基于MFA和DEA的煤炭資源效率測(cè)算方法的研究

武春友 岳良文 張米爾

(大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，遼寧 大連116024)

中國(guó)能源資源總量比較豐富，但人均能源資源擁有量低。據(jù)我國(guó)國(guó)土資源部發(fā)布的《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2011》的數(shù)據(jù)顯示:目前，中國(guó)的石油、天然氣和煤炭等不可再生能源的人均擁有量分別占世界平均水平的7.7%、8.3%和70.9%。就我國(guó)不可再生能源而言，煤炭是我國(guó)的主體能源，其儲(chǔ)量遠(yuǎn)比石油和天然氣豐富;這種“富煤、貧油、少氣”的特殊資源稟賦條件，決定了我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主。目前，在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭消費(fèi)所占比重為70%左右，比世界平均水平高40%以上。據(jù)我國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示:2011年我國(guó)煤炭產(chǎn)量35.2億噸，約占一次能源生產(chǎn)總量的78.6%;2011年我國(guó)煤炭消費(fèi)總量35.7億t，約占一次能源消費(fèi)總量的72.8%。煤炭作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱能源，一方面推動(dòng)著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，另一方面也對(duì)我國(guó)節(jié)能減排、降低碳排放強(qiáng)度提出了挑戰(zhàn)[1]。隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)入關(guān)鍵階段，工業(yè)化和城市化快速推進(jìn)，煤炭消耗總量逐年遞增，但煤炭的資源效率卻不高，與世界一些主要產(chǎn)煤國(guó)家相比差距較大。比如:中國(guó)的煤炭資源回采率一直很低，目前煤礦平均資源回收率為30%，不足世界先進(jìn)水平的一半，與美國(guó)、加拿大、德國(guó)和澳大利亞等發(fā)達(dá)國(guó)家80%左右的回收率相比，煤炭資源浪費(fèi)特別嚴(yán)重[2]。因此，探索一種理論上和實(shí)踐上均具有可行性、科學(xué)、簡(jiǎn)捷、實(shí)用的煤炭資源效率的測(cè)算方法，有效地進(jìn)行煤炭資源效率的測(cè)算和評(píng)析，為我國(guó)提升煤炭資源效率、制定相關(guān)政策提供決策參考和支持，從而保證我國(guó)的能源安全，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的能源資源約束問(wèn)題，保證經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。本文試圖把MFA(物質(zhì)流分析)和DEA(數(shù)據(jù)包絡(luò)分析)方法進(jìn)行系統(tǒng)的整合，并結(jié)合生態(tài)效率評(píng)價(jià)法，探討一種全要素資源效率視角下的煤炭資源效率的測(cè)算方法，并根據(jù)中國(guó)煤炭資源相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。

1 相關(guān)研究述評(píng)

1.1 相關(guān)文獻(xiàn)研究

目前在資源效率研究領(lǐng)域，沒(méi)有明確界定資源效率(Resource Efficiency)和資源生產(chǎn)率(Resource Productivity)這兩個(gè)詞匯的區(qū)別和適用范圍。資源效率和資源生產(chǎn)率這兩個(gè)詞匯，目前在國(guó)內(nèi)外學(xué)者的文獻(xiàn)中，基本上具有相同的含義，許多學(xué)者把這兩個(gè)詞匯混用[3－5]。能源效率研究領(lǐng)域中關(guān)于能源效率(Energy Efficiency)和能源生產(chǎn)率(Energy Productivity)概念的區(qū)別和聯(lián)系可以為資源效率和資源生產(chǎn)率的區(qū)別和聯(lián)系提供借鑒。能源效率研究領(lǐng)域一般認(rèn)為能源效率的傳統(tǒng)定義是對(duì)能源生產(chǎn)率的描述;能源生產(chǎn)率衡量的是能源創(chuàng)造的價(jià)值與能源投入之間的比值關(guān)系，而沒(méi)有考慮到生產(chǎn)中其它投入要素的影響，因此能源生產(chǎn)率作為度量能源效率的指標(biāo)存在很大的局限性[6－11]。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)定義的能源生產(chǎn)率僅考慮能源單一要素的缺陷，一些學(xué)者基于全要素生產(chǎn)率視角定義了全要素能源效率指標(biāo)[6－8]。

