基于FISM的既有公共建筑节能改造项目风险层次结构及传导路径研究

陈立文， 李雪静， 王 臻

(1.河北工业大学 经济管理学院，天津 300401；2.中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 410083)

目前，我国既有建筑体量大、能耗高，尤其是既有公共建筑，能耗更为显著。据建筑节能协会2019年公布的统计数据显示，我国建筑总能耗已经达到了能源消费总体的21.11%，其中公共能耗占建筑总能耗的38%，占比最高[1,2]。为了改善这一现状，实现建筑业的可持续发展，我国中央和地方政府陆续出台和实施了一系列政策方案。2019年，国家发展改革委发布的《绿色生活创建行动总体方案》指出，由住房与城乡建设部负责牵头因地制宜地推动既有公共建筑节能改造，到2022年需取得显著成效，并特别强调应积极采用合同能源管理模式。同时，研究表明以既有公共建筑为改造对象，能够充分发挥节能潜力，实现良好的节能预期效果[3～5]，诸如上海、深圳等一些城市的地方政府已率先对中心城区提出了整体大规模的改造方案，我国进入了以公共建筑节能改造为代表的全力发展期。

合同能源管理(Energy Performance Contracting，EPC)是一种依托于节能服务公司(Energy Service Company，ESCO)，以市场化的手段对节能改造项目进行管理和运营的模式，目前已成为用能单位实施建筑节能改造的主要方式之一[6]。该模式解决了用能单位主动实施节能改造所面临的两大难点——资金与技术，大大提高其实行节能改造的意愿。然而，由于既有公共建筑节能改造项目涉及的风险因素众多，这些错综复杂的风险相互作用，大大增加节能服务公司风险管理的难度，严重制约了EPC模式在我国的推广。本文利用模糊解释结构模型对EPC模式下既有公共建筑节能改造项目的风险作用关系进行探究，将项目复杂的风险逻辑关系可视化、结构化，一定程度上为更有针对性地防控既有公共建筑节能改造项目风险提供参考，同时有利于加快合同能源管理模式推广，促进节能服务产业良好发展。

1 文献综述

目前，关于EPC模式下实施节能改造项目风险研究成果已较为丰富。国内外学者关于项目风险识别进行了大量研究。Berghorn等[7]在相关文献梳理及项目文件审查的基础上，通过与19位经验丰富的有关专家探讨，构建出EPC模式下建筑节能改造项目的风险框架体系。Wang等[8]在其研究中将EPC模式下节能改造项目面临的风险归为外部环境风险、管理和运营风险、财务和市场风险、技术风险和客户风险五大类风险因素。Ma等[9]认为项目成功与否的关键在于政策法规、客户资源和期望、改造技术、建筑特定信息、人为因素以及其他不确定性因素。Xu等[10]以酒店建筑节能改造为研究对象，得到项目成功的关键因素为项目管理、项目融资、战略规划、客户认知、合同管理以及外部环境。刘魁星等[11]主要分析EPC模式应用于建筑节能行业所面临的市场政策、资金和技术三方面风险，并且政策扶持对合同能源管理的推广至关重要。整体来看，EPC模式下实施节能改造项目主要涉及两方面风险因素：一是政策风险、经济风险和客户风险等外部因素；二是资金风险、节能量风险和运营风险等内部因素。

在节能改造项目风险识别的基础上，国内外学者构建不同的风险评价模型对ESCO承接节能改造项目涉及的风险因素进行定性或者定量分析。Shang等[12]指出EPC所面临的最大风险挑战之一是客户信用风险，并应用粗糙集理论解决了客户风险识别问题；秦旋等[13]等采用网络层次分析法与熵权相结合确定综合权重的方法，着重对ESCO所面临的客户风险予以细化。段小萍等[14]利用层次分析法和模糊综合评价法相结合的方式，对EPC项目在项目全生命周期所面临的融资风险进行评价。刘晓君等[15]采用网络层次分析法与灰色评价相结合的方式对既有居住建筑节能改造项目所面临的风险问题进行定量研究；黄志烨等[16]指出政治、经济、技术、信用机制等不确定因素是导致ESCO面临极大危险的主要原因，并采用灰色多层次评价模型构建出我国EPC项目风险评价体系。此外，由于既有节能改造项目利益相关方众多，合理分担项目风险也是确保项目顺利实施的关键，Liu等[17～20]均就各利益相关方风险共担问题进行研究；同时也有少数学者在分析EPC模式下既有建筑节能改造项目风险特征基础上，针对项目风险控制模型展开深入研究[21,22]。

