基于熵權(quán)-TOPSIS法的遼寧省低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)研究

李閆巖,高 彤,喬 炎

(沈陽(yáng)建筑大學(xué)管理學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110168)

第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上中國(guó)承諾在2030年實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰,在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。城市低碳評(píng)價(jià)涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境保護(hù)等各方面,通過(guò)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),近年來(lái)不少學(xué)者構(gòu)建了城市低碳評(píng)價(jià)體系。例如李德智等[2]從碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))、經(jīng)濟(jì)和碳匯3個(gè)維度對(duì)城市的低碳建設(shè)水平進(jìn)行了評(píng)價(jià);也有學(xué)者從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3個(gè)方面入手,建立評(píng)估體系對(duì)城市的低碳發(fā)展進(jìn)行了評(píng)價(jià)[3]。盡管這個(gè)模式可以很好地闡述低碳城市的發(fā)展歷程,但在選取指標(biāo)時(shí),壓力指標(biāo)和狀態(tài)指標(biāo)在選取時(shí)不易被區(qū)分;于涵等[4]從碳減排、碳消納和區(qū)平衡3個(gè)角度對(duì)中國(guó)城市低碳發(fā)展進(jìn)行了闡述,并對(duì)現(xiàn)階段低碳城市評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行了歸納;Jing Z等[5]從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境3個(gè)方面對(duì)城市低碳發(fā)展進(jìn)行了評(píng)價(jià),并提出了可持續(xù)發(fā)展措施;Marquez B等[6]通過(guò)熵權(quán)法從能源的用途、系統(tǒng)和流動(dòng)3個(gè)方面對(duì)巴塞羅那和馬拉加市進(jìn)行了低碳評(píng)價(jià)。

綜上所述,學(xué)者們從多個(gè)角度構(gòu)建了城市低碳評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,但目前的指標(biāo)體系比較零散,有些是以經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型為重點(diǎn),有些則是單純從低碳角度出發(fā)。在確定權(quán)重時(shí)多數(shù)采用專(zhuān)家評(píng)分法,具有很強(qiáng)的主觀性,無(wú)法從根本上反映出城市低碳發(fā)展過(guò)程中各子系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系。因此,研究將城市低碳作為一個(gè)由多個(gè)子系統(tǒng)、多個(gè)具體因素構(gòu)成的復(fù)合大系統(tǒng),利用信息熵對(duì)其進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià),并將其與TOPSIS方法相結(jié)合,對(duì)遼寧省低碳水平進(jìn)行評(píng)價(jià),并提出相關(guān)建議。

一、遼寧省低碳水平現(xiàn)狀

從能源消費(fèi)總量來(lái)看,呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降特點(diǎn),2001—2011年遼寧省能源消費(fèi)不斷上升,從2001年的5 376.8萬(wàn)J到2011年的6 890萬(wàn)J,年均增長(zhǎng)率為4.6%,2012—2020年一直呈下降趨勢(shì),在2020年僅消費(fèi)49.8億J。

從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,遼寧省能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)基本保持穩(wěn)定,其中煤炭占比最大,其次為原油,焦炭第三,而天然氣等清潔能源占比一直較低,這也體現(xiàn)了遼寧省的“高碳”特征。在低碳減排大背景下,遼寧省積極探索開(kāi)發(fā)利用清潔能源,清潔能源由最初占比不到10%提升至2020年的19.7%。

從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)看,遼寧省的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)慢,新興產(chǎn)業(yè)占比低,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍以第二產(chǎn)業(yè)為重,缺少龍頭企業(yè)帶動(dòng)本地企業(yè)轉(zhuǎn)型。加之老齡化問(wèn)題嚴(yán)重,缺乏勞動(dòng)力,自主研發(fā)能力差,存在著技術(shù)水平與勞動(dòng)率低的問(wèn)題[7]。

二、遼寧省低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇依據(jù)

研究從眾多的低碳城市指標(biāo)中選出具有代表性的指標(biāo),把評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為3層。首先是目標(biāo)層,從整體上把控遼寧省低碳發(fā)展情況;其次是準(zhǔn)則層,將從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展、環(huán)境系統(tǒng)、資源利用系統(tǒng)、碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))系統(tǒng)5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià);最后是指標(biāo)層,具體細(xì)化為20個(gè)指標(biāo),最終形成遼寧省低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(見(jiàn)表1)。

表1 遼寧省低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.數(shù)據(jù)來(lái)源

研究數(shù)據(jù)主要來(lái)自于《遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2021)》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒(2011—2021)》。其中2018年、2019年的每萬(wàn)人擁有公交車(chē)數(shù)量和2015年、2016年的能源消費(fèi)彈性系數(shù)的數(shù)據(jù)缺失,利用插值法進(jìn)行估計(jì)。

3.指標(biāo)權(quán)重的確定

研究采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重,克服了主觀賦權(quán)的影響,計(jì)算結(jié)果如表1所示。

