基于SBM模型的省级第二产业可持续效率评价

许艳红

摘 要：以二氧化碳排放为非期望产出，应用DEA-SBM模型对我国30个省级区域第二产业的可持续效率和投入产出松弛量进行了测算分析。结果显示不同省区第二产业的可持续发展进程不同，北京、上海、广东等经济相对发达地区的可持续效率值处于较高水平，而西部地区的甘肃、宁夏、新疆第二产业的可持续发展进程缓慢。整体来看2006-2017年间各省区第二产业在发展过程中可持续效率得到一定提升，但离真正实现可持续发展和资源有效利用尚有一段距离。

关键词：数据包络分析（DEA）;SBM模型;可持续效率评价;第二产业

中图分类号：F2     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2022.06.001

0 引言

为了应对气候变化，中国政府意识到传统的先污染后治理的老路早已行不通，高度重视节能减排问题，党的十九届五中全会提出的2035年基本实现社会主义现代化远景目标中就包括“碳排放达峰后稳中有降”。而第二产业作为我国国民经济发展的支柱产业，同时也是国内碳排放大户，将其作为研究对象测算其可持续效率具有必要性，分析当前可持续进程，有利于各省区找准发展定位，在保持经济稳定增长的同时兼顾环境效益，加快整体节能减排进程。

关于可持续效率评价的研究范围广、方法多样、层面不一。众多学者分别从区域、省份、行业层面开展可持续效率分析，研究所涉及的方法有DEA模型、结构方程模型、比值法和生命周期法等。数据包络分析（Data envelopment analysis，DEA）自1978年Charnes和 Cooper等人提出以来，被广泛用于各种评价场景。其求解便捷，能通过函数变化和模型修正来处理包含环境污染等非期望产出的情形，近年来在能源和环境领域也得到不断应用和推广。目前关于特定行业如制造业、交通运输业的可持续效率评价较多，很少有学者将第二产业作为整体进行测算和评价，也缺少对低效率背后投入冗余或产出不足的进一步分析。

本文以《中国工业统计年鉴》（2007-2018）和《中国能源统计年鉴》（2007-2018）为数据统计来源，将就业人口、固定资产额和能源消耗量作为投入指标，工业销售产值为期望产出指标，二氧化碳排放为非期望产出指标，测算了各省区第二产业的可持续效率，并进一步对投入产出指标松弛程度展开分析，为后续各省区找准提升第二产业可持续效率的关键任务提供参考。结果显示，各省区第二产业的可持续效率整体有了一定提升，但不同省区当前所处可持续进程不同，投入和排放冗余程度不一。

1 各省区第二产业可持续效率评价指标构建

依据指标数据的可获取性、代表性和全面性，时间跨度为2006-2017年，本研究选取的研究对象为2006-2017年中国30个省区（西藏及港、澳、台地区部分数据缺失，故不做分析）第二产业的相关投入产出面板数据，具体指标选择和数据来源介绍如表1所示。

2 DEA-SBM模型

借助于matlab软件对模型求解可得到30个省区第二产业的可持续效率值及松弛量情况，30个省区第二产业2006年、2017年及观察年份期间的效率平均情况如表2所示。

一定程度上来说，2017年的可持续效率值和观测年份内平均效率值均高于2006年的效率值可以表明当前第二产业发展过程中可持续性得到一定提升，表2中除了上海市、黑龙江省、辽宁省、山西省、甘肃省外，其余省区2017年的可持续效率值和观测年份内平均效率值均高于2006年的效率值，表明随着经济发展、技术的不断进步及环保的加大投入，整体可持续发展取得了一定进步。考虑到黑龙江省、辽宁省、甘肃省的经济发展模式和技术创新等因素，出现停滞不前甚至退后可能跟自身行业发展模式粗放、节能减排技术应用不足、资源有效转化不够有关。不同省区第二产业发展过程中可持续效率存在一定差异，像内蒙古的效率均值为1，这跟该省份工业规模相对小但注重精细化生产、加工业现代化水平较高、政府高度重视环保有关。广东省、北京市、上海市位列可持续效率均值前5，这与其技术创新性强、发展过程中不断优化产业结构、加大低碳生产技术应用有很大关系。另外像西部地区的宁夏自治区、新疆自治区和甘肃省的第二产业可持续效率均值低于0.5，表明生产过程中存在着过量的排放和不足的经济产出，这也与经济发展过程中忽视环境效益、创新能力弱、行业目前尚处于粗放式发展阶段的实际省情相关。

