基于DEA模型的我國電力產(chǎn)業(yè)能源效率分析

程雯

摘 要：利用DEA模型的研究方法，對2003—2010年間我國電力產(chǎn)業(yè)的總體能源效率進行分析。以技術效率測度電力產(chǎn)業(yè)的能源效率，并進一步將技術效率分解為純技術效率和規(guī)模效率，分析電力產(chǎn)業(yè)能源效率的變化的原因，最后對結(jié)果進行投影分析。研究發(fā)現(xiàn)我國電力產(chǎn)業(yè)的能源效率不斷提高，但是總體水平仍然偏低，其中電力產(chǎn)業(yè)的技術水平改善空間較小，而規(guī)模效率提升空間較大，其中煤耗是影響我國電力產(chǎn)業(yè)能源效率最重要的因素。

關鍵詞：數(shù)據(jù)包絡分析方法；電力產(chǎn)業(yè)；能源效率；技術效率

中圖分類號：F224 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2015）07-0045-03

一、引言

電力產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展關系到我國經(jīng)濟的整體平衡。近年來全世界的能源危機不斷加劇，我國作為世界最大的發(fā)展中國家，能源也成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一。電力產(chǎn)業(yè)作為能源大戶，不但能源消耗量大，而且環(huán)境污染嚴重。因此研究我國電力產(chǎn)業(yè)的能源效率具有重要的現(xiàn)實意義。本文的研究對象為我國電力產(chǎn)業(yè)整體的能源效率，研究內(nèi)容為電力產(chǎn)業(yè)內(nèi)的能源消耗情況。

電力產(chǎn)業(yè)具有多投入和多產(chǎn)出的特征，目前理論上用于研究效率的方法有全要素生產(chǎn)率（TFP）、隨機前沿分析（SFA）和數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）等。由于隨機前沿的分析方法是參數(shù)分析方法，不但需要嚴格的生產(chǎn)函數(shù)形式，而且強分布假設對隨機誤差項和無效率項的分離有很大的影響，在研究電力產(chǎn)業(yè)時，DEA方法更加具有優(yōu)勢，因此本文在研究時采用的是數(shù)據(jù)包絡分析方法。

二、我國電力產(chǎn)業(yè)整體的能源效率分析

（一）構建指標體系

本文主要利用DEA投入導向型模型研究我國電力產(chǎn)業(yè)整體的能源效率問題。根據(jù)研究需要，選取4個投入指標和2個產(chǎn)出指標。投入指標：發(fā)電設備利用小時數(shù)（h）、發(fā)電廠用電率（%）、發(fā)電標準煤耗（g/kWh）、用電標準煤耗（g/kWh）。產(chǎn)出指標：發(fā)電量（億/kWh）、用電量（億/kWh）。我國2002年對電力產(chǎn)業(yè)進行了改革，為了更好的反映改革之后我國電力產(chǎn)業(yè)的能源效率，在時間上選擇了2003—2010年，共八年的數(shù)據(jù)。①

（二）能源效率分析

本文從全國的角度，研究我國電力產(chǎn)業(yè)八年來的整體狀況。

DEA分析方法是從相對效率的角度對決策單元進行研究，因此在對全國電力產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)進行測度之后，從上頁圖1可以看出，全國電力產(chǎn)業(yè)的效率在2010年是最優(yōu)的，DEA相對效率值達到1。以2010年的效率作為參照，我國電力產(chǎn)業(yè)的整體技術效率在2003年是0.403，2010年是2003年效率值的2倍多，充分證明2002年我國電力產(chǎn)業(yè)實行廠網(wǎng)分開的改革之后，電力產(chǎn)業(yè)的能源效率得到了顯著的改善。并且從上頁圖1和表1中均可看出，我國電力產(chǎn)業(yè)的效率提升速度基本上處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)。

將技術效率進一步分解為純技術效率和規(guī)模效率之后可以發(fā)現(xiàn)，我國電力產(chǎn)業(yè)的純技術效率在這期間的處于相對平穩(wěn)上升的狀態(tài)，大約提升了1%的效率值；而規(guī)模效率的變化和技術效率的變化基本上處于同步發(fā)展狀態(tài)，八年間翻了兩番多?；谝陨蠑?shù)據(jù)和分析，說明我國電力產(chǎn)業(yè)效率的提升主要是由規(guī)模效率的提升而做的貢獻，其中電力產(chǎn)業(yè)的規(guī)模報酬也一直處于遞增狀態(tài)，說明電力產(chǎn)業(yè)的投資和規(guī)模擴張是提升電力產(chǎn)業(yè)整體能源效率的主要因素。雖然純技術效率也在不斷提升，但是上升的速度相對較慢，一方面說明技術進步對我國電力產(chǎn)業(yè)能源效率的影響相對較小，另一方面也可以看出我國電力產(chǎn)業(yè)的整體技術基本上處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，可提升的空間不大。

