基于逆dea模型的中国省域低碳经济资源配置研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 基于逆 DEA 模型的中国省域低碳经 济资源配置研究 摘要：低碳经济是近年来人们关 注的话题。文章首先建立考虑环境因素 的 DEA 模型求出各省份的经济环境效 率值；其次，基于 2015 年中国各省份 的投入产出数据以及“ 十三五 ”规划目标， 建立逆 DEA 模型来求解保持现有经济 环境效率的情况下，为达成“十三五” 规 划目标所需的资源投入。研究结果显示， 中国各地区平均能源消费增加值，平均 劳动力投入增加值和平均资本存量增加 值均呈现出东部大于中部大于西部的特 征。 中国论文网 /7/view-13049523.htm Abstract： Low-carbon economy -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 is a topic of concern in recent years. In this paper， we first establish DEA model that takes environmental factors into account to determine the economic efficiency of each province. Then based on the input and output data of Chinas provinces in 2015 and the targets of the 13th Five-Year Plan， the inverse DEA model is established to solve the problem of maintaining the current economic environment efficiency， to meet the “13th Five-Year Plan” the required resources input. The results show that the average energy consumption added value， average labor input added value and average capital stock added value of all regions in China all show the characteristics that the eastern part is greater than the central part and the central part larger than the western part. P 键词：低碳经济；逆 DEA 模型；资源投入；经济环境效率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 Key words： low carbon economy；Inverse DEA model；resource investment； economic environment efficiency 中图分类号：F124.3 文献标识 码：A 文章编号：1006-4311（2018） 16-0012-05 0 引言 近年来，中国经济持续快速发展， 同时我国资源环境问题十分突出，经济 发展呈现典型的“ 高碳” 特征。 1已有研 究表明以二氧化碳为代表的温室气体的 排放是导致全球变暖的主要原因，而全 球变暖及其引发的极端天气不仅会破坏 地球的生态平衡，而且威胁到人类的生 存。因此，多国政府积极采取措施减少 温室气体排放以应对全球变暖。 为了应对全球变暖，承担大国责 任，中国在“ 十三五规划”中为经济社会 发展的主要指标制定了目标，例如 2015-2020 年国内生产总值年均增速为 6.5%，单位 GDP 二氧化碳排放量降低 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 18%。要实现这些目标绝非易事，因此 为各个省份制定合理的低碳经济的投资 分配计划，为各地区决策提供科学依据， 对于“十三五规划 ”目标的顺利实现具有 重要的意义。 “低碳经济 ”的正式提法最早见于 英国政府于 2003 年 2 月 24 日发表的 我们未来的能源创建低碳经济 白皮书，书中指出“ 低碳经济是通过更 少的自然资源消耗和环境污染获得更多 的经济产出” 。2 此后各国政府及学者 纷纷进行响应，开展了对低碳经济的研 究。早期中国关于低碳经济的研究主要 集中在低碳经济的概念界定和定性给出 发展低碳经济政策建议。庄贵阳指出低 碳经济的实质是能源效率和清洁能源结 构问题，核心是能源技术创新和制度创 新。3近年来，越来越多的学者关注到 低碳经济的评价指标体系构建以及低碳 经济的发展模式问题。4-6而对于较少 关注当国家宏观经济社会发展提出更高 的目标（例如更高的 GDP 增速，更少 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 的 CO2 排放量） ，如何保持现有经济环 境发展效率的同时，定量的给出各地区 的最低资源投入。 1 数据来源与研究方法 DEA 方法是比较常见的一种用 于环境效率评价的确定性非参数方法， 逆 DEA 模型是 DEA 模型的反问题，主 要用于处理当前效率水平下的资源配置 和短期预测问题。假定 （ j=1，2，n）是由 DEA 模型得 到的一组效率评价有效值。对于某决策 单元 DMU0，给定其一个产出增量 y，使其 保持不变，同时保持其他决 策单元的产出不变，从而求解决策单元 的投入增量 x 的变化情况；同理，对 于某决策单元 DMU0，给定其一个产出 增量 x 使其 保持不变，同时也保持 其他决策单元的产出不变，从而求解决 策单元的投入增量 y 的变化情况，这 即是逆 DEA 问题的基本原理。7其中， 前一种情况主要解决的是资源配置问题； 后者则用于处理短期预测问题。本文采 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 用的是前一种基本思路，给定某省份一 个产出增量（如 GRP） ，保持其经济环 境效率值不变或给定某个理想值，并且 保持其他省份的投入产出值不变，从而 求解出该省的最佳投入增量（如劳动力、 能源消费总量等） ，即最佳的低碳经济 的投资资源数量。