基于CERS-TOPSIS的区域碳管理绩效评价研究——以中国八大经济区为例

方 菲，许向阳

（南京林业大学 经济管理学院，南京 210037）

碳排放导致的气候变化给人类长足发展带来了巨大挑战。中国作为世界第一碳排放国，高度重视碳排放管理问题，并为此采取了一系列碳管理措施[1]。学术界中，随着低碳经济概念的提出以及碳交易市场的开放，碳管理相关研究层出不穷。现有研究主要集中在供应链碳管理[2]和企业碳管理体系构建[3]、碳管理绩效评价[4]等方面。区域是实现国家碳减排目标的重要担纲者，中国的区域资源禀赋、产业结构、经济绩效发展不平衡，其区域碳排放总量、强度差异显著[5]，碳管理优势及诉求也各有侧重[6]。评价区域碳管理绩效可以识别国家碳管理的短板区域和差异，有助于为区域碳管理量体裁衣，提升区域低碳竞争力，推动中国区域低碳协调发展。

关于绩效评价方法，除了传统的平衡记分卡外[7]，AHP[8]、熵权法[9]以及TOPSIS[10]等多准则决策方法也被广泛运用。AHP等主观赋权法依赖决策者主观经验，缺乏对决策者有限理性的考虑；熵权法等客观赋权法，一定程度上解决了决策者的有限理性问题，但主要是通过分析评价指标之间隐含关系确定权重，缺乏对评价目标的考虑，即评价指标与评价目标间关系。粗糙集是Pawlak提出的一种分析处理模糊、不确定、不完整信息的数据挖掘工具[11]。基于概率论思想，把信息熵引入粗糙集理论，确定指标权重[12-14]的方法，考虑了评价目标与评价指标间隐形关系，具有对数据要求不高、无需先验知识、挖掘数据本身信息特征的优势。鉴于此，本文在区域中观层面研究碳管理绩效，通过分析中国碳排放构成，从碳减排主要经济部门责任的角度构建评价指标体系。然后，以碳减排部门责任响应绩效为条件属性集，以碳排放总量和碳排放强度为决策属性集构建决策信息系统，利用粗糙集条件熵（CERS）确定指标权重，通过TOPSIS法综合评价中国八大经济区碳管理绩效。从指标体系构建到综合评价，形成了一套系统的碳管理绩效评价研究范式，为同领域研究提供了补充和借鉴。

1 数据与方法

1.1 数据来源

本文工业、建筑业、交通运输业和工业生产过程碳排放数据源于中国碳排放数据库，清洁能源发电量指标数据源自《中国电力统计年鉴》，高技术产业营业务收入指标数据源自《中国高技术产业统计年鉴》，高能耗产业营业务收入和制造业营业务收入源自《中国工业统计年鉴》，专利有效数源自《中国科技统计年鉴》，其它指标数据来源于《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。由于中国工业统计年鉴》目前只更新到2017年及港澳台及西藏数据缺失，本文研究对象为30个省级行政区，研究期截至2016年。

1.2 研究方法

CERS-TOPSIS碳管理绩效评价模型是将CERS和TOSIS集成。首先基于CERS，利用层级式方法计算指标权重，其次通过其与TOPSIS的耦合评价区域碳管理绩效。

1.2.1 CERS权重确定

设区域碳管理绩效评价决策信息系统S=(U,C∪D,V,f)，其中U={x1,x2,…,xm}是碳管理评价对象集合，x1,x2,…,xm表示m个地区；C为条件属性集，对应碳管理绩效评价指标集合；D是决策属性集，对应碳管理的核心目标；V是条件属性和决策属性的属性值集合；f是U×(C∪D)的映射，为每一个评价对象的属性指定唯一值。在区域碳管理绩效评价决策信息系统S中，基于CERS，碳管理绩效评价指标∀ci∈C的权重为[12，13]

