塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)

戰(zhàn)佳宇 ，王瑩 ，李延軍 ，高峰 ，李沙 ，楊飛華

(1.北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司，固廢資源化利用與節(jié)能建材國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100041；2.北京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100124)

我國(guó)是塑料管道生產(chǎn)和應(yīng)用大國(guó)，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政、建筑等各個(gè)方面，根據(jù)中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)塑料管道專(zhuān)業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)塑料管道的產(chǎn)量已達(dá)到1 567 萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)3.0%[1]。塑料管道正在逐步替代金屬管材、水泥管，成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中不可缺少的建筑材料。近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境的高度重視，塑料管道的生產(chǎn)也正向環(huán)保、節(jié)能、綠色方向發(fā)展，如采用無(wú)鉛環(huán)保熱穩(wěn)定劑替代鉛鹽熱穩(wěn)定劑，使用節(jié)能、自動(dòng)化生產(chǎn)裝備等[2–4]。2014 年至 2016 年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部及工業(yè)和信息化部出臺(tái)了一系列政策促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用，包括《綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》、《促進(jìn)綠色建材生產(chǎn)和應(yīng)用行動(dòng)方案》、《綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法實(shí)施細(xì)則》和《綠色建材評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則(試行)》[5]。中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)于2019 年9 月12 日發(fā)布了《綠色建材評(píng)價(jià)塑料管材管件》(T／CECS 10058–2019)，并已于 2020 年 3 月正式實(shí)施，以此推動(dòng)塑料管道行業(yè)的綠色發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)從塑料管道產(chǎn)品的資源、能源、環(huán)境和品質(zhì)四個(gè)方面的屬性評(píng)價(jià)塑料管道產(chǎn)品綠色建材等級(jí)。塑料管道企業(yè)往往需要通過(guò)實(shí)施綠色技術(shù)改造以達(dá)到綠色建材評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)要求。因此對(duì)綠色技術(shù)改造實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)對(duì)于指導(dǎo)企業(yè)開(kāi)展技術(shù)升級(jí)改造，提升產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng) T／CECS 10058–2019 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施有重要的意義。

對(duì)于實(shí)施效果評(píng)價(jià)，我國(guó)學(xué)者開(kāi)展了大量的研究工作。提出了包括層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)度分析等多種方法，用于政策、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證等效果評(píng)價(jià)方面[6–8]，而對(duì)于塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果的評(píng)價(jià)尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。由于技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)涉及指標(biāo)復(fù)雜且具有模糊性，因此，筆者從技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益三個(gè)方面構(gòu)建實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以某塑料管道企業(yè)實(shí)施的節(jié)能技術(shù)改造為例采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)其實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 塑料管道生產(chǎn)綠色技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1．1 構(gòu)建指標(biāo)體系

綠色技術(shù)改造實(shí)施效果的指標(biāo)量化評(píng)估對(duì)于綠色產(chǎn)品認(rèn)證的實(shí)施、行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用。通過(guò)實(shí)施效果評(píng)價(jià)可以為企業(yè)提供科學(xué)的、可操作的方法，為進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)改造提供判斷依據(jù)。孟瑞珂等[9]根據(jù)我國(guó)綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)通則、綠色產(chǎn)品評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范、歐盟產(chǎn)品環(huán)境足跡等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立了綠色產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的框架模型。筆者結(jié)合塑料管道行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的特點(diǎn)和企業(yè)調(diào)研實(shí)際情況，對(duì)上述指標(biāo)體系的框架模型進(jìn)一步優(yōu)化，構(gòu)建了適合塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。指標(biāo)包含3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，6 個(gè)二級(jí)指標(biāo)和20 個(gè)三級(jí)指標(biāo)。指標(biāo)涵蓋技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益三個(gè)方面。該指標(biāo)體系能夠通過(guò)定性或定量分析，比較全面、科學(xué)地體現(xiàn)塑料管道行業(yè)技術(shù)改造實(shí)施效果的“綠色”屬性。

表1 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1．2 計(jì)算指標(biāo)體系的權(quán)重

