基于DEA模型的生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)營效率分析

朱靜蕓，張彩虹

（北京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083）

理論研究

基于DEA模型的生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)營效率分析

朱靜蕓1，張彩虹2

（北京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083）

選擇16家2008年前上市的生物質(zhì)能源企業(yè)，并按照其所處生產(chǎn)環(huán)節(jié)分為4類，分別選擇固定資產(chǎn)賬面價(jià)值、在職員工人數(shù)、主營業(yè)務(wù)成本作為投入指標(biāo)，選擇主營業(yè)務(wù)收入、基本每股收益、利稅總額作為產(chǎn)出指標(biāo)，建立基于可變規(guī)模效益的DEA模型（BBC模型）。分析發(fā)現(xiàn)：2008-2012年樣本企業(yè)經(jīng)營的技術(shù)效率穩(wěn)步提升，基本達(dá)到DEA有效，但由于規(guī)模效率的波動(dòng)較大，導(dǎo)致至2012年，企業(yè)經(jīng)營的綜合效率普遍無效，無較大改善，且大多處于規(guī)模報(bào)酬遞減階段，以生物質(zhì)設(shè)備企業(yè)最為嚴(yán)重。我國生物質(zhì)能源企業(yè)存在大面積規(guī)模冗余，生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模與效率不匹配，需適當(dāng)減少投入、控制成本、提高生產(chǎn)效率、原材料利用率，才能逐步提高企業(yè)經(jīng)營績效，形成競爭力，站穩(wěn)市場。

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析；生物質(zhì)能源企業(yè)；規(guī)模效益；經(jīng)營效率

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，能源消耗越來越大，2013年我國人均能源生活消費(fèi)量達(dá)到293.8kg標(biāo)準(zhǔn)煤，比2012年增大5.57%，能源供需缺口逐年增大，2013年我國能源缺口為3.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比2012年增大17.12%[1]。能源是一個(gè)國家發(fā)展的基本動(dòng)力和支撐，發(fā)展新型可再生能源變成當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題之一。2013年我國可再生能源的消費(fèi)量達(dá)到了2.74億t油當(dāng)量，比2012年增加8.47%，占到我國能源總消費(fèi)量的9.61%。生物質(zhì)能源是可再生能源中非常具有發(fā)展前景的一種，我國生物燃料產(chǎn)業(yè)正在逐年發(fā)展，至2013年我國生物燃料年產(chǎn)量達(dá)到了168萬t油當(dāng)量，比2011年增長5.20%[2]。近年各類生物質(zhì)能源相關(guān)企業(yè)逐漸發(fā)展起來，但由于我國自主研究的生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)和設(shè)備較少，依賴進(jìn)口程度高，生物質(zhì)能源產(chǎn)品成本較高；同時(shí)生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模化較低、風(fēng)險(xiǎn)大，影響了企業(yè)進(jìn)入的積極性[3]；另生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)既是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，又是資本密集型產(chǎn)業(yè)，投資規(guī)模大、資本回收期長，很難具備價(jià)格優(yōu)勢[4]，這些障礙都影響著生物質(zhì)能源企業(yè)的經(jīng)營績效。

邊光輝（2012）發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的成本比火電高出50%，在0.8元/kw以上，年利潤500萬元，收集半徑的擴(kuò)大更是讓生物質(zhì)電廠普遍虧損[5]。陳麗輝（2011）分析了2010年昌圖生物質(zhì)發(fā)電有限公司的成本效益，發(fā)現(xiàn)該年度公司各項(xiàng)成本普遍超支，年利潤虧損超過千萬，通過盈虧平衡測算發(fā)現(xiàn)若要想保本運(yùn)行，上網(wǎng)電價(jià)需高于政府當(dāng)時(shí)規(guī)定的電價(jià)[6]。發(fā)展生物質(zhì)能源意義重大，生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)營面臨挑戰(zhàn)，但有關(guān)我國生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)營績效的定量研究卻很少，因此本文將對生物能源企業(yè)進(jìn)行分類并利用DEA模型分析、評價(jià)其經(jīng)營效率。

