節能，亦即提高能源效率，是指在服務或活動水平不變的條件下減少能源消耗量，可通過技術創新、優化組織管理和改善部門經濟條件來實現。對于節能的研究大多數是通過分析能源效率得到的。

　　摘要：隨著環境保護及可持續發展意識的逐漸增強，節能減排越來越受到國家的重視。將經濟與環境的相對重要性納入全要素能源效率分析中，通過改進原有的 DEA模型，并根據不同可持續發展目標下經濟與環境的相對重要性也有所不同的思路，通過偏好錐的設定構造不同發展目標下的全要素能源效率動態評價模型，并以中國2011年的實際數據進行實證分析，根據實現的難易程度分為階段性可持續發展目標改進和統一可持續發展目標兩種情況，分析我國不同情景下的節能潛力。結果表明，中國2011年各省的發展水平可以分為5個層次。盡管中西部地區省份的平均能源效率為0.806，明顯低于東部地區的0.865，但其處于可持續發展較差階段的省份比例僅為6.7%，遠低于東部地區的50%。因此，建議中西部地區在未來的發展過程中，努力引進先進清潔技術，避免吸收東部地區淘汰的發展方式。在階段性改善目標下，北京、天津、廣東、海南和青海都處于效率最優狀態，而河北、四川和山西三省的所需減排量則位居前位，在未來發展過程中建議給予針對性幫助，重點化扶持。中國整體的能源節約量隨著可持續發展要求的加強而增加，階段性改進情況下要比傳統方法增加5.1%的能源減排量。在統一可持續發展目標的情況下，中國的整體能源減排量呈現先下降再上升的趨勢，在考慮實現程度上，應選取發展水平為0.059的階段作為標準制定相應的政策。

　　關鍵詞：能源類期刊投稿,可持續發展目標,節能潛力, 全要素能源效率

　　中國在改革開放后經濟得到了持續發展，與此同時，能源消耗量也不斷攀升，中國已在2009年成為世界第一能源消費國。隨著環境保護及可持續發展意識的逐漸增強，節能減排越來越受到國家的重視，不但制定了大量的政策措施，還大規模的增加節能減排投資。2010年中國單位GDP的能源消耗比2005年降低了 19.1%，基本達到了“十一五”規劃規定的20%目標;而在“十二五”規劃中又將“大幅度降低能源消耗強度和CO2排放強度”作為指導思想，則可見中國節能減排的決心。

　　一個地區進行節能減排最直接和最經濟的方式就是學習其他地區的先進模式，將其他地區發展的經驗引進并吸收。

　　現有的能源效率研究大體分為兩類：單要素能源效率分析和全要素能源效率分析。單要素能源效率分析僅考慮能源一種投入，而全要素能源分析則考慮了除能源投入外的多種投入要素。后一種方法在分析過程中綜合了多種投入要素相互關系，且基礎方法是體現相對效率的DEA模型，更適合尋找具有的較好能源效率的地區進行節能潛力的對比，故本文選取全要素能源效率分析為基礎方法。縱觀現有的全要素能源效率相關文獻，其研究目的大體包括2種，一種是分析全要素生產率的變動及與相關影響因素的實證研究[1-3]，一種是測算國家或地區節能潛力的研究[4]，本文的研究側重于第二個方面。但是現有的DEA方法都未涉及經濟與環境之間的相互關系，基于此，本文通過改進原有的DEA模型，以經濟與環境相對重要性的不同情況為選取最優決策單元的標準，得到不同可持續發展目標下的全要素能源效率，進而得到每種情況下的全國節能量。該方法雖然不能解決能源生產與利用過程中的物理效率，但卻可以在宏觀水平給出努力的方向，從而為政府決策起到輔助作用。

　　1 可持續發展目標下能源效率模型構建

　　1.1 DEA能源效率模型選擇

　　全要素能源效率理論的主要原理是在全要素生產率框架下將能源消費作為一種投入要素，進而分析能源要素對整體生產效率的影響。該理論自2006年提出后，由于其綜合考慮了多種要素的共同作用而被廣泛應用和改進，其基礎方法由最初的徑向能源效率DEA模型發展到了非徑向能源效率DEA模型[5]、基于方向性距離函數的能源效率DEA 模型[6]、基于投入產出方法的能源效率DEA模型[7]和多階段能源效率DEA模型[8]等;其效率分析領域也由原始的能源-經濟(EnergyEconomic)領域[1-5，7-8]，發展到能源-環境(EnergyEnvironment)領域[6，9]、能源-生態(EnergyEcology)領域[10]，以及全社會的可持續發展領域。

　　應用DEA方法進行能源效率分析時，為了充分體現可持續發展的理念，其產出不能僅局限于期望產出，同時也需考慮非期望產出，如CO2排放，廢氣、廢棄物排放等。現有文獻處理非期望產出問題的方法較多，總體來說，可以分為曲線測度評價方法[11-15]、方向距離函數法[16-20]、投入產出指標變化法[21-26]以及數據轉換函數處理法四種，