層次分析法是20 世紀(jì)70 年代美國(guó)T. L. Saaty教授提出的一種層次權(quán)重決策分析方法，該方法能夠合理地將定性與定量的決策結(jié)合起來(lái)，按照思維、心理的規(guī)律把決策過(guò)程層次化、數(shù)量化，是處理決策方案評(píng)價(jià)問(wèn)題的有效方法[10]。

筆者采用層次分析法對(duì)塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系賦予權(quán)重，具體分析步驟如下所示[9]。

(1)建立層次結(jié)構(gòu)模型。

根據(jù)表1 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立層次結(jié)構(gòu)模型。

(2)構(gòu)造成對(duì)比較矩陣。

按照Saaty 等提出的1～9 尺度成對(duì)比較法，請(qǐng)行業(yè)專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分，構(gòu)造各層對(duì)上一層每一指標(biāo)的成對(duì)比較矩陣。

(3)一致性檢驗(yàn)并計(jì)算權(quán)向量。

對(duì)成對(duì)比較矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，當(dāng)一致性比率CR<0.1 時(shí)，通過(guò)一致性檢驗(yàn)，并計(jì)算權(quán)向量。

(4)獲得權(quán)重。

計(jì)算組合權(quán)向量并作組合一致性檢驗(yàn)，得到各指標(biāo)的權(quán)重。

采用該方法計(jì)算得到的各指標(biāo)權(quán)重結(jié)果見(jiàn)表2。從權(quán)重值可以看出，一級(jí)指標(biāo)中對(duì)塑料管道綠色技術(shù)改造實(shí)施效果影響最大的指標(biāo)為生態(tài)環(huán)境效益，其占比為0.739 4；社會(huì)效益的影響大于技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，占比分別為0.178 8 和0.081 8；從二級(jí)指標(biāo)來(lái)看，對(duì)實(shí)施效果影響較大的指標(biāo)為生態(tài)環(huán)境效益中的資源綜合利用，其占比為0.647 0，其次為社會(huì)效益中的公共認(rèn)可，占比為0.143 0。從三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重來(lái)看，對(duì)實(shí)施效果影響最大的為生產(chǎn)綜合能耗變化率，占比為0.365 0。

表2 層次分析法計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值結(jié)果

2 塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果模糊綜合評(píng)價(jià)案例分析

2．1 模糊綜合評(píng)價(jià)方法

模糊綜合評(píng)價(jià)方法是基于模糊數(shù)學(xué)理論，將定性問(wèn)題定量化的一種評(píng)價(jià)方法。能夠有效量化實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)的不確定性和模糊性[11]。采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)塑料管道生產(chǎn)企業(yè)綠色技術(shù)改造的實(shí)施效果，具體分析步驟包括：

(1)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集合。

按照表1 建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集合，即：

U={U1(技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益)，U2(社會(huì)效益)，U3(生態(tài)環(huán)境效益)}；

U1={U11(研發(fā)水平)，U12(產(chǎn)品收益)}；

U2={U21(公共影響力)，U22(公眾認(rèn)可)}；

U3={U31(資源綜合利用)，U32(污染控制與削減)}；

U11={U111 (綠色技術(shù)改造資金投入比率)，U112 (綠色技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)比率)，U113 (節(jié)能減排裝備使用率)，U114 (綠色塑料管道產(chǎn)品認(rèn)證過(guò)程的投入)}；

同樣可得其它三級(jí)指標(biāo)的因素集合U12，U21，U22，U31 和 U32。

(2)確定評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)語(yǔ)集。

將實(shí)施效果評(píng)價(jià)分為優(yōu)、良、合格、不合格四個(gè)等級(jí)，則評(píng)語(yǔ)級(jí)V為：

V={ 優(yōu)，良，合 格，不 合 格 }={A≥ 90，90>B≥ 80，80>C≥ 60，D<60}。

為了方便計(jì)算，用中位數(shù)代替評(píng)價(jià)區(qū)間，獲得評(píng)語(yǔ)集標(biāo)準(zhǔn)隸屬度：

V={ 優(yōu)，良，合格，不合格 }={95，85，70，30}。

(3)建立隸屬度矩陣。

通過(guò)對(duì)行業(yè)專(zhuān)家發(fā)放調(diào)查表，對(duì)技術(shù)改造實(shí)施效果的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判。由此得到三級(jí)指標(biāo)中每個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)應(yīng)的專(zhuān)家人數(shù)，根據(jù)該人數(shù)占專(zhuān)家總數(shù)的比重，可以計(jì)算得到隸屬度矩陣R。

