基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究

阎建明，朱开伟，刘　贞,2，吕指臣，蒲刚清

(1.重庆理工大学　a.管理学院； b.机械工程学院，重庆　400054；

2.清华大学 能源环境经济研究室，北京　100084)



基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究

阎建明1a，朱开伟1a，刘贞1a,2，吕指臣1a，蒲刚清1b

(1.重庆理工大学a.管理学院； b.机械工程学院，重庆400054；

2.清华大学 能源环境经济研究室，北京100084)

摘要：通过分析我国EPC主要运作模式，结合利益分配的影响因素和TOPSIS基本原理，提出了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配模型。并根据我国EPC实际实施情况，设计出不同的项目背景情景，拟从不同的营运模式、项目规模等角度，对EPC利益分配方式进行研究。研究发现：EPC最终项目收益分配取决于运作模式，而项目投资额对收益结构影响不大；在节能量保证型运作模式下，风险和贡献程度是企业和ESCo收益的主要影响因素；在能源费用托管型运作模式下，企业收益结构比较稳定，主要受投入和贡献因素的影响，而ESCo的收益主要受风险因素的影响；在节能收益分享型运作模式下，企业收益主要受到投入因素的影响，而ESCo则主要受到风险和贡献程度的影响。

关键词：合同能源管理(EPC)；利益分配；TOPSIS；节能服务公司(ESCo)；节能量保证型；能源费用托管型；节能收益分享型

一、引言

合同能源管理(Energy Performance Contracting，EPC)是一种以减少消耗能源的费用来支付整个项目全部投资的节能投资方式。自20世纪90年代EPC引入我国以来，我国节能服务产业迅速发展，节能服务公司不断增加，服务范围已扩展到建筑、交通、工业等领域[1-2]。截止到2010年底，我国节能服务产业规模已经达到836.29亿元，节能服务公司增加到782家，分别比2006年增长了16倍、9倍[3]。EPC不仅促进了我国低碳经济的发展，而且对我国实现节能减排也有着重要意义。效益分享作为EPC管理的重要环节，合理的利益分配方式有助于推动我国EPC的发展，同时也对我国节能服务产业的发展有着重要的意义。

目前国内外对EPC利益分配的研究还处于起步阶段，虽然国外对EPC的研究要早于国内，但其主要集中在EPC融资及管理模式的分析上，对EPC利益分配的研究较少。国内对EPC利益分配的研究，主要是基于风险分析和EPC某种单一运作方式的利益分配进行研究。如王丹等构建了基于用能企业和节能服务公司作为参与方的博弈模型，并运用纳什谈判模型和鲁宾斯坦讨价还价模型研究了节能效益分享型EPC中的利益分配问题[4]；郭俊雄利用层次分析法和模糊综合评价法分析了节能服务公司、企业和金融机构的风险系数，并利用风险系数对Shapley值理论得到的初步收益分配方案进行了修正[5]；王子彪等利用动态联盟模型，并结合暖通空调领域的技改节能实例，分析了EPC参与方之间的利益分配问题[6]；王敬敏等介绍并分析了节能效益分享模式在我国运行的状况和存在的共性问题，并按照风险与收益对等原则构建了基于风险系数的效益分享模型[7]；李翔鹏认为EPC的收益分配过程实质上是一个讨价还价过程，因此使用鲁宾斯讨价还价模型对节能收益分享型运作模式的收益分配进行了研究[8]；刘德军等根据效益风险对等原则，运用层次分析法和模糊数学评价法对EPC项目的风险进行评估，并据此构建了基于风险系数的效益分享额和分享期限[9]。而国外对EPC项目的利益分配研究如Qianli Deng等根据节能服务公司(ESCo)在合同期间的潜在成本，提出了一种针对契约时间的决策仿真模型，并根据契约时间内能源价格等因素的变化来确定节能企业和ESCo之间的利益分配[10]。