1 DEA方法與應(yīng)用機(jī)理

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析簡稱DEA，是1978年由著名的運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes.和W.W.Cooper等學(xué)者在“相對效率評價(jià)”的概念基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的系統(tǒng)分析方法[7]。DEA方法中包含多種模型，基于規(guī)模報(bào)酬不變的CCR模型和基于規(guī)模效益可變的BCC模型是較為常用的兩種，考慮到使用BCC模型可將技術(shù)效率進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率，可用來判斷企業(yè)所處規(guī)模效益報(bào)酬變化的階段，本文選用BCC模型[8]。BBC模型又分為產(chǎn)出導(dǎo)向和投入導(dǎo)向兩種形式，投入導(dǎo)向?yàn)樵诋a(chǎn)出數(shù)量不可變時(shí)優(yōu)化投入至最小，而產(chǎn)出導(dǎo)向則為在投入數(shù)量不可變時(shí)將產(chǎn)出優(yōu)化至最大，對于生物質(zhì)能源企業(yè)而言，可以自行調(diào)整其投入要素，產(chǎn)出則不易控制，所以本研究選用投入導(dǎo)向BBC模型。

DEA方法基于數(shù)學(xué)規(guī)劃模型對目標(biāo)進(jìn)行相對有效性的分析評價(jià)，適用于多輸入和多輸出的情況[9]。本文的研究對象為16家上市生物質(zhì)能源企業(yè)，可以看做16個(gè)具有相同任務(wù)、相同目標(biāo)，處于相同環(huán)境并且具有相同輸入和產(chǎn)出的同類型決策單元。每個(gè)企業(yè)的投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)，可以構(gòu)成各自的輸入矩陣X和產(chǎn)出矩陣Y，以及各自的權(quán)向量u和v，經(jīng)過推導(dǎo)，得到如下線性規(guī)劃[10]，如下公式所示。

此時(shí)可以求得最優(yōu)解 λ*,,,θ*，當(dāng)θ*=1且時(shí)，DMU有效，即技術(shù)和規(guī)模均有效；當(dāng)θ*=1且≠0,≠0時(shí)，DMU弱有效，即技術(shù)有效但規(guī)模效率小于1；θ*＜1且≠0,≠ 0 時(shí)，DMU無效，即技術(shù)和規(guī)模均無效，此時(shí)還可以繼續(xù)通過比較與1的大小來判斷生產(chǎn)決策單元規(guī)模報(bào)酬情況所處的階段（規(guī)模報(bào)酬遞增、不變或者遞減）。

DEA模型在效率評價(jià)中的應(yīng)用非常廣泛，宏觀上它主要運(yùn)用在農(nóng)業(yè)[11]、林業(yè)[12]生產(chǎn)以及能源的利用效率評價(jià)中；而微觀上，它則廣泛使用在各類企業(yè)經(jīng)營效率的評價(jià)中，包含了礦產(chǎn)資源類企業(yè)[13]，木材加工企業(yè)[14]，新能源企業(yè)[15]，證券公司等。彭新（2005）用DEA方法分析了江南證券公司網(wǎng)站能源板塊的上市公司2003年12月31日的基本面數(shù)據(jù)，提出經(jīng)營者應(yīng)以規(guī)模效益指示來改善經(jīng)營規(guī)模，選擇投資對象[15]；姜洋（2010）利用超效率DEA模型對伊春國有林區(qū)的16個(gè)林業(yè)局2008年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)林區(qū)整體在天保工程實(shí)施后發(fā)展效率較高，個(gè)別林業(yè)局的發(fā)展效率則相對較低[16]；溫秀晶（2010）利用DEA模型分析發(fā)現(xiàn)1995-2007年由于規(guī)模效率我國能源綜合利用效率水平呈現(xiàn)下降趨勢，全國范圍內(nèi)煤炭企業(yè)的綜合效率大都未達(dá)到DEA有效[17]；陳莉（2012）分析了我國17家新能源上市公司，建立BCC模型，發(fā)現(xiàn)2008-2010年整個(gè)新能源上市公司的綜合效率較高，投入冗余和產(chǎn)出不足是造成部分公司無效的主要原因[18]。但DEA方法在生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)效率營績效評價(jià)中應(yīng)用方面，國內(nèi)文獻(xiàn)資料未見報(bào)道。

2 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

借鑒前人使用DEA方法對各類企業(yè)經(jīng)營效率進(jìn)行的研究，本文從企業(yè)投資規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模以及生產(chǎn)成本三個(gè)方面分別選擇固定資產(chǎn)賬面價(jià)值、在職員工人數(shù)、主營業(yè)務(wù)成本作為投入指標(biāo)，反映生物質(zhì)能源上市企業(yè)一定時(shí)期的整體投入情況（其中，固定資產(chǎn)賬面價(jià)值=固定資產(chǎn)賬面原值、累計(jì)折舊、固定資產(chǎn)減值準(zhǔn)備）；從經(jīng)常性和主要業(yè)務(wù)、所有者權(quán)益的變動(dòng)情況、企業(yè)整體的利潤收入三個(gè)方面選擇主營業(yè)務(wù)收入、基本每股收益、利稅總額作為產(chǎn)出指標(biāo)（其中，利稅總額=利潤總額+營業(yè)稅金及附加），反映生物質(zhì)能源上市企業(yè)一定時(shí)期的整體產(chǎn)出情況?？紤]到數(shù)據(jù)的可獲得性以及資料的完整性，本文選擇了16家2008年以前上市的生物質(zhì)能源企業(yè)作為分析對象，從2008—2012共5年的各年年度報(bào)表（來自:http://www.cninfo.com.cn）中搜集整理獲得上述投入及產(chǎn)出指標(biāo)的具體數(shù)據(jù)，應(yīng)用DEA方法中的BBC模型對其經(jīng)營效率進(jìn)行分析評價(jià)。

