第 1 章 緒論

中國(guó)的水泥消費(fèi)量在全球排名第一，水泥的生產(chǎn)量也是全球第一，占到全球總產(chǎn)量的一半以上。據(jù)歐洲水泥協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2013 年全球水泥產(chǎn)量為 40 億噸，中國(guó)水泥產(chǎn)量為 24 億噸。2013 年水泥能源消耗占全國(guó)總消耗的 7%，是排名第二的能源消耗行業(yè)，第一是鋼鐵行業(yè)。水泥行業(yè)的碳排放在中國(guó)碳排放的比重逐年提升，從 1990年不足 5%升至 2011 年 11.3%[5]。固體顆粒物、SO2和 NOx排放量分別占中國(guó)總排放量的 12%、3%和 8%[5]。水泥生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳排放，有兩種直接排放來(lái)源，一是來(lái)自碳酸鹽的分解；另外一種是消耗煤炭的燃燒。除此以外，水泥生產(chǎn)要投入大量的電力造成大量的 CO2間接排放。有研究表明水泥二氧化碳排放量逐年遞增，原料煅燒和能源使用過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳分別占 56%和 44%[6]，因此水泥行業(yè)節(jié)能減排問(wèn)題不容忽視。“十二五”規(guī)劃中提出到 NOx排放量下降 12%的目標(biāo)，水泥熟料綜合能耗減少3%，淘汰落后水泥窯和小直徑粉磨設(shè)備。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)新型干法水泥技術(shù)得到迅速普及，全國(guó)新型干法水泥熟料占比由2000 年不到 10% 提高至2010 年80%。

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第 2 章 相關(guān)研究綜述

2.1DEA 在能源和環(huán)境效率評(píng)估中的應(yīng)用

現(xiàn)在 DEA 廣泛的應(yīng)用于能源與環(huán)境效率評(píng)估中，Zhou 等綜述了 100 篇 DEA 在能源政策和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的文章[7]，Sueyoshi 等從生產(chǎn)、傳輸、分配和銷售四個(gè)階段，總結(jié)了近幾年電力行業(yè)的效率研究[8]，Zhang 和 Choi 總結(jié)了 1993 年到 2013 年間徑向 DEA 在能源和環(huán)境模型中的應(yīng)用[9]。Chung 等首次將方向距離函數(shù)應(yīng)用于環(huán)境效率評(píng)估中，但是他使用的是一種傳統(tǒng)的徑向距離函數(shù)的方法[10]。近幾年有很多專家使用徑向 DEA 方法評(píng)估考慮環(huán)境約束的能源效率[11]-[17]。Wang 等用非參數(shù)前沿面方法計(jì)算中國(guó) 30 個(gè)主要城市工業(yè)部門 2006-2010 年的二氧化碳影子價(jià)格，2006-2010年 30 個(gè)城市的平均影子價(jià)格是 45 美元/噸，區(qū)域間的減排成本差異較大[18]。

2.2 非徑向和徑向 DEA 方法綜述

另一些方法定義一個(gè)非徑向方向距離函數(shù)，這種方法與徑向方向距離函數(shù)不同，它可以使不同的投入和產(chǎn)出按照不同的比例增加或者縮減。Zhou 等年首次提出非徑向方向距離函數(shù)法，并構(gòu)造了一系列能源和排放績(jī)效指標(biāo)，雖然定義了方向距離函數(shù)，但是構(gòu)造的績(jī)效指標(biāo)并沒(méi)有直接使用構(gòu)造的方向距離函數(shù)[27]。Wang 等用非徑向方向距離函數(shù)計(jì)算中國(guó)能源和二氧化碳排放效率，研究發(fā)現(xiàn) 2005-2010 年能源生產(chǎn)率的提升主要是由于能源技術(shù)效率的推動(dòng)[28]。Zhang 等[29]在 Zhou 等[27]構(gòu)建的指標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)造了聯(lián)合環(huán)境能源績(jī)效指數(shù)，并將其用于中國(guó) 2010 年 252 家火電廠績(jī)效評(píng)估中。本文基于 Zhou 等[27]年構(gòu)造的非徑向 DEA 方法，通過(guò)改進(jìn)，引入多種非期望產(chǎn)出，從而構(gòu)造多要素環(huán)境績(jī)效指數(shù)，進(jìn)一步構(gòu)造能源環(huán)境聯(lián)合效率。結(jié)論及展望

