基于EEM-TOPSIS仿真模型的产业园区绿色发展评估

【摘 要】论文以湖南CN经济开发区为例，构建涵盖能耗、碳排放、水耗、水污染排放和固废利用等5个指标的产业园区绿色发展评价指标体系，根据结构化数据仿真（DS）全国2 500多家园区指标数据，运用熵权-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型进行绿色发展水平综合评价。论文发现，全国产业园区绿色发展水平存在显著差异，案例研究的湖南CN经开区总体达全国中上游水平，能耗、碳排放和固废利用方面表现较好，但水耗未达到全国平均水平。论文建议园区应通过控制碳排放、优化水资源管理等措施，提升其绿色发展水平，实现经济与环境的协调发展。

【关键词】产业园区；绿色发展；综合评价；熵权-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型

【中图分类号】F124.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2024）08-0051-03

1 引言

近年来，我国产业园区呈现多样化发展，截至2023年底，共有省级及以上园区2 543家，园区工业总产值占到全国的50%以上，碳排放占全国的31%。2022年，国家级经开区实现地区生产总值14万亿元，占国内生产总值的12%[1]。产业园区作为工业化进程中的核心组成部分，在推动经济增长的同时，对环境的影响也变得日益显著。产业园区绿色发展评价成为国内外研究的热点。

在指标体系构建和评价方法研究方面。国内外学者们提出了许多不同评价指标和方法，如生命周期评估（LCA）、生态足迹分析、绿色GDP核算等，为产业园区绿色发展提供了科学的评估工具和方法。Yang L等[2]都利用了多指标综合评价方法构建产业园区绿色发展评价的指标体系。He等[3]采用多期双重差分模型识别生态工业园与城市绿地发展之间的因果关系，为尚未建立生态工业园区的国家提供有价值的参考经验。Chen等[4]结合熵权-逼近理想解排序（TOPSIS）评价法定量化评价了国家生态工业示范园区的绿色低碳发展水平。在影响因素分析方面，国内外学者认为产业园区绿色发展的影响因素是多方面的，如Wang等[5]基于空间Durbin模型，探讨了政策因素对中国产业园区绿色发展的影响。综上所述，产业园区绿色发展评价及其影响因素的研究是一个复杂的过程，它需要综合考虑环境、资源、产业、社会等多个方面的因素。未来的研究需要进一步深化对这些因素之间相互作用的理解，并探索更为有效的评价方法和策略，以实现产业园区的可持续发展。

2 评价指标体系构建

2.1 评价指标体系的构建

为确保评价指标体系的科学性和适用性，本研究参考商务部《国家级经济技术开发区综合发展水平考核评价办法（2021年版）》，综合考虑国家政策导向、行业标准和专家意见。通过文献综述和专家访谈，筛选出包括单位工业增加值能耗、碳排放等5个方面的关键指标，依据园区绿色发展的核心要义并结合实际情况，构建了园区绿色发展评价指标体系（见表1），验证了这些指标在评估产业园区绿色发展水平时的有效性和普适性。其中工业固体废物综合利用率是正向指标，其余为负向指标。

指标的计算方法如下：①规模以上工业单位增加值能耗（吨标准煤/万元），指报告期内国家级经开区规模以上工业企业综合能源消费量与规模以上工业增加值的比值；②规模以上工业单位增加值二氧化碳排放量（吨二氧化碳/万元），指报告期内国家级经开区规模以上工业企业能源活动二氧化碳排放量与规模以上工业增加值的比值；③规模以上工业单位增加值水耗（m3/万元），指报告期内国家级经开区内规模以上工业企业用新水量与规模以上工业增加值的比值；④单位工业增加值化学需氧量（COD）排放量（kg/万元），指报告期内国家级经开区内化学需氧量（COD）排放量与工业增加值的比值；⑤工业固体废物综合利用率（%），指报告期内国家级经开区内工业固体废物综合利用量占工业固体废物产生量（包括综合利用往年贮存量）的比值。