現(xiàn)有文獻(xiàn)大多數(shù)側(cè)重對(duì)整體的能源效率問(wèn)題的研究[6－20]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用的不同的分析方法、針對(duì)不同的研究領(lǐng)域、從不同的分析視角對(duì)能源效率問(wèn)題進(jìn)行了很多有益的探索，取得了比較豐碩的研究成果，這些成果也為資源效率的研究提供了借鑒。總的來(lái)說(shuō)，有關(guān)能源效率問(wèn)題的研究大體可分為三大類:第一大類是對(duì)能源效率的測(cè)度與評(píng)價(jià)問(wèn)題進(jìn)行研究[6－8，12－15];第二大類是對(duì)能源效率的影響因素問(wèn)題進(jìn)行研究[10－11，16－19];第三大類是能源效率問(wèn)題的國(guó)際比較研究[9，20]。還有一些文獻(xiàn)是對(duì)整體的資源效率問(wèn)題的研究[3－5]。但這些研究中，缺乏單獨(dú)對(duì)煤炭的能源效率或煤炭的資源效率問(wèn)題的研究。還有一些文獻(xiàn)側(cè)重對(duì)煤炭企業(yè)的相關(guān)效率(經(jīng)營(yíng)效率、生產(chǎn)效率等)的研究[21－22]，缺乏從國(guó)家宏觀的層面對(duì)煤炭資源效率的研究。而中國(guó)是一個(gè)有特殊資源稟賦條件的國(guó)家，中國(guó)的煤炭?jī)?chǔ)量比石油和天然氣豐富得多。長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭在我國(guó)的一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中一直占70%左右的份額。但關(guān)于煤炭資源效率的研究卻很少，而分析煤炭資源效率對(duì)解決中國(guó)能源效率和資源效率低下的問(wèn)題有著不可忽視的重要作用。

對(duì)于煤炭，既可以稱為煤炭的能源效率，也可以稱為煤炭的資源效率，本文把煤炭的效率納入資源效率的框架下研究。

1.2 現(xiàn)有研究的不足

歸納起來(lái)，目前煤炭資源效率相關(guān)研究的不足主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)資源效率測(cè)算所用的指標(biāo)不全面。從投入指標(biāo)來(lái)看，有些文獻(xiàn)考慮了全要素資源效率(或全要素能源效率)，但一般把人力資源、資本資源和自然資源作為投入要素，沒(méi)有文獻(xiàn)把生態(tài)包袱做為測(cè)算資源效率的投入指標(biāo)考慮。

(2)現(xiàn)有文獻(xiàn)側(cè)重對(duì)整體的能源效率或資源效率測(cè)算問(wèn)題的研究，缺乏單獨(dú)對(duì)煤炭的能源效率或煤炭的資源效率測(cè)算問(wèn)題的研究。

(3)還有很多文獻(xiàn)側(cè)重于對(duì)煤炭企業(yè)的相關(guān)效率(經(jīng)營(yíng)效率、生產(chǎn)效率等)的研究，而缺乏從國(guó)家宏觀的層面對(duì)煤炭資源效率的研究。

(4)現(xiàn)有文獻(xiàn)缺乏把MFA方法和DEA方法系統(tǒng)地整合，并結(jié)合生態(tài)效率評(píng)價(jià)法，探討資源(包括煤炭資源)效率測(cè)算。

2 基于MFA和DEA的煤炭資源效率測(cè)算方法的研究

本文用MFA方法界定煤炭資源效率測(cè)算所需的指標(biāo)，然后用DEA方法測(cè)算煤炭資源效率。MFA方法對(duì)于資源類物質(zhì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)和循環(huán)過(guò)程的分析很有效，DEA方法測(cè)算有關(guān)效率的問(wèn)題很有效，生態(tài)效率評(píng)價(jià)法對(duì)于資源類物質(zhì)的生態(tài)效率測(cè)算和評(píng)價(jià)很有借鑒意義。這三種分析方法結(jié)合進(jìn)行煤炭資源效率的測(cè)算，從理論上和實(shí)踐上均具有可行性，也具有很大的優(yōu)越性。

2.1 全要素資源效率視角的煤炭資源的物質(zhì)流分析

物質(zhì)流分析(Material Flow Analysis，簡(jiǎn)稱MFA)是研究經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)中物質(zhì)資源新陳代謝過(guò)程的一種方法。它的用途是對(duì)具有時(shí)空邊界的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)資源流動(dòng)和貯存進(jìn)行系統(tǒng)的分析與評(píng)估，主要考察的是物質(zhì)資源流動(dòng)的源點(diǎn)、路徑和匯點(diǎn)。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，物質(zhì)流分析的結(jié)果總是能通過(guò)其所有的輸入、貯存及輸出過(guò)程來(lái)達(dá)到最終的物質(zhì)平衡。這是物質(zhì)流分析的顯著特征，它為某個(gè)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)資源的流動(dòng)和貯存，為資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的管理提供了有效的方法論工具[23]。全要素資源效率視角的煤炭資源的物質(zhì)流分析框架見(jiàn)圖1。

