基于層次分析法的模糊綜合評價模型在秸稈沼氣工程績效評價中的運(yùn)用
——以河南省為例

宋 靜，邱 坤，羅 濤，程靜思，吳 進(jìn)

(1.成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610213；2.農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所，四川 成都 610041 )

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基于層次分析法的模糊綜合評價模型在秸稈沼氣工程績效評價中的運(yùn)用
——以河南省為例

宋 靜1，邱 坤2，羅 濤2，程靜思2，吳 進(jìn)2

(1.成都工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610213；2.農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所，四川 成都 610041 )

河南省作為農(nóng)業(yè)大省，每年產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈，利用沼氣技術(shù)處理秸稈不僅能減少焚燒帶來的環(huán)境污染和安全隱患,助力農(nóng)業(yè)發(fā)展升級、推動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)增長，還能產(chǎn)生大量的清潔能源(沼氣)和有機(jī)肥(沼肥)。但秸稈沼氣工程的建設(shè)、運(yùn)營等方面還面臨諸多問題。文章以河南省安陽市4處秸稈沼氣工程作為研究對象，采用層次分析模型結(jié)合模糊綜合評價方法進(jìn)行績效定量評價。評價結(jié)果表明河南省安陽縣秸稈沼氣工程績效評價總體較好，基本實(shí)現(xiàn)了社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)一舉三贏的可持續(xù)發(fā)展。

層次分析模型；模糊綜合評價；秸稈沼氣；績效

秸稈焚燒不僅污染環(huán)境，而且對交通安全造成較大的影響。解決秸稈焚燒的一個重要途徑是建立秸稈沼氣工程，將其轉(zhuǎn)化為清潔能源。河南省作為農(nóng)業(yè)大省，每年產(chǎn)生約為7500萬噸的作物秸稈，大力推廣秸稈沼氣工程對于秸稈資源化循環(huán)利用具有顯著的綜合效益。但部分學(xué)者指出我國秸稈沼氣工程在原料收集、工程的運(yùn)行管理等方面還存在諸多問題。筆者以河南省安陽市安陽縣四處秸稈沼氣工程為例，采用層次分析模型結(jié)合模糊綜合評價方法，研究秸稈沼氣工程中諸多因素對其績效評價的影響，在定性分析的基礎(chǔ)上，關(guān)注從評價維度集、評判集、權(quán)重系數(shù)、模糊關(guān)系矩陣、模糊評價矩陣等方面對秸稈沼氣工程進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果評價，既能克服定性分析的不足，又能保證評價結(jié)果的準(zhǔn)確性、客觀性，且能定量處理系統(tǒng)中的各種模糊或不確定因素，比單個指標(biāo)更具可比性。分析的結(jié)果為我國秸稈沼氣工程的建設(shè)提供決策參考。

1 績效評價分析模型

1.1 工程基本情況

文章選取的4處秸稈沼氣集中供氣工程以秸稈為發(fā)酵原料，采用豎向推流工藝，分別為300～500戶村民提供沼氣，工程運(yùn)行產(chǎn)生的沼肥則作為肥料出售或直接用于作物施肥。各工程具體情況詳見表1。

表1 河南省四處秸稈沼氣工程基本情況

1.2 績效評價模型的建立

秸稈沼氣工程作為一個系統(tǒng)，其績效評價的影響因素眾多，各因素又可進(jìn)一步細(xì)分二級因素。本文依據(jù)層次分析法的原理，選取原料(秸稈)收集、原料(秸稈)生產(chǎn)、產(chǎn)品(沼氣、沼肥)的使用作為一級指標(biāo)，每個一級指標(biāo)再選擇3～4個二級指標(biāo)，建立多層結(jié)構(gòu)分析模型(見圖1)。在研究過程中，以問卷調(diào)查、訪談等方式向該工程的相關(guān)專家進(jìn)行調(diào)研，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行定量分析，從而克服層次分析法數(shù)據(jù)較少，定性成分多，結(jié)果不易信服等缺陷。

圖1 河南省秸稈沼氣工程績效評價多層次結(jié)構(gòu)分析模型

1.3 各級指標(biāo)及對應(yīng)權(quán)重的確定依據(jù)

