基于网络DEA的能源与环境治理效率评估.docx
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1、 中国科学技术大学 硕士学位论文 基于网络 DEA 的能源与环境治理效率评估 作者姓名: 陶成 学科专业:管理科学与工程 导师姓名: 毕功兵 完成时间: 二 一 年五月二十日 University of Science and Technology of China A dissertation for masters degree Efficiency Evaluation of Energy and Environmental Governance Based on Network DEA Authors Name: speciality: Management Science and E
2、ngineering Supervisor: Finished time: May 20th, 2010 摘 要 能源与环境保护问题是直接关系到人类社会生存与发展的社会问题,而传统 的经济发展模式造成的能源短缺和环境污染已成为我国可持续发展的两个严重 障碍。科学发展观要求在发展经济的同时,把建设资源节约型和环境友好型社会 联系起来,保持良好的社会和自然环境,以实现人类社会的可持续发展。 有必要对经济生产中的能源效率与环境治理效率进行研究,从而降低能源的 高消耗度,提高环境治理成果。本文的效率研究工具主要是数据包络分析。数据 包络分析( DEA)是由 Charnes 等人创建的,用于评价具有多输
3、入和多输出的决 策单元之间的相对效率,被广泛的应用于经济系统和环境系统的效率评价中。 传统的利用 DEA 评价效率主要是针对能源利用效率或环境效率进行单独研 究,没有考虑到中国经济发展的实际模式,将能源利用与环境治理结合起来研究。 本文构建合理的经济系统框架结构,将经济系统划分为能源系统和环境治理系 统,利用网络 DEA 的方法模型,从两阶段的角度综合研究分析经济系统效率。 这样综合评价能源效率和环境治理效率,可以更好的分析经济效率低下原因是能 源浪费严重还是环境治理技术落后。通过选取适当指标对中国 29 个省市进行实 证研究,分析能源和环境治理对经济系统的影响。 本文共分为五个部分:第一章是
4、绪论部分,主要阐述研究的背景以及本文研 究主要内容;第二章是对数据包络分析( DEA)基本理论以及网络 DEA 作简要 介绍;第三章给出了 DEA 方法在环境效率评价中的一些应用;第四章利用网络 DEA 对能源与环境治理系统进行综合评价,并进行了实证研究;第五章是论文 总结与展望,提出了研究过程中的不足之处和未来的研究方向。 关键词: 数据包络分析 网络 DEA 效率评价 经济系统 环境治理 I II ABSTRACT Energy and environment protection have directly impact on our human being existence and
5、development, energy shortage and environment pollution which were caused by traditional economic development pattern have become two major obstacles to Chinese sustainable development. Scientific outlook on development requires to link the resource-conserving and environment-friendly society constru
6、ction with the development of economy to keep good social and natural environment, in order to achieve the sustainable development of human society. It is necessary to research energy efficiency and environmental management efficiency in economic production to reduce high energy consumption and impr
7、ove environmental governance profit. The efficiency research tool in this paper is data envelopment analysis(DEA). DEA, as first developed by Charnes et al, is used to provide a relative efficiency score for each member of a set of decision making units (DMU), which consume multiple inputs to genera
8、te multiple outputs. It has been widely used in efficiency evaluation of economic system and environmental system. In the past, the use of DEA in economic system efficiency was mainly aimed at energy efficiency or environmental efficiency independently, without taking into account the actual pattern
9、 of Chinas economic development to research economic production and environmental management simultaneously. This paper divides economic system into energy system and environmental governance system to build a framework for the economic system structure. On the basis of network DEA, it evaluates eff
10、iciency of economic system comprehensively from the perspective of two-stage study. In this way, it can better analyze the reason for inefficiency economic is serious waste of energy or backward environmental governance technology. By selecting appropriate indicators for 29 provinces and municipalit
11、ies of China and evaluating their efficiency, it analyzes the influence of energy and environmental governance to economic system. This paper is divided into five parts. The first chapter is the introduction section, it mainly describes the background and the main content of this paper. Chapter two
12、briefly introduces basic theories of data envelopment analysis (DEA) and network DEA. Chapter three reviews some applications of DEA in environment efficiency evaluation. In the fourth chapter, we use network DEA to evaluate efficiency of 3 energy and environmental governance system comprehensively,
13、 also we give an example to illustrate the our research. Chapter five summarizes all the work of this thesis, and gives some shortcomings in the research process and some suggestions for future research. Key Words: Data envelopment analysis, network DEA, Efficiency evaluation, Economic System, Envir
14、onmental governance 4 目 录 摘 要 . I ABSTRACT . II 第 1 章 绪论 . 1 1.1 研究背景和意义 . 1 1.1.1 研究背景 . 1 1.1.2 研究意义 . 2 1.2 效率与效率评估方法 . 2 1.2.1 效率解析 . 2 1.2.2 效率评估方法 . 4 1.3 数据包络分析简述 . 5 1.4 国内外研究现状 . 6 1.5 论文结构 . 7 第 2 章 DEA 与网络 DEA . 8 2.1 DEA 简述 . 8 2.1.1 DEA 的发展历史 . 8 2.1.2 DEA 的相关概念 . 8 2.1.3 DEA 研究的主要内容 .
