面向协调发展的火电行业效率综合评价.doc

面向协调发展的火电行业效率综合评价 面向协调发展的火电行业效率综合评价 任玉珑，刘 宁，刘 焕( 重庆大学 经济工商管理学院，重庆 400044)摘要 目前我国电能开发与环境保护的冲突日益严重，尤其是火电生产与环境保护的冲突已成为我国政府、企业界和学术界必须正视的严重问题。文章利用 dea 模型，检验了我国火电行业的电能生产和环境的协调发展效率及其变换趋势。结果显示，只有在市场化、企业改革和建立现代监管三个方面同时取得成效的时候，我国电力行业的绩效才会取得明显提高，同时得出在火电行业改革过程中的一些大事件发生或政策调整时火电行业协调发展效率可能出现一度下降趋势。 关键词 火电行业; 协调发展效率; 数据包络分析 一、引 言 近几年，受益于经济的高速增长，中国电力行业取得了迅猛的发展。截至 2006 年底，全国发电装机容量达到 62200万千瓦，居世界第二位1。但是，中国电力工业在高速发展的同时，也暴露出很多问题，电能开发与环境保护的冲突日益严重。火电做为我国最主要的电能供给方式，在装机容量构成中，其已经由 2002 年的 74. 47% 上升到 2006 年 的77. 82% ，火电生产一方面消耗大量能源，另一方面排放的二氧化硫、烟尘等造成大气污染，造成火电生产与环境保护的冲突越来越严重。统计显示，2002 年起，仅我国西部地区经济、火电装机及火力发电引起的排放进入高速增长时期，主要表现在火电装机容量在快速增长的同时，由发电引起的二氧化硫排放的速度惊人。尤其是 2003 年，西部火电行业二氧化硫排放的增长速度高达 24. 1%，远高于经济增长的11. 14% 及火电装机增长的 14. 6% ，尽管 2004 年新装机容量增长速度及火电厂 so2排放增长速度较 2003 年有所下降，但是仍然维持在了 11. 48%及 19. 63%的高位，电能与环境保护间的冲突仍十分明显1 2。火电作为我国最主要的电力供给方式，其电能生产和环境保护协调发展效率如何，已成为我国政府、企业界和学术界必须正视的严重问题。 目前，对于我国电力工业的效率我国学者已经做了大量分析，白雪洁，宋莹 ( 2008) 利用 dea 三阶段分析法对2004 年中国 30 个省 ( 自治区、直辖市) 火电行业进行了排除环境变量和统计噪音影响的技术效率分析，认为很多省份火电行业效率水平的确受地区经济发展水平、资源禀赋等环境变量好坏运气的影响，在同质经营环境下规模效率不高的问题更为突出3。谢洪军，任玉珑 ( 2006) 用拓展的数据包络模型 ( dea) ，检验了在市场化进程中中国电力产业的环境绩效。认为在电力产业市场进程中，其环境绩效也呈现一种动态变化过程，实现电力产业市场化与环境保护的兼容需要相关环境制度和电力市场机制的不断完善4。吴育华，甘世雄 ( 2004) 采用 dea 方法对电力工业效率进行评价，并采用 ccr 和 bcc 模型对天津、吉林等 8 个电力公司实施测评分析5。腾飞，吴宗鑫 ( 2003) 采用数据包络分析方法，利用 1991 年的中国燃煤基荷电厂的电厂级数据，对中国电力企业的发电绩效做了初步的分析。认为在所有的成本无效率中，大约 95%的成本无效率是由过度使用燃料引起的，其余的 5%是由过度的劳动力引起的， “减员增效”并不是提高电力工业效率的捷径6。以上文献均采用数据包络分析方法，从电力工业的不同方面，对我国电力工业的效率进行了有效分析，但是对火电生产和环境协调发展效率的综合评价，仍然未见于国内文献。 本文拟用 dea 模型，选择我国电力市场化改革、电力企业改革以及电力监管体制建设的最关键的阶段，1995 年到2005 年间的火电行业生产和排放的相关数据，检验了我国火电行业的电能生产和环境的协调发展效率及其变换趋势。从实证的角度揭示我国火电行业电能生产和环境保护协调发展效率变化的特点及存在的问题。结果显示，只有在市场化、企业改革和建立现代监管三个方面同时取得实质性成效的时候，我国电力行业的绩效才会取得明显提高，同时得出在火电行业改革过程中的一些大事件发生或政策调整时火电行业协调发展效率可能出现一度下降趋势。 二、模型与数据 ( 一) dea 模型数据包络分析 ( 简称 dea) 是近年来发展起来的一种新的效 率 评 价 方 法。它 由 美 国 运 筹 学 家 a. churnes 和w. w. cooper 等学者于 1978 年以相对效率概念为基础发展起来的一种非参数统计方法7。dea 方法一出现就以其独有的特点受到人们的关注，不论在理论研究还是在实际应用方面都得到迅速的发展，并取得多方面的成果8。