其中，SigX(ci)=I(D|(C-{ci}))-I(D|C)是评价指标ci的重要度，表示评价指标在论域U中的重要性；I(D|C),I(D|(C-{ci})),I(D|(ci))是在碳管理评价核心目标下，评价指标集合C、C-{ci}及评价指标ci三者各自的条件熵，具体计算方法可见文献13。

根据式3，采用层级式计算方式，即分别计算出碳管理ci维度的CERS权重以及在ci维度下指标cij的权重，利用可以计算cij出在整个指标体系下的权重Wij。进而得到碳管理评价指标权重向量。

1.2.2 TOPSIS综合评价

对碳管理绩效评价指标原始数加权规范化处理，可得到加权规范化矩阵Xm×n==,1≤k≤m,1≤l≤n。根据TOPSIS思想，首先构造出加权规范化矩阵中评价地区xk对应的最优解x+和最劣解x-如下：

其次，分别计算出评价地区xk与最优解和最劣解间的相对距离：

最后，计算评价地区xk与最优解的贴近度：

其中，dkϵ[0,1]是地区xk的碳管理绩效评价值，其值越大代表评价样本xk的碳管理绩效越优，反之则越劣。

1.3 指标选取

本文基于目标管理（MBO）理论，构建了识别区域碳管理指标的GTSR框架。该框架主要包含4个要素：目标（G）、任务（T）、部门（S）、响应（R）。其中，响应是指各碳减排责任部门采取措施积极控排、减排，进而完成减排任务，实现减排目标。指标是根据各碳减排责任部门的响应绩效设置，用响应绩效反应碳管理的努力程度，检验碳管理目标的完成度。基于GTSR框架，根据中国碳管理相关文件，可识别出中国碳管理主要目标、任务及其对应责任部门责任；考虑地区经济发展等因素，从产出成效的角度选取具体评价指标，最终构建区域碳管理评价指标体系（见图1）。

图1 碳管理目标任务、部门责任及指标构成图

2 结果与分析

2.1 区域碳管理综合绩效

由图2可知，2011—2016年间，中国区域碳管理绩效均有显著提高。其中，沿海地区碳管理绩效一直处于0.5～0.6；东北、长江中游和西南区域的碳管理绩效2011—2015年位于0.4～0.5，2016年均提升到了0.5以上；黄河中游6年间进步最显著，由2011年的0.4以下提升至2016年的0.5；西北区域碳管理绩效2011—2016年碳管理绩效均处于0.4以下。这可能与区域地理位置、自然资源禀赋和经济特征有关。沿海地区是中国经济发展先行区和人才聚集地，高度重视技术进步和节能环保问题。据中国国家统计局数据显示，2019年北京、上海等沿海城市科学技术支出是新疆、宁夏等西部省（区）的十倍左右，节能环保支出也远高于其它地区。西北区域地处内陆，一方面经济、教育、三产占比和科技发展水平均相对较低；另一方面，西北区域气候条件相对恶劣，紫外线强、多沙漠，植被覆盖率低，在碳汇方面处于天然劣势。

图2 8大经济区碳管理绩效评价值

2.2 区域碳管理维度系统绩效

表1显示了研究期间8大经济区碳管理维度系统评价值及其排名。

表1 8大经济区碳管理维度系统绩效

在产业结构方面，8大区域差异较大。评分超过0.5的只有北部沿海、东部沿海和南部沿海3个区域，其中东部沿海评分最高为0.613。反之，西北地区研究期间评分均值仅为0.132，排名第8。东部沿海地区包含上海、江苏和浙江3省（市），是中国经济发展的排头兵，同时拥有丰富教育资源、集聚大量优秀人才，其高技术产业营业收入是西北区域的55倍左右，约占全国的25%，因此在产业结构方面评分较好。西北区域人才流失，经济基础相对薄弱，高能耗工业是其经济支柱产业，故在此维度评分较低。

在节能提效方面，8大区域差异较小，首名与末名的评价值仅相差0.186；各区域评价值均超过0.65，整体水平较高。“十一五”伊始，中国政府高度重视碳管理问题，把碳排放强度指标纳入国民经济发展中。此外，随着《控制温室气体排放工作实施方案》和《节能减排工作方案》的出台，以及低碳试点城市和碳交易试点项目的启动，企业和区域高度重视并积极开展节能减排工作，并取得较好成效。