本文在以上研究的基础上，通过分析我国EPC的主要运作模式和利益相关者，综合利益分配的影响因素和TOPSIS基本原理，提出了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配模型。并根据我国EPC实际实施情况，设计不同的项目背景情景，拟从不同的营运模式、项目规模等角度，对EPC利益分配方式进行研究，找出在不同项目规模下、不同运作模式下最优的利益分配方法，为我国EPC项目的利益分配方式提供参考依据。

二、基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式模型构建

(一)合同能源管理运作模式及利益相关者分析

合同能源管理的利益分配方式与其运作模式、营运过程中的利益相关者和利益分配影响因素等有着密切的联系。因此文章从以上3个角度，结合TOPSIS基本原理，构建了基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式评价模型，具体思路如图1所示。

图1　技术路线

自合同能源管理引入我国以来，其主要运作模式可以分为3类[11-13]：节能量保证型、能源费用托管型和节能收益分享型，其中节能量保证型是我国现阶段运用最广的合同能源管理运作模式。节能量保证型合同能源管理的运作模式是节能企业主动邀请ESCo实施节能项目，节能企业负责解决项目实施的资金问题等，而ESCo在节能公司的帮助下实施节能项目。当项目完成时，如果承诺的节能量或节能效益得到实现，则节能企业向ESCo支付相应费用；否则，ESCo不仅得不到相应的能源服务费用，还需要向节能企业支付相应的补偿，其具体运作流程如图2(a)所示。

对于能源费用托管型的运作模式，ESCo按照双方规定的自筹资金为企业进行节能改造，如果达到双方规定的指标，则ESCo取得全部节省的能源费用；否则，ESCo按照能源服务合同的规定向企业支付未达到的节能效益作为补偿，其具体运作流程如图2(b)所示。

对于节能收益分享型的运作模式而言， ESCo是EPC项目资金和节能服务的提供者，而企业只需配合ESCo实施节能项目。在节能收益分配方面，ESCo与企业按照合同约定的比例分享节能收益。节能合同期满后，企业享有全部的节能效益并成为节能设备的所有者，其具体运作流程如图2(c)所示。

从合同能源管理的3种运作模式可以看出，EPC涉及的主要利益相关者有：企业、ESCo、其他相关合作公司和金融机构等。

图2　EPC 3种运作模式

(二)利益分配影响因素分析

利益分配的传统影响因素很多，例如风险、品牌、资源投入等等。对合同能源管理而言，由于其宏观层面涉及的参与主体相对较少，主要为节能实施企业、ESCo和金融机构。其中金融机构通常为银行或者基金组织，而在EPC开始实施的融资环节，金融机构都会采取一定的方式使其风险转移给企业或者ESCo。因此在实际收入分配时，主要是企业和ESCo参与分配。

对于企业和ESCo而言，最终收益分配与其各自所承担的风险、资源投入和对整个EPC项目的贡献程度是息息相关的。在不同的运作模式下，企业和ESCo所面临的影响和压力是不同的，但主要内容是相互一致的，具体如表1所示。

表1　利益分配影响因素说明

(三)TOPSIS基本原理

(四)综合模型构建

根据以上分析，综合TOPSIS基本原理，ESCo和企业所获得的收益可以表示为式(1)：

(1)

其中，π1、π2、π3和φ1、φ2、φ3分别表示在不同运作模式下，ESCo和企业最终的利润分配额；α、β、γ分别表示风险、资源投入和贡献程度；Π表示整个EPC项目所获得的最终收益，即待分配收益；f1(α,β,γ)、f2(α,β,γ)和f3(α,β,γ)分别表示在不同运作模式下利益分配影响因素和最终收益之间的对应法则；τ1i、τ2i、τ3i分别表示在不同运作模式不同影响因素下，按照单因素进行分配时ESCo所获得的利润；ω1i、ω2i和ω3i分别表示在不同运作模式下不同影响因素所获得分配占最终分配的权重。ω1i、ω2i、ω3i和τ1i、τ2i、τ3i可以表示为式(2)：