dea 方法通过对一组具有多输入和多输出的决策单元 ( decisionmaking u-nits，dmus) 进行数据分析，比较决策单元间的相对效率，来判断是否有效，从而对决策单元的优劣做出评价9。由于较其他评价方法而言，dea 方法具有许多优势，例如，评价结果与量纲的选取无关、指标赋权的客观性、研究对象可以是多输入和多输出的黑箱过程等。并且，使用 dea 对 dmu 进行效率评价时，可得到很多管理信息10。dea 方法现已成为管理科学、系统工程和决策分析、评价技术等领域中常用的重要分析工具和研究手段11。 dea 评价以权系数为变量，假定有 n 个独立的评价单元dmu，每个 dmu 都有 m 种资源投入 x 和 s 种产出 y ，在对我国不同年份火电行业协调发展效率评价的过程中，要求决策单元同时达到规模有效和技术有效。同时，对于传统的ccr 模型，直接判断 dea 有效性是非常不容易的。早在1952 年 charnes 在研究线性规划的 “退化” 情况时7，以及在 charnes 和 cooper 的书中，通过引入非阿基米德无穷小的概念，成功的解决了计算上和技术的困难12。基于以上两个方面本研究选取基于产出导向的具有非阿基米德无穷小的ccr 模型。我们在构造模型时使用了 charnes cooper 变换，将模型转变为一个等价的线性规划 ( lp) 问题，可建立如下电能与环境协调发展的火电行业效率评价 dea 模型:maxjj = 1hjnyjns. t. ii = 1winxin= 1jj = 1hjryjr ii = 1wirxir0; r =1，2，nhjr，wir; i =1，2，i; j =1，2，j 0 ( 非阿基米德无穷小量)( 二) 数据本文运用数据包络模型计算我国火电行业的电能生产和环境协调发展的效率，将火电行业的火电装机容量 ( 万 kw) x1、发电煤耗 ( 万 t) x2 看作模型的输入部分，将火力发电量 ( 亿千瓦时) y1 和废气排放 ( 万 t/a) y2 看作输出部分。需要注意的是，废气排放作为模型的输出部分，与以往 dea 模型的输出部分有所不同，因为它是我们不希望得到的输出。要提高决策单元的决策绩效要求减小非期望产出或期望投入而增大期望产出。总体来说处理环境污染物的dea 模型主要包括曲线测度评价法 、污染物作投入处理法 、数据转换函数处理法和距离函数法 ，这 4 种方法各有利弊。 曲线测度法求解方法比较繁琐 ，污染物作投入处理法违背了实际的生产过程 ，数据转换函数处理法可能会破坏模型的凸性要求 ，距离函数法评价的效3 率值受主观因素的影响很大。 因此综合考虑求解方法简便、指标数据易得以及真实反映实际等原则，本研究选择污染物作投入处理法的 dea 模型。 污染物作投入处理法将非期望产出环境污染物看做投入即将废气排放 ( 万 t/a) y2 看做投入废气排放 ( 万 t/a) x3，a. h. vencheh 等 ( 2005) 在理论上论证了的 dea 模型中的非期望产出作为投入与原有的 dea 模型有相同的有效性13。这种方法有效地保持了 dea 模型的凸性和线性关系 ，是一种应用较为广泛的处理环境污染物的评价方法 。 因此，本文采取将非期望产出当作投入的方式来解决，不会影响最后的计算结果。选择19992009 年的数据，以年作为决策单元。数据来源于国家电力信息中心的网站， 中国电力年鉴 ( 19992009) ， 中国环境年鉴 ( 19992009)和中国环境监测网。 三、实证分析 从国家电力信息中心的网站中查阅电力统计信息，同时查阅历年 中国电力年鉴和 中国环境年鉴对我国火电行业的统计。在电力工业历年工业综合指标里面，查阅历年我国火电行业的火电装机容量 ( 万 kw) x1、发电煤耗( 万 t) x2、废气排放 ( 万 t/a) x3 和火力发电量 ( 亿千瓦时) y1 数据，我们选择我国电力市场化改革、电力企业改革以及电力监管体制建设的最关键的阶段，1995 年到2005 年间的历年火电行业的火电装机容量 ( 万 kw) 、发电煤耗 ( 万 t) 、废气排放 ( 万 t/a) 和火力发电量 ( 亿千瓦时)作为数据样本。以年作为决策单元，对我国火电行业的电能生产与环境协调发展效率建立数据包络模型，我国火电行业第 m 年度的电能生产与环境协调效率评价模型为:max y1mh1s. t. x1mw1+ x2mw2+ x3mw3= 1x1rw1+ x2rw2+ x3rw3y1mh1，r =1，2，nh1，w1，w2，w30x1= ( x11，x12，x13，x1m，x1n) = ( 16294. 