基于熵值法与TOPSIS法的河南省区域节能减排评价研究

王丽敏

（1.中原工学院 经济管理学院；2.中原工学院 系统与工业工程技术研究中心，郑州450007）

为加快建设中原经济区，《中原经济区建设纲要》中明确指出，河南省要坚持可持续发展战略，推进节能减排，构建资源节约型、环境友好型社会.多年来，河南省能源消耗强度和单位GDP污染物排放量均高于全国大部分地区，经济发展与能源约束、环境污染之间的矛盾日益严重.为解决资源和环境问题对河南经济社会发展的制约，需要进一步推进和加强节能减排工作.

目前，有关节能减排的研究多关注于企业或某一行业［1－5］，而针对区域性节能减排的研究则相对较少.储莎等采用变异系数方法对安徽省1999－2008年节能减排状况进行了评价研究［6］；王彦彭运用功效系数法对河南省2006－2009年节能减排的实现程度进行了评价与比较［7］；田立新等基于节能减排动态演化模型，结合情景分析法对长三角地区节能减排演化情景进行了分析［8］；李雄诒等对河南省能源、经济、环境协调发展的程度进行了实证研究［9］；刘跃军等对河南省经济发展与环境质量之间的关系进行了认真探讨［10］.本文根据我国《节能减排统计监测及考核实施方案和办法》有关规定以及国家“十二五”发展规划纲要中对节能减排工作的明确要求，构建了河南省区域节能减排评价指标体系，以河南省18个地市2010年有关数据为依据，运用熵值法对相关评价指标进行赋权，采用TOPSIS方法对河南省区域节能减排工作进行综合评价和研究.

1 TOPSIS模型介绍

TOPSIS是由Hwang C L和Yoon K S首先提出的一种借助问题的“理想解”和“负理想解”对评价对象进行排序的一种统计分析方法［11］.所谓理想解是一设想的最好解，它的各个指标值都达到各候选方案中最好的值；而负理想解是另一设想的最坏解，它的各指标值都达到各候选方案中最坏的值.TOPSIS法的基本思想是同时考虑备选方案与理想方案和最不理想方案之间的距离，优化方案应该离理想方案尽可能近，离最不理想方案尽可能远.

第一步，构造初始数据矩阵.

设有m个地市，n个评价指标，以xij表示第i个地市的第j个指标的评价值，则各地市的评价指标值组成初始矩阵X：

由于各指标的量纲不同，无法进行直接比较，所以必须对初始矩阵X进行标准化处理，得到标准化初始矩阵：

第二步，确定评价指标的权重ω＝｛ω1，ω2，…，ωn｝，构造加权标准化矩阵.

第三步，确定理想解V＋和负理想解V－.

其中J1为效益型指标集，J2为成本型指标集.

第四步，计算距离.各地市有关指标评价值与理想解V＋和负理想解V－的距离分别为：

第五步，确定相对接近度.各地市评价值与理想解的相对接近度为：

第六步，排序优选.Ci值越接近1，说明被评价方案越接近理想方案.因此，可按照Ci由大到小的顺序对各个地市节能减排效果进行排序优选.

2 河南省区域节能减排评价指标体系及实证分析

2.1 河南省区域节能减排评价指标体系

所谓节能减排绩效，是指在能源的节约与合理利用、排放量控制、污染物治理等方面所取得的效率与效果.为能够全面定量地反映河南省18个地市的节能减排状况，本文基于以下原则构建河南省区域节能减排指标体系.

（1）全面性原则.综合评价指标必须全面完整，本文选择正向指标和逆向指标，充分揭示节能减排的内在规律.

（2）代表性原则.评价指标应具有鉴别能力，用来区分不同地区节能减排效果.

（3）实际可操作性原则.在考虑到指标体系完整、科学的前提下，从实际出发，尽可能选择现行统计资料中容易获取的客观指标，保证操作简便可行.