圖1 全要素資源效率視角的煤炭資源的物質(zhì)流分析框架Fig.1 Framework of MFA of coal resource based on total factor resource efficiency

圖1的概念中，生態(tài)包袱(Ecological Rucksacks)是指人類為獲得有用物質(zhì)或產(chǎn)品而動(dòng)用的沒(méi)有直接進(jìn)入經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)的生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程的物質(zhì)，在物質(zhì)流分析中又稱為隱藏流、非使用物質(zhì)開(kāi)采。生態(tài)包袱是當(dāng)今國(guó)際上表征人類生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)生態(tài)沖擊的一個(gè)綜合量化指標(biāo)，它形象地表達(dá)出人類為獲得有用物品而造成的附加生態(tài)壓力[23]。

生態(tài)效率(Eco－efficiency)是指通過(guò)提供有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，滿足人類需求和保證生活質(zhì)量的產(chǎn)品或服務(wù)，同時(shí)能逐步降低產(chǎn)品或服務(wù)生命周期中的生態(tài)影響和資源的消耗強(qiáng)度，其降低程度與估算的地球承載力相一致。生態(tài)效率的核心思想就是生態(tài)影響最小化，創(chuàng)造的價(jià)值最大化。資源的生態(tài)包袱是資源的生態(tài)效率的重要測(cè)量尺度。生態(tài)效率評(píng)價(jià)法是對(duì)物質(zhì)資源整個(gè)生命周期生態(tài)壓力的一種評(píng)估，它側(cè)重于對(duì)物質(zhì)資源生態(tài)影響的考察。

鑒于國(guó)內(nèi)外對(duì)資源效率的相關(guān)概念沒(méi)有公認(rèn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，并結(jié)合作者的研究，本文界定了資源效率的相關(guān)概念，并基于這些概念對(duì)煤炭資源效率進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)算和分析。

本文界定的概念中，資源效率是指給定各種資源投入條件下創(chuàng)造的價(jià)值最大化和產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境影響最小化的程度;資源效率也可以稱為資源綜合效率，它綜合地考察了資源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中創(chuàng)造的價(jià)值最大化、產(chǎn)生的生態(tài)和環(huán)境影響最小化程度;測(cè)算資源效率的投入指標(biāo)是自然資源、自然資源的生態(tài)包袱、人力資源和資本資源，產(chǎn)出指標(biāo)是創(chuàng)造的有用價(jià)值和環(huán)境影響。本文中，資源的生態(tài)效率是從生態(tài)包袱的角度考察的，它是指在資源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中產(chǎn)生的生態(tài)包袱最小化、創(chuàng)造的價(jià)值最大化的程度。資源的環(huán)境效率是從污染物排放的角度考察的，它是指在資源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中排放的污染物最小化、創(chuàng)造的價(jià)值最大化的程度。資源的經(jīng)濟(jì)效率是指給定各種資源投入條件下創(chuàng)造的價(jià)值最大化的程度。

根據(jù)圖1可以清晰地界定煤炭資源效率測(cè)算所需的指標(biāo)，然后把這些指標(biāo)與DEA模型相對(duì)應(yīng)，就可以用DEA方法來(lái)測(cè)算煤炭資源效率。

本文中，煤炭資源的生態(tài)包袱，核算的是國(guó)內(nèi)煤炭資源的生態(tài)包袱。因?yàn)檫M(jìn)口的煤炭資源產(chǎn)生生態(tài)包袱過(guò)程中不對(duì)本國(guó)生態(tài)造成破壞，所以我們測(cè)算本國(guó)煤炭資源的生態(tài)效率時(shí)，只須核算國(guó)內(nèi)煤炭資源的生態(tài)包袱，不能核算進(jìn)口煤炭資源的生態(tài)包袱。

