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  本文關鍵詞：基于Super-SBM模型的低碳經濟發(fā)展績效評價研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

ResourcesScience

第35卷第12期2013年12月

2013，35（12）：2457-2466

Vol.35，No.12Dec.，2013

文章編號：1007-7588（2013）12-2457-10

基于Super-SBM模型的低碳經濟發(fā)展績效評價研究

周澤炯，胡建輝

（安徽財經大學經濟學院，蚌埠233030）

摘

要：本文以中原經濟區(qū)15地市2008-2011年的面板數(shù)據(jù)為基礎，運用考慮非期望產出的Super-SBM模型

對其低碳經濟的發(fā)展現(xiàn)狀進行了實證研究，并對其生產前沿面的投影和低碳經濟發(fā)展績效的動態(tài)變化做了相關分析。研究發(fā)現(xiàn)：從投入導向和產出導向兩種角度衡量，周口市、邯鄲市、商丘市、蚌埠市和鄭州市的低碳經濟發(fā)展績效顯著優(yōu)于其它地市，安陽市、新鄉(xiāng)市、焦作市和淮北市表現(xiàn)最不理想；從中原經濟區(qū)低碳經濟發(fā)展的總體表現(xiàn)來看，低碳經濟發(fā)展無效地市所占比例接近70%，說明其整體發(fā)展成果不理想；從低碳經濟發(fā)展績效的動態(tài)演變來看，技術變動與全要素生產率（TFP）變動具有較強同向性，反映出低碳技術落后和經濟發(fā)展規(guī)模瓶頸是制約中原經濟區(qū)低碳生態(tài)化發(fā)展的主要因素�；趯嵶C分析，提出促進中原經濟區(qū)低碳經濟發(fā)展的措施。

關鍵詞：中原經濟區(qū)；低碳經濟；非期望產出；Super-SBM模型

1引言

隨著經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間矛盾的日益加劇，低碳經濟越來越受到各國（地區(qū)）的重視�！暗吞冀洕边@一概念最早見于2003年英國頒布的《能源白皮書》，其是指以可持續(xù)發(fā)展理念為指導，以技術與制度創(chuàng)新、新能源開發(fā)和產業(yè)轉型等為手段，盡可能的減少高碳能源（煤炭、石油等）消耗和溫室氣體排放，實現(xiàn)經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護共贏的一種經濟發(fā)展模式。低碳經濟作為一種以低能耗、低污染和低排放為基礎的經濟發(fā)展模式，是繼農業(yè)文明和工業(yè)文明之后人類社會的又一重大創(chuàng)新，是在節(jié)能減排等一系列技術推動下的一次重要社會變革。

《中原經濟區(qū)規(guī)劃》在2011年正式上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，為中原經濟區(qū)的全面崛起和跨越式發(fā)展提供了新的契機，但必須正視的是中原經濟區(qū)整體處于工業(yè)化加速發(fā)展階段，對能源需求迅速增長，由此所造成的資源環(huán)境壓力日益加劇。怎樣正確處理經濟社會發(fā)展和資源環(huán)境之間的相互協(xié)調關系是擺在中原經濟區(qū)發(fā)展面前的一大突出而又棘手的問題。作為一種追求經濟社會效益和資源環(huán)

收稿日期：2013-06-09；修訂日期：2013-10-10

境效益相互統(tǒng)一的新經濟發(fā)展模式，低碳經濟是中原經濟區(qū)的必然選擇。對低碳經濟發(fā)展績效的有效評價，不僅可以使我們正確認識中原經濟區(qū)在低碳化發(fā)展道路上所存在的問題和挑戰(zhàn)，以采取有效措施加以應對，而且對其科學發(fā)展政策的制定和發(fā)展方向的把握等具有重要現(xiàn)實意義。

自“低碳經濟”這一概念提出以來，國外學者對發(fā)達國家減少二氧化碳排放的技術可行性以及城市低碳經濟的長期發(fā)展進行了持續(xù)關注和深入研究[1-3]。在實證分析方面，UgurSoytas等[4]以美國為研究對象，運用VAR模型考察了GDP、能源消耗和碳排放量間的因果關系，認為碳排放量的格蘭杰原因是能源消耗，而不是GDP增長。PaulBStretesky等[5]以世界169個國家的面板數(shù)據(jù)為基礎，對人均碳排放量與出口量之間的關系進行了實證分析，發(fā)現(xiàn)兩者間有顯著的相關性。此外，ChengFLee等[6]運用模糊目標規(guī)劃方法就碳稅方案下的碳減排力度及其對經濟的影響作了相關模擬，認為碳稅的實施對碳稅方案的選擇是有利的。國內學者在低碳經濟效益指標體系的設置原則、基于產業(yè)鏈路徑的低碳經濟評價指標體系構建和生態(tài)城市指標評價體