综上，现有关于既有建筑节能改造项目的风险研究主要集中在风险识别、风险评价、风险共担、风险控制方面，对风险因素之间的相互作用层次逻辑关系及传导路径有待进一步研究。因此，本文基于ESCO视角进行风险识别，采用模糊解释结构模型得到可视化的项目风险递阶层级结构，从而使复杂的、模糊的项目风险因素相互作用关系清晰化、结构化、可视化，并运用交叉影响矩阵相乘法对风险因素的驱动力-依赖性特征进行划分，进一步揭示风险因素的作用机理。同时，得出了分别以资金风险、人才与管理风险、客户风险为载体的风险传导路径。最后，在模型分析基础上提出针对性建议。本文在一定程度上完善了既有公共建筑节能改造风险管理方面的研究，以期为ESCO风险防控提供理论参考。

2 项目风险识别

完整准确的识别项目风险因素是既有公共建筑节能改造项目风险管理的基础，为保证风险识别的准确完整性，通过参考相关学者研究成果，列示初始风险清单。进一步通过专家访谈法修正风险清单，汇总13位专家意见最终识别出19种ESCO所面临的关键风险因素，受访专家的基本资料如表1所示，修正后项目风险清单如表2所示，并依据风险来源划分为外部风险和内部风险。

表1 受访专家基本信息

表2 项目风险清单

3 项目风险层次结构模型构建

解释结构模型(Interpretative Structural Modeling，ISM)可将变量众多、关系模糊复杂的因素逻辑关系转化为直观可视化的递阶层次结构模型。但ISM仅可反映要素之间的0-1影响关系，不能反映要素相互作用程度，同时对十分复杂的关系问题，专家很难就其内在逻辑关系达成完全一致的想法，由此反映出事物之间联系是模糊的。模糊解释结构模型(Fuzzy-ISM，FISM)将模糊数学应用于ISM模型，将因素间简单的0-1关系转换为二元模糊关系，更能清晰地反映出要素之间作用强弱，更符合实际情况[23]。交叉矩阵相乘法(Matriximpacts Cross-Reference Multiplication Applied to a Classification，MICMAC)在FISM所划分的递阶层次结构基础上，可将风险因素划分为自治簇、独立簇、依赖簇、联动簇四类具有不同特性的风险类别，进一步明确各项目风险因素的不同特性，更直观展示各要素所处地位及作用。本文所采用的FISM-MICMAC模型主要流程如图1所示。

图1 FISM-MICMAC模型流程

3.1 项目风险FISM模型构建

3.1.1 建立模糊邻接矩阵及模糊可达矩阵

在项目风险识别基础上，首先构建模糊邻接关系矩阵，用以对风险因素相互作用强度判断。为降低专家判断主观性对项目风险作用关系的影响程度，本文将项目风险因素相互作用关系划分为5个等级，并据此构建模糊邻接矩阵为A，即假设项目风险因素二元模糊关系矩阵A=(aij)n×n，则aij定义为：

(1)

为确保数据的准确性和合理性，将风险关系逻辑判断问卷发放给13位经验丰富的项目管理专家或有关研究人员。将13位专家调查问卷意见汇总取算术平均值，来表示既有公共建筑节能改造风险因素两两影响程度大小，得到模糊邻接关系矩阵A。