3.2 排放相关指标的松弛量分析

松弛量大小会影响效率值的高低，可通过探究松弛量的来源和值大小，进一步分析各省区第二产业后续提升可持续发展能力的重点优化方向。测算结果显示大部分省区可持续效率值低于1的主要原因为投入冗余和过量的二氧化碳排放，基本不存在产出不足的情况。由于在第二产业发展过程中，固定资产投入是影响机械化水平的重要因素，提升可持续发展效率的关键在于不降低当前经济产出的基础上尽可能的降低能源投入和二氧化碳排放，故本文重点分析了固定资产、能源、二氧化碳排放的松弛量情况，以便于各省区更好的识别出未来提升第二产业可持续发展程度所需做的努力。图1展示了各省区第二产业3个指标的松弛比例及第一过量指标情况。

由图1可以看出，除内蒙古自治区第二产业的可持续效率一直保持在1，投入产出不存在松弛量情况外，其他省区在發展第二产业过程中均存在一定比例的过量固定资产和能源投入及二氧化碳排放，且首要过量指标存在差异。暂不考虑就业人口的冗余，其中3个省区的第一过量指标为固定资产，17个省区的第一过量指标为能源，9个省区的第一过量指标为二氧化碳。可以看出超过一半的省区可持续效率的重要影响因素为能源投入，能源消耗过程中会产生一定的二氧化碳，加强能源的有效转化，从根源控制二氧化碳的过量排放，是改善可持续效率的关键。另外黑龙江省、辽宁省、浙江省3个省区第二产业的第一过量指标为固定资产投入，表明省份在发展第二产业过程中，固定资产投入过量相较于能源冗余的情况更为严重，固定资产的投入没能很好的为经济产出增长贡献出应有的力量，这也反映出并非固定资产投入越多越好，应结合生产实际，配备相应比例的其他资源投入。

进一步观察各省区3个指标松弛量占原指标的比例可以看出不同省区的过量程度存在一定差异。上海市、北京市、广东省3个省市的松弛量占原指标的比例不超过10%，表明其可持续發展水平较高、投入排放冗余现象不严重。另外山西省、宁夏自治区、甘肃省3个省区2个指标的松弛量占原指标比例超过了30%，投入排放过量问题较为突出，未来提升可持续发展能力的关键是控制资源投入，加强能源在生产中的充分利用，促进资源与经济产出间的有效转化。

3 结论

整体而言，各省区发展第二产业过程中离实现真正的可持续发展尚有一段距离，其中经济发达程度高、创新能力强的地区在发展低碳绿色第二产业上具备一定优势，而西部地区一些省份行业可持续效率值相对较低，有其自然原因，也有社会经济和历史原因，可持续发展能力的提高不可能一蹴而就，但可找准方向逐步优化调整。结合具体指标松弛程度来看，固定资产投入过量的省区在未来发展过程中应注重设备的合理投入，能源冗余和二氧化碳排放过量的省区应重点关注能源的有效转化，改善能源的不充分利用情况。

为了能够较好的提升国家整体可持续发展水平，各省级区域应进行产业和资源间的协调流动，进行资源、信息、基础设施共享，互相借鉴先进技术，优势互补，各尽所长，共同推动各项投入资源的有效利用，实现长足发展。另外行业的可持续发展离不开政策的支持和引导，政府可给予一定的财政支持保障先进工艺的实施以增强制造企业改革的信心。企业在发展过程中应具备一定的社会责任，加大环保技术的投入，树立绿色发展才是可持续发展的理念，真正把节能减排化为企业发展的内在需求，不可只关注眼前短期利益，节能减排的实现很大程度上是资源充分利用和高生产效率的体现。政府、企业、社会多方联动，共同朝着可持续发展目标努力，国家第二产业实现高质量绿色增长指日可待。

参考文献

[1]Charnes A，Cooper，W W，Rhodes E.Measuring efficiency of decision making units[J].European Journal of Operational Research，1978，（2）.

[2]刘清春，孔令群，安泽扬.中国制造业能源相关的碳排放因素分析[J].中国人口·资源与环境，2014，（24）.

[3]Tone，K.A slacks-based measure of efficiency in data envelopment analysis[J].European Journal of Operational Research，2001，（130）.

[4]Tone，K.Dealing with Undesirable Outputs in DEA： A Slacks Based Measure （SBM） Approach[J].The operations Research Society of Japan，2004，（1）.