考虑减排潜力的中国省域碳排放权分配研究——基于改进的ZSG-DEA模型

在2030年中国实现碳达峰的目标背景下,本文针对碳排放权合理分配的问题,采用改进的ZSG-DEA模型考虑各省(区、市)的减排潜力,探寻兼顾公平和效率的碳排放权省域分配方案。研究结果表明:(1)我国各区域减排潜力各不相同,东部地区减排潜力较大,西部地区减排潜力组内差距较大,且低减排潜力组有50%集中在西部地区,中部地区整体减排潜力不足,东北地区集中于中、低减排潜力组;(2)改进的ZSG-DEA模型计算出减排系数更加合理,缩减了减排压力差距,能通过缩小省(区、市)之间的不公平程度来降低政策实施难度;(3)综合减排潜力和减排系数两个方面发现,仍有部分省(区、市)如河南等处于低潜力高减排的状态,面临凭借自身条件难以有效降碳的困境,也有部分地区在碳减排方面“仍有余力”。基于上述结论,本文提出以下建议:各区域应发挥自身优势助力碳减排,在安排省(区、市)碳排放额度时要注重不同省(区、市)的减排潜力,同时加强减排责任意识,推动区域之间的合作。

基于改进ZSG-DEA的中国省级风光电力消纳配额分配

科学合理的风光电力消纳配额分配是中国可再生能源配额制成功实施的关键。本文旨在提出一种兼顾公平和效率的风光电力消纳配额分配方案,以期促进风光发电产业发展和区域经济均衡发展。首先,测算中国在2025年非化石能源占比约束下的风光电力消纳总量;其次,构建基于改进零和数据包络分析(Zero Sum Gain Data Envelopment Analysis,ZSG-DEA)的风光电力配额分配模型,实现省级风光电力消纳配额的分配;最后,采用基尼系数评估分配方案的公平性。研究结果表明,(1)中国2025年需要消纳风光电力16473−16759亿千瓦时,才能完成非化石能源占比20%的目标;(2)在兼顾公平和效率的分配原则下,东南沿海地区需要消纳更多的风光电力;(3)分配实现DEA有效,且基尼系数为0.2312,达到比较公平的水平。本研究为中国政策制定者科学合理设置非水可再生能源电力消纳责任权重提供参考依据,为成功实施可再生能源配额制提供保障。

基于ZSG-DEA模型的产业部门碳排放分摊分析

本文以产业部门为研究对象,以"至2015年全国碳排放强度较2010年下降17%"为碳减排目标对中国产业层面碳排放总量进行分摊,以明确各个产业部门的碳排放责任。基于分配效率的视角,以"非期望产出作投入法"为指导,将各部门碳排放量作为投入变量,能源消耗量、城镇单位就业人员数和总产出作为产出变量,构建了投入导向型的碳排放零和收益DEA分摊模型,并通过预测2015年的数据比较了中国15个产业部门碳排放的BCC效率和ZSG-DEA效率,得到了达到DEA有效边界的分配方案,发现电力/热力/燃气及水生产和供应业、炼焦及石油加工业、采矿业、木材加工及造纸印刷业、食品制造及烟草加工业依次承担着较大的碳排放责任,其余10个产业部门也是未来发展低碳技术的重要部门。

基于ZSG-DEA模型的中国六大行业碳减排分配效率研究

中国政府承诺在2030年左右达到碳排放峰值,但如何合理分配碳减排任务一直是个难题。当前国家和试点城市的碳排放核查主要从行业层面开展。论文基于国家整体碳减排目标,利用ZSG-DEA模型和情景分析方法,预测分析了2020年中国六大行业碳排放分配效率。初次迭代后,建筑业的DEA为1,达到了有效分配;但工业的效率值只有0.319,分配效率严重偏低。应用ZSG-DEA模型,对六大行业的碳排放配额进行了重新分配,最终达到了ZSG-DEA的统一有效边界,平均效率值由0.674提高到了0.997。研究结果可为中国行业碳减排政策的调整提供参考。

基于多维产出ZSG-DEA模型的中国水资源污染综合分配效率测算

利用考虑多维产出的零和收益-数据包络分析(ZSG-DEA)模型测算2000—2017年中国大陆31个省级行政区(以下简称省)在水资源污染排放总量固定下的污染综合分配效率及生产、生活与生态3个维度的产出效率,并基于效率最大化原则对2017年各省污染排放额度进行调整。结果表明:31个省污染综合分配效率的平均值由2000年的0.322上升至2017年的0.364,生产维度产出效率是拉动污染综合分配效率提升的主要动力;2000—2017年31个省污染综合分配效率的平均值为0.341,生态产出过量与生活维度产出不足导致污染综合分配效率处于较低水平;污染综合分配效率、生态维度产出效率与生活维度产出效率受经济发展水平影响较小,而生产维度产出效率受经济发展水平影响较大;污染综合分配效率分布由大到小为东部、西部、中部,生产维度产出效率分布由大到小为东部、中部、西部,生态维度产出效率分布由大到小为西部、中部、东部,生活维度产出效率分布由大到小为西部、东部、中部;各省污染排放调整额度与污染综合分配效率呈正相关关系,北京、天津、上海、浙江、青海与西藏等20个效率较高的省可增加污染排放额度,河北、安徽、河南、江西与湖北等11个效率较低的省需降低污染排放额度。