根據(jù)圖1，物質(zhì)流分析中輸入端有國(guó)內(nèi)的煤炭資源、進(jìn)口的煤炭資源、煤炭資源的生態(tài)包袱、人力資源、資本資源。這些物質(zhì)流分析的輸入端可以作為DEA模型的投入指標(biāo)。物質(zhì)流分析中經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)價(jià)值增量是煤炭資源消費(fèi)后產(chǎn)生的GDP 和煤炭?jī)粼龃媪?，這些可以作為DEA模型的產(chǎn)出指標(biāo)。物質(zhì)流分析中輸出端有煤炭資源消費(fèi)后排放的污染物(主要含SO2、氮氧化物、煙塵和CO2等)和出口的煤炭(含煤、焦炭和煤磚等)，這些也可以作為DEA模型的產(chǎn)出指標(biāo)。

可見(jiàn)，物質(zhì)流分析中輸入端的指標(biāo)對(duì)應(yīng)DEA模型的投入指標(biāo)，物質(zhì)流分析中經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的價(jià)值增量和輸出端的指標(biāo)合起來(lái)對(duì)應(yīng)DEA模型的產(chǎn)出指標(biāo)。

2.2 基于DEA 的全要素煤炭資源效率測(cè)算方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis，簡(jiǎn)稱DEA)是由著名運(yùn)籌學(xué)家Charnes、Cooper 和Rhodes 等在研究部門間“相對(duì)有效性”基礎(chǔ)上提出的一種綜合評(píng)價(jià)方法。

2.2.1 基于DEA 的煤炭資源效率測(cè)算所需的投入產(chǎn)出指標(biāo)

物質(zhì)流分析中輸入端的指標(biāo)對(duì)應(yīng)DEA模型的投入指標(biāo)，物質(zhì)流分析中經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)價(jià)值增量和輸出端指標(biāo)合起來(lái)對(duì)應(yīng)DEA模型的產(chǎn)出指標(biāo)，這樣把物質(zhì)流分析的指標(biāo)和DEA模型的指標(biāo)相結(jié)合，就可以界定DEA模型測(cè)算煤炭資源效率所需的投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)。

可以把同類別的投入產(chǎn)出指標(biāo)合并，合并后的DEA模型指標(biāo)如下:

(1)投入指標(biāo)有煤炭資源(含國(guó)內(nèi)的煤炭資源和進(jìn)口的煤炭資源)、煤炭資源的生態(tài)包袱、人力資源、資本資源，共計(jì)四個(gè)指標(biāo)。

(2)產(chǎn)出指標(biāo)有投入指標(biāo)所創(chuàng)造的價(jià)值(含煤炭資源消費(fèi)后產(chǎn)生的GDP、煤炭?jī)粼龃媪空蹆r(jià)、煤炭出口額折價(jià))、煤炭資源消費(fèi)后排放的污染物(主要含SO2、氮氧化物、煙塵、CO2)，共計(jì)兩個(gè)指標(biāo)。

下文根據(jù)選取的DEA模型，對(duì)投入產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行處理，使它們可以適用于所選取的DEA模型。

2.2.2 選取DEA模型

利用基本DEA模型可以將非同質(zhì)投入資源進(jìn)行加總，但是其產(chǎn)出指標(biāo)一般為有用價(jià)值指標(biāo)等期望產(chǎn)出，對(duì)于污染物等非期望產(chǎn)出卻不適用。本文用層次分析(AHP)法把煤炭資源消費(fèi)后排放的SO2、氮氧化物、煙塵和CO2這四個(gè)二級(jí)指標(biāo)合并為一個(gè)指標(biāo)，并取倒數(shù)，從而將越小越好的非期望產(chǎn)出轉(zhuǎn)化為越大越好的期望產(chǎn)出，本文稱為環(huán)境正影響指標(biāo)。

假定有m個(gè)獨(dú)立的決策單元DMU，每個(gè)DMU 都有n種資源投入xj，s種產(chǎn)出yj，同時(shí)排放出k種污染物bj。首先對(duì)污染物指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，本文對(duì)污染物指標(biāo)bj取倒數(shù)，即:bj'=1/bj，這樣就可以把bj'作為期望產(chǎn)出(環(huán)境正影響指標(biāo))添加到基本DEA模型中。為了能夠區(qū)分技術(shù)有效性和規(guī)模有效性，本文選取投入導(dǎo)向、考慮規(guī)模收益的BCC模型。本文所用的DEA模型如下:

其中，θ0為決策單元DMUj0的有效值，λj為相對(duì)于DMUj0重新構(gòu)造的一個(gè)有效DMU 組合中第j個(gè)決策單元DMUj的組合比例為松弛變量。松弛變量中代表投入冗余量代表產(chǎn)出不足量。