15、12 2.1.4 DEA 研究的应用步骤 . 12 2.2 DEA 基本模型 . 13 2.2.1 CCR 模型 . 14 2.2.2 BCC 模型 . 16 2.3 网络 DEA . 17 2.3.1 网络 DEA 产生与发展 . 17 2.3.2 网络 DEA 模型 . 18 第 3 章 基于 DEA 的环境效率评价研究 . 22 3.1 环境效率评价必要性 . 22 3.2 污染物的处理方法研究 . 22 3.2.1 污染物作投入法 . 23 3.2.2 曲线测度评价法 . 24 5 3.2.3 线性转换函数法 . 24 3.2.4 方向距离函数法 . 25 3.3 环境效率评价模型的应
16、用研究 . 26 第 4 章 基于网络 DEA 的能源与环境治理效率评估 . 28 4.1 经济系统的框架结构 . 28 4.2 基于网络 DEA 的能源与环境治理效率评估 . 29 4.3 实证研究 . 31 4.3.1 评价指标选取 . 31 4.3.2 数据获得及运算结果 . 32 4.3.3 结果分析 . 35 第 5 章 总结和展望 . 39 5.1 回顾与总结 . 39 5.2 不足与展望 . 39 参考文献 . 41 1 第 1 章 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 研究背景 改革开放以来,中国经济的发展举世瞩目。根据最新报告, 2009 年我国国 内生产总值达到 335
17、353 亿元,比上年增长 8.7%,位居世界第三大经济实体(国 家统计局, 2009)。 然而,随着经济的飞跃,出现了一系列的能源浪费和环境污染问题。一直以 来,我国各地区受到传统经济增长观念的影响,在以速度和数量为核心的标准下, 经济增长率成为衡量经济增长的主要指标,高经济增长率成为经济目标之一。然 而,这种以高增速为导向的经济发展背后,隐藏着诸多的能源源及环境问题。首 先是能源利用效益低下,体现在能源投入高和消耗量大,而效益产出相对较低; 其次是经济增长是通过环境污染加剧和生态严重破坏换来的,代价沉重;第三是 经济结构不是很合理,各区域及城乡差异较大。长期以来,粗放的经济增长模式 激化了经
18、济 发展与能源、环境之间的矛盾,且这种不协调会越来越严重,群众对 能源与环境污染问题反应强烈。因此,需重新审视经济增长的质量。 党的十六大提出了科学发展观,要求实施全面协调可持续发展。中共十六届 五中全会适时地提出了 “ 建设资源节约型、环境友好型社会 ” ,并把建设资源节 约型和环境友好型社会提升为国民经济与社会发展中长期规划的一项战略任务。 作为一个发展中国家,我国尽管在经济社会方面取得了长足的进步,但还是面临 着如何持续发展的问题。 中国面临的两个发展问题归纳如下: 一是能源资源可持续发展形势严峻。到 2009 年底,国内生产总值达到 335353 亿元,是 1978 年的 92 倍。与
19、此同时,中国的能源消费总量也由 1978 年的 57144 万吨标准煤增长到 2009 年的 31.0 亿吨标准煤,增加了近 5.4 倍。长期以来,由 于技术原因,经济的快速增长主要依靠的是对于不可再生能源的高投入和严重浪 费,这也是当前粗放型经济增长方式的弊端。经济的长期可持续发展受到不可再 生资源稀缺性的限制,而当前的追求的经济快速增长又持续拉动着对不可再生资 源的过度消费。 二是环境污染严重。一直以来,政策导向是以经济增长、国内生产总值增长 作为政绩考核的唯一指标,导致社会、环境没有同步协调发展。在发展经济的同 时忽视了环境保护,人们肆意排放污染物造成了环境超负荷,从而不利于我国未 2
20、来社会的可持续发展。 1.1.2 研究意义 能源是经济发展的动力,但能源的使用会造成一定的环境破坏,并成为环境 污染的主要原因之一,反过来影响经济的发展。面对着大量粗放使用的能源和急 剧恶化的环境,中国高速增长的经济态势保持压力非常大。社会是由经济发展、 能源使用、环境保护这三者组成的系统,这是一个相互关联且互为矛盾的系统。 如何才能协调三者之间的关系,使其综合平衡的发展,即在保持经济高速增长的 同时,又可以节约能源和环境保护,是学者们急需解决的问题。 经济、能源、环境的良性平衡发展决定着人类社会是否可以实现可持续发展, 关键是要一边发展经济,一边做好保护环境,使社会和谐的发展。发展状况的确
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