　　而數據轉換函數處理法又可進一步細分為數據取相反數法、數據取倒數法和數據線性轉換法。其中曲線測度法是以非線性規劃的方式進行效率評價，其求解方法比較繁瑣，盡管相關學者提供了一種近似線性規劃的求解方法，但無法保證模型求解的精確性[11，15];方向距離函數法由于受所對設定的方向向量影響較大，可能會導致最終效率值不能保證相對有效性分類的不變性[16];投入產出指標變化法是將非期望產出作為投入指標放入分析模型，并不能反映實際的生產過程 [16，26]。而數據轉換函數處理法中的三種方法也各有不足，數據取相反數法雖然能夠體現實際生產過程，但不能滿足效率評價的基本要求，即投入和產出指標均為非負;數據取倒數法破壞了模型本身的凸性要求[26];數據線性轉換法在規模收益可變的BCC模型中雖然能夠保證DEA模型的有效性與分類不變性，具有很大優勢，但是在規模收益不變的CCR模型中卻不能保證[26]。

　　本文為了使模型最大程度的符合實際生產原理，將非期望產出指標作為產出指標，并采用數據向量線性轉化法進行處理。由于本文的重點是分析期望產出效率與非期望產出效率兩者間的相對有效性及其變化趨勢，故采用張啟平所運用的模式[16]，以CCR模型作為基礎模型。 　　1.2 DEA能源效率指標選擇

　　全要素能源效率是在全要素生產效率的基礎上將能源消耗引入DEA效率模型，故對于投入指標來說，除傳統的勞動投入和資本投入外，還應包括能源投入 [1];對于產出指標，早期的研究僅設置期望產出(以GDP來代表)[1]，但隨著環境問題關注程度的日益提升，非期望產出(如CO2等環境污染物排放)也逐漸被納入到產出指標中予以衡量[6，9，16]。目前，以經濟為代表的期望產出和以環境污染物為代表的非期望產出已經成為能源效率分析中應用最為廣泛、也最具代表性的兩個指標。本文重點是在傳統全要素能源效率模型的基礎上，加入非期望產出這一指標，從而綜合考量經濟體的可持續發展水平，故延續傳統模型的指標，而對指標的選取依據等不再做詳細分析。

　　因此，本文選取的投入指標共包括3個：勞動投入、資本投入和能源投入;選取的產出指標分為 2類：期望產出(GDP)與非期望產出(環境污染物)。產出項指標不宜過多，否則會增加DEA方法在應用中的難度，為了避免這種情況，對于非期望產出種類較多的情況，建議首先采用文獻[10]的做法，運用主成分分析等方法進行指標降維處理或多指標合成處理。

　　1.3 可持續發展目標的體現

　　DEA模型分為目標與約束兩個部分，其中，目標部分表示的是被評價單元自身的相關信息，是模型運算規則的制定部分;而約束部分表達的是被評價單元尋找最優目標單元的過程。在傳統的DEA運算過程中，期望產出與非期望產出的權重是自動選取的，即選取最優前沿面的標準是隨機選取最有利于評價單元的權重組合。可持續發展要求各地區在生產過程中盡可能多的生產期望產出，而盡可能少的產出非期望產出，因此本文將期望產出與非期望產出之間的效率關系作為研究對象，以兩種產出指標的單位效率比作為可持續發展目標的體現，并以此作為最優前沿面的選取標準。

　　由(1)式可知，總效率其實是由期望產出效率和非期望產出效率構成。兩種產出指標的單位產出效率比可以通過(2)表示。

　　2.2 可持續發展目標下的中國節能潛力實證分析

　　2.2.1 現階段中國省際可持續發展層次

　　以傳統的全要素能源效率方法求解現階段中國各省的可持續發展現狀，結果見表2，中國省際可持續發展狀況呈現層面分明狀，其中海南和青海最好，其權重比為 0-054∶[KG-*2]1，而廣東、上海等地則相對最差，其非期望產出權重為0，說明這些地區只有在僅考慮經濟發展而不考慮環境的情況下才能達到全要素能源效率的最高值。

　　根據環境與經濟的權重比值將各省的可持續發展階段劃分為高、較高、中等、一般、較差等5個階段，其中東部地區約有 50%的省份處于可持續發展的較差階段，而中西部只有內蒙古一省處于較差階段(比例約為6.7%)，且東部各省非期望產出與期望產出的平均比值 0.011∶1也明顯低于中西部地區的0.015∶1，盡管東部地區省份的能源效率最高，平均為0.865，明顯高于中部地區的0.805和西部地區的 0.801，但根據DEA的數據導向型原理，該結果說明中西部各省2011年經濟發展與環境保護之間的關系好于東部地區。而這種結果一般在兩種情況下會出現，一種為經濟發展模式的低級階段，即中西部地區的可持續發展階段處于初步階段，在經濟發展的同時環境也在破壞，但還未達到臨界點;另一種為經濟發展模式的高級階段，即中西部地區的可持續發展模式確實高于東部地區。根據我國地區發展的實際情況，該結果應屬于第一種情況，故建議中西部各省在發展經濟的過程中，努力引進先進的清潔技術，避免吸收東部地區淘汰的發展方式。

