基于超效率DEA的石油化工企业生态效率评价研究

王艳秋，徐晓庆

（东北石油大学 经济管理学院，黑龙江 大庆 163318）

基于超效率DEA的石油化工企业生态效率评价研究

王艳秋，徐晓庆

（东北石油大学 经济管理学院，黑龙江 大庆 163318）

提出采用超效率DEA的方法研究石油化工企业生态效率，并验证了该方法的科学性和可行性。研究表明，超效率DEA可以对石油化工企业的经济效率与生态效率进行差异分析，能够对有效决策单元排序择优，并给出无效决策单元的改进方向，最终帮助企业从可持续发展的角度进行战略决策。

石油化工企业；生态效率；超效率DEA

引言

石油化工是我国重要的基础性产业，在国民经济中起到支柱性的作用。然而，由于其行业的特殊性，在石油开采、炼化、生产加工的过程中对环境造成了严重的污染，并且随着经济的发展资源与环境的矛盾愈发突出。因此，如何实现石油化工企业在经济快速发展的同时减少资源浪费、降低环境污染是十分必要的。

生态效率由Schaltegger和Stum首次提出，是一种相对的概念。学者随后对其定义进行了积极探索，其中WBCSD给出的定义是被广泛认可的，即通过提供具有价格优势的服务和商品，在满足人类高质量生活需求的同时，把整个生命周期中对环境影响降到至少与地球的估计承载力一致的水平上，核心思想是“环境影响最小化，产品价值最大化”[1]。我国学者对生态效率进行了深入研究。史丹[2]等运用有效前沿面的方法，研究了地区生态效率；张炳[3]等利用DEA方法对园区生态效率进行了分析。但已有研究主要集中在区域和园区上，而对具体的企业研究较少。在评价方法上，DEA能够消除量纲，得到认可。但传统的DEA方法存在一定的局限性，对已是有效的决策单元没有办法再评价。而超效率DEA可以很好的解决这一问题。鉴于此，本文采用超效率DEA方法以大庆市为例对石化企业生态效率进行评价，揭示生态效率的影响因素，明确企业行业地位，为企业可持续发展提供参考。

一、生态效率评价模型构建

（一）构建石油化工企业生态效率指标体系

构建指标体系应该能够全面的反应评价行业的整个生产过程，并且一方面要结合评价单元的生产技术能力，另一方面更应该结合生态效率的基本定义。借鉴诸大建[4]等学者成果，构建指标体系如表1所示。

表1 石化企业生态效率指标体系变量指标

其中，结合DEA模型将非期望产出废水、废渣排放量作为投入类指标进行处理，符合在产出一定情况下，投入的越少越好的情况，符合实际[5]。

（二）超效率DEA模型的构建

它是1978年美国著名运筹学家Charnes和Cooper首次提出的，强调的是一种“相对效率”，用于多投入多产出的决策单元评价。本文采用投入导向型的BCC模型。假设有n个决策单元DMU，每个决策单元具有m种投入变量和s种输出变量，令输入向量为Xi=（X1i，X2i，…，Xmi）T，输出向量为Yj=（Y1j，Y2j，…，Ymj）T，其中，Xi为DMUi对第i种输入的投入量，Yij为DMUs对第r种输出的产出量，（j=1，2，…，n；i∈1，2，…，m；T∈1，2，…，s）其投入导向型的BCC模型如（1）所示，超效率DEA的BCC模型如（2）所示。

其中，ε=10-8，si-，sr+分别代表投入剩余和产出不足的松弛变量，代表DMU的有效值，当si-=0、sr+=0、θ=1时，则称DMU为DEA有效。

二、实证分析

（一）数据来源

大庆市石油化学工业主要分为炼化、原材料加工、塑料加工以及精细制造等企业。大庆市12家石化类的企业2015年的数据，主要来源是相关统计年鉴、企业提供的内部资料整理所得。从已建立的指标体系中，结合实际整理的评价指标数据如表2、表3所示。