为了更有效测量经济 环境效率，本文将产出分为期望产出 （GRP 等）和非期望产出（碳排放量等） 。 1.1 数据来源 本文选取了中国 30 个省份（自 治区，直辖市）作为研究对象，以 2015 年的投入产出数据作为研究样本。参照 相关学者采用的投入产出指标，并结合 数据的可获得性，选取了能源消费总量， 资本投入，劳动力投入作为投入指标； 为了综合反映经济的总量和结构，本文 将地区生产总值和第三产业生产总值作 为期望产出指标；最后，本文将二氧化 碳排放量作为非期望产出指标。因香港、 澳门、台湾和西藏自治区这四个地区的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 数据缺少较多，故未将其作为研究对象。 数据来自于中国统计年鉴 ， 中国能 源统计年鉴 ， 中国劳动统计年鉴以 及国泰安数据库。 相关指标及 其数据处理如下： 能源消费总量，本文采用按标 准煤折算的能源消费总量投入指标，单 位为万吨标准煤。 资本投入，在资本投入的数据 处理上沿用永续盘存法（PIA） ，计算公 式为： 其中，i 为各个省份，t 为年份， K 为资本存量，I 为投资额， 为资本折 旧率，根据文献8的研究成果，以 2000 年数据为基期数据，并采用其方法 计算并整理得到 2015 年的资本存量， 单位为亿元。 （图 1） 劳动力投入，以各省城镇就业 人员年末人数来衡量，单位为万人。 地区生产总值，采用地区生产 总值（GRP）作为衡量期望产出总量的 基本指标，单位为亿元。2015 年各地区 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的 GRP 数据来自于中国统计年鉴 ， 2016-2020 年的 GRP 则根据政府“十三 五”规划，在 2015 年的基础上每年实际 增长为 6.5%。通过比较 2012-2016 年的 实际和名义 GRP 增长率的相差值，将 2015 年的 GRP 实际增长率 6.5%调整名 义增长率为 8%。 第三产业生产总值，采用第三 产业生产总值作为衡量期望产出结构的 基本指标，单位为亿元。类似地，2015 年各地区的第三产业生产总值数据来自 于中国统计年鉴 ，根据政府“十三五” 规划，到 2020 年服务业（即第三产业） 增加值比重累计为 5.5%，测算出 2016- 2020 年各地区第三产业增加值比重年均 增速约为 1.09%。 二氧化碳排放量，采用二氧化 碳排放量作为衡量非期望产出的基本指 标。该指标无法直接从统计年鉴中获得， 并且对其进行科学合理的测算是本文进 行研究的基础。参照 IPCC（2006）以 及国家气候变化对策协调小组办公室和 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 国家发改委能源研究所（2007）给出的 方法，结合文献9的研究，对我国各地 区 2015 年的化石能源燃烧所产生的 CO2 排放量，以及水泥生产过程产生的 CO2 排放量进行了合理测算，单位为万 吨。根据政府“ 十三五” 规划，到 2020 年服务I （即第三产业）增加值比重 累计为 18%，测算出 2016-2020 年各地 区第三产业生产总值年均增速为 3.486%。2015 年的测算结果如图 2 所 示。 1.2 研究方法 若对 n 个决策单元 DMUj（j=1，2，n）进行评价，每 个决策单元都具有 m 种投入，s 种期望 产出，h 种非期望产出。记 xij，yrj 和 zfj 分别为第 j 个决策单元 DMUj（j=1，n）的第 i（i=1，m）种投入，第 r（r=1，s）种期望产出，第 f（f=1，h）种非期望产出。对于具 体的 DMU0 来说，其相对效率值为 。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 首先，计算出一组决策单元经济 环境效率评价值 ： 其次，代入上式所求得的效率评 价值，建立考虑非期望产出变量的逆 DEA 模型 10： 由于上述模型是一个多目标规划 模型，难以计算，所以引入下式对其进 行求解11： 其中，WT 为给定的一组权重值； 其余符号含义与上式相同。 2 结果与分析 2.1 经济环境效率值 为了更合理的测算各地区在保持 现有的经济效率，同时各项产出指标增 加的情况下，如何最小限度的配置投入 的资源。首先需要对各地区现有的经济 效率进行准确测算。利用 2015 年中国 30 个省份（自治区、直辖市）的投入产 出数据，基于 DEA 模型，通过 LINGO 编程计算出 30 个地区的现有的经济环 境效率值。 由表 1 可以看出，北京、山东、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 海南和青海等地的相对效率有效。东部 地区效率值总体高于中西部。 2.2 计算结果及分析 通过采用逆 DEA 模型，基于 2015 年中国 30 个省份投入产出的数据 以及政府“十三五 ”规划目标数据，利用 LINGO 来测算在理想状态下，2016- 2020 年中国各省份（自治区、直辖市） 为达成政府“ 十三五” 规划目标所需的投 入增加值。因篇幅有限仅列出三年的计 算结果，如表 2 所示。 x1， x2，x3 分别指中国各省 （自治区，直辖市）在保持经济环境效 率值不变的情况下，为达成“十三五” 规 划目标，每年相应的能源消费总量增加 值，劳动力投入增加值，资本存量增加 值。由表 1 可以看出，大部分东部地区 的增加值较高，西部得增加值相对较少。 2.3 地区资源投入增加值比较 由于经济发展状况和目标差异， 可能会导致地区所需要投入的资源种类 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 和数量有所不同，因此本文将各省份 （自治区、直辖市）分为东部、中部和 西部三类进行研究，并分别求取三地区 2017-2020 年的平均能源消费增加值、 平均劳动力投入增加值和平均资本存量 增加值，结果如图 3-5 所示。 由图 3 可以看出，能源消费增加 值呈现出东部大于中部大于西部的特点， 东部和中部上升趋势较大，西部增长较 为平缓。 由图 4 可以看出，劳动力投入也 是东部最多，中部次之，西部最少，且 三地区的增加幅度相似。 资本存量也呈现出东部大于中部 大于西部的特点。三类资源投入都呈现 出相似的特征即东部大于中部大于西部， 原因可能在于东部经济发展水平较高， 经济环境效率值也相对较高，为了维持 相对较高的效率值和产出水平，所需投 入也较多。 3