基金項目：國家社會科學基金資助項目（編號：11BJL056），安徽省教育廳人文社科重點研究基地項目（編號：SK2012B592）。作者簡介：周澤炯，男，安徽合肥人，博士生，教授，研究方向為宏觀經濟管理與投資理論。E-mail：aczzj123456@163.com

資源科學

第35卷第12期

系的構建程序與方法等方面做了大量研究工作[7-9]，在低碳經濟發(fā)展與經濟增長的關系研究方面，一些學者也做了有益探索[10-12]。此外，岳書敬[13]立足于低碳經濟發(fā)展和資本流動之間的聯(lián)系，對我國的資本配置效率及其影響因素進行了探討，認為從低碳經濟發(fā)展的視角看我國工業(yè)資本的流動是有效的。支華煒等[14]則從科技帶動的視角對我國低碳經濟的區(qū)域效率進行了分析，提議科技投入的重點應當及時向“節(jié)能降碳”方面傾斜，并認為在低碳技術開發(fā)領域中高等院校的作用更加重要。

現(xiàn)有研究關于低碳經濟發(fā)展績效評價的還較少，且在非期望產出的處理方面，多數(shù)學者將非期望產出作為一種投入指標或是對其取倒數(shù)，這種處理方法所測得的效率值是有偏誤的，難以反映低碳經濟的真實發(fā)展水平。本文運用考慮非期望產出的Super-SBM模型對中原經濟區(qū)2008-2011年低碳經濟的發(fā)展績效進行評價，以期找出在低碳化道路上其所面臨的困境與挑戰(zhàn)，并揭示低碳經濟發(fā)展背后所隱藏的深層次影響因素。

者則是基于可變規(guī)模報酬（VRS）條件的效率模型，兩者假設條件不同之處在于BCC模型有一個用來考慮規(guī)模收益差別的凸性約束條件。自CCR和BCC模型提出以來，在國內外學者們的共同努力下，DEA方法得以不斷完善和發(fā)展。傳統(tǒng)DEA模型以及基于其而發(fā)展的多個DEA模型是從徑向（投入和產出以等比例縮小或放大）和角度（投入或產出角度）兩個方面來對效率進行度量，這樣并不能把投入產出的松弛性納入考慮范圍，使得效率值的度量不夠準確。Tone[15]提出了一種基于松弛變量測度的非徑向非角度的DEA分析方法，即SBM模型。這種方法的優(yōu)點在于其投入和產出是一個無量綱，對效率值不會產生影響，且效率值隨著投入和產出松弛程度的變化而嚴格單調遞減�？墒荢BM模型測得效率值時會出現(xiàn)多個決策單元同為完全效率（效率值為1）的情況，此時無法對這些決策單元進行有效評價與排序。為此，Tone[16]基于修正松弛變量提出了Super-SBM模型，該模型對SBM模型的有效單元可以繼續(xù)進行評價和排序。

傳統(tǒng)DEA模型評價相對效率的基本思想是要求投入盡可能多的縮減而產出盡可能多的擴大，即以最小的投入生產盡可能多的產出。但在一些實際生產過程中，，污水和廢氣等“非期望產出”也會被生產出來�！胺瞧谕a出”必須盡可能地減少才能實現(xiàn)最佳的經濟效率，而傳統(tǒng)的DEA模型卻只能使之增加，顯然該模型不再適合評價那些具有非期望產出的決策單元的相對效率。為了處理“非期望產出”問題，國外學者提出了多種構想，其中，具有代表性的幾種方法見表1。

借鑒Tone[19]處理非期望產出的SBM模型，本文

2研究方法

數(shù)據(jù)包絡分析（DEA）是一種常用的效率評估方法，用以評價一組具有多個投入與多個產出的決策單元之間的相對效率。由于具有不需設定任何權重、不需提前設定生產前沿函數(shù)具體形式以及特別適用于多投入多產出模型效率評價等諸多優(yōu)點，DEA在工業(yè)部門、金融機構、企業(yè)技術效率等經濟社會和管理領域等得到廣泛應用。傳統(tǒng)DEA模型有CCR模型（Chames，Cooper和Rhodes，1978）和BCC模型（Banker，Chames和Cooper，1984）兩種，前者是基于不變規(guī)模報酬（CRS）條件的效率模型，后

表1非期望產出的處理方法對比

2013年12月

周澤炯等：基于Super-SBM模型的低碳經濟發(fā)展績效評價研究

構建一個低碳經濟發(fā)展績效評價模型——考慮非期望產出的Super-SBM模型。在此，首先介紹Tone提出的處理非期望產出的SBM模型（變動規(guī)模報酬情況），然后構建考慮非期望產出的Super-SBM模型。

