基于层次分析法的模糊综合评价模型在秸秆沼气工程绩效评价中的运用——以河南省为例

宋 静，邱 坤，罗 涛，程静思，吴 进

(1.成都工业职业技术学院，四川 成都 610213；2.农业部沼气科学研究所，四川 成都 610041 )



基于层次分析法的模糊综合评价模型在秸秆沼气工程绩效评价中的运用
——以河南省为例

宋 静1，邱 坤2，罗 涛2，程静思2，吴 进2

(1.成都工业职业技术学院，四川 成都 610213；2.农业部沼气科学研究所，四川 成都 610041 )

河南省作为农业大省，每年产生大量的农作物秸秆，利用沼气技术处理秸秆不仅能减少焚烧带来的环境污染和安全隐患,助力农业发展升级、推动农村经济增长，还能产生大量的清洁能源(沼气)和有机肥(沼肥)。但秸秆沼气工程的建设、运营等方面还面临诸多问题。文章以河南省安阳市4处秸秆沼气工程作为研究对象，采用层次分析模型结合模糊综合评价方法进行绩效定量评价。评价结果表明河南省安阳县秸秆沼气工程绩效评价总体较好，基本实现了社会、经济、生态一举三赢的可持续发展。

层次分析模型；模糊综合评价；秸秆沼气；绩效

秸秆焚烧不仅污染环境，而且对交通安全造成较大的影响。解决秸秆焚烧的一个重要途径是建立秸秆沼气工程，将其转化为清洁能源。河南省作为农业大省，每年产生约为7500万吨的作物秸秆，大力推广秸秆沼气工程对于秸秆资源化循环利用具有显著的综合效益。但部分学者指出我国秸秆沼气工程在原料收集、工程的运行管理等方面还存在诸多问题。笔者以河南省安阳市安阳县四处秸秆沼气工程为例，采用层次分析模型结合模糊综合评价方法，研究秸秆沼气工程中诸多因素对其绩效评价的影响，在定性分析的基础上，关注从评价维度集、评判集、权重系数、模糊关系矩阵、模糊评价矩阵等方面对秸秆沼气工程进行经济效果评价，既能克服定性分析的不足，又能保证评价结果的准确性、客观性，且能定量处理系统中的各种模糊或不确定因素，比单个指标更具可比性。分析的结果为我国秸秆沼气工程的建设提供决策参考。

1 绩效评价分析模型

1.1 工程基本情况

文章选取的4处秸秆沼气集中供气工程以秸秆为发酵原料，采用竖向推流工艺，分别为300～500户村民提供沼气，工程运行产生的沼肥则作为肥料出售或直接用于作物施肥。各工程具体情况详见表1。

表1 河南省四处秸秆沼气工程基本情况

1.2 绩效评价模型的建立

秸秆沼气工程作为一个系统，其绩效评价的影响因素众多，各因素又可进一步细分二级因素。本文依据层次分析法的原理，选取原料(秸秆)收集、原料(秸秆)生产、产品(沼气、沼肥)的使用作为一级指标，每个一级指标再选择3～4个二级指标，建立多层结构分析模型(见图1)。在研究过程中，以问卷调查、访谈等方式向该工程的相关专家进行调研，收集相关的数据，根据调研结果进行定量分析，从而克服层次分析法数据较少，定性成分多，结果不易信服等缺陷。

图1 河南省秸秆沼气工程绩效评价多层次结构分析模型

1.3 各级指标及对应权重的确定依据

1.3.1 各级指标的选取

调研主要从“各级指标”的选取、“指标权重”、“指标评价”的确立等3个方面入手。以秸秆沼气工程从生产到产品的使用全过程为一个周期，选取原料(秸秆)收集、原料(秸秆)生产、产品(沼气、沼肥)使用为并列的三个一级指标，进而初步确立20个影响因素(指标)(见表2)，依据调研结果从中选取二级指标。

通过对相关专家进行问卷调查，共发出问卷50份，收回问卷45份，其中有效问卷42份。笔者对有效问卷进行了归纳、整理、统计和研究，得到数据如下：

表2 河南省安阳市四处秸秆沼气工程重要影响指标统计表

1.3.1.1 原料(秸秆)收集阶段重要因素的确立

根据调研结果，由图2可知，选取政策因素、原料费用、运输费用、原料量作为原料(秸秆)收集阶段的重要指标。

图2 原料(秸秆)收集阶段重要影响因素统计图

1.3.1.2 原料(秸秆)生产阶段重要因素的确立

根据调研结果，由图3可知，选取预处理、产气量、环境影响、安全因素作为原料(秸秆)生产阶段的重要指标。

图3 原料(秸秆)生产阶段重要影响因素统计图

1.3.1.3 产品(沼气、沼肥)使用阶段重要因素的确立

根据调研结果，由图4可知，选取沼气利用率、沼肥利用率、政府补贴、社会效益作为产品(沼气、沼肥)使用阶段的重要指标。

图4 产品(沼气、沼肥)利用阶段重要影响因素统计图

1.3.2 各级指标的权重确立

根据河南省内秸秆沼气工程绩效评价多层次结构分析模型的各级指标，运用模糊评价矩阵进行判断，确立如下模糊评价矩阵：

一级指标评价模糊矩阵：

(1)