1.3.1 各級指標(biāo)的選取

調(diào)研主要從“各級指標(biāo)”的選取、“指標(biāo)權(quán)重”、“指標(biāo)評價”的確立等3個方面入手。以秸稈沼氣工程從生產(chǎn)到產(chǎn)品的使用全過程為一個周期，選取原料(秸稈)收集、原料(秸稈)生產(chǎn)、產(chǎn)品(沼氣、沼肥)使用為并列的三個一級指標(biāo)，進(jìn)而初步確立20個影響因素(指標(biāo))(見表2)，依據(jù)調(diào)研結(jié)果從中選取二級指標(biāo)。

通過對相關(guān)專家進(jìn)行問卷調(diào)查，共發(fā)出問卷50份，收回問卷45份，其中有效問卷42份。筆者對有效問卷進(jìn)行了歸納、整理、統(tǒng)計和研究，得到數(shù)據(jù)如下：

表2 河南省安陽市四處秸稈沼氣工程重要影響指標(biāo)統(tǒng)計表

1.3.1.1 原料(秸稈)收集階段重要因素的確立

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，由圖2可知，選取政策因素、原料費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、原料量作為原料(秸稈)收集階段的重要指標(biāo)。

圖2 原料(秸稈)收集階段重要影響因素統(tǒng)計圖

1.3.1.2 原料(秸稈)生產(chǎn)階段重要因素的確立

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，由圖3可知，選取預(yù)處理、產(chǎn)氣量、環(huán)境影響、安全因素作為原料(秸稈)生產(chǎn)階段的重要指標(biāo)。

圖3 原料(秸稈)生產(chǎn)階段重要影響因素統(tǒng)計圖

1.3.1.3 產(chǎn)品(沼氣、沼肥)使用階段重要因素的確立

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，由圖4可知，選取沼氣利用率、沼肥利用率、政府補(bǔ)貼、社會效益作為產(chǎn)品(沼氣、沼肥)使用階段的重要指標(biāo)。

圖4 產(chǎn)品(沼氣、沼肥)利用階段重要影響因素統(tǒng)計圖

1.3.2 各級指標(biāo)的權(quán)重確立

根據(jù)河南省內(nèi)秸稈沼氣工程績效評價多層次結(jié)構(gòu)分析模型的各級指標(biāo)，運(yùn)用模糊評價矩陣進(jìn)行判斷，確立如下模糊評價矩陣：

一級指標(biāo)評價模糊矩陣：

(1)

一級指標(biāo)評級模糊矩陣確立的依據(jù)為，原料收集、原料生產(chǎn)、產(chǎn)品使用這三個一級指標(biāo)，筆者認(rèn)為其相互之間的重要性一致。

二級指標(biāo)評價模糊矩陣的確立：依據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，選取的12項二級指標(biāo)重要性，統(tǒng)計得分如表3。

表3 河南省安陽市四處秸稈沼氣工程重要影響指標(biāo)統(tǒng)計表

從而，確立二級指標(biāo)評價模糊矩陣：

(2)

計算各級矩陣權(quán)重，得出：

(3)

計算得出：

(4)

(5)

(6)

1.3.3 各項指標(biāo)評價

根據(jù)調(diào)研結(jié)果進(jìn)行分析，筆者對秸稈沼氣工程重要指標(biāo)運(yùn)行情況評價，參照表4。

表4 河南省安陽市秸稈沼氣工程重要指標(biāo)評價績效評體系指標(biāo)表

表示為矩陣Ri(i=1,2,3)如下：

(7)

(8)

(9)

1.3.4 河南省秸稈沼氣工程績效數(shù)據(jù)計算

選取Bi=Wi×Ri(i=1,2,3),Bi為二級模糊評價矩陣，計算結(jié)果如下：

(10)

(11)

(12)

(13)

其中，B為一級模糊評價矩陣。

(14)