3 基于1991～2011年中國(guó)煤炭資源相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)處理

根據(jù)2.2.1，并結(jié)合2.2.2，進(jìn)一步對(duì)投入產(chǎn)出指標(biāo)及其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。表1是DEA 測(cè)算煤炭資源效率所需的投入產(chǎn)出指標(biāo)及其數(shù)據(jù)處理方法。

本節(jié)中DEA模型的投入產(chǎn)出指標(biāo)共有6個(gè)，決策單元是1991－2011年這21年中國(guó)煤炭資源相關(guān)的狀況，決策單元數(shù)量是21，符合DEA方法需要滿足決策單元的數(shù)量至少是投入和產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)量之和2倍的要求。

根據(jù)表1，先在歷年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易年鑒》，以及《2012 中國(guó)發(fā)展報(bào)告》、《2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》、《中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告2011》和《BP 世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2011》，還有中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站、中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和世界銀行WDI 數(shù)據(jù)庫(kù)等公開(kāi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，查找到計(jì)算二級(jí)指標(biāo)所需的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)二級(jí)指標(biāo)的計(jì)算方法，得到二級(jí)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)這些二級(jí)指標(biāo)的數(shù)據(jù)和一級(jí)指標(biāo)的計(jì)算方法，經(jīng)過(guò)計(jì)算，就得到一級(jí)指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

表1 DEA 測(cè)算煤炭資源效率所需的投入產(chǎn)出指標(biāo)及其數(shù)據(jù)處理方法Tab.1 The input-output indicator of measuring coal resource efficiency and method of data processing

3.2 中國(guó)煤炭資源效率的測(cè)算結(jié)果和分析

根據(jù)2.2.2 節(jié)選取的DEA模型，和3.1 得到的數(shù)據(jù)，采用DEA 專用軟件DEAP 2.1 測(cè)算了1991－2011年中國(guó)煤炭資源效率。表2是1991－2011年中國(guó)煤炭資源效率測(cè)算的結(jié)果。

下面是對(duì)表2中相關(guān)概念的解釋。煤炭資源效率進(jìn)一步分解為煤炭資源純技術(shù)效率和煤炭資源規(guī)模效率，用公式表示即為:煤炭資源效率=煤炭資源純技術(shù)效率×煤炭資源規(guī)模效率。煤炭資源效率是綜合地度量煤炭資源效率的一個(gè)概念，它綜合地考察了煤炭資源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程中創(chuàng)造的價(jià)值最大化、產(chǎn)生的生態(tài)和環(huán)境影響最小化程度。煤炭資源純技術(shù)效率度量的是決策單元各種投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)數(shù)量和比例的程度。煤炭資源規(guī)模效率度量的是決策單元的煤炭資源投入規(guī)模與各種投入指標(biāo)、各種產(chǎn)出指標(biāo)相匹配的程度。

表2 中國(guó)煤炭資源效率測(cè)算的結(jié)果(1991－2011)Tab.2 The measured result of coal resource efficiency of China(1991－2011)

在表2中，從煤炭資源效率看，1991、2001 和2004年的中國(guó)煤炭資源效率是DEA 有效的，從生產(chǎn)理論的角度看，這三年構(gòu)成了中國(guó)煤炭資源效率的生產(chǎn)前沿面。這三年除了純技術(shù)有效外，還是規(guī)模有效的，這三年在原投入指標(biāo)的比例和規(guī)模的基礎(chǔ)上獲得的產(chǎn)出已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)。就是說(shuō)所有投入產(chǎn)出指標(biāo)的比例都是最優(yōu)的，即沒(méi)有投入需要減少、沒(méi)有產(chǎn)出需要增加;規(guī)模和投入、產(chǎn)出相匹配，無(wú)論增加規(guī)?；驕p少規(guī)模都不是最優(yōu)的。

在規(guī)模可變的條件下，對(duì)于非DEA 有效的年份可以分別考察其純技術(shù)有效性和規(guī)模有效性。1999年和2008年是純技術(shù)有效而非規(guī)模有效，說(shuō)明這兩年按照其產(chǎn)出計(jì)算，其投入不可能再減少了。1999年是規(guī)模收益遞增的，即這一年煤炭資源投入不足，這一年如果將所有投入指標(biāo)的數(shù)量都以相同比例增加，將獲得更大比例的回報(bào)。2008年是規(guī)模收益遞減的，這一年煤炭資源投入不足，但是當(dāng)增加投入后，產(chǎn)出增長(zhǎng)的比例會(huì)小于投入的增加比例，也就是說(shuō)，增加投入所創(chuàng)造的產(chǎn)出效率比較低。

