基于因素替代法對地區(qū)節(jié)能目標(biāo)分解模型研究

(重慶市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心，重慶 40000)

0 引 言

我國從戰(zhàn)略的高度充分認(rèn)識到做好節(jié)能工作的重要性和緊迫性，中共中央十六屆五中全會把資源節(jié)約確定為基本國策，提出“十一五”末期單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比“十五”末期降低20%左右的要求[1-5]。重慶未來將面臨能源供應(yīng)與可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。為順利實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，需要明確影響地區(qū)節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵因素，及相關(guān)因素對節(jié)能目標(biāo)的影響份額[6-9]。本文對重慶市40個區(qū)縣運(yùn)用節(jié)能目標(biāo)分解模型，計(jì)算得出區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解數(shù)據(jù)，具有操作性強(qiáng)，使節(jié)能目標(biāo)更加科學(xué)。

1 分解模型基本理論

1.1 因素替代法基本理論

因素替代法是用來確定幾個相互聯(lián)系的因素對分析對象綜合目標(biāo)影響程度的一種分析方法。這種方法利用各因素的報告期值與基期值的差額來分析各因素變動對總差異的影響程度。按照多因素變動共同影響部分的不同分配方式，因素替代法又可分為兩種：順序式因素

替代法和平均式因素替代法。

1.1.1 順序式因素替代法

順序式因素替代法以基期目標(biāo)為基礎(chǔ)，順序的將其中一個因素視為可變，進(jìn)行連環(huán)替代。將替換順序按x1、x2、…、xn來排列，則結(jié)果是：因素x1的變動對y目標(biāo)的影響值Δyx1為:

因素xm(2≤m≤n-1)的變動對y目標(biāo)的影響值Δyxm為:

因素xn的變動對y目標(biāo)的影響值Δyxn為:

由此可見，采用順序式因素替代法分析時，排列在最前面的因素只負(fù)擔(dān)其基本影響額，而后面的因素除要負(fù)擔(dān)各自的基本影響額外，還要負(fù)擔(dān)、排在它前面因素的共同影響部分，而且排列越后，負(fù)擔(dān)的共同影響額越多。因此，因素排列順序i越小，該因素對y的影響Δyxi越純粹，而i越大，Δyxi中包含的復(fù)合性影響也越大，影響的準(zhǔn)確性也越差。

1.1.2 平均式因素替代法

平均式因素替代法在確定各影響因素對總目標(biāo)的影響程度時，規(guī)定各因素的基本影響額由各項(xiàng)因素自己負(fù)擔(dān)，而共同影響額部分是在參與影響的因素之間根據(jù)有關(guān)因素個數(shù)來分?jǐn)?。為了分析更加簡潔明了，現(xiàn)以三個因素為例說明。按照平均式因素替代法，有：

由以上分析可見，順序式因素替代法有一個明顯缺陷：各因素的排列順序是事先設(shè)定的。倘若改變一下順序，各因素對綜合目標(biāo)的影響就會發(fā)生顯著變化，只承認(rèn)其中一種因素排列順序，是不客觀、不科學(xué)的。各因素的變動對綜合目標(biāo)的影響額，理應(yīng)為在各種可能出現(xiàn)的排列順序下計(jì)算出來的那個平均數(shù)。而平均式因素替代法則避免了順序排列問題，這就能排除人們對各因素所起作用大小的任何主觀推測，從而能客觀地、正確地反映出各構(gòu)成因素變動對綜合目標(biāo)的實(shí)際影響程度。

1.2 節(jié)能目標(biāo)分解模型

通常實(shí)現(xiàn)既定的節(jié)能目標(biāo)，還必須將目標(biāo)層層分解，并且用更具體的、可控的因素實(shí)現(xiàn)。為此本文運(yùn)用平均式因素替代法將節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行分解分析。節(jié)能目標(biāo)為：

