基于环境DEA的山东省能源利用效率研究

李承财

(东北财经大学管理科学与工程学院，辽宁 大连 116025)

基于环境DEA的山东省能源利用效率研究

李承财

(东北财经大学管理科学与工程学院，辽宁 大连 116025)

如今节能减排已成为中国经济发展中势在必行的趋势。山东作为经济发展和能源消耗大省，研究其能源效率和节能潜力是非常有必要的。本文利用基于非期望输出的环境DEA模型，将一次能耗作为非期望输出，研究了山东省的能源效率和节能潜力。结果表明，山东省从1995年到2013年的能源效率变化呈现倒U型，并得出山东省节能潜力最低为0.1%。

环境DEA 能源效率 节能潜力

一、引言

中国作为世界第二大经济体和第一能源消耗大国，对降低能耗，减少温室气体排放，具有不可推卸的责任。中国的资源环境约束已经成为影响经济社会可持续发展的一个重大瓶颈问题。1980年，我国的能源消费量刚超过6亿吨标准煤，2000年上升到14.5亿吨标准煤，2013年提高到37.5亿吨标准煤。中国GDP约占全球的12%，但是能源消费量却占全球的22%左右，碳排放量接近占全球的30%。山东省作为经济发展和能源消耗大省，对促进中国节能减排具有相当大的责任，因此，“十三五”期间提出了万元GDP能耗比2010年降低17%以上，实现节能环保产业产值5500亿元左右的目标。但是，如何保证在不影响经济发展的情况下有效率的节能减排，如何测度山东省的节能减排潜力，这都是一些问题，本文就是基于这样的一个目的进行了研究。

二、文献综述

目前，国内外对于节能减排的研究众多，Ardakani利用不同的优化回归模型和神经网络模型对伊朗和美国的历史能耗数据进行分析建模预测了两国未来20年的能源消耗情况，最终证明基于改进的粒子群优化的神经网络模型对于长期能源消耗预测具有较高的准确性(Ardakani and Ardehali 2014)。付峰等人通过系统分析我国当前能耗特征及内在机理，指出“动态节能”是我国节能的本质内涵，这要通过减少我国现代化过程中的“集总能耗”来实现(付峰, 麻林巍 et al. 2012)。在众多的研究中，DEA作为一种非参数型的方法，在测度能源效率和计算节能潜力方面具有不可忽视的优势。韩一杰在2011年用超效率DEA对中国各地区钢铁行业的全要素能源效率作出评价，以此计算得出了中国各地区钢铁行业的节能减排潜力(韩一杰 and 刘秀丽 2011)。

DEA是一种非参数性的方法，他是由著名运筹学家Charnes和Cooper提出来的，后来众多的学者对其进行了改进，其中Färe所提出的基于非期望输出的环境DEA模型在节能减排领域得到了广泛的运用。本文中主要就是利用基于非期望输出的环境DEA模型来评价和测度减少能源消耗的潜力，利用Lozano在2008年提出的方法，将一次能耗作为非期望输出来研究节能效率(Lozano and Gutiérrez 2008)，其利用到的模型如下：

(1)

其中，是第k个DMU的输出导向效率值，是一个无穷小的正数，用来保证输入输出的系数为正值，和分别为输入和输出的松弛变量，他们都是大于0的，而则代表的是第j个DMU的权重。

本文接下来的主要结构为：第三部分对数据来源进行说明；第四部分利用第三部分得来的数据运用DEA的方法进行分析并得出结论。

三、数据来源

本文中的数据主要来源于1995年到2014年《山东省统计年鉴》 ，利用到的数据有以2003年为不变价格的地区生产总值，山东省以2003年为不变价格的固定资产投资，山东省95年到13年的从业人数，历年一次能耗。其中，以固定资产投资额和从业人数作为输入，一次能耗作为非期望输出指标，地区生产总值作为期望输出指标。

四、分析和结果

表1 . 1995年—2013年山东省能耗效率值

利用DEAFrontier软件对1995年到2013年山东省的能耗数据进行分析，得出结果如表1所示。由图中可以看出，利用基于非期望输出的环境DEA模型对山东省的能源效率进行测度后，其中，有效率的年份为1995年，1996年，1997年，1998年，1999年，2000年和2013年，2000年以前，山东省能源效率之所以利用如此之高，主要是因为从1995年起山东省在发展经济的同时，比较重视节能减排工作，采取了节能奖励办法，从而导致了能源消耗较少。而2013年效率高的原因，除了因为完成“十二五”节能减排目标的原因，还可能是因为受国内经济发展放缓，能源投入降低因素的影响。

从表1中还可以看出，和有效率的年份比，山东省最小节能潜力为2012年的0.1%，最大节能潜力为2005年的13%。

五、结论

本文利用基于非期望输出的环境DEA模型，将一次能耗作为非期望输出研究了山东省1995年到2013年的节能效率和节能潜力，结果表明，从2000年开始，由于工业经济的快速发展，山东省的能源效率开始不断下降，到2007年到达最低点，从2008年开始，山东省的能源效率不断提高，这是基于实现“十二五”规划目标的原因，当然，全球经济危机影响，经济发展放缓也是其中一个因素。研究中还可以看出，除去2013年影响，山东省的能源消耗还可以降低0.1%，这可以为政策决策者提供参考，为下一步经济发展中制定节能目标提供一定依据。

[1]Ardakani, F. and M. Ardehali (2014). "Long-term electrical energy consumption forecasting for developing and developed economies based on different optimized models and historical data types."Energy65: 452-461.

[2]Lozano, S. and E. Gutiérrez (2008). "Non-parametric frontier approach to modelling the relationships among population, GDP, energy consumption and CO 2 emissions."Ecological Economics66(4): 687-699.

[3]付峰, 麻林巍, 李政 and 倪维斗 (2012). "中国能耗动态增长机理和节能内涵探讨."中国人口资源与环境22(8): 96-101.

[4]韩一杰 and 刘秀丽 (2011). "基于超效率 DEA 模型的中国各地区钢铁行业能源效率及节能减排潜力分析."系统科学与数学31(3): 287-298.

S210

B

1007-6344（2015）05-0274-01

李承财，1991年10月05日，男，籍贯：山东省肥城市，单位：辽宁省大连市东北财经大学 管理科学与工程学院，研究生，管理科学