　　2.2.2 可持續發展要求下的中國節能潛力

　　現有的全要素節能潛力文獻大多數采用自由選取最優前沿面的方式進行，該種方式所求的能源節約量是各省在其自身可持續發展階段下達到最優的最小節能量，但自然環境的不斷惡劣迫使政策制定者在尋求經濟發展最優的同時，還需考慮可持續發展的要求，本文以階段式改善和統一標準改善兩種模式下進行可持續發展要求下的中國總體能源節能潛力分析。

　　(1)階段性改善目標下中國節能潛力。“階段式改善”是指針對各省可持續發展水平不盡相同的情況，采用區別對待方法，對于處于較低可持續發展階段的省份，僅采用比自身可持續發展水平高一級的權重比例進行約束，

　　單元變為非有效單元，效率值下降了61.4%。然而，青海和寧夏兩省在低發展階段具有較低的能源效率值，隨著發展要求的不斷增加，其能源效率值呈現先上升后下降的趨勢，分別上升了15.7%和6.58%。

　　可持續發展的要求影響著各省的能源減排量，大多數省份的減排量都處于5 000萬t左右。能源減排量較大的省份有山東、河北、四川、山西、湖北及廣東，其中廣東省在發展要求較低的階段其能源減排量為0，隨著發展要求的不斷提高，能源需減排量快速增加，其增加比例超過100%，在發展要求較高的情況下超過了山西等能源消費大省，說明廣東省現有的生產模式雖然可以達到全要素生產率的最高，但其經濟與環境的相互關系僅僅處于可持續發展的低級階段。多數省份在其適合可持續發展階段呈現減排量較小的情況，如河北、山東、山西、新疆和青海在可持續發展水平為0.02時相對達到一個較低點，而四川、山西、湖北、甘肅在可持續發展水平為0.059時達到較低

　　點。其中山西在兩個階段均具有較少的能源減少量，說明若0.02水平已不能滿足山西的省份的可持續發展要求，則需要以0.059的可持續發展標準要求該省，使之向該標準下的最優生產省份學習。

　　中國總體節能量隨著可持續發展的要求提高在總體上呈現不斷上升的狀態，其中當發展水平為0.02的時候達到最小。考慮到中國2011年各省可持續發展的最高水平已達到0.054的水平，且各省份的發展趨勢也是向環境友好型發展，不可能采取倒退式發展，因此，若以統一的可持續發展標準要求各省，則處于 0.059的發展水平是最合適的，在該發展水平下，中國各省的持續發展要求可以得到提升，所需的節能量也最小。 　　3 結 論

　　可持續發展不可避免的涉及到經濟、環境和生態(3E)問題，而在該框架下的能源問題研究(EnergyEconomic， EnergyEnvironment， EnergyEcology， 3EE)也越來越豐富。本文涉及到的能源效率也是其中之一。本文以DEA為基礎方法，在全要素生產率理論下將經濟發展與環境保護之間的相互關系作為切入點，通過分析發現兩者的權重比可以作為可持續發展水平的約束加入傳統的模型中，并以中國2011年各省GDP 與CO2排放量為驗證對象，分析了中國在不同可持續發展目標下的全要素能源效率和節能潛力。主要結論如下：

　　(1)中國各省2011的可持續發展水平總體可以分為5個層次，其中海南、青海、天津等省份的經濟與環境的關系最好，而多數沿海地區只有在不考慮環境的前提下才能達到生產要素的最有效率。

　　(2)考慮到各省對節能的不同實現能力，以階段性改善和傳統改善方法兩種模式對中國各省2011年需節能的

　　情況進行分析，結果顯示若增加各省的可持續發展要求，中國則需要增加5.1%的能源減排量。同時河北、四川、山西三省是嚴重的能源消耗無效省份，對中國總體的減排作用巨大。

　　(3)若以統一的可持續發展標準要求各省，則中國總節能量總趨勢將隨著可持續發展要求的升高不斷增大。從系統角度觀察，發現可持續發展水平定在0.059時，既能促進中國各省可持續發展的推進，也能使中國總體的能源減排量達到相對最低。

　　與以往大多數研究不同，本文以期望產出與非期望產出權重之比表示省份可持續發展水平的階段，從而計算各發展階段的全要素能源效率和節能潛力，具有一定的實用性和創新性。由于DEA方法中權重受采用數據的影響較大，而縱觀相關權重的文獻，權重的求解大多數均建立在主觀偏好基礎上，故如何求解相對客觀的指標權重作為可持續發展水平的基礎還有待進一步研究和探討。

　　(編輯：李 琪)

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