式中：E為能源消費(fèi)總量，萬tce；GDP為地區(qū)生產(chǎn)總值，萬元人民幣。對單位GDP 能耗按產(chǎn)業(yè)分解，有：

=e1g1+e2g2+e3g3+er。

式中：Ei(i=1, 2, 3)為三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)量；Er為生活能源消費(fèi)量；Gi(i=1, 2, 3)分別為三次產(chǎn)業(yè)的增加值；ei=Ei/Gi(i=1, 2, 3)分別為三次產(chǎn)業(yè)的單位增加值能耗；gi=Gi/GDP(i=1, 2, 3)分別為三次產(chǎn)業(yè)增加值占GDP 的比重(即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))；er為單位GDP 生活能耗。

式中：Δei為第i次產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗的變動量；Δgi為第i次產(chǎn)業(yè)增加值比重的變動量；第i次產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗變化對單位GDP 能耗的影響份額Δcei(i=1, 2, 3)為：

對應(yīng)的影響比率為：

全部產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗變化對單位GDP 能耗變動的影響份額Δce為:

對應(yīng)的影響比率為:

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對單位GDP 能耗變動的影響份額Δg為:

對應(yīng)的影響比率為:

單位GDP 生活能耗變動對節(jié)能目標(biāo)變動的影響份額Δcr，與單位GDP 生活能耗的變動量Δer相等，對應(yīng)的影響比率為:

2 區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解存在的問題

由于各區(qū)縣之間的差異性大、發(fā)展不平衡等，實(shí)施節(jié)能目標(biāo)暴露出以下問題：

(1)未能充分考慮各地區(qū)原有能耗基礎(chǔ)狀況。在40個區(qū)縣中，原有能耗基礎(chǔ)狀況差異很大，有的是農(nóng)業(yè)為主的地區(qū)、有的是工業(yè)為主的區(qū)縣，還有的是商業(yè)為主的區(qū)。有的地區(qū)的綜合能耗相當(dāng)?shù)停踔两咏虺^發(fā)達(dá)城市的先進(jìn)水平，有的地區(qū)的綜合能耗相對較高。節(jié)能目標(biāo)分解采用“一刀切”方式，強(qiáng)行分解下達(dá)相同的目標(biāo)，考核時又無法區(qū)別對待。

(2)各區(qū)縣的地域差異性問題。重慶市各區(qū)縣(自治縣)節(jié)能目標(biāo)的分解下達(dá)基本上按照各區(qū)縣(自治縣)的下降率與全市總體下降率同步的原則進(jìn)行，也就是基本是采用無差別原則；沒有充分考慮產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源狀況、區(qū)域定位、節(jié)能潛力等重要因素。

(3)節(jié)能目標(biāo)未能結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際?！笆濉睍r期是我市百萬移民攻堅(jiān)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型初期階段，一些地區(qū)甚至還沒能找到突破瓶頸的辦法，這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)總量低，能源消耗量也較少。有的地區(qū)單位產(chǎn)值能耗很低，不能真實(shí)反映當(dāng)?shù)貙?shí)際發(fā)展?fàn)顩r。“十一五”提出大幅下降能耗目標(biāo)，這對上述地區(qū)僅僅依靠資源型產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成嚴(yán)重矛盾，制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展，最終使得區(qū)域間差距越來越大。

(4)尚未建立節(jié)能目標(biāo)客觀公正的修正系數(shù)。不同地區(qū)、不同行業(yè)和不同企業(yè)各自的條件千差萬別，通過節(jié)能目標(biāo)的修正系數(shù)加以修正，可操作性更強(qiáng)，更易于理解。可以使節(jié)能目標(biāo)考核管理更加科學(xué)。

3 區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)影響因素分析

重慶市各區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解模型考慮節(jié)能目標(biāo)的影響因素，設(shè)定能源消費(fèi)主要由三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)和生活能源消費(fèi)構(gòu)成，則各區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)就由這四個方面來決定，分別記為E1、E2、E3、E4。另外，節(jié)能目標(biāo)分解模型主要考慮從宏觀上把全市的節(jié)能目標(biāo)向其所管轄的各區(qū)縣分解。