公平与效率双准则下我国区域碳排放权分配研究——基于改进的ZSG-DEA模型

为应对全球气候变化,中国提出到2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”,碳减排是实现“双碳目标”的重要手段,而科学合理地分配碳排放权是推进碳减排的基础。综合考虑区域碳排放历史责任、减排潜力,重构碳排放权分配比例系数,并以ZSG-DEA模型为基础,构建考虑区域合作关系的碳排放权分配模型。研究结果表明:全国层面,共有7%的碳排放量需要参与重分配;区域层面,东部地区未来整体减排压力较大,中部地区减排压力适中,而西部地区碳排放权配额较为充足;省份层面,能源效率高、减排责任和减排潜力较小的省份最终碳排放权配额较多。

基于ZSG-DEA模型的上海六大行业碳排放权分配效率研究

以ZSG-DEA模型为手段，设置了六种不同情景，对2020年上海市六大行业的碳减排目标进行分解和优化。结果显示，建筑业，交通运输、仓储和邮政业以及批发、零售业和住宿、餐饮业拥有比剩余三个行业更大的减排潜力，分别达到了-70．69％、-77．62％和-65．97％，在初始分配时应当承受更大的减排压力。

基于ZSG-DEA模型下的中国碳市场初始配额研究及区域政策分析

基于对碳排放总量控制下省域间碳排放配额进行科学分配及区域政策分析的目的,利用我国各省市2003—2013年的相关数据,分别以二氧化碳排放量、人口、GDP及能源消耗量作为投入和产出变量,以总量固定为约束寻求最优综合效率的分配模型ZSG-DEA(零和博弈DEA)作为分配方法对全国各省份进行了碳排放权的初始分配,运算结果使得每个省市的分配额都处于效率最优的状态。将此分配结果结合我国现行七个碳交易试点的实际运行情况进行分析,得出结论:科学的初始配额分配方案和监管层面的严格把控会有利于整个碳市场的后续运行,并结合该结论针对我国即将成立的全国统一碳市场提出了相关政策建议。

考虑各决策单元要素承载力上限的ZSG-DEA模型研究——以上海市2035年建设用地指标总量分配为例

虽然经典ZSG-DEA模型由于考虑了各决策单元(DMU)间的零和竞争机制因而已在碳排放权与污染物排放权总量分配策略的研究中得到了广泛运用,但该模型在被运用于建设用地指标总量分配策略的研究时,由于并未考虑到被视为DMU的各研究子区域中存在的建设用地承载力上限,因而表现不佳.由此,首先改进了经典ZSG-DEA模型,提出了考虑各DMU要素承载力上限的ZSG-DEA模型.然后运用该模型对上海市2035年建设用地指标进行总量分配,通过优化现行的分配策略,得出了使上海市各区2035年的建设用地利用效率均达到DEA有效的总量分配策略.该模型的提出与运用是对DEA模型应用范围拓展的一次尝试,在效率原则下运用该模型得到的建设用地指标总量分配策略有利于促进建设用地的精细化管理,促使对建设用地的管理方式从“增量控制”向“总量控制”及“减量化管理”转变,同时也为建设用地指标总量分配策略的研究提供全新框架.

我国“十二·五”时期省级碳强度约束指标的效率分配——基于ZSG环境生产技术的研究

我国政府已明确"截止2015年末,我国单位国内生产总值二氧化碳排放(碳强度)要比2010年下降17%"的减排目标,而目前学术界缺乏将国家制定的碳强度约束指标进行省级分解的系统考量。因此,制定科学的碳强度约束指标分配体系是亟须解决的现实问题。本文提出基于"零和收益"思想的环境生产技术(ZSG环境生产技术)的碳排放分配模型,将"十二·五"时期省级碳强度约束指标进行效率分配。研究结果表明,使用ZSG环境生产技术模型对碳排放进行效率分配后,各省区的投入—产出指标同时处于ZSG前沿面上,实现经济指标、能源指标和环境指标的整体帕累托最优;"十二·五"时期各省区的碳强度约束指标大相径庭,部分省区未来需要下降的幅度超过17%的国家平均标准,面临形势较为严峻的低碳转型之路。