其余的年份既非純技術(shù)有效也非規(guī)模有效，也就是說(shuō)這些年份存在投入冗余或產(chǎn)出不足的情況，即使減少其部分投入，也有可能保持當(dāng)年的產(chǎn)出水平不變。這些年份，可調(diào)整其投入產(chǎn)出指標(biāo)使其達(dá)到有效。對(duì)于投入指標(biāo)可以減少“投入冗余量”而保持原產(chǎn)出不變，或在投入指標(biāo)不變的情況下將產(chǎn)出指標(biāo)量提高“產(chǎn)出不足量”。

從規(guī)模收益看，DEA 有效的1991、2001 和2004年都處在規(guī)模收益不變階段。其它年份中，除了2008年是規(guī)模收益遞減的以外，其余年份均為規(guī)模收益遞增。規(guī)模收益遞增，說(shuō)明這些年份如果將所有投入指標(biāo)的數(shù)量都以相同比例增加，將獲得更大比例的產(chǎn)出水平。也說(shuō)明這些年份都具有較大的增產(chǎn)減排潛力，但是當(dāng)年煤炭資源投入不足，其產(chǎn)出受到影響，直接導(dǎo)致其煤炭資源效率較低，因此對(duì)于這些年份來(lái)說(shuō)提高煤炭資源效率的一個(gè)有效途徑就是提高煤炭資源投入。提高煤炭資源投入量取決于國(guó)家的煤炭資源儲(chǔ)量和可開(kāi)采量，而我國(guó)人均煤炭資源擁有量?jī)H占世界平均水平的70.9%，這已經(jīng)成為我國(guó)突出的資源約束問(wèn)題。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)煤炭資源對(duì)外依存度逐年上升:2011年我國(guó)煤炭?jī)暨M(jìn)口1.68億t，同比增長(zhǎng)15%，煤炭對(duì)外依存度由本世紀(jì)初的7%增長(zhǎng)到2011年的14%。還有，煤炭資源開(kāi)發(fā)與使用過(guò)程中的技術(shù)和管理水平落后，煤炭資源的利用率偏低，煤炭資源存在極大的浪費(fèi)，這也導(dǎo)致我國(guó)每年生產(chǎn)的煤炭資源供應(yīng)緊張。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，在煤炭等自然資源相對(duì)缺乏、供應(yīng)緊張的客觀條件下如何通過(guò)加大資源投入以實(shí)現(xiàn)資源高效利用是需要研究和探索的問(wèn)題。

3.3 中國(guó)煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率、生態(tài)效率和環(huán)境效率的測(cè)算

DEA方法測(cè)算煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率所需的投入指標(biāo)是:煤炭資源、煤炭資源的生態(tài)包袱、人力資源和資本資源;產(chǎn)出指標(biāo)是:投入指標(biāo)所創(chuàng)造的價(jià)值。

DEA方法測(cè)算煤炭資源的生態(tài)效率所需的投入指標(biāo)是煤炭資源的生態(tài)包袱;產(chǎn)出指標(biāo)是投入指標(biāo)所創(chuàng)造的價(jià)值和環(huán)境正影響。

DEA方法測(cè)算煤炭資源的環(huán)境效率所需的投入指標(biāo)是:煤炭資源、煤炭資源的生態(tài)包袱、人力資源和資本資源;產(chǎn)出指標(biāo)是:環(huán)境正影響。

根據(jù)以上指標(biāo)，采用前面介紹的測(cè)算方法，就可以測(cè)算出1991－2011年中國(guó)煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率、中國(guó)煤炭資源的生態(tài)效率和中國(guó)煤炭資源的環(huán)境效率，測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 中國(guó)煤炭資源的生態(tài)效率、經(jīng)濟(jì)效率和環(huán)境效率(1991－2011)Tab.3 The eco-efficiency，economic efficiency and environmental efficiency of Chinese coal resource(1991－2011)