能源消費(fèi)受三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)和生活能源消費(fèi)的影響，所以降低能源消耗應(yīng)從這四方面進(jìn)行考慮。但第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)的比重和各產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗無論在全市還是在各區(qū)縣均各自迥異。各區(qū)縣的人們生活水平和消費(fèi)觀念的不同，使得各區(qū)縣人們?nèi)粘Ｉ顚δ茉吹男枨蠛拖M(fèi)也不盡相同。因而各區(qū)縣的節(jié)能目標(biāo)也不能全然相同，節(jié)能目標(biāo)的分解模型既要考慮到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響，又要考慮生活消費(fèi)的影響。為了能夠科學(xué)地把節(jié)能目標(biāo)分解到各個區(qū)縣，必須考慮三次產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)和生活能耗對整個能源消費(fèi)的影響，采用客觀賦權(quán)的方法對各影響因素進(jìn)行度量。對各區(qū)縣原始能耗數(shù)據(jù)建立如下橫截面數(shù)據(jù)表。

表1 重慶市各區(qū)縣能源消耗數(shù)據(jù)表

式中Ai(i=1，2，…n)表示重慶市的第i個區(qū)縣，Eij(i=1，2，…n；j=1，2，3，4)表示第i個區(qū)縣第j(j=1，2，3)產(chǎn)業(yè)的能源消耗數(shù)量，j=4表示第i區(qū)縣的生活消費(fèi)能源的數(shù)量。ei為第i個區(qū)縣的能源消耗總量，E為重慶市的能源消耗量。

利用上表中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對影響能源消費(fèi)的各個因素賦權(quán)，即對E1、E2、E3、E4確定權(quán)重系數(shù)。

3.1 區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解模型

對各區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)的影響因素進(jìn)行分解，就是將節(jié)能目標(biāo)分解到三次產(chǎn)業(yè)和生活能源消費(fèi)四個方面。重慶市的第i產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗降低目標(biāo)為yi(i=1，2，3)，y4表示重慶市人均生活能耗降低目標(biāo)；Pi(i=1，2，3)分別為第一、二、三產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值，P4為總?cè)丝跀?shù)，用APi(i=1，2，3，4)分別代表各產(chǎn)業(yè)的單位增加值能耗和人均生活能耗，則下式成立：

(1)

(2)

式中：e為重慶市的單位GDP能耗，20%表示重慶提出的節(jié)能目標(biāo)，再利用上面得到的各影響因素的權(quán)重系數(shù)就有下式：

(3)

結(jié)合公式(2)和(3)，就可以得到y(tǒng)ii=1,2,3,4。

如第i個區(qū)縣的節(jié)能目標(biāo)為qi，則利用各區(qū)縣能源消耗中的數(shù)據(jù)和已經(jīng)得到的yi，qi就可以通過下式求出：

(4)

式中：ei為第i個區(qū)縣的能源消耗總量；Eij為第i個區(qū)縣第j產(chǎn)業(yè)或生活消費(fèi)能源數(shù)量。至此，區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解模型就建立起來了。

3.2 節(jié)能目標(biāo)分解分析

重慶市的能耗主要以工業(yè)消耗為主，而工業(yè)又是以傳統(tǒng)的高耗能的重工業(yè)為主，且工業(yè)在各地的分布不均，加上各區(qū)縣產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局不盡相同，從而使得在向各區(qū)縣分解節(jié)能目標(biāo)時不能按平均分配。利用區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解模型可解決重慶市對各區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)合理分解。

3.2.1 數(shù)據(jù)來源及節(jié)能目標(biāo)分解

所涉及數(shù)據(jù)均來自2009年的重慶年鑒或由2009年重慶年鑒的數(shù)據(jù)推算得到。對得到的的數(shù)據(jù)見表2。

表2 2008年重慶市部分區(qū)縣能源消耗數(shù)據(jù)表

目前，確定權(quán)重的方法可大致分為兩類：主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)評價法采取定性的方法，由相關(guān)專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀判斷而得到權(quán)數(shù)，然后再對目標(biāo)進(jìn)行綜合評價。客觀賦權(quán)評價法則根據(jù)目標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系或各項(xiàng)目標(biāo)的變異系數(shù)來確定權(quán)數(shù)進(jìn)行綜合評價。