06，17886. 37，19240. 80，20988. 35，22343. 40，23754. 02，25313. 70，26554. 67，28977. 09，32948. 30，36279. 54)x2= ( x21，x22，x23，x2m，x2n) = ( 379，377，375，373，369，363，357，356，355，349，379)x3= ( x31，x32，x33，x3m，x3n) = ( 542. 3658，586. 7945，597. 2341，615. 7634，632. 4563，643. 5793，653. 9807，665. 7791，802. 6038，929. 2796，1056. 3562)y1= ( y11，y12，y13，y1m，y1n) = ( 8073. 43，8778. 01，9252. 15，9388. 12，10047. 37，11079. 36，12044. 78，13522. 04，15789. 66，18103. 8，19857. 23)按照已经获得的统计数据，使用 lingo 软件对建立的上述模型求解，计算我国火电行业的 dea 值，结果如表 1 所示。19992009 年间我国火电行业的电能生产与环境协调效率变化情况可从图 1 中直观的表述出来。上述计算结果表明，19992009 年间我国的火电行业的电能生产和环境的协调效率处于一个稳定的发展状态，浮动幅度十分微小。从图 1 中我们可以看出在 1999 到 1999 年间我国火电行业协调效率处于平缓的低效率发展状态，尤其是1999 年达到最低点，在 19992005 期间我国电力供应是这一阶段的核心问题，电力短缺使得中央政府鼓励发展电力，环境保护关注度不高，大量效率低下、污染严重的小火电机组出现，导致我国这一阶段火电行业电能生产和环境协调发展效率低下。在这之后，火电行业的环境问题成为我国管理者和政策决策者的主要关心问题，2000 年的电力工业部改组并在 2002 年正式撤消后，在我国火电行业的协调发展效率上表现出恶化趋势，2003 年达到了十一年中的最低效率。 2003 年以后我国火电行业的协调发展效率得到了明显提高。 在 2002 年之前的几年，我国火电行业的市场化改革、企业改革以及监管体制的建立都取得了显著的成效。市场化改革方面，2000 年初我国 “厂网分开”电力市场改革正式投入商业化运营，从电力工业内部来看，我国发电侧竞争市场开始基本形成，“厂网分开，竞价上网”，也在试点成功后即将全面展开，这促使了火电行业内部企业努力进行技术创新和管理优化。2002 年 12 月 29 日，国家将原国家电力公司分为五大发电集团公司 ( 华能、大唐、国电、华电及中电投) 、二大电网公司 ( 国家电网公司与南方电网公司) 与四大副业公司。这标志着我国电力工业翻开了市场化改革的崭新一页; 企业改革方面，虽然在 1998 年后又出现全国范围的多个省市大面积电力短缺，但是国家仍果断关停小火电和淘汰技术落后的电力企业，让一批不达环境标准的电力项目进行整改或下马，并逐步形成几大技术实力强、管理先进的电力企业集团，这使得电力企业在市场竞争和环境管理的双重压力下，整个行业的电能生产和环境协调发展的效率得到了很大的提高; 电力监管方面，2001 年国务院成立了电力体制改革工作小组，其成员来自多个政府部门。2002 年 3 月，国务院发布了 关于印发电力体制改革方案的通知 ( 国发2002 5 号) ，决定设立国家电力监管委员会，根据国务院授权，依照法律法规同一履行全国电力监管职责。电力监管委员会的成立，使电力市场的运行有了中立的市场监管者。 同年十二月由于市场化改革、企业改革以及监管体制建设同时得到了有效提高从而实现了火电行业协调效率的大大提高，实现了 dea 有效。这种变化值得我国火电行业在今后的发展中借鉴。 但是 2002 年以后我国火电行业的电能生产和环境保护协调发展效率又开始出现 dea 非有效现象，主要原因在于随着我国电力市场市场化改革和电力企业改革的不断进行，我国的电力监管体制由于起步比较晚并且存在着以下三个方面的不合理性: 1 政策制定和监管职能不分; 2 规划审批与投资监管职责混淆; 3 电价监管职责配置不当。电力监管建设已经跟不上上电力市场化改革和电力企业改革的步伐。尤其是对火电行业污染物排放、环境保护等方面的监管体制不完善，造成了我国火电行业协调发展效率的下降。2003 年国家