基于松驰变量测度的能源与环境绩效评估

摘要

能源对人类社会和国民经济的发展有着重要的推动和支撑作用。改革开放以来，能源产业在推动我国经济高速发展和提升国民生活水平方面做出了巨大贡献。然而社会经济高速发展的同时也伴随着资源利用不合理及环境污染等问题。经济社会的发展对于能源的无止境需求与化石能源存量的有限性构成了一对基本的矛盾，而化石能源开采及利用过程中对生态环境的巨大破坏又造成严重的社会问题。化石能源的日益匮乏和生存环境的日益恶化越来越制约着中国社会经济的可持续发展。党和政府已经充分认识到能源消费不合理、生态环境恶化将导致经济社会发展面临危机。政府已经将节能减排、保护环境、合理利用资源等纳入基本国策，以此改变经济发展方式，迫使落后产能结构升级，实施可持续发展策略。
　　本文通过数据包络分析方法(Data Envelopment Analysis，DEA)和能源经济学、区域经济学、统计分析等作为理论依据，对我国区域工业能源效率和环境效率进行量化研究，试图分析我国工业能源效率和环境效率的水平;环境规制对于能源绩效的影响;不同环境规制对能源利用和环境保护的效果差异;基于当前国情，何种类型的环境规制更适合我国;决策者基于不同环境规制如何进行评估策略比较等问题。本文以松弛变量模型(Slacks-Based Measure，SBM)评估了我国国内省级火力发电系统的能源效率和环境效率;并基于SBM方法对我国省级总体工业的环境效率进行聚类分析。
　　本文共分七章，主要内容如下:
　　第1章:绪论。本部分主要介绍了我国当前能源与环境现状，分析进行能源绩效和环境绩效评估的重要意义，界定效率、能源、能源效率、环境规制及环境效率的具体涵义，最后给出本文的研究路线。
　　第2章:对国内外有关能源、环境绩效的理论与实证研究进行了归纳与梳理。本章首先对DEA的历史、相关概念及基本模型进行简要介绍，在此基础上对于应用DEA进行能源绩效和环境绩效研究的相关文献进行了综述，分析了其中的不足。本文同时将DEA的方法应用到聚类分析领域，对此前将DEA与聚类分析相结合的一些文献进行了总结，指出其中所存在的缺陷，并提出了新的研究方向。
　　第3章:制度性环境规制对能源与环境绩效影响研究。本章和第4章、第5章、第6章共同构成了本文的核心内容。基于环境规制的定义，制度性环境规制和市场性环境规制属于两种不同的方式。本文基于SBM方法，在模型中同时考虑了能源绩效和环境规制两方面，进而分析两者之间的相互影响以及影响的大小。本章对中国国内29个区域火电厂进行实证评价并分析相应的结果，并依据相关统计技术对得到的效率值进行深度分析，为中国目前实施的能源与环境政策提供了数据支持。
　　第4章:市场性环境规制对能源与环境绩效影响研究。本章为第3章的进一步延伸研究。传统的DEA模型通常将生产过程看做一个“黑箱”，而忽略了生产过程的内部结构。网络DEA考虑打开“黑箱”，综合评估生产过程中各个子阶段的绩效。同时，传统的关于环境绩效的相关研究，往往只关注最终污染物的排放，而忽略了在生产过程中对于环境治理的努力。因而将非期望产出纳入网络DEA框架时，以往的研究往往将非期望产出作为生产过程的最终产物来对待。本章将生产过程划分为产品生产阶段和污染减排阶段，将污染物作为“中间变量”来处理，既考虑了经济绩效，又考虑了治理污染的努力。通过对我国国内28个区域燃煤发电公司在“十一五”期间(2006-2010)的实证研究，我们认为基于我国当前的经济发展阶段，较为严厉的环境规制更有利于我国的环境保护，这为我国2015年出台的最新环保法提供了支持证据。
　　第5章:能源与环境绩效评估策略比较研究。本章为第4章的延伸研究。在效率评估方法中，没有任何一个模型是完美的，每一个模型都有自身的优势和缺点。基于决策者的视角，如何对各个评估策略进行比较并依据自身的生产特点进行选择则十分重要。本章基于不同情境，提出4个网络SBM模型，并对2010年我国国内28个区域燃煤发电公司进行实证分析，利用统计分析工具对实证结果进行处理，试图为决策者选择合适的评估模型提供决策依据。
　　第6章:基于SBM方法的能源与环境绩效聚类分析。DEA方法不但有绩效评估的作用，还能够依据有效前沿面识别出非有效决策单元的改进方向。本章主要依据DEA方法中提供的“标杆”探讨中国区域工业能源员与环境绩效的聚类分析问题。将环境DEA框架下的SBM方法引入到聚类技术中，以计算所得的参考决策单元作为“标杆”，将中国的31个省、直辖市、自治区的区域工业进行聚类分析，并将聚类结果与传统的聚类算法进行了比较，得出我们所提供方法的优势所在。
　　第7章:总结及建议。本章对全文进行了系统性总结，并根据实证结果给出了相应的能源与环境方面的建议。同时指出了本研究的不足之处及未来相关的研究方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的与研究意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 相关概念界定

1．3．1 效率

1．3．2 能源

1．3．3 能源绩效

1．3．4 环境规制

1．3．5 环境绩效

1．4 研究路线、论文结构及创新点

1．4．1 研究路线

1．4．2 论文结构

1．4．3 本文的创新点

第2章 DEA理论及能源与环境绩效评估文献综述

2．1 DEA理论

2．1．1 DEA简介

2．1．2 DEA相关概念

2．1．3 DEA基本模型

2．1．4 网络DEA

2．2 基于DEA方法的能源与环境绩效研究综述

2．3 市场性环境规制对能源与环境绩效影响研究综述

2．3．1 考虑非期望产出的绩效评估

2．3．2 考虑非期望产出的网络DEA

2．4 环境绩效评估策略比较研究综述

2．5 聚类分析介绍及DEA-聚类文献综述

第3章 制度性环境规制对能源与环境绩效影响研究

3．1 问题提出

3．2 能源与环境绩效评估模型

3．2．1 生产可能集

3．2．2 投入导向的SBM模型

3．3 实证分析

3．3．1 评价指标及数据

3．3．2 结果分析

3．3．3 不同区域效率变化分析

3．4 本章小结

第4章 市场性环境规制对能源与环境绩效影响研究

4．1 问题提出

4．2 研究方法

4．2．1 研究机制

4．2．2 模型选择

4．3 实证研究

4．3．1 数据

4．3．2 效率分析

4．4 拓展分析

4．4．1 动态分析

4．4．2 秩和检验

4．5 本章小结

第5章 能源与环境绩效评估策略比较研究

5．1 问题提出

5．2 方法模型

5．2．1 独立模型

5．2．2 固定连接模型

5．2．3 自由连接模型

5．2．4 改进模型

5．3 实证研究

5．3．1 实证数据

5．3．2 实证结果

5．3．3 Spearman相关性检验

5．3．4 秩和检验

5．4 本章小结

第6章 基于SBM方法的能源与环境绩效聚类分析

6．1 问题提出

6．2 模型提出

6．3 基于DEA的聚类分析

6．3．1 基于径向DEA的聚类方法

6．3．2 径向DEA和SBM的不同效果

6．3．3 相同类中的非有效DMU

6．3．4 算法

6．4 实证分析

6．4．1 数据

6．4．2 结果分析

6．4．3 与改进CCR模型结果比较

6．4．4 与传统的k-means方法相比较

6．5 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

在读博士期间发表的学术论文与取得的其他研究成果