基于零和DEA模型的中国省级碳减排分配效率研究

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1、基于零和DEA模型的中国省级碳减排分配效率研究口曾诗鸿徐妍(北京工业大学经济与管理学院，北京100124)[摘要]按照我国2010年全国30个省市的情况，对2020年的投入产出变量进行预测。通过原始DEA模型和ZSG—DEA(零和收益DEA)模型对我国30个省市的碳排放量和非化石能源消耗量进行再分配，并且通过五次迭代计算，最终得到全部省市统一达到DEA有效的分配方案。[关键词]碳配额；碳排放；非化石能源；零和收益DEA[中图分类号]F205[文献标识码]A[文章编号]1003—1154(2014)05—0063—03我国

2、政府承诺2020qi单位GDP二氧化碳排放量比2005年下降40％一45％，非化石能源占一次能源消费比例达到15％，通过控制排放总量，达到减排的效果。而如何将总量目标公平、公正、合理的分解到我国各省市，是问题的关键。由于我国各省的经济发展、能源结构以及二氧化碳排放量等有很大的差异，因此排放量的分配不能简单处理，而要综合各种因素进行分配，从而达到分配的有效性。一、文献综述效率性的研究大都基于各种投入产出效率模型，主要用于相同类型决策单元之间多项投入和产出的效率评价，因此普遍使用DEA模型。相对于传统的DEA模型，假设产出为

3、期望产出(即产出越大说明决策单元越有效)，碳排放量属于非期望产出，即意味着产出越小，决策单元越有效，非期望产出下的DEA模型现在被普遍用于环境效率分析。Zofio和Prieto_lo以二氧化碳排放量作为非期望产出，R,rOECD国家的环境效率进行了评价；Lozano和GutimTez_2o将二氧化碳与能源消费作为非期望产出，利用DEA模型的距离函数方法研究了GDP、二氧化碳与能源消费的关系。Lins和Gomes_3o提出了零和收益DEA模型(ZSG—DEA)，该模型可以根据决策单元的DEA效率值对非期望产出的分配方案进行

4、调整。林坦和宁俊飞_4o使用ZSG—DEA模型对欧盟国家2009qi的碳排放权的分配结果进行了评价。孙作人等’5o利用ZSG—DEA，考虑了非期望产出的弱可处置性条件和能源消费总量约束条件，将其用于“十二五”节能指标的分配研究。基于上述研究，本文利用零和DEA模型研究我国到2020年的预期碳排放量的分配效率，并根据相关参数探讨在总量既定条件下的碳排放权分配如何有效的问题。二、模型分析为了在分配过程中反映出每个地区的人口和经济的特征，适用于中国碳配额的分配，本文用于优化过的ZSG—DEA的产出变量是GDP和人口(POP)，

5、以及能源耗费，并且以20lO年为基准；投入变量使用二氧化碳排放量，以及非化石能源的消耗量(NF)。以上两种投入都具有固定的总量，并且需要在各省之间进行重新分配。据此，中国特色的ZSG—DEA模型如下：Ezs。=minw0+1i~0t与GDPs．t．∑入∥T≥ykJ-J艺入#P≥嚣P[基金项目]国家社科基金项目(11&ZDl40)；国家自然科学基金项目(71473010／G0302)2014年第5期囵9Av”≥v”_J。J。J黔2㈣嚣c02，=』d{轰≠kJ蓦秽(1+掣)≤以，’。∑x-Ⅲ+Ⅲ=1．Ⅲ．Ⅲ>UA，≥0，J=

6、1⋯．n其中9“和9”分别表示C0，排放配额分配和非化石燃料消费的效率。而。c02和。”分别是上述二者效率的权重，这两者效率都是相当重要的，二者的权重设定为1／2．三、数据来源与处理本文从效率的角度分析中国各省间碳排放配额的分摊模式，首先要明确各省之间的分摊数额，然后进行效率的计算与分析。本文以2020qi全国碳排放强度l；L20lO年下降17％，作为分摊的总体目标，“十二五”的碳排放强度下降目标是17％，延续这种减排目标，将17％作为减排比例。明确了分摊的总体目标之后，就从最佳分配效率的角度模拟出2020年各省市的碳排

7、放权配额。以2010年为基准年，在此基础上估计到2020qi我国的碳排放总量，然后进行最佳效率的各省市分配。各省市的实际碳排放量的计算是根据《中国能源统计年鉴2011年》’6o中各省市能源平衡表中的各种能源的消费量，以及《省级温室气体清单编制指南》’7o中关于如何计算碳排放量的方法进行计算。具体计算公式如下：X，=∑[生产量+进口量一出口量±库存量增减±其他(主要是海外加油)]PC=∑限×(A。q)i-O。)xX一12』其中，x。代表第i个省市内总的能源消耗量，其他模型参数可以从文献获得’8J。由于CO。的分子量为44，

8、其中碳的分子量为12，因此可以根据此比率将上面计算出来的各省总碳排放量转换成CO。排放量。在进行能量转化中，使用的转换系数为每吨标准煤的发热量茭J29307．6兆焦耳。非化石能源消耗量的计算是基于中国电力企业联合会发布的《中国电力行业年度发展报告2011年》’9J。根据国家标准GB一2008-l0。中给出的折算标准煤