（二）数据处理

运用模型（1）对大庆市石化企业经济与生态效率进行评价，然后运用模型（2）对生态效率有效的单元再分析并排序。利用DEAP2.1和Lingo9.0软件计算，数据处理结果如表4、表5所示。

表2 大庆市石油化工企业经济效率评价指标

表3 大庆市石油化工企业生态效率评价指标

表4与表5表明，决策单元的经济效率和生态效率结果并不相同，环境因素直接影响评价值。废水、废渣非期望产出直接影响生态效率，而与经济规模无必然联系。

从综合有效性角度，企业1，5，6，7，9，11经济效率方面整体有效，但在生态效率评价时，有效性整体下降，只有企业1，6，7，9达到了生态效率有效。同时，企业4，8为生态效率有效，但经济效率中无效。企业4，8对废水、废渣排放量少。

纯技术效率，较接近企业实际，可进行具体的修正。企业1，5，6，7，8，9，11都达到了技术有效，但企业8综合效率无效；企业1，2，3，4，6，7，8，9，11均达到了生态纯技术有效，但整体有效的只有1，4，6，7，8，9。两种效率评价发生部分企业替换，这说明环境因素影响企业经济效率，非期望产出也受企业污染排放、资源能源利用的影响。

从规模效益变化角度，变动情况有不变、递减、递增三种情况，针对经济效率中企业1，5，6，7，9，11不变情况，可以继续保持原投入；企业2，3，4，5，6可增加投入变量；企业8应缩减投入。生态效率下根据规模变动，作出相应调整。

（三）生态效率非有效企业的改进

利用投影原理对无效单元进行改进，将非有效点投影到有效生产前沿面上。记（X'j0，Y'j0）是决策单元的j0的投影，θ*为DMUj0的效率值，（Xj0，Yj0）为投入、产出向量，S-、S+为投入、产出松弛变量。公式如下：X'j0=θ*Xj0-S-Y'j0=Yj0-S+

表4 大庆市12家石化企业经济效率评价结果

表5 大庆市12家石化企业的生态效率评价结果

通过改进发现，各个投入指标都发生大幅度的变动，但对于企业不宜巨大变动的人员与总资产指标，通过减少废水、废渣排放量是改进企业生态效率的有效方法。只有通过高效利用资源与能源，加大技术创新，控制非期望产出，才能够达到真正的可持续发展。

表7 未达到生态效率DEA整体有效企业改进的目标值

三、结论

通过对大庆市石化企业的生态效率评价得出：生态效率是企业可持续发展的策略依据，与企业规模和经营效率无必然联系；非期望产出处理能力才是影响企业生态效率的原因.超效率DEA模型不仅可以评价同类企业间生态效率和经济效率，还可对无效的决策单元提出具体的改进标准，对已经为有效的决策单元可以再次排序，方便对某一行业的优劣进行择优评价。对于石油化工企业的多投入、多产出的指标特性，超效率DEA方法是十分适用的。

[1]Stigson B.Eco-efficiency：Creating more value with less impact[M].Genevese：WBCSD，2000.

[2]史丹，吴利学，傅晓霞.中国能源效率地区差异及其成因研究——基于随机前沿生产函数的方差分解[J].管理世界，2008，（2）：35-43.

[3]张炳，毕军，黄和平，刘蓓蓓，袁婕.基于DEA的企业生态效率评价：以杭州湾精细化工园区企业为例[J].系统工程理论与实践，2008，（4）：145-160.

[4]诸大建，朱远.生态效率与循环经济[J].复旦学报：社会科学版，2005，（2）：60-66.

[5]孙源远.石化企业生态效率评价研究[D].大连：大连理工大学，2009，（4）：65-73.

[责任编辑 柯 黎]

F276.44

A

1673-291X（2017）20-0017-03

2017-03-24

国家社科基金项目“油气资源型城市生态工业园产业耦合共生网络稳定性及生态效率研究”（16bjy029）；大庆市哲学社会科学规划项目“大庆市石油化工企业生态效率研究”（dsgb2016049）

王艳秋（1977-），女，辽宁辽阳人，博士，副教授，从事能源经济、生态效率评价研究。