模糊可达矩阵可用于表示风险因素相互作用关系的可达程度，经由模糊邻接矩阵通过模糊算子计算得到。当满足M=(A+I)k+1=(A+I)k≠(A+I)k-1时，矩阵M即为模糊可达矩阵。

3.1.2 λ水平截距矩阵划分

λ水平截距直接关系到层次间复杂程度，直接影响层级划分，当λ取值较大时，因素间强联系才能被反映出来。λ水平截距矩阵定义为：当存在矩阵为R(rij)，则对于任意的λ∈[0，1]，当满足：

(2)

则称Rλ=R(rij(λ))为矩阵R(rij)的水平截距阵。经过反复测算，认为当λ取0.55时，既能反映出较强的风险关联程度，又能降低风险管理难度。通过Python数据分析软件计算得λ可达截距矩阵Rλ。

3.1.3 风险层级划分及结构模型

基于上述分析，既有公共建筑节能改造项目风险因素共分为6级，分别是L1={R31,R54}；L2={R33,R51,R63,R65}；L3={R32,R41,R42,R52,R64}；L4={R22,R61,R62}；L5={R12,R21,R23,R53}；L6={R11}。进一步将第一层风险因素和第二层风险因素划分为表层风险因素，依次为中层风险因素及深层风险因素。根据层次划分结果，考虑风险因素之间的作用关系，进行关联因素之间的连线，最终得到既有建筑节能改造项目风险解释结构模型，如图2所示。

图2 项目风险层次结构

3.2 项目风险MICMAC分析

在可达矩阵的基础上，借助交叉影响矩阵相乘法(MICMAC)按照驱动力-依赖性对不同种类项目风险因素特征聚类。其中驱动力高低体现出该项目风险因素对其他风险因素的影响程度，为可达矩阵行元素汇总求和所得。依赖性高低体现出该项目风险因素受其他风险因素的影响程度，为可达矩阵列元素汇总求和所得，如表3所示。

表3 风险因素驱动力及依赖性程度

依据计算结果，绘制如图3所示的项目风险因素驱动力-依赖性分布图，项目风险因素最终归为自治簇、独立簇、依赖簇3类。风险因素{R11,R12,R21,R22,R23,R53,R61,R62}属于独立簇因素，此类风险因素驱动力强但依赖性弱；风险因素{R63,R32,R52,R64}属于自治簇因素，此类风险因素驱动力及依赖性均弱；风险因素{R31,R33,R41,R42,R51,R54,R65}属于依赖簇因素，此类风险因素驱动力弱但依赖性强。

图3 项目风险因素驱动力-依赖性分布

3.3 FISM-MICMAC模型结果分析

综合分析项目风险因素FISM-MICMAC模型，研究发现，位于解释结构模型深层的风险因素均位于独立簇象限，位于模糊解释结构模型表层的风险因素绝大部分位于依赖簇象限，中层风险因素分布较为复杂。基于此，进一步将项目风险因素划分为深层驱动风险因素、中层传导风险因素、表层依赖风险因素。

3.3.1 深层驱动风险因素分析

深层驱动风险因素包括政策因素、通货膨胀风险、能源价格变动风险、节能技术风险，为导致项目失败的外部宏观风险因素，也是项目最深层、最根本的风险因素，对其他风险因素产生较强的影响。深层驱动风险因素在管理中往往容易被忽视，但在项目治理过程中如若不引起足够重视，则很难从根本上防控项目风险。

政策风险因素是项目风险的最深层驱动因素，作为新兴产业，我国建筑节能服务产业初具规模，政策提供的税收优惠及给予的资金支持是项目能否顺利开展的关键风险因素。此外，由于既有公共建筑节能改造项目投资回收期一般较长，期间政策变动会对项目产生全面影响。因此，ESCO在项目实施过程中应当重点关注政策风险因素。通货膨胀及能源价格变动风险等宏观经济环境会对用能单位对节能的需求及节能收益实现产生较大影响，进而深层驱动项目其他风险因素。同时，节能技术是节能改造项目顺利开展的基石，技术进步才是提升能效的不竭动力，先进成熟的节能技术是ESCO承接项目的必要条件，也是实现项目收益的基本保障，对于节能服务公司而言，不能及时掌握先进成熟的节能技术将为既有公共建筑节能改造项目的顺利开展带来巨大风险。