2 結(jié)論

(1)通過計算結(jié)果分析，河南省秸稈沼氣工程從原料收集、原料生產(chǎn)、產(chǎn)品使用三個方面進(jìn)行績效評價，22.49%的專家認(rèn)為效果好，27.89%的專家認(rèn)為效果良好，22.06%的專家認(rèn)為效果一般，認(rèn)為效果較差的僅占到19.88%和7.69%。

(2)調(diào)研結(jié)果表明，河南省安陽市安陽縣秸稈沼氣工程績效評價總體較好，基本實(shí)現(xiàn)了社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)一舉三贏的可持續(xù)發(fā)展。究其根本原因一是由于秸稈沼氣工程在消納廢棄秸稈、減少CO2排放的同時不僅為農(nóng)戶節(jié)省了生活開支，而且為工程業(yè)主創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，受到了廣大農(nóng)民群眾的認(rèn)可；二是當(dāng)?shù)馗骷壵叨戎匾曓r(nóng)作物秸稈的綜合利用，對于秸稈沼氣工程的建設(shè)給予了一定的財政扶持政策。在堅持“誰投資、誰受益”的原則上，積極吸引社會、企業(yè)和個人等閑散資金投入沼氣建設(shè)，形成“政府扶持、農(nóng)戶自籌、社會參與”的多元化投資機(jī)制；三是河南秸稈資源豐富，且交通便利，原料收集成本較低，有利于降低工程的運(yùn)行成本。但是，調(diào)研中我們發(fā)現(xiàn)，個別秸稈沼氣工程也存在運(yùn)行效果較差的情況。主要由于工程的后續(xù)運(yùn)行管理不到位；政策宣傳與技能推廣不到位；工程產(chǎn)生的附加產(chǎn)品綜合利用不到位等。由此可見秸稈沼氣工程的推廣還存在很大的提升空間。

(3)層次分析法的缺陷在于只能對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和方案進(jìn)行分析，不能為問題的解決提供新的方案。同時，在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，鑒于數(shù)據(jù)量的局限性和主觀因素的存在，也對其結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

3 結(jié)語

秸稈沼氣工程在技術(shù)方面已經(jīng)趨于成熟，價值優(yōu)勢凸顯，而且在環(huán)保方面具有重要的優(yōu)勢。已建的秸稈沼氣工程績效評價效果良好，但是，在工程的建立和使用上還存在諸多問題。因此，我們應(yīng)學(xué)習(xí)借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合各地實(shí)際，因地制宜的探索具有中國特色的秸稈綜合利用政策支撐體系、技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)體系，提高秸稈綜合利用水平，實(shí)現(xiàn)秸稈資源的有效循環(huán)利用。

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Performance Assessment of Straw Biogas Projects Based on the Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation Model and AHP: Illustrated by the Example of Henan Province/

SONG Jing1,QIU Kun2,LUO Tao2,CHENG Jing-si2,WU Jin2/

(1.Chengdu Industrial Vocational Technical College,Chengdu 610213,China; 2.Biogas Institute of Ministry of Agriculture,Chengdu 610041,China)

As a large agricultural province,Henan produces huge amount of straw every year.Using biogas technology to treat crop straw can decrease environmental pollution and potential safety hazard of burning it,contribute to agricultural upgrading,promote rural economic growth,and produce a lot of clean energy(biogas) and organic fertilizer(biogas residue) at the same time.However,there still exist many problems in building and operation of straw biogas project.By adopting fuzzy comprehensive evaluation model and AHP(Analytric Hierarchy Process),this article conducted a research on the performance assessment of straw biogas fermentation for 4 projects in Anyang city of Henan province.Assessment results demonstrated that straw biogas projects in Anyang city of Henan Province performed well,basically realized the sustainable development of society,economy,and ecology.

AHP；fuzzy comprehensive evaluation；straw biogas；performance assessment

2016-03-14

項目來源：農(nóng)業(yè)部發(fā)展計劃司“2016年度農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能源不同利用模式經(jīng)濟(jì)性分析研究”

宋 靜(1982-)，男，四川成都人，講師，主要從事應(yīng)用數(shù)學(xué)研究工作，E-mail:27041584@qq.com

吳 進(jìn)，E-mail: wujin@caas.cn

S216.4; X712

A

1000-1166(2016)03-0066-05