(2)

综上所述，ESCo和企业最终的收益可以表示为式(3)：

(3)

三、EPC项目利益分配情景设计

(一)项目投资及收益情景设计

据中国节能协会节能服务产业委员会(EMCA)的研究报告[3]和其他文献[1，14-16]研究发现，项目一期期间，我国EPC项目平均投资规模为200万元，最大投资额为2 000万元；项目二期前期，EPC项目的平均投资规模为360万元，最大投资额为8 000万，而最小投资额为0.47万元，平均项目投资回收期约为1.3年。从EPC项目一期和项目二期投资额来看，其项目投资额相对集中，极大或极小投资额项目数量较少。因此在情景设计时，不考虑极大或极小投资额情况，取投资额集中段。由于不同性质的EPC项目收益率是不相同的，因此根据平均项目投资回收期对其年项目收益进行计算，具体如表2所示。

(二)项目风险情景设计

EPC项目实施过程中，其主要风险包括政策风险、市场风险、融资风险、营运风险和效益风险[17-18]。其中政策风险主要包括：宏观政策法规和节能政策法规；市场风险主要包括：技术先进性、信息流畅性、主要设备成本、能源价格和通货膨胀；融资风险主要包括：融资方式、融资渠道及银行利率、汇率波动；运营风险主要包括：资金周转、人力资源、管理水平、工作质量、设备故障及运行和维护；效益风险主要包括：客户运营风险、客户支付诚信风险和预期节能量能否实现。

整个项目的风险主要由节能实施企业和ESCo双方共同承担，但在不同的运作模式和投资额下，合同双方所承担的风险大小是不完全相同的。因此，首先利用德尔菲法对不同运作模式和投资额下，节能企业和ESCo双方风险承担比例进行预测，然后采用加权平均法，根据文献[17]所提供的风险数据对不同运作模式和投资额下，合同双方的风险承担系数进行运算，具体如表3所示。

表2　项目投资及年收益情景设计

(三)项目资源投入及贡献程度情景设计

由于EPC项目具有个体特殊性，即在不同运作模式、不同节能领域和不同融资额下，其资源投入和贡献程度是不尽相同的。因此，采用德尔菲法确定ESCo和节能实施企业在某一特定的运作模式和投资额下的资源投入程度和贡献程度是不科学的。而本文主要是在TOPSIS基本理论框架下，研究不同利益分配影响因素对最终EPC利益分配的影响。基于此，结合EPC项目实际实施情况，针对资源投入程度和贡献程度设置了3种不同情景，即低分配情景、中分配情景和高分配情景，具体如表4所示。

表4　项目资源投入及贡献程度情景设计

四、情景分析及评价

(一)节能量保证型情景分析及评价

在节能量保证型运作模式下，分析了在一定风险分担程度下，企业和ESCo双方受益分配随着资源投入程度和贡献程度的变化。在企业低投入和低贡献程度情景下，对企业而言其风险收入、投入收入和贡献收入分别约占最终收入的25%、35%、40%；且随着EPC项目投资额的增加，企业的风险收入和贡献收入占最终收入的比重会逐渐增加，投入收入会相应降低。而对ESCo而言，其风险收入占最终收入的比例较小，平均约13%，但其贡献收入平均约占最终收入的56%。

在企业中投入和中贡献情景下，企业和ESCo的风险收入、投入收入和贡献收入分别约占最终收入的25%、21%、54%和20%、15%、65%。且企业和ESCo的贡献收入、投入收入占最终收入的比例，随着EPC项目投资额的增加而递减；但企业和ESCo的风险收入都随着项目投资额的增加而增加。