從表3可以看出:中國(guó)煤炭資源效率DEA 有效的1991、2001 和2004年中，1991年是煤炭資源的生態(tài)效率和環(huán)境效率有效的，經(jīng)濟(jì)效率則非DEA 有效;2001年是生態(tài)效率有效的，環(huán)境效率和經(jīng)濟(jì)效率則非DEA 有效;2004年是生態(tài)效率和經(jīng)濟(jì)效率有效，環(huán)境效率則非DEA 有效。

1991、1999、2001 和2004年這四年，中國(guó)煤炭資源效率等于煤炭資源的生態(tài)效率。其它年份，中國(guó)煤炭資源效率普遍高于煤炭資源的生態(tài)效率，說(shuō)明中國(guó)煤炭資源在開(kāi)發(fā)和利用中對(duì)生態(tài)的影響是很明顯的，不能充分利用的生態(tài)包袱很多，我國(guó)煤炭資源開(kāi)發(fā)和利用中還需要進(jìn)一步降低不必要的生態(tài)包袱，進(jìn)一步減少對(duì)生態(tài)的影響，進(jìn)一步提高煤炭資源的生態(tài)效率。

1991－2000年，中國(guó)煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率普遍低于環(huán)境效率，2001－2011年，除了2009年中國(guó)煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率略低于環(huán)境效率以外，其它年份中國(guó)煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率普遍高于環(huán)境效率。這說(shuō)明我國(guó)煤炭資源在1991－2000年的“八五”和“九五”期間，創(chuàng)造的有用價(jià)值增長(zhǎng)率低于環(huán)境污染增長(zhǎng)率。這個(gè)時(shí)期我國(guó)高速度的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是建立在高資源消耗、高污染物排放基礎(chǔ)上的，這個(gè)時(shí)期我國(guó)的節(jié)能和減排效果都很差，而節(jié)能效果更差。2001年和2001年以后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中煤炭資源消費(fèi)所創(chuàng)造的有用價(jià)值增長(zhǎng)率開(kāi)始高于環(huán)境污染增長(zhǎng)率，這說(shuō)明我國(guó)2001－2011年的“十五”、“十一五”及“十二五”第一年(2011年)，節(jié)能減排效果比較明顯，而節(jié)能效果要好于減排效果。這些變化是與我國(guó)的節(jié)能減排政策相關(guān)的。2000年以后，我國(guó)節(jié)能減排的政策、法規(guī)、文件逐步出臺(tái)，加速了我國(guó)推進(jìn)節(jié)能減排的步伐。比如:2000年4月29日，《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》發(fā)布;2000年10月20日，財(cái)政部、國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)排污費(fèi)征收使用管理的通知》;2000年11月26日，國(guó)務(wù)院發(fā)布《關(guān)于印發(fā)全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要的通知》;2000年12月29日，國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)頒布施行《節(jié)約用電管理辦法》等等。

從表3可以看出，雖然我國(guó)在2001－2011年的“十五”、“十一五”及“十二五”第一年(2011年)，節(jié)能與減排效果都比較明顯，但是煤炭的節(jié)能效果明顯好于減排效果。這主要有以下原因:首先，節(jié)能指標(biāo)是利益驅(qū)動(dòng)型的，節(jié)能可以為地方政府、企事業(yè)單位帶來(lái)資金的節(jié)約，也即等于增加了收入。而減排指標(biāo)是成本推動(dòng)型的，減排給企業(yè)帶來(lái)成本的增加，導(dǎo)致企業(yè)利潤(rùn)減少;企業(yè)上繳的利稅就會(huì)相應(yīng)減少，地方政府的財(cái)政收入就會(huì)相應(yīng)減少。這樣，地方政府和企業(yè)必然會(huì)重節(jié)能而輕減排。其次，中國(guó)節(jié)能減排的相關(guān)政策法規(guī)和評(píng)價(jià)體系正在逐步完善過(guò)程中，許多地方政府和企業(yè)大多重視能給其帶來(lái)實(shí)際利益的節(jié)能任務(wù)和目標(biāo)，而只是被動(dòng)地完成國(guó)家規(guī)定的減排任務(wù)和目標(biāo)，這個(gè)減排目標(biāo)往往并不是其可以實(shí)現(xiàn)的最高減排目標(biāo)。地方政府和企業(yè)“重節(jié)能而輕減排”，反映的是其“重經(jīng)濟(jì)而輕環(huán)保”的現(xiàn)實(shí)舉措，這是我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的主要阻力。從以上分析可以看出:中國(guó)的節(jié)能與減排還有很大的潛力，對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，制定一套科學(xué)的、實(shí)用的、高效的節(jié)能與減排同時(shí)兼顧的政策法規(guī)和評(píng)價(jià)體系，是需要研究和探索的問(wèn)題。