3 模型計(jì)算與結(jié)果分析

3.1 總體分析

由于DEA方法的限制，在建模前先對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，將所有數(shù)據(jù)化為0-1之間的非負(fù)值，再使用DEAP軟件對16個(gè)生物質(zhì)能源企業(yè)5年的數(shù)據(jù)進(jìn)行總體分析，得到如下結(jié)果。

總體上看，我國上市生物質(zhì)能源企業(yè)的經(jīng)營效率并不理想，存在普遍的技術(shù)無效和規(guī)模無效，達(dá)到DEA有效的企業(yè)占不到三分之一。 2012年16家企業(yè)的平均綜合效率值為0.851，平均技術(shù)效率值為0.977，規(guī)模效率值為0.836，5年內(nèi)技術(shù)效率有較大幅度的提升，而規(guī)模效率的波動(dòng)起伏造成了綜合效率成的波動(dòng)，未有明顯改善。從2008年到2012年，處于規(guī)模報(bào)酬遞增階段的企業(yè)由8個(gè)減少至1個(gè)，而處于規(guī)模報(bào)酬遞減階段的企業(yè)則由8個(gè)增加至10個(gè)，說明企業(yè)對各類生產(chǎn)投入的使用沒有達(dá)到效益最大化，存在浪費(fèi)和冗余，為避免直接減少投入過度影響生產(chǎn)和效益，企業(yè)可以通過提升機(jī)器設(shè)備性能、提高人力資本和資金的使用效率來配合過大的規(guī)模。

表1 2008-2012年16家企業(yè)平均經(jīng)營DEA效率

3.2 分類分析

考慮到DEA效率是一種“相對效率”，為了增強(qiáng)企業(yè)間的可比性，同時(shí)使分析結(jié)果更為清晰，按照企業(yè)在產(chǎn)業(yè)鏈中所處的位置以及主營業(yè)務(wù)將其分為上游原材料（包括玉米深加工等）企業(yè)、生物質(zhì)燃料（包括甲醇汽油、乙醇汽油等）企業(yè)、生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)、生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)4類，并根據(jù)新分類，重新對各類型的生物質(zhì)能源企業(yè)進(jìn)行DEA分析，得到如下數(shù)據(jù)表和柱狀圖:

圖1 4類生物質(zhì)能源企業(yè)2008-2012年經(jīng)營效率柱狀圖

3.2.1 總體效率

4類生物質(zhì)能源企業(yè)的綜合效率在5年內(nèi)總體呈波動(dòng)形態(tài)，且均未達(dá)到DEA有效。2008年上游原材料企業(yè)和生物質(zhì)燃料企業(yè)的綜合效率明顯低生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)，在0.75以下，但經(jīng)過逐步上升，至2012年已反超。其主要原因是前者的技術(shù)效率在5年中大幅度提升，而后者的規(guī)模效率則明顯下降導(dǎo)致。除此之外，還可以清楚看到2011年是所有生物質(zhì)能源企業(yè)的低谷，且在2012年有回彈現(xiàn)象。

表2 4類生物質(zhì)能源企業(yè)2008-2012年經(jīng)營效率

3.2.2 技術(shù)效率

4類生物質(zhì)能源企業(yè)的技術(shù)效率在2008-2012年均有不同程度的提升，其中生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的技術(shù)效率在5年間一直保持在較高狀態(tài)，至2012年達(dá)到DEA有效；上游原材料企業(yè)和生物質(zhì)燃料企業(yè)的技術(shù)效率在2008年處于較低階段，之后穩(wěn)健提升，至2012年幾乎達(dá)到有效，這意味著這些生物質(zhì)能源企業(yè)通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備并一定程度的自主研發(fā)，已達(dá)到了當(dāng)前技術(shù)水平的最佳狀態(tài)。