在企业高投入和高贡献情景下，企业和ESCo的风险收入、投入收入和贡献收入分别约占最终收入的43%、10%、47%和47%、10%、43%；且随着项目投资额的增大，企业和ESCo的风险收入逐渐增大，贡献收入呈现递减趋势，而其投资收入呈现先减少后增加的趋势。不同情景下企业的收入和收益比如图3所示。

图3　节能保障型运作模式下企业收益及收益比

(二)能源费用托管型情景分析及评价

在能源费用托管型运作模式下，在企业低投入和低贡献程度情景下，企业和ESCo风险收入、投入收入、贡献收入占最终收入的5%、47%、48%和9%、45%、46%。随着项目投资额的增加，企业和ESCo风险收入所占比例逐渐下降，但投入收入和贡献收入所占比例平稳上升，且投入收入和贡献收入占最终收入比例基本持平，企业和ESCo的收益比维持在0.23左右。

在企业中投入和中贡献程度情景下，企业和ESCo风险收入、投入收入和贡献收入占其最终收益的比例分别约为5%、47%、48%和30%、35%、36%，且随着投资额的增加二者风险收入比呈下降趋势，相比而言ESCo风险收入较为稳定，始终维持在30%左右，而企业的风险收入比例则从7%下降到3%，二者收益比维持在0.73左右。与企业低投入和低贡献程度情景相比，企业的最终收益结构变化不大，而ESCo的收益结构变化较大，主要由风险收入引起。

在企业高投入和高贡献程度情景下，企业和ESCo风险收入、投入收入和贡献收入占最终收益的比例分别约为6%、47%、47%和66%、17%、17%，二者收益比维持在1.4左右。与企业中投入和中贡献程度情景相比，企业最终的收益结构变化不大，而ESCo的收益结构变化较大。不同情景下企业最终收益和收益比如图4所示。

图4　能源费用托管型运作模式下企业收益及收益比

(三)节能收益分享型情景分析及评价

在节能收益分享型运作模式下的企业低投入和低贡献程度情景下，风险收入、投入收入和贡献收入分别约占企业和ESCo最终收入的10%、80%、10%和32%、37%、31%，企业和ESCo的收益比约为0.45。随着项目投资额的增加，企业风险收入比例增长较快，而ESCo风险收入所占比例保持平稳，维持在32%。对企业而言，其收入主要集中在投入收入，而ESCo比较分散。

在企业中投入和中贡献程度情景下，风险收入、投入收入、贡献收入分别约占企业和ESCo最终收益的8%、68%、24%和18%、22%、60%，企业和ESCo的收益比约为0.32。且随着项目投资额的增加，企业和ESCo的风险收入和投入收入占比都呈上升趋势，分别上升约3%、2%和2%、1%，而贡献收入占比分别下降约4%和3%。

在企业高投入和高贡献程度情景下，风险收入、投入收入、贡献收入分别约占企业和ESCo最终收益的10%、10%、80%和23%、18%、59%，企业和ESCo的收益比约为0.3。且随着项目投资额的增加，企业和ESCo的风险收入占比上升，分别约上升了6%和4%，投入收入和贡献收入占比均下降，分别下降了约1%、5%和2%和3%。不同情景下企业的最终收益和收益比如图5所示。

图5　节能收益分享型运作模式下企业收益及收益比

参考文献：

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[18]周亮.合同能源管理风险评价研究[D].上海：复旦大学，2009.

(责任编辑许若茜)

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

文章编号：1674-8425(2016)02-0069-07

中图分类号：F062.4

文献标识码：A

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

作者简介：阎建明(1968—)，男，副教授，硕士，研究方向：低碳经济、可再生能源发展战略。

基金项目：重庆市教育委员会人文社会科学研究基金资助项目“基于情景分析的能源供应商合同能源管理多方利益均衡机制研究”(12SKL09)

收稿日期：2015-01-04

引用格式：阎建明，朱开伟，刘贞，等.基于TOPSIS的合同能源管理利益分配方式研究[J].重庆理工大学学报(社会科学)，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.