下面結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)家的節(jié)能減排政策舉措和實(shí)施效果來(lái)分析。“十一五”期間，我國(guó)單位GDP 能耗下降19.1%，全國(guó)SO2排放量減少14.29%，全國(guó)化學(xué)需氧量排放量減少12.45%，基本完成“十一五”規(guī)劃《綱要》確定的節(jié)能減排的目標(biāo)任務(wù)。作為“十二五”開(kāi)局年的2011年，我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)任務(wù)完成得不夠好，節(jié)能減排任務(wù)六個(gè)指標(biāo)僅完成三個(gè)。完成的三個(gè)指標(biāo)是:2011年，我國(guó)SO2排放總量比上年下降2.21%，化學(xué)需氧量排放總量比上年下降2.04%，氨氮排放總量比上年下降1.52%。沒(méi)有完成的三個(gè)指標(biāo)是:2011年，氮氧化物年初目標(biāo)是下降1.5%左右，結(jié)果比上年上升5.73%;單位GDP 能耗年初目標(biāo)是下降3.5%左右，結(jié)果比上年只下降2.01%;單位GDPCO2排放強(qiáng)度的目標(biāo)也沒(méi)有完成。2011年，我國(guó)沒(méi)有全部完成年初節(jié)能減排預(yù)期目標(biāo)，這里有很復(fù)雜的原因。我國(guó)氮氧化物、SO2、CO2、煙塵排放量的絕大部分都來(lái)自于燃煤，所以煤炭為主體的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是一個(gè)原因;但是最根本的原因還是落后的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，這也說(shuō)明我國(guó)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式任務(wù)的艱巨。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)形成了高投入、高消耗、低質(zhì)量、低產(chǎn)出和低效益的粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低級(jí)，特別是高耗能高污染的重化工業(yè)的比重較大，使得我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)資源的需求日益增加，資源的供求矛盾越來(lái)越尖銳，環(huán)境的壓力越來(lái)越大。這已經(jīng)嚴(yán)重影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，解決這些問(wèn)題的根本出路就在于加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，合理調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，走新型工業(yè)化道路，向依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、提高生產(chǎn)效率和資源配置效率的集約型經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，向低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)和綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，構(gòu)建資源節(jié)約、環(huán)境友好、生態(tài)和諧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

4 結(jié)論和啟示

針對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)煤炭資源效率測(cè)算問(wèn)題研究的不足，本文把MFA和DEA方法進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，并結(jié)合生態(tài)效率評(píng)價(jià)法，探討了一種全要素資源效率視角下的煤炭資源效率的測(cè)算方法。

從能源效率和資源效率理論研究方面來(lái)說(shuō)，本文給出的煤炭資源效率測(cè)算方法不僅反映了煤炭資源效率利用過(guò)程中各種投入資源相互作用和轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)和功能，還將生態(tài)代價(jià)和環(huán)境成本納入煤炭資源效率的考核中。本文能夠結(jié)合煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率、煤炭資源的環(huán)境效率和煤炭資源的生態(tài)效率對(duì)煤炭資源效率進(jìn)行多角度的綜合考察和評(píng)析，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)互動(dòng)的整合分析。

從經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)踐方面來(lái)說(shuō)，當(dāng)前我國(guó)正大力推進(jìn)“節(jié)能減排”、“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”的實(shí)踐。本文探討的煤炭資源效率測(cè)算方法綜合考察了煤炭資源效率、煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效率、煤炭資源的生態(tài)效率和煤炭資源的環(huán)境效率，實(shí)際上是節(jié)能與減排測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)結(jié)合，是資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的通盤考慮。因此是一種比較科學(xué)、合理的煤炭資源效率測(cè)算和考核方法，將本測(cè)算方法應(yīng)用于中國(guó)煤炭資源效率實(shí)踐有助于發(fā)現(xiàn)當(dāng)前存在的問(wèn)題和不足。

綜上所述，本文的研究，為我國(guó)煤炭資源效率的測(cè)算提供了一種比較科學(xué)的方法。并通過(guò)實(shí)證檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該方法在理論上和實(shí)踐上均具有可行性。該方法可以有效地滿足煤炭資源效率的測(cè)算和評(píng)析，從而為我國(guó)提升煤炭資源效率、制定相關(guān)政策提供決策參考和支持。

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