了可對非期望產出進行處理的非角度非徑向的SBM模型。假設低碳經濟生產系統(tǒng)有n個決策單

g

s

同地區(qū)低碳經濟發(fā)展會同時處于DEA效率前沿面（即ρ為1），因此，本文在評價中原地區(qū)低碳經濟發(fā)展效率時運用一種考慮非期望產出Super-SBM模型。

借鑒Tone[16]和HongLi等[21]做法，一個排除了決策單元(x0,y0)的有限生產可能性集為：

n

ì_g_b|_

P\(x0,y0)=í(x,y,y)||x∑λjxj,

|j=1?_g

n

b

g_j

n

bj_g

2003年，Tone對SBM模型[15]進行了拓展，建立

元，每個決策單元均有3個向量即投入、期望產出和非期望產出，這3個向量分別為x∈Rm、y∈R1、Y、yb∈R2，可定義矩陣X、Yb如下：

s

g

考慮非期望產出的Super-SBM模型（變動規(guī)模報酬情況）的分式規(guī)劃形式為：

ρ*=min

-x

ixi0

i=1

ü

y∑λjy,y∑λjy,y0,λ0y

j=1j=1t

Y=y,?,y∈R

g

X=[x1,?,xn]∈Rm×n>0

Y=[y,?,y]∈R

b

b

1

bn

[

g1

gn

]

s1×n

s2×n

>0

g

>0

m

那么生產可能性集p可定義為：

p=(x,y,y)xXλ,yYλ,yYλ,λ0}

g

b

g

b

b

{

依照SBM模型的處理方法，考慮非期望產出的SBM模型（變動規(guī)模報酬情況）的分式規(guī)劃形式為：

ρ=min

1+

?ggbb?sy+sy?∑rr0∑ll0÷÷12?r=1l=1è?

s1

s2

g

g

g

g

b

[15]

|

s1s2

-g-bgg??yy+yy?∑r0∑ll0÷÷r12?r=1l=1è?

s.t.xy

n

_b

_

j=1,≠0

j=1,≠0

1-s-x

i=1ii0

m

j=1,≠0

式中ρ*為目標效率值，其它變量含義與公式（1）相同�？紤]非期望產出的Super-SBM模型有3個顯著

（1）

特性：①有效解決了投入產出變量的松弛性問題；②充分考慮并有效解決了非期望產出問題；③有效解決了多個決策單元同時有效時的區(qū)分排序問題。因而，相比于其它DEA模型，考慮非期望產出的Super-SBM模型更能真實反映區(qū)域低碳經濟發(fā)展效率評價的本質。

除了對低碳經濟發(fā)展績效的技術效率水平進行測度，本文還將對低碳經濟發(fā)展績效的跨期動態(tài)變化作相應考察。低碳經濟發(fā)展績效的動態(tài)變化不僅與技術效率有關，還與技術進步密切相關。因此，在借鑒產出導向的Malmquist生產率指數(shù)基礎上，結合方向性距離函數(shù)本文提出一個考慮非期望產出的全要素生產率指數(shù)，并將全要素生產率變化指數(shù)進一步的分解為技術效率變化和技術進步變化兩個部分，如公式（3）所示：

t+1t+1

Malmq0,t+1=TEC0×TC0

∑λ=1,y

j

∑

n

∑

n

λjxj,y

_

_g

j=1,≠0

b

λjyjb,xx0,yy0,yy0;

g

_g

_g

∑λy,

n

jg

j

_b

（2）

0,λ0

式中ρ為目標效率值；x、y和yb分別為投入、期望產出和非期望產出；向量s、s和sb分別為投入松弛量、期望的產出松弛量和非期望產出的松弛λ為權重向量。模型中下標量；“0”表示被評價決

_

∑λ=1,s0,s0,s0,λ0

n

i

-

b

s.t.x0=Xλ+s-,y0=Yλ-s,y0=Ybλ+sb

i=1

g

g

策單元。ρ關于s、s和sb嚴格單調遞減，且滿足當且僅當ρ=10ρ1。就特定決策單元而言，

且s、s和sb均為0時，該決策單元為有效。若出上作相應改進。

如前文所述，考慮非期望產出的SBM模型可能會出現(xiàn)多個決策單元同時有效的情況，從而不便于對這些決策單元進行區(qū)分和排序。低碳經濟發(fā)展過程必然伴隨環(huán)境污染等副產品的產生，且若干不

_

_

g

g

ρ<1，則說明被評價決策單元無效，有必要在投入產

（3）

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第35卷第12期

式中Malmq0,t+1為全要素生產率變化指數(shù)，表示地

t+1區(qū)低碳經濟發(fā)展績效的跨期動態(tài)變化情況；TEC0

（X4）來反映中原經濟區(qū)各地市的產業(yè)結構特征。

（4）城鎮(zhèn)化水平。地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平對該地區(qū)