第 3 章 非徑向 DEA 模型及指數(shù)構(gòu)建 .........9

3.1 環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)集和非徑向 DEA 測(cè)度模型 ........... 9
3.2 能源和環(huán)境效率指數(shù) ........... 11
第 4 章 火力發(fā)電行業(yè)能源和環(huán)境效率評(píng)估及區(qū)域比較 .............13
4.1 研究數(shù)據(jù) ............. 13
4.2 火力發(fā)電行業(yè)能源和環(huán)境效率評(píng)估結(jié)果及分析 ................. 13
4.3 火力發(fā)電行業(yè)單個(gè)污染物環(huán)境績(jī)效評(píng)估結(jié)果及分析 ......... 16
4.4 火力發(fā)電行業(yè)八大區(qū)域能源和環(huán)境效率差異性分析 .......... 18
4.5 火力發(fā)電行業(yè)能源和環(huán)境效率歸因分析 .......... 20
第 5 章 水泥行業(yè)能源和環(huán)境效率評(píng)估及區(qū)域比較 ..........24
5.1 研究數(shù)據(jù) .... 24
5.2 水泥行業(yè)能源和環(huán)境效率評(píng)估結(jié)果及分析 ........ 24
5.3 水泥行業(yè)單個(gè)污染物環(huán)境績(jī)效評(píng)估結(jié)果及分析 ............. 27
5.4 水泥行業(yè)八大區(qū)域能源和環(huán)境效率差異性分析 .......... 29
5.5 水泥行業(yè)能源和環(huán)境效率歸因分析 ............. 31

第 6 章 火力發(fā)電和水泥行業(yè)二氧化硫減排成本區(qū)域比較研究

6.1 非合意產(chǎn)出減排成本和影子價(jià)格

重點(diǎn)污染能耗部門目前面臨著日益增加的環(huán)保成本壓力，以往單純依靠環(huán)境管制的方法過(guò)于簡(jiǎn)單粗暴，存在一些地方為了減排任務(wù)達(dá)標(biāo)，虛報(bào)排放數(shù)據(jù)，環(huán)保成為了數(shù)字游戲。因此利用一定的市場(chǎng)機(jī)制，將排放成本量化，引入排放權(quán)交易，將污染物的排放作為一種商品進(jìn)行交易，是控制污染物排放的一種有效手法。中國(guó)目前的工業(yè)化進(jìn)程很快，面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境壓力，為此，中國(guó)需要加快排放權(quán)交易市場(chǎng)的建立。目前研究碳排放權(quán)交易和二氧化碳影子價(jià)格的相關(guān)文獻(xiàn)很多，國(guó)內(nèi)也建立了首批碳交易試點(diǎn)城市，首批交易試點(diǎn)城市有廣東、湖北、天津、北京、重慶和上海。廣東使用類似于歐盟的碳交易體系，試點(diǎn)可能會(huì)擴(kuò)大到真格珠江三角洲地區(qū)，交易的單位可以選取二氧化碳當(dāng)量、碳強(qiáng)度和能源效率。目前最主要的是學(xué)習(xí)國(guó)外交易機(jī)制，選取更公平、合理、有效的交易機(jī)制，并確定合適的污染物排放總量控制標(biāo)準(zhǔn)。排放權(quán)交易一般是將貧困地區(qū)的排放權(quán)賣給發(fā)達(dá)地區(qū)，由于環(huán)境染污的加劇，這會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大地區(qū)間發(fā)展的不平等。因此對(duì)貧困地區(qū)額外補(bǔ)償，形成公平合理的分配機(jī)制。