(1)用無(wú)量綱化法去除指標(biāo)的影響

用極大極小法分別對(duì)正、負(fù)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,得到規(guī)范化的矩陣X=(Xij)20×10。正向指標(biāo)用式(1)進(jìn)行處理,負(fù)向指標(biāo)用式(2)進(jìn)行處理。

(1)

(2)

(2)計(jì)算第i年第j個(gè)指標(biāo)占比Yij

(3)

(3)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的信息熵ej

(4)

(4)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的信息熵冗余度dj

dj=1-ej

(5)

(5)計(jì)算第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重wj

(6)

4.TOPSIS模型的構(gòu)建

傳統(tǒng)TOPSIS模型中各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重相同,會(huì)存在一定的干擾,所以研究在原來(lái)的模型基礎(chǔ)上,結(jié)合熵權(quán)法確認(rèn)指標(biāo)權(quán)重[6],采用熵權(quán)-TOPSIS方法,對(duì)遼寧省的低碳發(fā)展進(jìn)行了評(píng)估。

(1)通過(guò)熵權(quán)法的無(wú)量綱化處理,獲得規(guī)范化矩陣,并構(gòu)建加權(quán)規(guī)范矩陣Y

Y=(Yij)m×n

(7)

(2)確定正負(fù)理想解的距離。

正理想解Y+

(8)

負(fù)理想解Y-

(9)

(10)

(11)

(4)計(jì)算各年度指標(biāo)貼合度Nj(0≤Nj≤1)

(12)

其中,Nj值越大,就代表該評(píng)價(jià)對(duì)象越接近正理想解,這樣得到的結(jié)果就越接近最優(yōu)水平;同理,Nj的值越小,就表示結(jié)果越差。

三、遼寧省低碳發(fā)展水平評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)式(9)～式(11)得出準(zhǔn)則層各指標(biāo)和整體的貼合度(見(jiàn)圖1)。由圖1可以看出遼寧省低碳發(fā)展可分為3個(gè)階段:

圖1 2010—2020年遼寧省低碳發(fā)展水平綜合及單項(xiàng)指標(biāo)貼合度

2010—2012年,遼寧省低碳發(fā)展水平大幅度下降,從2010年的0.45下降到2012年的0.30,下降了0.15。其原因是在此期間遼寧省發(fā)展仍以第二產(chǎn)業(yè)中的重工業(yè)為主,第三產(chǎn)業(yè)占比都未超過(guò)40%,未形成低碳高產(chǎn)的模式。在這期間受全球金融危機(jī)影響,遼寧省經(jīng)濟(jì)水平也有所下降,2008—2012年增長(zhǎng)率僅為12.5%。

2013—2015年,遼寧省低碳發(fā)展水平也在小幅度下降,在2015年達(dá)到了最低,從2012的0.30降到2015年的0.27,下降了0.03。單項(xiàng)指標(biāo)中只有社會(huì)發(fā)展和資源利用的貼合度不斷上升,其余指標(biāo)不斷下降。2013—2015年的地區(qū)生產(chǎn)總值增加幅度明顯減少,尤其是2015年,增加值只有581.12億元。2015年,重工業(yè)在整個(gè)工業(yè)中所占的比例達(dá)到79.9%,這會(huì)使地區(qū)經(jīng)濟(jì)隨著世界重化工產(chǎn)業(yè)的周期性景氣度下滑而出現(xiàn)衰退。與此同時(shí),遼寧省第二產(chǎn)業(yè)的低端化問(wèn)題比較突出,裝備制造業(yè)、石化等產(chǎn)業(yè)缺乏核心技術(shù)支持,處于產(chǎn)業(yè)鏈末端,某些關(guān)鍵技術(shù)裝備,如機(jī)床控制系統(tǒng)、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)等發(fā)展滯后;基礎(chǔ)零部件,如輸變電設(shè)備制造中部分零部件需要進(jìn)口,新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢,尚未形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),無(wú)法成為主導(dǎo)力量,第二產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)活力低于全國(guó)平均水平。遼寧省第三產(chǎn)業(yè)受到的沖擊遠(yuǎn)低于第二產(chǎn)業(yè),第三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中所占比例逐年遞增,且主要集中在傳統(tǒng)的服務(wù)業(yè),到2015年,傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)的比例仍為40%,而現(xiàn)代服務(wù)業(yè)尤其是生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展不足、競(jìng)爭(zhēng)力弱,無(wú)法充分滿(mǎn)足其他產(chǎn)業(yè)的需求,服務(wù)業(yè)發(fā)展較慢。在資源利用方面,工業(yè)固體廢物綜合利用率在2013—2015年呈現(xiàn)下降趨勢(shì),從2013年的43.82%下降到2015的30.69%,相對(duì)于32 434.40萬(wàn)t的固體廢物產(chǎn)生量,利用水平較低。

