基于因素替代法对地区节能目标分解模型研究

(重庆市节能技术服务中心，重庆 40000)

0 引 言

我国从战略的高度充分认识到做好节能工作的重要性和紧迫性，中共中央十六届五中全会把资源节约确定为基本国策，提出“十一五”末期单位国内生产总值能耗比“十五”末期降低20%左右的要求[1-5]。重庆未来将面临能源供应与可持续发展挑战。为顺利实现节能目标，需要明确影响地区节能目标的关键因素，及相关因素对节能目标的影响份额[6-9]。本文对重庆市40个区县运用节能目标分解模型，计算得出区县节能目标分解数据，具有操作性强，使节能目标更加科学。

1 分解模型基本理论

1.1 因素替代法基本理论

因素替代法是用来确定几个相互联系的因素对分析对象综合目标影响程度的一种分析方法。这种方法利用各因素的报告期值与基期值的差额来分析各因素变动对总差异的影响程度。按照多因素变动共同影响部分的不同分配方式，因素替代法又可分为两种：顺序式因素

替代法和平均式因素替代法。

1.1.1 顺序式因素替代法

顺序式因素替代法以基期目标为基础，顺序的将其中一个因素视为可变，进行连环替代。将替换顺序按x1、x2、…、xn来排列，则结果是：因素x1的变动对y目标的影响值Δyx1为:

因素xm(2≤m≤n-1)的变动对y目标的影响值Δyxm为:

因素xn的变动对y目标的影响值Δyxn为:

由此可见，采用顺序式因素替代法分析时，排列在最前面的因素只负担其基本影响额，而后面的因素除要负担各自的基本影响额外，还要负担、排在它前面因素的共同影响部分，而且排列越后，负担的共同影响额越多。因此，因素排列顺序i越小，该因素对y的影响Δyxi越纯粹，而i越大，Δyxi中包含的复合性影响也越大，影响的准确性也越差。

1.1.2 平均式因素替代法

平均式因素替代法在确定各影响因素对总目标的影响程度时，规定各因素的基本影响额由各项因素自己负担，而共同影响额部分是在参与影响的因素之间根据有关因素个数来分摊。为了分析更加简洁明了，现以三个因素为例说明。按照平均式因素替代法，有：

由以上分析可见，顺序式因素替代法有一个明显缺陷：各因素的排列顺序是事先设定的。倘若改变一下顺序，各因素对综合目标的影响就会发生显著变化，只承认其中一种因素排列顺序，是不客观、不科学的。各因素的变动对综合目标的影响额，理应为在各种可能出现的排列顺序下计算出来的那个平均数。而平均式因素替代法则避免了顺序排列问题，这就能排除人们对各因素所起作用大小的任何主观推测，从而能客观地、正确地反映出各构成因素变动对综合目标的实际影响程度。

1.2 节能目标分解模型

通常实现既定的节能目标，还必须将目标层层分解，并且用更具体的、可控的因素实现。为此本文运用平均式因素替代法将节能目标进行分解分析。节能目标为：

式中：E为能源消费总量，万tce；GDP为地区生产总值，万元人民币。对单位GDP 能耗按产业分解，有：

=e1g1+e2g2+e3g3+er。

式中：Ei(i=1, 2, 3)为三次产业能源消费量；Er为生活能源消费量；Gi(i=1, 2, 3)分别为三次产业的增加值；ei=Ei/Gi(i=1, 2, 3)分别为三次产业的单位增加值能耗；gi=Gi/GDP(i=1, 2, 3)分别为三次产业增加值占GDP 的比重(即产业结构)；er为单位GDP 生活能耗。

式中：Δei为第i次产业单位增加值能耗的变动量；Δgi为第i次产业增加值比重的变动量；第i次产业单位增加值能耗变化对单位GDP 能耗的影响份额Δcei(i=1, 2, 3)为：

对应的影响比率为：

全部产业单位增加值能耗变化对单位GDP 能耗变动的影响份额Δce为:

对应的影响比率为:

产业结构变化对单位GDP 能耗变动的影响份额Δg为:

对应的影响比率为:

单位GDP 生活能耗变动对节能目标变动的影响份额Δcr，与单位GDP 生活能耗的变动量Δer相等，对应的影响比率为:

2 区县节能目标分解存在的问题

由于各区县之间的差异性大、发展不平衡等，实施节能目标暴露出以下问题：

(1)未能充分考虑各地区原有能耗基础状况。在40个区县中，原有能耗基础状况差异很大，有的是农业为主的地区、有的是工业为主的区县，还有的是商业为主的区。有的地区的综合能耗相当低，甚至接近或超过发达城市的先进水平，有的地区的综合能耗相对较高。节能目标分解采用“一刀切”方式，强行分解下达相同的目标，考核时又无法区别对待。

(2)各区县的地域差异性问题。重庆市各区县(自治县)节能目标的分解下达基本上按照各区县(自治县)的下降率与全市总体下降率同步的原则进行，也就是基本是采用无差别原则；没有充分考虑产业结构、资源状况、区域定位、节能潜力等重要因素。

(3)节能目标未能结合当地产业发展实际。“十五”时期是我市百万移民攻坚和经济转型初期阶段，一些地区甚至还没能找到突破瓶颈的办法，这些地区经济总量低，能源消耗量也较少。有的地区单位产值能耗很低，不能真实反映当地实际发展状况。“十一五”提出大幅下降能耗目标，这对上述地区仅仅依靠资源型产业发展形成严重矛盾，制约当地经济的发展，最终使得区域间差距越来越大。

(4)尚未建立节能目标客观公正的修正系数。不同地区、不同行业和不同企业各自的条件千差万别，通过节能目标的修正系数加以修正，可操作性更强，更易于理解。可以使节能目标考核管理更加科学。

3 区县节能目标影响因素分析

重庆市各区县节能目标分解模型考虑节能目标的影响因素，设定能源消费主要由三次产业能源消费和生活能源消费构成，则各区县节能目标就由这四个方面来决定，分别记为E1、E2、E3、E4。另外，节能目标分解模型主要考虑从宏观上把全市的节能目标向其所管辖的各区县分解。

能源消费受三次产业能源消费和生活能源消费的影响，所以降低能源消耗应从这四方面进行考虑。但第一产业、第二产业、第三产业能源消费的比重和各产业单位增加值能耗无论在全市还是在各区县均各自迥异。各区县的人们生活水平和消费观念的不同，使得各区县人们日常生活对能源的需求和消费也不尽相同。因而各区县的节能目标也不能全然相同，节能目标的分解模型既要考虑到产业结构的影响，又要考虑生活消费的影响。为了能够科学地把节能目标分解到各个区县，必须考虑三次产业能源消费和生活能耗对整个能源消费的影响，采用客观赋权的方法对各影响因素进行度量。对各区县原始能耗数据建立如下横截面数据表。

表1 重庆市各区县能源消耗数据表

式中Ai(i=1，2，…n)表示重庆市的第i个区县，Eij(i=1，2，…n；j=1，2，3，4)表示第i个区县第j(j=1，2，3)产业的能源消耗数量，j=4表示第i区县的生活消费能源的数量。ei为第i个区县的能源消耗总量，E为重庆市的能源消耗量。

利用上表中的统计数据对影响能源消费的各个因素赋权，即对E1、E2、E3、E4确定权重系数。

3.1 区县节能目标分解模型

对各区县节能目标的影响因素进行分解，就是将节能目标分解到三次产业和生活能源消费四个方面。重庆市的第i产业单位增加值能耗降低目标为yi(i=1，2，3)，y4表示重庆市人均生活能耗降低目标；Pi(i=1，2，3)分别为第一、二、三产业的年产值，P4为总人口数，用APi(i=1，2，3，4)分别代表各产业的单位增加值能耗和人均生活能耗，则下式成立：

(1)

(2)