一级指标评级模糊矩阵确立的依据为，原料收集、原料生产、产品使用这三个一级指标，笔者认为其相互之间的重要性一致。

二级指标评价模糊矩阵的确立：依据问卷调查结果，选取的12项二级指标重要性，统计得分如表3。

表3 河南省安阳市四处秸秆沼气工程重要影响指标统计表

从而，确立二级指标评价模糊矩阵：

(2)

计算各级矩阵权重，得出：

(3)

计算得出：

(4)

(5)

(6)

1.3.3 各项指标评价

根据调研结果进行分析，笔者对秸秆沼气工程重要指标运行情况评价，参照表4。

表4 河南省安阳市秸秆沼气工程重要指标评价绩效评体系指标表

表示为矩阵Ri(i=1,2,3)如下：

(7)

(8)

(9)

1.3.4 河南省秸秆沼气工程绩效数据计算

选取Bi=Wi×Ri(i=1,2,3),Bi为二级模糊评价矩阵，计算结果如下：

(10)

(11)

(12)

(13)

其中，B为一级模糊评价矩阵。

(14)

2 结论

(1)通过计算结果分析，河南省秸秆沼气工程从原料收集、原料生产、产品使用三个方面进行绩效评价，22.49%的专家认为效果好，27.89%的专家认为效果良好，22.06%的专家认为效果一般，认为效果较差的仅占到19.88%和7.69%。

(2)调研结果表明，河南省安阳市安阳县秸秆沼气工程绩效评价总体较好，基本实现了社会、经济、生态一举三赢的可持续发展。究其根本原因一是由于秸秆沼气工程在消纳废弃秸秆、减少CO2排放的同时不仅为农户节省了生活开支，而且为工程业主创造了一定的经济效益，受到了广大农民群众的认可；二是当地各级政府高度重视农作物秸秆的综合利用，对于秸秆沼气工程的建设给予了一定的财政扶持政策。在坚持“谁投资、谁受益”的原则上，积极吸引社会、企业和个人等闲散资金投入沼气建设，形成“政府扶持、农户自筹、社会参与”的多元化投资机制；三是河南秸秆资源丰富，且交通便利，原料收集成本较低，有利于降低工程的运行成本。但是，调研中我们发现，个别秸秆沼气工程也存在运行效果较差的情况。主要由于工程的后续运行管理不到位；政策宣传与技能推广不到位；工程产生的附加产品综合利用不到位等。由此可见秸秆沼气工程的推广还存在很大的提升空间。

(3)层次分析法的缺陷在于只能对现有的数据和方案进行分析，不能为问题的解决提供新的方案。同时，在获取相关数据的过程中，鉴于数据量的局限性和主观因素的存在，也对其结果产生一定的影响。

3 结语

秸秆沼气工程在技术方面已经趋于成熟，价值优势凸显，而且在环保方面具有重要的优势。已建的秸秆沼气工程绩效评价效果良好，但是，在工程的建立和使用上还存在诸多问题。因此，我们应学习借鉴国外先进经验，并结合各地实际，因地制宜的探索具有中国特色的秸秆综合利用政策支撑体系、技术体系和产业体系，提高秸秆综合利用水平，实现秸秆资源的有效循环利用。

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Performance Assessment of Straw Biogas Projects Based on the Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation Model and AHP: Illustrated by the Example of Henan Province/

SONG Jing1,QIU Kun2,LUO Tao2,CHENG Jing-si2,WU Jin2/

(1.Chengdu Industrial Vocational Technical College,Chengdu 610213,China; 2.Biogas Institute of Ministry of Agriculture,Chengdu 610041,China)

As a large agricultural province,Henan produces huge amount of straw every year.Using biogas technology to treat crop straw can decrease environmental pollution and potential safety hazard of burning it,contribute to agricultural upgrading,promote rural economic growth,and produce a lot of clean energy(biogas) and organic fertilizer(biogas residue) at the same time.However,there still exist many problems in building and operation of straw biogas project.By adopting fuzzy comprehensive evaluation model and AHP(Analytric Hierarchy Process),this article conducted a research on the performance assessment of straw biogas fermentation for 4 projects in Anyang city of Henan province.Assessment results demonstrated that straw biogas projects in Anyang city of Henan Province performed well,basically realized the sustainable development of society,economy,and ecology.

AHP；fuzzy comprehensive evaluation；straw biogas；performance assessment

2016-03-14

项目来源：农业部发展计划司“2016年度农业生物质能源不同利用模式经济性分析研究”

宋 静(1982-)，男，四川成都人，讲师，主要从事应用数学研究工作，E-mail:27041584@qq.com

吴 进，E-mail: wujin@caas.cn

S216.4; X712

A

1000-1166(2016)03-0066-05