2016—2020年,遼寧省低碳發(fā)展水平出現(xiàn)大幅度上升,在2019年達(dá)到了頂峰,此間,遼寧省地區(qū)生產(chǎn)總值從20 393億元漲到25 115億元,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)值穩(wěn)定上升,2020年,遼寧省地區(qū)生產(chǎn)總值位列全國(guó)第16位。低碳發(fā)展水平從2015年的0.27增長(zhǎng)到2019年的0.78,被選為低碳試點(diǎn)省份以來(lái)低碳發(fā)展水平首次出現(xiàn)了明顯上升,漲幅達(dá)到了162%,在2020年略有下降。從圖1可以看出,碳匯和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一直保持穩(wěn)定上升,碳源指標(biāo)在不斷下降,其他指標(biāo)趨于平穩(wěn)。這主要是因?yàn)檫|寧省不斷開(kāi)展低碳建設(shè),將低碳、環(huán)保、綠色等作為城市發(fā)展方向;遼寧省在“十三五”規(guī)劃中也把節(jié)能減排作為重要內(nèi)容,進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,但因遼寧省的工業(yè)發(fā)展處于產(chǎn)業(yè)鏈的下游,其發(fā)展主要得益于遼寧省豐富的資源、人力和財(cái)力,遼寧省第二產(chǎn)業(yè)所占的比例隨著生產(chǎn)成本的增加而下降[9],導(dǎo)致第三產(chǎn)業(yè)占比上升,到2020年遼寧省第三產(chǎn)業(yè)占到了50%以上,但不能就此得出第三產(chǎn)業(yè)是遼寧省支柱產(chǎn)業(yè)的結(jié)論,其產(chǎn)業(yè)傾向仍是第二產(chǎn)業(yè)。

綜上所述,影響遼寧省低碳發(fā)展的因素主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))。

四、低碳減排對(duì)策

(1)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

如上所述,碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))是遼寧省低碳發(fā)展的主要影響因素之一。因此,要實(shí)現(xiàn)遼寧省經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量、低碳化發(fā)展,必須加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型,淘汰落后的高能耗、低產(chǎn)出產(chǎn)業(yè),發(fā)展高端裝備制造業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)等國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè),提高遼寧省的凝聚力和競(jìng)爭(zhēng)力。培育一大批龍頭企業(yè),帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型和提升。充分發(fā)展各城市的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),例如沈陽(yáng)的機(jī)器人制造、鞍山的鋼鐵、撫順的石油加工、大連的電子、信息產(chǎn)業(yè)等,促進(jìn)各地的企業(yè)相互溝通,形成“組合拳”,促進(jìn)遼寧省實(shí)現(xiàn)“雙碳”發(fā)展。

(2)構(gòu)建資金保障體系

“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、節(jié)能減排的推進(jìn)都需要大量資金的投入,如果這些僅靠政府的投入不能滿(mǎn)足需求,需要金融體系提供投融資,完善低碳發(fā)展的投融資政策,建立多渠道、多方式的融資體系。鼓勵(lì)銀行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新針對(duì)低碳企業(yè)的金融產(chǎn)品和服務(wù)模式,優(yōu)化對(duì)綠色低碳企業(yè)的金融服務(wù);也可設(shè)立碳基金,為缺少資金而無(wú)法轉(zhuǎn)型、起步階段的企業(yè)提供資金扶持以及其他金融服務(wù)。

(3)提高資源利用率

遼寧省在資源利用方面還有較大的提升空間。例如在冶金、黑色金屬、化工、建筑等行業(yè)鼓勵(lì)發(fā)展低碳化產(chǎn)業(yè)鏈,利用大數(shù)據(jù),發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”模式,開(kāi)展垃圾分類(lèi)回收,對(duì)廢棄化學(xué)物品加強(qiáng)管理,防止其污染環(huán)境。

五、結(jié) 語(yǔ)

將低碳城市理論和實(shí)踐相結(jié)合,從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、碳匯、資源利用和碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))5個(gè)方面構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)2010—2020年遼寧省低碳發(fā)展水平進(jìn)行了評(píng)價(jià),得出了遼寧省低碳發(fā)展的主要影響因素是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和碳源(產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu))。

遼寧省各地區(qū)應(yīng)結(jié)合自身情況找差距、補(bǔ)短板,優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境,逐漸改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),為起步階段的企業(yè)提供資金支持,對(duì)取得節(jié)能、低碳成果的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠。

通過(guò)“高薪、高福利、免稅收”等優(yōu)待政策吸引人才、留住人才。政府加大科研資金投入以及指引企業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型方向,鼓勵(lì)科研人員走進(jìn)企業(yè),在參與企業(yè)的科研活動(dòng)中,實(shí)現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)化以及項(xiàng)目順利落地。

利用地域優(yōu)勢(shì)發(fā)展新型清潔能源,例如:沈陽(yáng)屬于溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候,常年有風(fēng),尤其在春秋兩季風(fēng)力更強(qiáng),可以發(fā)展風(fēng)能;大連利用其靠海優(yōu)勢(shì)發(fā)展潮汐能;錦州日照充足,可以大力發(fā)展太陽(yáng)能等。同時(shí),可以利用大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù),推動(dòng)能源系統(tǒng)朝數(shù)字化、智能化方向發(fā)展,助力遼寧省早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。