效率视角下的环境管理决策问题研究——基于数据包络分析(DEA)方法

**部分基础知识篇 第1章导论 1.1研究背景及意义 纵观历史长河，新中国成立七十余年来，从一穷二白到世界第二大经济体，综合国力和国际影响力实现历史性跨越；从结构单一到百业兴旺，产业结构持续优化升级；从瓶颈制约到优势支撑，基础产业和基础设施建设实现重大飞跃；从温饱不足迈向全面小康，人民生活发生翻天覆地变化。然而，在这沧桑巨变七十余载的背后，伴随的是环境污染问题日益严重，能源消费逐年攀升。国内严重的环境污染问题已经影响到民众日常生活，粗放的经济增长模式制约了我国经济和社会的可持续发展。因此，环境问题是新时代关系国计民生的热点问题。中国作为有责任、有作为的大国，在应对国内的环境问题和全球的气候变化展现出了信心与担当。2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上讲话强调：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。’作为2020年唯一实现经济正增长的主要经济体，中国担负引领世界经济“绿色复苏”的大国重任。2015年应对气候变化《巴黎协定》的签订，开启了人类携手共同应对气候变化的新篇章。在后疫情时代，通过全方位低碳转型实现“绿色经济复苏”越来越成为广泛共识。中国提出的“碳达峰、碳中和”目标愿景向其他国家发出了明确的信号，不仅为中国经济社会发展全面绿色转型指明了方向，也为全球应对气候变化共同行动贡献了关键力量。 “碳达峰、碳中和”的提出恰逢“十四五”规划的开端，“十四五”是全面建设社会主义现代化国家新征程的起点，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，构建新发展格局，坚定不移推动高质量发展成为中国经济中长期发展的主线。同时，在党的十九届五中全会、中央经济工作会议、全国两会以及中央财经委员会第九次会议等一系列重要会议上，党中央对“碳达峰、碳中和”工作作出部署，明确基本思路和主要举措。“碳达峰、碳中和”是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策，只有纳入生态文明建设整体布局，才能推动经济社会绿色转型和系统性深刻变革。 我国要实现这一目标和愿景，推动经济社会绿色转型，任务艰巨。全面推进各行各业绿色协调发展，需要环境管理的统筹规划，合理分工，综合协调。而有效的环境管理则依赖科学客观的环境绩效评价（Wu et al.，2014；Song et al.，2012）。 环境绩效评价中需要依次按照发现问题、治理问题、预防问题的步骤，依次剖析各个步骤的内在因素，并且综合考虑三个步骤的复杂关联性，才能得到正确的评价结果，给出可信服、有意义的管理启示，从而进一步推动目标和愿景的实现。因此，本书针对复杂环保系统，分别从全局把控、全局治理、全局预防系统性地对节能减排潜力、资源循环利用以及资源配置三类典型的环境管理问题进行分析，从而为实现“碳达峰、碳中和”目标提供科学基础。 节能减排从全局把控，实现能源环境健康发展。在物资匮乏的今天，资源的浪费与排放物的污染会带来环境效率的低下，从而导致环境系统进入恶性循环。为了更好地控制能源浪费，减少污染物的排放，做好环境问题的全局把控工作，节能减排则显得尤为重要。基于不同行业的特殊性，选择合适方法以评价节能减排潜力，并制定相应的提升路径，是改善总体环境效率不可或缺的部分。面对能源消费的高速发展导致的资源浪费，我国制定了相应的节能减排政策。例如，2016年12月出台的《“十三五”节能减排综合工作方案》明确指出，到2020年，全国万元国内生产总值能耗比2015年下降15%，能源消费总量控制在50亿t标准煤以内。全国化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放总量分别控制在2001万t、207万t、1580万t、1574万t以内，比2015年分别下降10%、10%、15%和15%。全国挥发性有机物排放总量比2015年下降10%以上（国务院，2016）。在国家政策的正确引导下，探索节能减排的潜力，并制定相应的提升路径，已逐渐成为一种趋势。因此，挖掘节能减排潜力，并提供相应的路径选择，从而实现能源环境健康发展是亟待研究的重点问题。 资源循环利用从全局治理，力求资源和环境协调发展。资源循环利用就是要“化害为利，变废为宝”。节能减排从全局把控，控制能源浪费与污染物排放，而资源循环利用是在节能减排的基础上努力提高资源利用效率，在确保生产力不减少的情况下，逐步减少环境系统的能源浪费和污染物排放，从而达到全局治理的目标。在将污染物排放对生态环境的负面影响降到*小的基础上，逐渐形成资源循环利用的生产体系，为整个环境生态系统带来更多的资源投入等，从而构建“绿水青山”的生态环境。为了做好该方面的工作，从资源循环利用角度出发，国家制定了相应的资源循环发展政策。2018年4月12日，中华全国供销合作总社出台《关于加快推进再生资源行业转型升级的指导意见》，提出到2020年，供销社再生资源行业的一系列发展目标，提出加快形成“村级回收+乡镇转运+县域分拣加工+再生资源基地综合利用”，功能完善、技术先进、高效利用、生态环保、覆盖城乡的供销合作社再生资源回收利用体系，在我国再生资源回收利用行业占有重要地位，在加强生态文明建设、实施乡村振兴中发挥重要作用（中华全国供销合作总社，2018）。