模型研究采用的是客觀賦權(quán)法，根據(jù)重慶市40個區(qū)縣能耗數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系或各項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)的變異系數(shù)來確定權(quán)數(shù)進(jìn)行綜合評價。其中均方差法是一種常見的客觀賦權(quán)法，能反映隨機(jī)變量離散程度，根據(jù)全市40個區(qū)縣能源消耗的數(shù)據(jù)，用均方差法計(jì)算得出區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)考核的權(quán)重賦值。

詳細(xì)的均方差法的計(jì)算過程如下：

由數(shù)學(xué)期望計(jì)算公式：

(5)

可以依次計(jì)算出各區(qū)縣三次產(chǎn)業(yè)能耗的平均值為：

由均方差計(jì)算公式：

(6)

可以依次算出：

vj=(0.130, 1.111, 0.025, 0.002)：

由歸一化計(jì)算公式：

(7)

最后可以算得權(quán)值向量量ω=(0.102，0.877，0.019，0.002)，即為由方差法確定的權(quán)值向量。

利用得到的權(quán)值向量ω和公式(1)至(4)就可以得到重慶市各區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)的分解結(jié)果，見表3。

表3 未來五年重慶市部分區(qū)縣單位GDP能耗降低目標(biāo)

4 結(jié) 論

(1)通過節(jié)能目標(biāo)分解模型研究，重慶市在三次產(chǎn)業(yè)構(gòu)成中，第二產(chǎn)業(yè)比重尤其是工業(yè)比重較大的地區(qū)，其產(chǎn)業(yè)單位增加值能耗降低的目標(biāo)值也較大，如以鋼鐵、煤炭、火電等傳統(tǒng)重工業(yè)為主的大渡口區(qū)、長壽區(qū)、開縣能耗降低指標(biāo)值分別居前位；而以生活消費(fèi)能源為主的如渝中區(qū)、九龍坡等的節(jié)能目標(biāo)相對較小。以農(nóng)業(yè)為主的豐都縣等的節(jié)能目標(biāo)更小。

(2)40個區(qū)縣節(jié)能目標(biāo)分解，在綜合考慮各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、資源可獲得性、能源消費(fèi)情況等因素。以目標(biāo)考核前一年為基數(shù)，充分掌握各區(qū)縣(包括縣級市/區(qū))考核前一年三大產(chǎn)業(yè)及生活能源消費(fèi)量和GDP量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以及地區(qū)新增能耗項(xiàng)目的因素，預(yù)測考核期間的能源消費(fèi)和GDP增長率，用此地區(qū)節(jié)能目標(biāo)分解模型，能夠比較科學(xué)、合理地分解節(jié)能目標(biāo)。

(3)在向各區(qū)縣分解節(jié)能指標(biāo)時，可參考“地區(qū)節(jié)能目標(biāo)分解模型”進(jìn)行，同時需考慮被考核地區(qū)的原有的能源消費(fèi)情況、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等情況，以及該地區(qū)新增大型項(xiàng)目后能耗發(fā)生變化的因素。

(4)不同地區(qū)、不同行業(yè)和不同企業(yè)各自的條件千差萬別，根據(jù)重慶市40個區(qū)縣能源消耗的數(shù)據(jù)，用均方差法計(jì)算得出地區(qū)節(jié)能目標(biāo)考核的權(quán)重賦值。操作性更強(qiáng)?？梢允构?jié)能目標(biāo)考核管理更加科學(xué)。

(5)通過對地區(qū)節(jié)能目標(biāo)分解的研究，制定出對全市各區(qū)縣都切實(shí)可行的節(jié)能考核評價目標(biāo)，對節(jié)能目標(biāo)的順利完成以及構(gòu)建和諧社會具有重要意義。

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