式中：e为重庆市的单位GDP能耗，20%表示重庆提出的节能目标，再利用上面得到的各影响因素的权重系数就有下式：

(3)

结合公式(2)和(3)，就可以得到yii=1,2,3,4。

如第i个区县的节能目标为qi，则利用各区县能源消耗中的数据和已经得到的yi，qi就可以通过下式求出：

(4)

式中：ei为第i个区县的能源消耗总量；Eij为第i个区县第j产业或生活消费能源数量。至此，区县节能目标分解模型就建立起来了。

3.2 节能目标分解分析

重庆市的能耗主要以工业消耗为主，而工业又是以传统的高耗能的重工业为主，且工业在各地的分布不均，加上各区县产业结构和产业布局不尽相同，从而使得在向各区县分解节能目标时不能按平均分配。利用区县节能目标分解模型可解决重庆市对各区县节能目标进行科学合理分解。

3.2.1 数据来源及节能目标分解

所涉及数据均来自2009年的重庆年鉴或由2009年重庆年鉴的数据推算得到。对得到的的数据见表2。

表2 2008年重庆市部分区县能源消耗数据表

目前，确定权重的方法可大致分为两类：主观赋权法与客观赋权法。主观赋权评价法采取定性的方法，由相关专家根据经验进行主观判断而得到权数，然后再对目标进行综合评价。客观赋权评价法则根据目标之间的相关关系或各项目标的变异系数来确定权数进行综合评价。

模型研究采用的是客观赋权法，根据重庆市40个区县能耗数据之间的相关关系或各项能耗数据的变异系数来确定权数进行综合评价。其中均方差法是一种常见的客观赋权法，能反映随机变量离散程度，根据全市40个区县能源消耗的数据，用均方差法计算得出区县节能目标考核的权重赋值。

详细的均方差法的计算过程如下：

由数学期望计算公式：

(5)

可以依次计算出各区县三次产业能耗的平均值为：

由均方差计算公式：

(6)

可以依次算出：

vj=(0.130, 1.111, 0.025, 0.002)：

由归一化计算公式：

(7)

最后可以算得权值向量量ω=(0.102，0.877，0.019，0.002)，即为由方差法确定的权值向量。

利用得到的权值向量ω和公式(1)至(4)就可以得到重庆市各区县节能目标的分解结果，见表3。

表3 未来五年重庆市部分区县单位GDP能耗降低目标

4 结 论

(1)通过节能目标分解模型研究，重庆市在三次产业构成中，第二产业比重尤其是工业比重较大的地区，其产业单位增加值能耗降低的目标值也较大，如以钢铁、煤炭、火电等传统重工业为主的大渡口区、长寿区、开县能耗降低指标值分别居前位；而以生活消费能源为主的如渝中区、九龙坡等的节能目标相对较小。以农业为主的丰都县等的节能目标更小。

(2)40个区县节能目标分解，在综合考虑各地经济发展水平、经济结构、技术水平、资源可获得性、能源消费情况等因素。以目标考核前一年为基数，充分掌握各区县(包括县级市/区)考核前一年三大产业及生活能源消费量和GDP量的统计数据，以及地区新增能耗项目的因素，预测考核期间的能源消费和GDP增长率，用此地区节能目标分解模型，能够比较科学、合理地分解节能目标。

(3)在向各区县分解节能指标时，可参考“地区节能目标分解模型”进行，同时需考虑被考核地区的原有的能源消费情况、产业结构、节能潜力和经济发展水平等情况，以及该地区新增大型项目后能耗发生变化的因素。

(4)不同地区、不同行业和不同企业各自的条件千差万别，根据重庆市40个区县能源消耗的数据，用均方差法计算得出地区节能目标考核的权重赋值。操作性更强。可以使节能目标考核管理更加科学。

(5)通过对地区节能目标分解的研究，制定出对全市各区县都切实可行的节能考核评价目标，对节能目标的顺利完成以及构建和谐社会具有重要意义。

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