因此，如何合理客观地评价资源循环利用效率，并给出效率改进政策建议，实现资源和环境协调发展是亟待研究的重点问题。 资源配置从全局预防，达到可持续发展总目标。资源配置，即实现资源的*佳利用，用*少的资源耗费生产出*适用的商品和劳务，获取*佳的效益。《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出，实行*严格的源头保护制度、损害赔偿制度、责任追究制度，完善环境治理和生态修复制度，通过构建系统完整的生态文明制度体系来保护生态环境。国家环境保护行政主管部门也多次强调，希望通过从全局预防环境污染和生态破坏，促进经济、社会和环境的全面协调可持续发展。为了更好地做好全局预防工作，资源配额管理显得尤为重要。从能源短缺和环境污染具体问题出发，国家制定了相应的配额管理政策。在能源消耗限额上，2016年12月出台的《可再生能源发展“十三五”规划》明确指出，实现2020、2030年我国非化石能源消费占一次能源消费比重分别达到15%、20%的战略发展目标（国家发展和改革委员会，2016）。国家能源局于2018年11月15日出台了《关于实行可再生能源电力配额制的通知（征求意见稿）》，按省级行政区域对电力消费规定应达到*低的可再生能源比重指标（国家能源局，2018）。在环境污染把控上，从《京都议定书》到《哥本哈根协议》，中国先后做出了一系列的减排承诺。如中国政府承诺到2020年、2030年将实现单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%和60%～65%。此外，中国政府也明确提出要建立健全排污权分配制度。因此，如何制定相应的资源配额管理政策，合理有效地分配配额以实现可持续性发展总目标是亟待研究的重点问题。 确立了环境绩效评价中的切入角度，就需要选择客观且恰当的评价工具来进一步推进评价过程。其中，数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）是以数据为导向，利用数学规划理论对系统进行效率分析、改进和优化的工具与方法，经过40多年的发展，该方法已被广泛用作决策、绩效评价、资源配置等分析工具。DEA方法相比于其他类似的决策评估方法具有许多优势（盛昭瀚等，1996；魏权龄，2004）。首先，DEA方法是一种多属性决策方法，可以很好地处理具有环境管理评价中多个指标的绩效评价问题。其次，DEA方法是一种非参数的数学规划方法，不需要预先设定生产函数形式，也不需要决策者预先给出先验信息，得到的结果仅依赖于观测值数据本身，因而十分客观并具有极高的现实意义。因此，DEA现已成为决策分析、运营管理以及经济计量等多学科交叉的研究领域，并处于不断完善和发展的新阶段。 总的来说，本书将从节能减排（把控）、资源循环利用（治理）、资源配置（预防）三个维度系统性地分析中国区域环境效率，为环境管理决策提供支持。本书的研究结论对提高中国区域环境效率、推动经济社会绿色转型和系统性深刻变革具有重要意义。 1.2研究内容 本书的研究内容为环保系统环境效率分析、资源配额分配研究、节能减排潜力及路径选择研究、资源循环利用效率评价及效率改进研究。以DEA方法为基础，全面系统地分析我国环境管理问题。全书分为四个部分，概括如下： **部分为基础知识篇。本部分为第1章：首先对研究背景及意义进行归纳与阐述，其次，对DEA理论及模型进行介绍。 第二部分为节能减排篇。本部分主要分为3章：首先基于全局视角下对中国区域减排效率进行研究。其次分别从生产和治理视角对中国区域减排效率进行研究。*后探讨节能减排关切视角下的中国区域节能减排潜力。 第三部分为资源循环利用篇。本部分主要分为8章：首先，基于现实的研究背景，对不同模式下资源循环利用进行研究。分为5种模式：决策者偏好模式、共享资源模式、均衡分配两阶段模式、生产和治理模式、多阶段模式。多种模式的设定基于我国的国情全面地考虑了经济社会绿色转型的各种情况。其次，基于绿色发展视角，研究了废物循环利用效率影响因素。*后，基于上述不同模式以及影响因素分析，对资源循环利用改进方法进行了研究，分别对双目标情境下及考虑决策单元空间关系情境下的废物再利用设施选址进行了探讨。 第四部分为资源配置篇。本部分主要分为5章：首先研究了含有非期望产出的内部资源配置。其次，基于满意度的视角，研究了集中式模式下的资源配置与产出目标设定。再次，以碳减排为切入点，提出了碳减排目标设定模型，分析了20个亚太经济合作组织（APEC）经济体的碳减排效率表现。之后，分别从个人和集体视角探讨了初始排污权与减排任务的分配方案。*后，以上述研究为基础，以资源分配为视角，全面分析了我国区域绿色发展效率，并提出改进方案。 1.3研究方法介绍 1.3.1数据包络分析基本概念 1.决策单元 决策单元（decision making unit，DMU）是指DEA方法被评价的对象，是将一 定“投入”通过某种方式转化成一定“产出”的实体单位（图1.1）。决策单元的概念是广义的，可以指银行、企业、工厂等盈利性机构，也可以指医院、学校等公共服务性组织。