本文参考国内外节能减排的研究成果，构建河南省区域节能减排评价指标体系（如表1所示），包括能源消耗、污染物排放和污染物治理与资源再利用3个项目层，以及GDP能耗、GDP电耗等18个具体指标.其中，能源消耗、污染物排放项目层指标属于成本型指标，污染物治理与资源再利用项目层属于效益型指标.

2.2 河南省区域节能减排评价指标权重确定

在信息论中，信息熵是系统无序程度的度量［12］.信息熵越大，信息的无序度越高，其信息的效用值越小.设第j项指标的信息熵ej的值为：，式中k是与m 有关的常数，k＝（lnm）－1，0≤e≤1.信息熵ej可用来度量各项指标的信息的效用值.当完全无序时，ei＝1，此时ej的信息（也就是对j项指标的数据）对综合评价的效用值为零.因此，某项指标的信息效用价值取决于该指标的信息熵ej与1的差值hj：hj＝1－ej.

本文运用熵值法分别计算河南省区域节能减排评价指标体系各指标的信息效用价值和权重.评价指标的价值系数越高，其对评价的重要性越大，其权重也相应越高.因此，各项指标的权重为：，其结果如表2所示.

2.3 实证分析结果

采用TOPSIS分析方法，根据2010年河南省节能减排有关数据，对河南省18个地市2010年节能减排效果进行分析和评价.本文所用数据均来自于河南省统计年鉴和河南省环境保护厅官方网站.具体分析计算过程从略.实证分析结果如表3所示.

根据评价结果，河南省18个地市大致可分为3类：第一类，节能减排优秀城市：济源市；第二类，节能减排先进城市：三门峡市、平顶山市、开封市；第三类，节能减排一般城市：鹤壁市、周口市、许昌市、濮阳市、商丘市、安阳市、洛阳市、漯河市、郑州市、驻马店市、南阳市、信阳市、新乡市、焦作市.2009年，洛阳、郑州两市荣获中国节能减排20佳城市；焦作市也是较早实现由矿业资源开发型城市向旅游城市转型的代表.在洛阳、郑州、焦作等节能减排先进城市的带领下，济源、三门峡、平顶山等工业城市在2010年纷纷加大工作力度，节能减排绩效成绩斐然，并一举超越了郑州、洛阳等城市，实现了节能减排工作的飞跃.

表1 河南省区域节能减排评价指标体系

表2 河南省区域节能减排评价指标体系各指标权重

例如，济源市进一步明确节能减排的指导思想和目标任务，以大幅提高能源利用效率为核心，以转变经济增长方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，以提高终端用能效率为重点，强力推进重点行业节能减排.通过加强科技创新，加大技术改造力度，淘汰落后产能，大力发展循环经济，在节能减排、清洁生产、资源综合利用、保护环境等方面工作成效显著.2010年济源市金马焦化有限公司、河南联创化工有限公司等3家企业获批成为河南省节能减排科技创新示范企业，有力带动了相关行业的节能减排工作，取得了良好的示范效应.同时，济源市在全社会树立“生态至上，环保优先”的理念，把生态文明纳入到现代化建设的全过程，提高全社会保护环境的积极性和自觉性，实现环保工作从末端治理向全过程控制、从事后处理向提前预防、从被动治理向主动治理转变.

表3 2010年河南省18个地市节能减排综合评价结果

三门峡市作为典型的资源型城市，黄金、铝、煤是其三大优势矿产资源.丰富的矿产资源在给三门峡工业经济带来先天优势的同时，也带来了经济发展的环境压力.2009年，三门峡市万元GDP能耗为1.53吨标准煤，是经济发达地区的2.4倍.为此，三门峡市一方面按照国家淘汰落后产能的总体要求和部署，坚决落实“上大压小”政策，关停了一大批落后产能企业，将一批能耗快速增长的重点企业纳入预警调控名单；另一方面，三门峡市积极推进工业结构调整，促使能源、煤化工、铝工业、黄金生产及加工、林果生产及加工五大支柱产业产品由初级加工产品向中高端产品发展，以产业升级促节能减排.与此同时，三门峡市把加快服务业发展作为调整产业增长结构、促进经济发展方式转变的重要手段，制定了一系列鼓励和支持发展的政策措施，大力发展三产服务业，打造绿色“GDP”，有效减轻了节能减排的压力.