2.2 组合评价方法

TOPSIS法，又称为“逼近理想解排序方法”，是一种较实用的基于多目标的决策（评价）方法。该方法通过分析各个指标中的最优解和最劣解来寻求正理想解和负理想解，然后通过判定研究目标与正理想解和负理想解的靠近程度来评价研究对象，是对真实评价情况的客观反映。本文通过引入熵权法对传统TOPSIS方法中参数的计算方法进行优化，形成了基于熵权的TOPSIS系统分析方法。利用熵权-逼近理想解排序（TOPSIS）模型对工业园区绿色发展水平进行综合评价，能够评价指标的原始信息，极大程度地降低指标权重误差，提高最终评价结果的准确度和精度。具体计算步骤如下：

第一步，构建初始指标矩阵R：

R=（i=1，2，…，m； j=1，2，…，n） （1）

第二步，指标矩阵标准化：使用极值法对构建的矩阵R进行标准化处理，得到标准矩阵R'。正向指标和负向指标的计算公式如下：

正向指标：rij=（rij-rmin）/（rmax-rmin） （2）

逆向指标：rij=（rmax-rij）/（rmax-rmin）（3）

第三步，各个评价指标的比重（Pij）：

Pij=（4）

第四步，计算信息熵：

ej=-kPij×lnPij（j=1，2，…，n，0≤ej≤1，k=，k>0）（5）

第五步，计算指标权重（wj）：

wj（j=1，2，…，n，0≤wj≤1）（6）

第六步，根据熵权法计算的权重wj与标准矩阵R建立加权矩阵V（V=wj×rij），并确定各个指标的正理想解（V+）与负理想解（V－）：

V+={max vij|j=1，2，…，n}={v，v，…，v}（7）

V-={max vij|j=1，2，…，n}={v，v，…，v}（8）

式中，vij表示第j个指标下第i个评价对象的加权值，v表示第j个指标的最大值，v表示第j个指标的最小值。

第七步，计算各个评价对象与正理想解和负理想解的距离：

与正理想点的距离：D=（i=1，2，…，m）（9）

与负理想点的距离：D=（i=1，2，…，m）（10）

第八步，计算评价对象与理想解的贴近度（Ci）：

Ci=（i=1，2，…，m，0≤ci≤1） （11）

2.3 数据来源

本文选取全国2 543家园区的模拟数据，评价时间为2023年。为保证所用数据的真实性和可靠性，园区各项指标的原始数据均来源于《国家级经开区综评测算得分表》《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》及人民政府网站和自然资源厅。其余数据依据已知的全国国家级经开区最大值、最小值、均值和中位数等数据，确定统计特征后用正偏态数据模拟方法进行补充，形成研究大数据基础，并对数据的正态性进行了检验，通过图表和统计测试结果来展示数据的分布特征。其中固废利用率指标数据接近正态分布，具体所形成数据如图1所示。

3 案例分析

3.1 湖南CN经开区概况

在全国模拟大数据基础上，论文以湖南CN经济开发区为研究对象进行绿色发展评估。湖南CN经济开发区坐落于湖南省战略要地，交通便捷，资源丰富。该园区以有色金属冶炼、纺织服装、化工产业为主导，具有明显的工业导向性特点。通过对该园区的绿色发展水平进行分析，我们旨在揭示产业园区在不同区域和产业背景下的绿色发展差异，为其他园区提供借鉴和参考。

3.2 绿色发展评估

首先根据标准化计算结果，结合上文计算公式，计算得到各指标的权重值和熵值，如表2所示。

通过熵权法计算得到的权重显示，单位工业增加值化学需氧量（COD）排放量的权重最高，达到0.294，突出了其在评价工业环境影响中的关键作用。工业固体废物综合利用率的权重最低，仅为0.027，意味着固体废物的综合利用对绿色发展影响的评价贡献较小。