在能源消耗结构方面，8大区域评价值均偏低。北部沿海的评价值最高，仅为0.421；黄河中游的评价值只有0.144，不到0.2。优化能源结构是一个长期、循序渐进的问题，不可一蹴而就。中国能源消费以煤炭为主，天然气等清洁能源消费比率偏低。煤炭是高污染燃料，控制煤炭等化石燃料消费，发展清洁能源是中国控制碳排放、实现低碳可持续发展的关键。

在控制非能源活动碳排放方面，8大区域评价值超过0.5的区域有6个，排名靠后的西部地区（西北和西南）其评价值也超过了0.4。非能源活动主要源自工业生产过程和废弃物处置。东部沿海区域经济基础较好，大型企业汇聚，在优化生产工艺方面有得天独厚优势。在工业废弃物处置方面，东部沿海地区经济发展良好，处理工业环境问题的投入更大，其工业废弃物综合利用率高达90.4%，而西北区域仅为49.8%。

在增加碳汇方面，各区域评价差异显著。南部沿海区域排名第一，是西北地区的3倍多。紧随其后的是东北、西南和长江中游地区。而东部沿海和北部沿海在此维度排名靠后，分别为第6名和第7名，仅优于西北。这和地区资源禀赋有关，南部沿海地区森林覆盖率高达59.2%，远高于全国平均水平（22.96%）。西北地处大陆腹部，气候条件不利于植物生长，其中新疆森林覆盖率仅为4.87%。

总体而言，节能提效是中国碳管理的优势维度，优化能源结构是碳管理的主要短板，解决能源问题是提高碳管理绩效的核心，也是中国实现碳达峰和碳中和的关键。

3 结论与建议

3.1 结论

在研究期间，8大区域碳管理综合绩效总体较低但逐年上升，区域间差距在缩小。西北地区碳管理绩效增长不明显且与其它区域差距增大，西北区域是中国碳管理总体水平提升的关键区域。中国碳管理水平不协调：节能提高能效维度得分均高于0.65，是各区域碳管理优势维度；而优化能源结构维度得分均低于0.45，是区域碳管理普遍短板。区域而言，东部沿海和北部沿海需要增加碳汇管理；黄河中游、长江中游和西南地区加强产业结构调整力度；东北、黄河中游和长江中游应该优化能源结构。

3.2 建议

基于以上结论，本文提出如下建议，以提高中国区域碳管理绩效，缩小区域碳管理差距。

①加大优化能源结构力度，发展清洁能源，控制煤炭等化石能源消费总量。优化能源结构是各区域碳管理的主要短板，整体绩效均较低，尤其是黄河中游和东北区域。各区域应因地制宜，充分利用风能、太阳能、水能等清洁能源，实现能源结构低碳化[15]。黄河中游和东北区域化石能源丰富，在开发新能源的同时，还需要加大能源开采技术研发，采用先进的技术手段实现传统能源低碳化和高效化利用。

②高度重视产业结构升级问题，发展高技术产业，实现制造业绿色创新转型。沿海地区产业结构升级绩效相对较高，应该在引进先进技术的同时注重增强自主创新力，提升高技术服务业的比重，实现产业结构合理化向高级化提升；黄河中游和西北区域产业结构升级绩效相对较低，需要加大技术进步和创新投入力度，把高污染、低加工的劳动密集型产业升级为低能耗、高加工的技术密集型产业[16]。

③提升工业、建筑、交通运输等高能耗领域能效。东部沿海区域人口密度大，交通运输体系发达、建筑密度高，应加大绿色建筑项目投资，推动低碳交通体系构建，鼓励居民绿色出行。西南、西北区域工业产业集聚，工业碳排放较大，地方政府可制定绿色工艺补贴政策，引导企业开展绿色工艺创新实践，进而提高工业碳排放能效，控制非能源活动碳排放。