(4)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)分析。

模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果S為權(quán)重向量W與隸屬度矩陣R的乘積，其中權(quán)重向量W采用表2 中層次分析法得出的各指標(biāo)權(quán)重結(jié)果。

(5)計(jì)算綜合隸屬度。

模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果S與評(píng)語(yǔ)集V的轉(zhuǎn)置VT的乘積即可得到隸屬度P。

2．2 具體案例分析

以某塑料管道企業(yè)實(shí)施的綠色技術(shù)改造為例，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)其改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)進(jìn)行實(shí)證研究。該塑料管道生產(chǎn)企業(yè)于2018 年實(shí)施了綠色技術(shù)改造，改造項(xiàng)目包括采用更節(jié)能的電機(jī)代替高耗能電機(jī)，采用節(jié)能紅外線(xiàn)加熱線(xiàn)圈等。以該企業(yè)實(shí)施技術(shù)改造前2017 年的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)調(diào)研得到2017 年和2018 年技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益實(shí)施效果數(shù)據(jù)，并進(jìn)行對(duì)比分析。

(1)數(shù)據(jù)調(diào)研及分析。

①技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。

該企業(yè)2017 年和2018 年的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。利用該調(diào)研數(shù)據(jù)按照表4 所示的計(jì)算方法得到技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的實(shí)施效果，結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益調(diào)研數(shù)據(jù)

表4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)數(shù)據(jù)分析

從表4 可看出，該企業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)中，綠色技術(shù)改造資金投入比率、綠色技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)比率、節(jié)能減排裝備使用率和綠色產(chǎn)品認(rèn)證過(guò)程的投入，2018 年比2017 年均有所增加，說(shuō)明該企業(yè)在綠色技術(shù)研發(fā)投入上有所增加。而從產(chǎn)品收益指標(biāo)來(lái)看，該企業(yè)經(jīng)過(guò)綠色環(huán)節(jié)技術(shù)改造后成本有所降低，凈利潤(rùn)率增加，但綠色產(chǎn)品的銷(xiāo)售額和利稅尚未體現(xiàn)增長(zhǎng)。

②生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)。

對(duì)該企業(yè)的生態(tài)環(huán)境效益中的資源綜合利用指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)研，并計(jì)算了指標(biāo)的變化情況，結(jié)果見(jiàn)表5 和表6。從表5 和表6 可以看出，該企業(yè)生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中關(guān)于資源綜合利用方面實(shí)施效果最好的是水資源消耗變化率，2018 年比2017 年下降了24.49%。實(shí)施效果相對(duì)較差的是包裝物材料減量情況，2018 年比2017 年有所上升，實(shí)施效果不是很好。混配料消耗量變化率和生產(chǎn)綜合能耗變化率這兩個(gè)指標(biāo)2018 年比2017年有所下降，實(shí)施效果較好。

表5 資源綜合利用指標(biāo)調(diào)研項(xiàng)目及數(shù)據(jù)

表6 資源綜合利用調(diào)研項(xiàng)目對(duì)應(yīng)指標(biāo)變化情況

該企業(yè)生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中關(guān)于污染控制與削減指標(biāo)調(diào)研得到的數(shù)據(jù)及分析結(jié)果見(jiàn)表7 和表8。從表7 和表8 可以看出，污染控制與削減指標(biāo)中溫室氣體、生態(tài)毒性、酸化效應(yīng)和顆粒物排放四個(gè)指標(biāo)在2018 年的數(shù)據(jù)比2017 年均有所下降，其中生態(tài)毒性指標(biāo)變化率2018 年比2017 年下降了52.49%，實(shí)施效果最好。

表7 污染控制與削減指標(biāo)調(diào)研項(xiàng)目及數(shù)據(jù)