基于环境ZSG-DEA的我国省区节能指标分配

能源消费总量控制作为我国节能减排方案从强度指标向总量指标转换的必经环节,国家发改委和相关部门给予了高度重视。如何实现能源消费总量既定下省区配额分配,是亟待解决的问题。零和博弈ZSG-DEA作为一种有效解决总量约束条件下综合效率最优的方法,结合环境DEA特点,将其应用到能源消费总量控制领域,具有现实意义。本文综合考虑了非期望产出弱可处置性条件与能源消费总量约束条件,构建了环境ZSG-DEA模型,并将其应用于"十二五"节能指标分配研究中,结果表明:经过ZSG-DEA分配后,各省区DEA效率值普遍位于前沿面上,达到整体效率的帕累托最优,并实现了严格规制成本的显著降低。

“双控”和“双碳”目标下中国省域能源消费指标分配

在能源消耗“双控”向碳排放“双控”转变的背景下,基于2016—2020年省级面板数据,应用非期望产出的动态ZSG-SBM模型,在能源消耗总量既定的条件下调整分配了各省份能源消费量,分析了调整前后能源消耗强度的变化情况,进一步基于2030年中国省级GDP总量、能源消费量、二氧化碳和污染物排放量的预测数据,应用加入了公平指数的ZSG-SBM模型,优化了2030年中国各省份能源消费、二氧化碳、污染物排放配额。研究发现,在能源效率趋向前沿面的情况下,西部地区新疆、内蒙古、宁夏、甘肃等9个省份减少了能源消费配额,东部地区山东、广东、江苏、浙江等8个省份增加了配额,调整配额后,全国各省份能源配置效率得到明显改善,能源消费强度显著下降;而在效率优先兼顾公平的情景下,东部地区各省份能源消费配额减少,中部和西部地区各省份能源消费指标配额增加,碳排放量和污染物排放量恰恰相反,从而西部地区获得更多能源消费量指标配额,更少碳排放和污染物指标配额,西部地区面临更大的减排压力。

“双碳”目标下省级电力部门碳排放权两阶段分配模型

电力部门是我国碳排放量最高的部门,明晰省级电力部门碳排放权是控制碳排放总量的关键环节。在“双碳”目标约束下,文章构建我国省级电力部门碳排放权两阶段分配模型。第一阶段,以2030年电力部门碳达峰总量控制为目标,以公平、效率、可行性以及可持续发展为基本原则,构建基于CRITIC-TOPSIS方法的省级电力部门碳排放权初始配置模型,确定初始分配方案;第二阶段,以提升碳减排效率为指引,基于零和收益-数据包络分析模型(ZSG-DEA)对第一阶段得到的初始碳配额进行优化,获得处于效率前沿的改进分配方案。研究结果发现,各地区实现电力碳达峰的碳强度减排压力和碳总量减排压力高度趋同;不同地区之间的碳减排压力存在明显差异,中部和东部地区电力部门的整体减排压力相对西部地区较大。

基于Context-dependent嵌入的省级碳排放权分层分配策略研究

考虑省际资源禀赋差异,在ZSG-DEA模型中嵌入Context-dependent,以分层的方式构建渐进式改进资源分配模型,对2030年全国30个省份碳排放权进行分配。结果表明:效率值方面,全国总体效率较好,呈现出东西中地区依次降低的状态,各省份间效率值差距较大,传统能源大省(区)碳排放效率低下;碳排放权调整方面,陕西、山西、内蒙古3个效率值较低的省份需要做出较大的缩减量,而山东、广东等处于第一层有效前沿面的省份获得了相较之前更多的碳排放量;模型对比方面,在保证2030年碳排放目标基础上,C-ZSG-DEA模型在效率值的改进上和碳排放调整上都比其他模型要小,符合渐进式改进的理念。

效率目标下省域旅游业碳排放配额预测研究

中国实现CO_(2)排放达峰目标离不开对碳排放峰值进行区域分解。为了在碳达峰目标下建立起公平、合理、可操作的旅游业碳配额分解手段,首先提出了2030年我国旅游业碳排放峰值省级分解的初步方案,并采用DEA-BCC模型对其效率值进行评价,再利用ZSG-DEA模型计算出最优分解方案。研究结果表明:在初步分解方案中,除了黑龙江和宁夏两个省区效率值达到了DEA有效之外,其他多数省区的效率值较低;依据ZSG-DEA模型的优化分解结果,广东和青海分别获得了最多和最少的旅游业碳排放配额;在优化调整后,在空间上省域旅游业碳排放配额基本表现出由西向东递增的态势;贵州、山西、陕西等地的碳减排存在较大压力;不同省份应根据自身获得的旅游业碳配额及碳减排压力采用不同的低碳旅游发展策略。