其次通过TOPSIS计算，对包括湖南CN经济开发区的全国2 543家园区表现开展TOPSIS评价，计算得到湖南CN经济开发区综合评价指数为0.073，在全国排名982名。评价结果排名情况如图2所示，其余部分园区的正负理想解和综合评价指数如表3所示。

3.3 评价结果分析

通过全国2 543家园区综合评价结果可知，湖南CN经济开发区综合评价指数为0.073，在全国排名982，有981家高于该园区的综合评价值，占比达38.59%。表明该园区绿色发展水平在全国处于中上游水平，但在能耗、二氧化碳排放、水耗和化学需氧量（COD）排放等方面还有较大的提升空间。

园区应关注并改进规模以上工业单位的能耗、二氧化碳排放、水耗和COD排放这些关键领域，以提高其在综合评价中的表现。通过这些领域的改进可以显著提升园区的环境绩效和资源效率，从而提高其绿色发展评价得分。

4 结论与建议

4.1 结论

论文在对国内外文献的梳理中，根据工业园区绿色发展评价相关理论基础，以湖南CN经济开发区为例，从能耗、二氧化碳排放、水耗和固废利用等不同维度构建了5个指标，运用熵权-逼近理想解排序（TOPSIS）模型对2 543家省级以上工业园区2023年绿色发展水平分析研究，主要得到以下结论：第一，通过全国2 543家园区综合绿色发展评价结果可知，湖南CN经济开发区在全国位列982名，处于中上游水平，但与上游园区相比，还有进一步降低能耗、提高效率的潜力。该园区可能需要采取更多措施，如采用更高效的能源技术、优化生产流程、提高能源管理水平等，提升其绿色发展水平，从而提升其在全国的竞争力和可持续发展能力。第二，湖南CN经开区的增加值能耗、碳排放、COD排放和固废利用率指标数据均优于全国平均值，但劣于全国中值数据，表明该园区绿色发展管理有所成效但在全国仅徘徊于中游水平，还有较大提升空间。规模以上工业单位增加值水耗数据未达到全国平均水平，且明显劣于中值数据，说明该园区在工业生产活动中的用水效率不高。第三，通过全国2 543家园区综合绿色发展评价结果可知，全国各产业园区绿色发展水平差异显著。湖南CN经济开发区在全国属于中上游水平，但与上游园区相比，还有进一步降低能耗、提高效率的潜力。

4.2 建议

针对湖南CN经济开发区的绿色发展水平评价结果，建议采取以下综合性措施实现绿色发展目标：①控制温室气体排放，通过引入清洁能源和低碳技术来控制温室气体排放，加强太阳能、风能等绿电替代；②优化水资源管理，加强水资源的循环利用与废水处理，以减少工业用水消耗并提升水资源效率；③提升固体废物处理能力，加强固体废物的分类、回收与再利用，加强上下游企业的废物循环利用管理。

【参考文献】

【1】商务部公布2023年国家级经济技术开发区综合发展水平考核评价结果[EB/OL].https：//www.gov.cn/lianbo/bumen/202312/content_

6922826.htm，2023-12-28.

【2】Yang， L.， Wang， Y.， Li， H.， etc.Research on the comprehensive evaluation index system of green development of industrial parks[J].Journal of Cleaner Production，2020（254）：120038.

【3】He X ，Li B .A Study on the Influence of Green Industrial Policy on Urban Green Development： Based on the Empirical Data of Ecological Industrial Park Pilot Construction[J].Sustainability，2023，15（13）.

【4】Chen M， Huang Y， Sun J. Evaluation of green and low-carbon development of eco-industrial parks in the Yangtze River Delta[J].Environmental Pollution and Prevention and Control，2024，46（03）：360-366.

【5】Wang， H.， Li， J.， Gao， X.， etc.The green development level evaluation and influencing factors of industrial parks in China： Based on the spatial Durbin model[J].Journal of Cleaner Production，2021（298）：126820.