表8 污染控制與削減調(diào)研項(xiàng)目對(duì)應(yīng)指標(biāo)變化情況

(2)模糊綜合評(píng)價(jià)法隸屬度分析。

依據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)方法流程，按照優(yōu)，良，合格，不合格四個(gè)等級(jí)，對(duì)10 名行業(yè)專(zhuān)家發(fā)放調(diào)查表，對(duì)該企業(yè)技術(shù)改造實(shí)施效果的20 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，其中技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益的評(píng)判依據(jù)為表3～表8 中數(shù)據(jù)調(diào)研及分析的結(jié)果，社會(huì)效益評(píng)判結(jié)果為專(zhuān)家在該企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)研后直接打分結(jié)果。由此可以計(jì)算出隸屬度矩陣R。

按照模糊綜合評(píng)價(jià)的計(jì)算方法，得出各指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，例如研發(fā)水平的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果S11 的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：

同理可得其它指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，見(jiàn)表9。將模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與評(píng)語(yǔ)集合成得到各指標(biāo)的隸屬度計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表10。

表9 某塑料管道企業(yè)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果 %

表10 某塑料管道生產(chǎn)企業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度值

經(jīng)計(jì)算，總體指標(biāo)“優(yōu)，良，合格，不合格”所占百分比分別為22.8%，43.0%，30.4%，3.8%。從表9模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，總體指標(biāo)占“良”的比例最大，為43.0%；從一級(jí)指標(biāo)來(lái)看，占“優(yōu)”比例最大的是社會(huì)效益，為61.2%，最小的是生態(tài)環(huán)境效益，為13.1%；占“良”比例最大的是生態(tài)環(huán)境效益，為45.7%，最小的是技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，為28.2%。從二級(jí)指標(biāo)看，資源綜合利用占“優(yōu)”的比例最小，為11.4%，研發(fā)水平占“良”的比例最小，為18.8%；除社會(huì)效益中的指標(biāo)外，其它指標(biāo)都存在“合格”的占比，而生態(tài)環(huán)境效益指標(biāo)中的二級(jí)指標(biāo)資源綜合利用還存在“不合格”的占比。

從表10 隸屬度結(jié)果可以看出，一級(jí)指標(biāo)中社會(huì)效益的隸屬度值為91.12，處于“優(yōu)”的評(píng)級(jí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的隸屬度值為80.98，屬于“良”，生態(tài)環(huán)境效益的隸屬度值為78.10，屬于“合格”；從二級(jí)指標(biāo)看，資源綜合利用的隸屬度值為77.13，為“合格”的評(píng)級(jí)。主要原因是該企業(yè)包裝物材料的使用量比技術(shù)改造前上升，導(dǎo)致產(chǎn)品生態(tài)環(huán)境效益方面的實(shí)施效果僅為合格。

該企業(yè)綠色技術(shù)改造評(píng)價(jià)的綜合隸屬度為80.66，處于“良”的評(píng)級(jí)。說(shuō)明該企業(yè)塑料管道綠色技術(shù)改造實(shí)施效果較好，實(shí)施技術(shù)改造對(duì)生態(tài)環(huán)境效益中資源綜合利用方面還有繼續(xù)提升的空間。

3 結(jié)論

在總結(jié)塑料管道行業(yè)特點(diǎn)及企業(yè)實(shí)際調(diào)研情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了塑料管道綠色生產(chǎn)技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括3 個(gè)一級(jí)指標(biāo)，6 個(gè)二級(jí)指標(biāo)和20 個(gè)三級(jí)指標(biāo)，指標(biāo)范圍涵蓋了技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)環(huán)境效益三個(gè)方面。

以某塑料管道企業(yè)實(shí)施的節(jié)能技術(shù)改造為例，采用模糊綜合評(píng)價(jià)法分析了該企業(yè)技術(shù)改造的實(shí)施效果，分析結(jié)果顯示，該企業(yè)綜合隸屬度為80.66，處于“良”等級(jí)，從一級(jí)指標(biāo)來(lái)看，社會(huì)效益隸屬度為“優(yōu)”，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益隸屬度為“良”，而生態(tài)環(huán)境效益隸屬度為“合格”，說(shuō)明該企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造措施后，獲得了較好的社會(huì)效益和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，而生態(tài)環(huán)境效益還需要進(jìn)一步改善。筆者提出的節(jié)能技術(shù)改造實(shí)施效果評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法也可為T(mén)／CECS 10058–2019 《綠色建材評(píng)價(jià)塑料管材管件》標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果評(píng)估提供參考。