3.3.2 中层传导风险因素分析

中层传导风险因素位于项目深层风险因素和表层风险因素中间，起着风险传导作用，风险因素关系最为复杂。中层传导因素包括资金风险、节能方案选择风险、客户经营风险、合同风险、利率汇率变动风险、管理能力风险、人才储备及流失风险。中层风险要素之间关系最为复杂，是项目风险防治的重难点。

由图2，3分析可知，中层传导风险因素存在两对相互作用的强关联风险因素。其一为融资困难风险与资金周转困难风险，均位于依赖簇象限，易受利率汇率变动风险及政策因素等外部风险因素影响。资金作为项目管理的血液，既受政策及经济环境的影响，又从各个方面影响节能效果的实现，如项目资金短缺会引发工程物资及改造设备的采购等一系列问题。但由于ESCO大多数规模较小，财务制度不健全，信用体系也欠完善，因此大多数ESCO企业存在较大的融资及资金周转压力，导致公共建筑节能改造项目面临着巨大的资金风险。另一组强关联风险为管理能力风险与人才储备及流失风险，均位于独立簇象限，驱动力强但依赖性弱，由于公共节能改造项目周期长、投资回收期较长，而且改造环节过于复杂，对项目管理人员节能改造技术以及项目管理能力均提出了较高的要求，然而，同时掌握各种节能改造技术及管理能力的复合型人才缺口很大，这也给公共建筑节能改造项目实施提出较大挑战。中层传导风险因素很多，如合同风险、客户经营风险等均应引起充分重视，从而降低项目风险，以确保项目顺利实施。

3.3.3 表层依赖风险因素分析

表层因素对节能改造项目影响最为直接，下级风险因素通过其间接对项目产生影响。表层依赖风险因素包括：节能效果实现风险、客户信用风险、节能量测定准确性风险、不可抗力风险、运行维护风险、客户节能意识与行为。除不可抗力风险因素位于自治簇象限外，其他表层风险因素均隶属于依赖簇象限。表层依赖因素易受其他风险因素的影响，表层风险因素的防控某种程度依赖于其他风险因素的防控，是风险管理的目标。

其中，客户信用风险、节能效果实现风险为项目最直接风险因素。对ESCO而言，客户筛选是项目有序推进的前提，因为客户失信将直接影响项目收益，对项目全寿命周期各环节产生全面影响。节能效果实现风险同样也受到诸多因素的影响，如节能技术先进性、节能方案选择的适宜性、节能量测定的准确性等，节能效果实现是用能单位和ESCO实施节能改造所要达到的最终目标，项目周期中的每个阶段出现失误都会对节能效果实现产生不同程度的影响。此外，气候条件变化以及自然灾害等不可抗力风险不易受其他因素的影响，但是对节能效果的实现有很大影响。

3.3.4 风险传导路径分析

由于项目风险的不确定性较大，确定既有公共建筑节能改造项目风险传导路径是一个极为复杂的运作系统。基于对模糊解释结构模型的整体分析，发现既有公共建筑节能改造项目风险因素具有阶梯传导特性，并存在多条风险传导路径，以资金风险、人才及管理风险、客户风险最为显著。确定风险传导路径关键环节在于确定风险源、风险流以及风险传导载体，其中，风险源代表来自内部和外部诱发项目风险的初始起源，即项目风险因素；风险流依附于项目风险载体，是伴随既有公共建筑节能改造项目实施，项目风险因素之间相互作用、传播经济能量的过程；分析不同风险流的传导过程即项目风险传导路径[24]。基于对项目风险层次结构的分析，将风险载体划分为资金风险载体、人才及管理风险载体、客户风险载体三类，并依据风险因素相互作用关系识别出既有建筑节能改造项目风险传导的主要路径，如下图4～6所示。

