雖為水力發(fā)電的主力軍，但綜合多投入-多產(chǎn)出評(píng)價(jià)體系，其效率得分略低于江蘇省和湖北省，其原因在于其經(jīng)濟(jì)效益及水電設(shè)備利用效益較低。

b.總體來說，長江上游成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)和中游城市群各指標(biāo)效率得分較高，而下游長江三角洲地區(qū)除江蘇省以外，均需提升各指標(biāo)效率得分，且有較大改善空間。具體來說，浙江省、安徽省、江西省3省的產(chǎn)出指標(biāo)效率得分較低，主要原因?yàn)樗苜Y源地域分布不平衡，水力資源主要集中在西南地區(qū)，東部地勢(shì)平緩，缺乏天然水能資源，這就需要在這些地區(qū)投入大量資金進(jìn)行抽水蓄能水電站的建設(shè)，而這類電站的高成本導(dǎo)致其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)補(bǔ)償效益相對(duì)較差。

c.不同省市水電能源效率的提升方向不同，如江蘇省和浙江省應(yīng)精簡水電行業(yè)從業(yè)人員數(shù)，降低人力投入成本；安徽省和江西省需要提高水電裝機(jī)設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)；重慶市和貴州省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，且對(duì)于水力發(fā)電工程或水電站建設(shè)的投資回報(bào)率低，特別是貴州省，從單個(gè)指標(biāo)分析，這兩個(gè)省市的裝機(jī)容量效率得分均較高，但是發(fā)電量和CO2減排量效率得分不高，可見其在發(fā)電過程中存在技術(shù)效率低或資源浪費(fèi)、發(fā)電機(jī)組利用率低的現(xiàn)象。其余省市同樣也要以此為提升著力點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu)。

4.2 對(duì)策建議

a.開發(fā)優(yōu)質(zhì)水電，實(shí)現(xiàn)區(qū)域共同發(fā)展。長江水電開發(fā)采用梯級(jí)開發(fā)戰(zhàn)略，發(fā)掘沿線各省市的優(yōu)勢(shì)與差距。長江上游具有地理優(yōu)勢(shì)，水流落差大，支流眾多，應(yīng)從流域整體考慮，各省市之間實(shí)施聯(lián)合調(diào)度，利用規(guī)模效益，有效增加水電產(chǎn)出；中游各省市應(yīng)采用區(qū)域內(nèi)一對(duì)一拉動(dòng)性協(xié)同發(fā)展，做到集中控制、優(yōu)化運(yùn)行；長江下游水電能源效率省際差異較大，應(yīng)以以點(diǎn)帶面、逐步完善為原則，依托其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，調(diào)節(jié)能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能-低碳-循環(huán)的高級(jí)經(jīng)濟(jì)效益，控制中小流域的開發(fā)。

b.以水資源作為剛性約束，建立綠色水電認(rèn)證機(jī)制。樹立“以水而定，量水而行”的理念，注重長江流域的水生態(tài)保護(hù)與治理工作。如可以在水電開發(fā)的基礎(chǔ)上，對(duì)水電的綠色發(fā)展提出標(biāo)準(zhǔn)和要求，嚴(yán)格將生態(tài)保護(hù)目標(biāo)或水電能源效率納入評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，建立綠色水電認(rèn)證制度，通過認(rèn)證的水電工程才予以投入建設(shè)，還要進(jìn)行后續(xù)的復(fù)查監(jiān)測，從而有效控制水電工程的濫用和無序開發(fā)，以維持優(yōu)質(zhì)的水資源、健康水生態(tài)和宜居的水環(huán)境。

c.建立并完善投資補(bǔ)助和分?jǐn)倷C(jī)制。①積極解決西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱、資源環(huán)境矛盾突出且開發(fā)難度大等制約性難題。②加大對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通道路投資建設(shè)。③妥善解決移民安置問題，做好水電工程建設(shè)征地補(bǔ)償安置。④健全投融資和分?jǐn)倷C(jī)制：一是社會(huì)融資體系，調(diào)動(dòng)各方面治理開發(fā)和保護(hù)長江的積極性，可以建立東中西部或各省市互補(bǔ)性對(duì)接，形成東部經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力、中部技術(shù)水平和西部水能資源的完美結(jié)合；二是長效補(bǔ)償機(jī)制，相比于開發(fā)，更應(yīng)該重視流域生態(tài)保護(hù)和水政監(jiān)督工作；三是設(shè)立相關(guān)基金以獲得更多資金投入。

d.優(yōu)化供需平衡調(diào)節(jié)，力促水電消納。調(diào)節(jié)供需平衡，加大電力需求側(cè)的管理，刺激電力消費(fèi)需求，引導(dǎo)電力用戶改變消費(fèi)行為，尤其是轉(zhuǎn)向?qū)η鍧嶋娫吹南M(fèi)；加快建設(shè)處于“西電東送”戰(zhàn)略性地位的水電基地，實(shí)現(xiàn)長江經(jīng)濟(jì)帶乃至全國電力綜合均衡，如水電大省四川省、云南省和湖北省，可有效擴(kuò)大其水電消納范圍，實(shí)現(xiàn)從規(guī)模引領(lǐng)到規(guī)范引領(lǐng)。

e.加強(qiáng)人才培養(yǎng)，提高水電建設(shè)效率。注重培養(yǎng)專業(yè)能力領(lǐng)先、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、科技創(chuàng)新能力較強(qiáng)的骨干人才，加強(qiáng)國際國內(nèi)技術(shù)合作與對(duì)外交流，提高水電企業(yè)的技術(shù)效率和管理效率；重視選拔和培養(yǎng)表現(xiàn)較突出、素質(zhì)水平較高的水電建設(shè)人才，特別是主動(dòng)扎根基層或投身西部邊遠(yuǎn)地區(qū)建設(shè)的一線人才。