為技術效率變化指數(shù)，表示地區(qū)從t時期到t+1時

t+1期低碳經濟發(fā)展績效的技術效率變化；TC0為技

的能源消費結構會產生重要影響，進而影響著該地區(qū)的碳排放水平和生態(tài)環(huán)境。因此，選擇“城鎮(zhèn)人口占常住人口比重”（X5）來表征各地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平以考察其對低碳經濟的影響[23]。3.2產出指標選取

在低碳經濟發(fā)展的產出指標選取方面，由于GDP指標的綜合性和權威性以及碳生產力在衡量低碳經濟發(fā)展方面的獨特優(yōu)勢，這兩種指標備受國濟發(fā)展過程中的環(huán)境代價而存在一定缺陷。鑒于此，本文選取各地區(qū)GDP和單位GDP二氧化碳排放量分別衡量中原經濟區(qū)低碳經濟發(fā)展的期望產出和非期望產出。產出指標的選取具體說明如下：

（1）期望產出。作為衡量一國或地區(qū)經濟發(fā)展成果的重要指標，GDP指標的使用得到了國內外學者的一致認可。本文借鑒RamakrishnanR[25]等學者做法，采用“各地區(qū)GDP”（Y1）指標作為主要產出指標來反映各地區(qū)年度經濟發(fā)展狀況。

（2）非期望產出。在已有的關于低碳經濟發(fā)展的研究當中，碳生產力是一項經常被學者廣泛使用的產出指標，該指標雖能較好的衡量低碳經濟的發(fā)展成果，但其不能很好反映低碳經濟低污染、低排放的發(fā)展目標，不能體現(xiàn)出經濟發(fā)展所帶來的環(huán)境污染等副產品[26]。在此借鑒賈立江等[27]的做法，選用“單位GDP二氧化碳排放量”（Y2）作為一種非期望產出用來衡量為經濟發(fā)展所付出的環(huán)境代價。

表2低碳經濟發(fā)展績效評價指標體系

Table2Theevaluationindexsystemofthedevelopment

術進步變化指數(shù)，表示地區(qū)從t時期到t+1時期低碳經濟發(fā)展績效的技術變動情況。

3指標選取與數(shù)據(jù)處理

依據(jù)《中原經濟區(qū)規(guī)劃》對中原經濟區(qū)范圍的界定和指標數(shù)據(jù)的可獲得性，本文選取了河南省的鄭州市、開封市、洛陽市、安陽市、新鄉(xiāng)市、焦作市、商丘市和周口市，山東省的聊城市和菏澤市，河北省的邢臺市和邯鄲市以及安徽省的蚌埠市、淮北市和阜陽市共計15個地市作為研究對象，用以考察中原經濟區(qū)低碳經濟發(fā)展績效。3.1投入指標選取

一國或地區(qū)要實現(xiàn)經濟發(fā)展，能源投入必不可少，而要實現(xiàn)低碳技術開發(fā)與進步又離不開研發(fā)投入，此外，產業(yè)結構特征和城鎮(zhèn)化水平又從不同側

23]面對碳排放水平與能源消費結構產生影響[22，。因

內外學者青睞，但是碳生產力指標由于不能反映經

此，在國內外學者的相關研究基礎上，本文從能源、研發(fā)、產業(yè)結構、城鎮(zhèn)化水平等角度分別選取相應指標以衡量中原經濟區(qū)低碳經濟發(fā)展的投入情況。投入指標的選取具體說明如下：

（1）能源投入。低碳經濟發(fā)展的實質是能源的高效利用和清潔能源的開發(fā)，能源的投入對低碳經

23]濟的發(fā)展質量具有至關重要的影響[22，，因此選擇

“能源消費總量”（X1）作為能源投入的替代指標。

（2）研發(fā)投入。地區(qū)環(huán)境污染主要是由工業(yè)企

業(yè)的各種廢物排放造成的，作為低碳經濟發(fā)展主體的工業(yè)企業(yè)，應通過研發(fā)投入促進技術的創(chuàng)新以實現(xiàn)能源利用效率的提升，最終達到節(jié)能減排的目的。因此，選擇“規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研究與試驗發(fā)展經費支出”（X2）和“規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)研究與試驗發(fā)展科技人員投入”（X3）兩項指標分別表征中原經濟區(qū)各地市對低碳經濟發(fā)展的研發(fā)投入情況[14]。

[24]

（3）產業(yè)結構特征。產業(yè)結構對地區(qū)能耗效率有重要影響，是決定碳排放水平的重要因素，且我國是一個工業(yè)化國家，二產在三大產業(yè)中所占比重最大，而工業(yè)又是最大的能源消耗和碳排放產業(yè)。因此，選擇“第二產業(yè)在地區(qū)生產總值所占比重”

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本文編號：87280