能源经济效率

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能源经济效率(energy economic efficiency)

目录

什么是能源经济效率[1]

  能源经济效率也称能源强度,是指产出单位经济量(或实物量、服务量)所消耗的能源量。能源强度越低,能源经济效率越高。能源经济效率指标通常用宏观经济领域的单位GDP能耗和微观经济领域的单位产品能耗来表示。

能源经济效率的计算[2]

  能源经济效率ee(energy economic efficiency)是经济效率Ee的组成部分,也可称为能源成本效率(energy cost efficiency)。经济效率等于要素利用效率和配置效率的乘积,如图1所示。
Image:能源要素配置效率计算示意图.jpg
E_e=\begin{vmatrix}\frac{OR}{OP}\end{vmatrix}\cdot \begin{vmatrix}\frac{OS}{OR}\end{vmatrix}=\begin{vmatrix}\frac{OS}{OP}\end{vmatrix}    (1)
  能源经济效率ee由线段OP在e轴上各投影部分计算得到,在没有松弛变量的情况下(即图1中等产量线YY'对应的隐函数x=f(e)的一阶导数f'(e)<0),
e_e=\begin{vmatrix}\frac{OE_2}{OE_0}\end{vmatrix}=\begin{vmatrix}\frac{OE_2}{OE_1}\end{vmatrix}\cdot \begin{vmatrix}\frac{OE_1}{OE_0}\end{vmatrix}=e_a\cdot e_u    (2)
  在计算能源经济效率之前,需要先求经济效率(前者是后者的一部分)。Färe等(Färe等,1985)提出了用DEA方法来求解经济效率,目标函数为总成本最小。对于任意一个评价单元O,在给定资本、劳动、原材料能源等要素价格向量PO(影子价格)的条件下,其潜在的最小投入成本可以通过下面的线性规划求得:
目录函数:\min P_0 \tilde{X}_o
约束条件:\begin{cases} \sum_{i=1}^N \lambda_i X_i\leq \tilde{X}_o \\ \sum_{i=1}^N \lambda_i Y_i \geq Y_o \\ \lambda_i \geq 0,i=1,\ldots,N\end{cases}    (3)
  其中,\tilde{X}_o表示各类要素的目标需求量(向量),即实现既定产出向量Yo时,满足要素总成本最低的各类要素需求量,Yo是产出向量。
经济效率  E_e=\frac{P_0\tilde{X}_o}{P_0X_o}=\frac{|OS|}{|OP|}=\frac{|OC|}{|OD|}    (4)
  式(2)可以通过点P作CC'的平行线推导出来。CC'为等成本线,点R'的生产成本为|OC|,而实际的生产成本为|OD|。在采用DEA计算经济效率时,已经不存在松弛变量问题了,不会造成这部分信息损失。在此基础上,提出能源经济效率的求解方法:
能源经济效率  e_e=\frac{P_e\tilde{E}}{P_eE}    (5)

  Pe表示能源价格(当只有一种能源投入时,P_e\in P;当有多种能源投入时,P_e\subset P\tilde{E}为目标能源需求量。ee就是目标能源成本与实际能源成本的比率。当能源投入只有一种时,e_e=\tilde{E}/E。显然,当经济效率为100%时,能源经济效率也为100%;反之则不一定成立。能源要素配置效率等于能源经济效率与能源要素利用效率的比值(前提是在计算要素利用效率时松弛变量为0)。

  除了采用非参数的DEA法以外,还可以通过建立生产函数成本函数,采用回归方法计算能源要素利用效率、配置效率和经济效率。能源宏观效率与能源经济效率的区别,同劳动生产率全要素生产率的区别类似(在不考虑居民生活用能的情况下),能源宏观效率是有偏的,能源经济效率是无偏的,二者不完全一致。另外,需要说明的是,DEA方法计算出来的效率是一个相对值概念,效率为1(且松弛变量为0)仅仅表示在所测评对象中是最佳的,但并不表示没有进一步改进的可能性。

  能源经济效率的概念或测度实际上是把节约能源与节约成本一致起来了。决策部门在制定能源效率政策时,通常以能源宏观效率或能源实物效率作为测度基准。但是,如果某项举措可以提高能源宏观效率或实物效率,但耗资较多,导致成本没有降低或利润没有提高,则很难激励能源使用者去采取这种举措。政府需要设定合理的激励机制(例如能源、环境税收制度),使得能源使用者在节能的同时也节约成本,实现激励相容,既提高了能源宏观效率,也改善了能源经济效率。

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参考文献

  1. 周伊明主编.电力行业节能减排技术问答.化学工业出版社,2010.01.
  2. 魏一鸣等著.中国能源报告(2010):能源效率研究.科学出版社,2010.
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