“十一五”省级能源强度约束指标效率分配研究

截至"十一五"期末,我国各省区基本完成能源强度下降20%的政府分配目标,而实际上,各省区能源强度的下降幅度实际对应的技术效率相差甚远。本文在提出基于"零和收益"思想的环境生产技术(ZSG环境生产技术)的基础上,采用非径向分配方式将"十一五"期间各省区的能源强度约束指标按照整体效率最大化思路进行分配,并与能源强度的实际下降幅度进行比较。实证分析表明:对能源强度约束指标的分配结果,各省同时处于全部省区的共同ZSG-DEA前沿面上,可以实现各省能源节约与经济发展、环境保护的整体帕累托最优;中央政府提出的省级行政分配机制更注重的是"公平"导向,而本文提出的ZSG环境生产技术分配机制更强调的是"效率"导向;"十一五"期间各省区能源强度实际下降幅度对应的技术效率不同,部分传统的高能耗省区降幅尚未达到"理想水平",将在"十二五"时期应对形势更为严峻的节能减排工作,尽管实现能源强度约束指标的路径各不相同。

中国“十三五”时期省际碳减排目标的效率分配

首先,将"零和收益"的博弈思想引入到SBM模型中,构建了基于零和收益的碳减排SBM效率分配模型(ZSG-SBM)。然后,基于"十三五"规划中我国整体碳强度降低18%的减排约束,从经济增速和能源消费结构2个维度设置了"十三五"期间我国经济系统的4种发展情景,应用上述ZSG-SBM模型对碳减排目标进行了省际层面的效率分配。并通过对比各省经济发展现状和碳减排目标的分配结果,分析了各省的低碳经济发展路径。结果表明:采用ZSG-SBM模型对碳排放量进行效率分配后,30个省份的投入、产出指标实现了有效配置,碳排放效率到达效率前沿。政府基于"公平"导向的行政分配方案会造成一定程度的效率损失,基于ZSG-SBM模型的效率分配方案更符合低碳经济的长远发展要求。在碳强度约束的基础上,能源强度的再约束将迫使各省优化能源消费结构,从而提升我国整体碳排放效率。"十三五"时期,我国有16个省份的碳减排目标分配结果大于18%的平均标准,各省应根据自身资源禀赋、经济水平、产业结构和能源消费结构的现状选择差异的低碳经济发展道路。

中国电力行业碳排放的责任分摊

作为碳排放的重点领域,电力行业已经被确定为我国碳排放交易市场第一阶段的参与主体,显然,电力行业碳排放责任分摊已经成为当前需解决的首要问题。基于共担责任分摊原则给出电力生产端和消费端分别应分摊的碳指标核算公式,以2011年我国六大区域间交换电量数据为基础给出了各区域电力行业碳排放责任分摊方案,并利用SE-DEA模型从投入产出效率的角度对该方案的有效性进行评判;鉴于碳排放总量不变的前提,进一步运用ZSG-DEA模型对碳排放责任分摊方案做进一步优化。研究结果表明:经过ZSG-DEA分配后,各区域的效率值均位于DEA前沿面,实现了整体效率的帕累托最优。

省级地方政府债务限额分配——基于效率最优视角

目前国务院要求地方政府对债务实行相应的规模控制和限额管理,因此寻找一种有效的债务限额分配方案已是当务之急。文章首先利用零和收益DEA模型(ZSG-DEA)对各省级地方政府债务的效率进行了测评,结果表明:2013年仅有11个省区达到DEA有效,说明我国大部分省区的政府债务使用效率偏低,需要对地方政府债务限额进行再分配。然后,在分配总量既定的条件下,基于效率最优原则对地方政府债务限额进行了再分配,得出了达到统一DEA有效边界的分配方案。最后,在前述分配方案与投入产出变量预测的基础上,进一步研究得到了2017年、2018年各省级地方政府的债务限额分配额。

弱关联性约束下中国试点省市碳排放权分配效率研究

以中国碳排放权交易试点省市为研究对象,针对碳排放权分配中"预留量"问题,提出试点省市之间"弱关联性"的定义,并建立了WD ZSG-DEA模型,评价分析了2013年中国碳排放权交易元年的碳排放权分配效率,探寻了中国碳排放权公平合理分配路径。结果显示:2013年我国七大试点省市碳排放权分配效率较高,北京、重庆、广东、深圳为第一层次,上海、湖北次之;基于"弱关联性"的WDZSG-DEA模型与传统ZSG-DEA具有相同的效率调整结果,且迭代次数较少;考虑"弱关联性"的中国碳排放权交易试点省市的均衡调整量额度可以表现碳交易市场按时履约的困难程度。最后,按照WDZSG-DEA迭代结果,得出我国试点省市碳排放权分配结果及调整路径。