從表1可知，綜合我國電力產(chǎn)業(yè)在2003—2008年期間的情況來看，平均技術效率值為0.685，整體水平仍然有待提高；純技術效率的平均值達到0.947，說明技術方面進步的空間比較小，已經(jīng)達到了較高的水平；規(guī)模效率的平均值為0.717，雖然略高于技術效率值，但是也有較大的提升空間，說明我國電力產(chǎn)業(yè)規(guī)模沒有充分利用。

（三）投影分析

在DEA模型的投影原理中，松弛變量又稱為差額變數(shù)，表示實際中的值和有效參考值的差距。s-為投入的松弛變量，表示產(chǎn)出不變時能夠減少的投入量；s+為產(chǎn)出的松弛變量，表示投入量不變的情況下產(chǎn)出可以增加的量。評價系統(tǒng)中不是所有的決策單元都是DEA有效的，效率值不為1，且松弛變量不為零的決策單元為非DEA有效，非DEA有效的決策單元可以通過分析其在DEA相對有效面上的“投影”來研究該決策單元能夠達到的有效程度，并能夠分析決策單元非有效的程度和原因。投影分析就是通過調(diào)整投入和產(chǎn)出的數(shù)量和方向，得到非有效的決策單元在相對有效面的“投影值，即該決策單元在有效的情況下，投入和產(chǎn)出應有的值。

由表2可以看出，2010年的松弛變量均為0，且效率值為1，因此為DEA有效，而其他效率值不為1的決策單元均存在不同程度的松弛變量改進值。表2的松弛變量值可以解釋為，如果決策單元要得到相對DEA有效，投入指標應該減少的量和產(chǎn)出指標應該增加的量，且效率越低的決策單元松弛變量的改進值越大。發(fā)電設備利用小時數(shù)的松弛變量從2008年開始為0，說明這一投入指標的利用效率較高；發(fā)電廠用電率的松弛變量相對較小，且前幾年一直為0，說明利用率較高但是有所下降；發(fā)電標準煤和供電標準煤的松弛變量較大，說明我國電力產(chǎn)業(yè)對煤炭的利用效率較低；產(chǎn)出指標中發(fā)電量和用電量的松弛變量每年都有不全為0的情況，也說明我國電力產(chǎn)業(yè)的能源效率有待提高。

假設決策單元是非DEA有效的，設（X*

j，Y*

j）為該決策單元DEA有效時的量，為了使其達到DEA有效時的前沿面，投入減少的量為（Xj-X*

j），產(chǎn)出增加的量為（Y*

j，Yj），用公式表示為：（下轉(zhuǎn)106頁）

（上接46頁）

X*

j=Xj*θ-s- Y*

j=Yj*θ+s+

（X*

j，Y*

j）稱為投影值。被評價決策單元的投影值為徑向改進值+松弛變量改進值。徑向改進值表示各項投入等比例減少或各項產(chǎn)出等比例增加的數(shù)值，正數(shù)表示變化方向為增加，負數(shù)表示變化方向為減少。

三、結(jié)論

從2003—2010年，我國電力產(chǎn)業(yè)的能源效率不斷提高，但是總體水平仍然偏低，其中電力產(chǎn)業(yè)的技術水平改善空間較小，而規(guī)模效率提升空間較大，說明我國電力產(chǎn)業(yè)的資源配置水平?jīng)]有充分的合理利用。通過投影分析看出我國電力產(chǎn)業(yè)的煤耗較高，煤耗的松弛變量值改進的空間最大，由于煤炭是我國電力產(chǎn)業(yè)能源的主要部分，這就要求我國今后要加大提高煤炭的利用效率。

參考文獻：

[1] 魏楚.中國能源效率問題研究[D].杭州：浙江大學經(jīng)濟學院，2009.

[2] 王喜平，郝哲，姜曄.中國不同地區(qū)電力能源消費效率比較及分析[J].電力需求側(cè)管理，2011.

[3] Jin-Li Hu，Shih-Chuan Wang.Total-faetor energy effieieney of regions in China Energy Policy，2006.[責任編輯 吳高君]