6.2 非期望產(chǎn)出影子價(jià)格估算模型

周鵬對(duì)二十多篇碳減排成本的應(yīng)用歸納總結(jié)，根據(jù)減排成本定義不同和經(jīng)濟(jì)含義的不同，將減排成本歸納為邊際減排成本、平均減排成本和影子價(jià)格，并將模型劃分為四種方法[43]。綜合目前的文獻(xiàn)來(lái)看，基于微觀層面的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，同時(shí)考慮好產(chǎn)出與壞產(chǎn)出模擬生產(chǎn)率與效率分析模型可以分為隨機(jī)前沿面和非參數(shù)前沿面，隨機(jī)前沿面方法需要計(jì)算距離函數(shù)系數(shù)，非參數(shù)前沿面方法不用提前設(shè)定生產(chǎn)函數(shù)的形態(tài)，因此在形式上更加靈活。非參數(shù)法使用數(shù)學(xué)線性規(guī)劃測(cè)定效率，建立相應(yīng)的前沿面模型。Pittman 首次用 Shephard 距離函數(shù)估算污染物的影子價(jià)格，并不需要投入產(chǎn)出變量的價(jià)格數(shù)據(jù)，因此使用相對(duì)簡(jiǎn)單[44]。Murty 等分別用隨機(jī)前沿和非參數(shù)前沿面分別估計(jì)了印度五個(gè)發(fā)電廠的污染物影子價(jià)格，發(fā)現(xiàn)非參數(shù)前沿面方法計(jì)算出的污染物影子價(jià)格會(huì)高于隨機(jī)前沿面的結(jié)果[45]。Maethee 等使用非參數(shù)法測(cè)算技術(shù)改進(jìn)對(duì)美國(guó)火電廠氮氧化物影子價(jià)格的影響，發(fā)現(xiàn)使用先進(jìn)的減排技術(shù)，雖然達(dá)到了明顯的減排效果，但 2000-2008 年間影子價(jià)格呈上升趨勢(shì)[46]。近幾年國(guó)內(nèi)學(xué)者常常使用非參數(shù)的方法估算污染物的影子價(jià)格，例如涂正革[47]、詩(shī)一[48]、袁鵬[49]。本文采用的是非參數(shù)前沿面方法，利用對(duì)偶理論將上面計(jì)算效率的模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到公式(15)。通過(guò)公式(16)計(jì)算結(jié)果和。 將非期望產(chǎn)出（本文即為二氧化硫的排放）影子價(jià)格用于公式(16)，計(jì)算非期望產(chǎn)出的影子價(jià)格。

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結(jié)論及展望

本文用非徑向 DEA 方法評(píng)估我國(guó)30 個(gè)省份 2006-2012 年火力發(fā)電行業(yè)及 2006-2009 年水泥行業(yè)的能源和環(huán)境效率，首先，構(gòu)造單個(gè)污染物環(huán)境績(jī)效指標(biāo)和能源效率指標(biāo)，進(jìn)而將多要素環(huán)境績(jī)效和能源效率合成能源環(huán)境聯(lián)合效率。現(xiàn)有火力發(fā)電行業(yè)環(huán)境績(jī)效研究集中于單一污染物排放的績(jī)效，例如，CO2、SO2排放效率。但是，火力發(fā)電行業(yè)的 SO2、NOx和煙塵排放量都很大，對(duì)環(huán)境均產(chǎn)生嚴(yán)重危害，為了更全面的評(píng)估環(huán)境績(jī)效，，本文研究火電行業(yè)二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放的綜合環(huán)境效率，相比之前的研究更加全面�，F(xiàn)有水泥行業(yè)能源和環(huán)境效率研究大多集中在國(guó)家層面，并沒(méi)有中國(guó)省級(jí)層面水泥行業(yè)相關(guān)研究，本文首次使用 DEA 研究中國(guó)省級(jí)層面水泥行業(yè)能源和環(huán)境效率，并測(cè)算二氧化硫減排成本。省級(jí)層面的能源和環(huán)境效率、減排成本存在一定的差異，因此在省級(jí)層面測(cè)算有利于提出更全面和可操作性更強(qiáng)的政策建議。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：169334