3 结论和建议

本文参考国内外节能减排的有关研究成果，构建了河南省节能减排评价指标体系，运用TOPSIS方法对2010年河南省18个地市节能减排工作进行综合评价.为避免人为确定权重的主观性，在评价过程中采用熵值法确定区域节能减排评价指标的权重系数.所得评价结果客观准确，科学反映了2010年河南省各地市的节能减排成绩.在洛阳、郑州等节能减排先进城市的带领下，河南省节能减排工作取得了良好的成效，济源、三门峡、平顶山等传统资源型工业城市成绩尤为显著.

为促进河南省节能减排工作，根据河南省经济发展客观实际，应继续做好如下工作：

第一，当前河南省正处于工业化发展的中期阶段，重工业比重大是河南经济发展的主要特点.2010年，河南省重工业增加值占全部工业增加值的比重高达70%，六大高耗能行业占工业能耗总量的79.6%.为此，河南省各地市要加大调整产业结构，优先发展低投入、高产出、低污染的现代服务业与高新技术产业，探索发展低碳经济，加强资源节约和管理，建立节约环保型的消费结构.

第二，发展循环经济是实现节能减排目标的重要途径.为了减轻经济增长对资源供给的压力，从根本上减轻环境污染，必须大力发展循环经济.为此，经济发展必须彻底摒弃高消耗、低利用、高污染的粗放经济模式，改为采用低消耗、低污染、高利用率的循环经济模式，大力发展资源再生产业，坚持走新型工业化道路，加快经济增长方式的转变.

第三，提高节能减排成效，提高资源利用率，最有效的手段是依靠科技创新改进生产设备及生产工艺流程，推进高耗能、高污染行业和企业的技术改造.河南省应充分发挥节能减排科技创新示范企业的带动作用，加大和引导社会资金研发一批重点行业共性、关键节能减排技术，加大节能减排科技自主创新力度，推动节能减排关键技术的研发与产业化.

第四，强化节能减排的法规制定及政策倾斜.目前河南省有关节能减排的法规并不多，且多为综合性的，应制定专门的法规并加以规范.同时在已有政策基础上，建立高效节能产品的财政补贴机制，充分发挥财政补贴资金对节能减排的引导作用.别外，对于重点排污行业中通过技术创新超额完成减排目标的企业，可以提供特别的税收优惠或价格优惠，以促进减排.

［1］杨华峰，姜维军.企业节能减排效果综合评价指标体系研究［J］.工业技术经济，2008（10）：55.

［2］王传瑜，张亚敏，冯锡荣，等.港口企业节能减排评价指标体系设计［J］.水运工程，2010（11）：63.

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［5］张雷，徐静珍.水泥行业节能减排综合测评指标体系的构建［J］.河北理工大学学报（自然科学版），2010（2）：105.

［6］储莎，陈来.基于变异系数法的安徽省节能减排评价研究［J］.中国人口·资源与环境，2011，21（3）：512－516.

［7］王彦彭.河南省节能减排综合评价研究［J］.郑州轻工业学院学报（社会科学版），2011，12（5）：101－108.

［8］田立新，刘雅婷.长三角地区节能减排演化情景分析及预测［J］.管理学报，2012，9（4）：611－614.

［9］李雄诒，薛静敏.河南省能源－经济－环境系统协调发展实证研究［J］.中原工学院学报，2012，23（5）：23－27.

［10］刘跃军，李素莹.经济发展与环境质量关系实证研究——以河南省18个省辖市为例［J］.中原工学院学报，2012，23（5）：28－32.

［11］Hwang C L，Yoon K.Multiple Attribute Decision Making Methods and Applications［J］.International Journal of Production Research，1981，8（24）：124－130.

［12］Yoshiaki Y.Wave Front－flatness evaluation by wave Front－correlation－information－entropy Method and Its Application for A－daptive Confocal Microscope［J］.Optics Communications，2004，232（6）：91－97.