图4 资金风险传导路径

图5 人才及管理风险传导路径

图6 客户风险传导路径

4 结论与建议

合同能源管理作为以市场化手段实施节能改造的主要方式，在既有公共建筑领域展现出良好的适用性。然而，由于项目实施过程中，ESCO承担了过高的政策、经济、技术、资金等诸多方面带来的风险，该模式的全面推广仍受到一定制约。为更有针对性的防范EPC模式下既有公共建筑节能改造项目风险，促进我国合同能源管理的推广，本文就项目风险结构层次及风险传导路径进行细致分析。首先采用FISM模型完成项目风险递阶层级结构及相互作用关系的分析，并结合MICMAC分析方法对风险因素驱动力-依赖性的分类，进一步识别出分别以资金风险、人才与管理风险、客户风险为载体的三条项目风险传导路径。通过对项目风险层次结构及传导路径的系统研究有助于加深ESCO对项目风险的认知，一定程度上降低风险带来的损失。基于模型分析结果，得出以下结论，并提出建议。

(1)既有公共建筑节能改造项目风险因素构成6层递阶层级结构，其中，政策风险、经济风险位于模型的第5，6层，即模糊解释结构模型的最深层，从根本上驱动其他风险因素。因此，ESCO应当加强政策细则理解，充分发挥政策优势，密切关注经济环境。为推动公共建筑节能改造项目的顺利开展，充分刺激节能服务产业发展，政府应出台一系列促进既有公共建筑节能改造实施的利好政策，ESCO应当充分熟知节能服务产业政策细则，了解有关税收等优惠政策，并持续关注相关政策调整以及经济环境的变化，从根本上减轻其对整个项目管理产生的负面效用。

(2)人才储备量及流失风险、管理能力风险作为项目的强关联中层风险，位于模糊解释结构模型的第4层，在项目深层风险与表层风险之间起传导作用，表现出较强的驱动力。同时，项目人才与管理风险作为风险传导的载体，针对性防控该风险对确保既有公共建筑节能改造项目顺利实施十分重要。由于我国合同能源管理模式正处于发展阶段，同时掌握先进节能技术及具备丰富管理经验的人才尚存在较大缺口，因此，ESCO应充分关注关键岗位技术及管理人才的储备，加大人才引进力度。此外，在既有公共建筑节能改造项目实施过程中，人才流失将给项目开展带来诸多不利影响。因此，ESCO在积极引进关键岗位人才的同时，也要注意企业内部人员的培养，为内部员工提供完善的培训体制和晋升通道，两手并举共同应对人才及管理风险。

(3)融资困难风险与资金周转困难风险为强关联中层风险，位于模糊解释结构模型的第3层，资金风险是项目风险传导的风险载体，是影响既有公共建筑节能改造项目顺利开展的关键风险。由于节能服务企业大多数规模较小，信用体系不健全，且属轻资产企业，可抵押财产较少，导致项目前期融资风险巨大。基于此，ESCO应加强业务宣传，树立良好企业形象，全面提升企业信用等级，并且灵活应用如融资租赁等融资手段，拓宽融资渠道。此外，ESCO应放眼于未来，加大节能技术研发投入，从根本上提升自身实力，加强自身造血本领才是解决资金问题的根本。

(4)客户信用风险、节能效果实现风险位于模糊解释结构模型的首层，对项目收益产生最直接的影响，该风险因素依赖性最强，驱动力最弱。客户风险作为风险传导载体之一，一旦发生将给建筑节能服务企业带来巨大损失。在既有公共建筑节能改造项目实施过程中，ESCO应当制订针对性方案来从源头防范该风险，降低客户风险发生的概率及造成的损失，如通过细化前期客户信用调研，细致分析客户支付能力，细化合同支付及违约条款，细致分析客户需求等手段等。节能效果实现风险受到内部及外部诸多风险因素的影响，ESCO应全程密切关注节能效果的实现。