3.2.3 規(guī)模效率

4類生物質(zhì)能源企業(yè)的規(guī)模效率在5年間均無效且有不同程度的波動(dòng)，成w型。2008年，各類別企業(yè)的規(guī)模效率相差不大，考察期間生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的規(guī)模效率明顯下降，且至2012年，近50%的上游原材料企業(yè)和生物質(zhì)燃料企業(yè)以及全部生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)均處于規(guī)模報(bào)酬遞減狀態(tài)。這意味著生物質(zhì)能源企業(yè)存在著普遍的規(guī)模冗余現(xiàn)象，尤其是生物質(zhì)設(shè)備企業(yè)最為嚴(yán)重。這主要是因?yàn)樯嫌卧牧掀髽I(yè)和生物質(zhì)燃料企業(yè)規(guī)模相對較小，調(diào)整靈活性高，易于更新設(shè)備、改變生產(chǎn)計(jì)劃，而生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)則擁有大量大型設(shè)備，更新周期較長，更新費(fèi)用較高，很難短時(shí)間調(diào)整其生產(chǎn)規(guī)模。

4 結(jié)論

盡管已不斷引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備并積極自主研發(fā)，我國生物質(zhì)能源企業(yè)的經(jīng)營績效因受到規(guī)模冗余的影響仍然存在大面積的經(jīng)營效率低下，且整體從遞增階段轉(zhuǎn)入規(guī)模效率遞減階段。在2008—2012年期間4類生物質(zhì)能源企業(yè)的技術(shù)效率全面提升幾乎均達(dá)到有效，但規(guī)模效率波動(dòng)，尤其生物質(zhì)能設(shè)備企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)的規(guī)模整體從規(guī)模效率明顯降低，這直接導(dǎo)致了我國生物質(zhì)能源企業(yè)經(jīng)營的綜合效率的不理想，但上游原材料企業(yè)和生物質(zhì)燃料企業(yè)的綜合效率有明顯提升。

我國生物質(zhì)能源企業(yè)的發(fā)展仍不夠成熟，投資回收期較長，在市場上面臨著極大的挑戰(zhàn)，企業(yè)應(yīng)適當(dāng)減少投入，調(diào)整規(guī)模，使用先進(jìn)設(shè)備以降低能耗、提高原料使用效率，又因?yàn)樯镔|(zhì)能源企業(yè)需要引進(jìn)大量的國外技術(shù)和設(shè)備，成本費(fèi)用較高，要加強(qiáng)控制，才能提高經(jīng)營效率增加報(bào)酬。

本研究使用DEA方法對生物質(zhì)能源企業(yè)進(jìn)行經(jīng)營效率進(jìn)行評價(jià)效果良好，根據(jù)一定的指標(biāo)判斷企業(yè)的投入產(chǎn)出績效，并將效率分為技術(shù)效率和規(guī)模效率，使分析造成無效的原因成為可能。但由于它所進(jìn)行的效率評價(jià)是相對的，有一定偏差，綜合效率等于1并不一定代表企業(yè)的經(jīng)營是高效的；同時(shí)此方法對樣本量的要求較大，指標(biāo)選擇較多時(shí)會產(chǎn)生較大誤差。

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[責(zé)任編輯：鄭德勝]

Study on Operation Efficiency of Biomass Energy Enterprises Based on DEA Model

ZHU Jing-yun, ZHANG Cai-hong
(College of Economics and Management of Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

This paper selected 16 listed biomass energy enterprises which listed before 2008, and classified theminto 4 categories according to their production processes. Then took book value of fixed assets, the number of employees, main business cost index as input indicators and main business income, basic earnings per share and profit tax amount as output indicators, established DEA model based on the variable of scale model (BBC Model). The study found that technical efficiency of these enterprises rose steadily from2008 to 2012, and basically reached DEA effectivity, but combined efficiency was quit lower because of the fluctuation of scale efficiency’s volatility. There is no obvious improvement but a trend to scale diminishing returns, especially the biomass equipment company. It was indicated that there was large redundancy of scale in biomass energy enterprises in China and it was necessary to reduce the investment and improve the production efficiency in order to gradually increase the operation performance, be competitive and capture the market share.

DEA; biomass energy enterprises; scale efficiency; operation efficiency

C931.6

A

1673-5919（2014）05-0005-04

2014-09-02

聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署-中國生物質(zhì)顆粒燃料爐/窯排放標(biāo)準(zhǔn)制定研究及合同能源管理運(yùn)營模式示范項(xiàng)目（CPR/13/304/14/002）；國家發(fā)展和改革委員會氣候司項(xiàng)目（201304）

朱靜蕓（1989-），女，河南西平人，碩士研究生。

張彩虹（1965-），女，河南人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事農(nóng)林生物質(zhì)能源發(fā)展、統(tǒng)計(jì)學(xué)方面研究。