：我国的能源瓶颈突出表现为结构性矛盾。本文从低碳经济发展对能源结构的要求角度提出了社会经济发展、能源发展规划、环境等三个维度，分析了各个维度的构成要素，运用粗糙集理论进行指标约简，最终确定了11个测评指标以及各自权重。在此基础上，设置分级标准，通过未确知测度评价模型对1998—2008年我国能源结构合理性进行多指标综合测度与评价。结果表明，1998—2008年期间，我国能源结构在满足社会经济发展需求方面虽不稳定，但总体有所提高，2008年已处于中等级别（c3），但在满足能源发展规划和环境需求方面并不理想，一直处于较差或差的级别，2008年分别处于c5和c4级别。
关键词：粗糙集；未确知；能源结构；合理性；测度
中图分类号：f206 文献标识码：a 文章编号：16710169(2012)03002106
一、引 言
随着世界范围内工业化进程的加快，经济发展与能源、环境之间的矛盾也日益突出。环境的恶化带来了一系列的负面影响，尤其是温室效应导致的全球气候变暖等对自然生态系统和人类生存环境产生了严重影响。为应对气候变化，改善环境恶化状况，低碳经济这一经济发展模式被提出。低碳经济是一种以低能耗、低排放、低污染为特征的可持续经济发展模式，其实质是利用技术和制度措施对能源的利用方式进行创新，优化能源结构\[1\](p8-12)\[2\](p87-92)\[3\](p84-87)。
国内外对能源结构进行了一系列研究。在我国能源结构存在问题方面，冯本超等分析了我国以煤为主的能源结构所面临的压力，而以油气为主又会存在其他新的难题\[4\](p347-351)。WWW.11665.com刘戒骄认为中国的能源体系并没有融入世界能源体系当中，能源结构转换具有必然性\[5\](p17-23)。张冀强等、陈淮认为我国能源发展瓶颈突出在结构问题\[6\](p91-97)\[7\](p29-34)。牛冲槐等对我国能源结构的安全性进行了分析，并指出了存在问题的原因所在\[8\](p28-32)。在能源结构如何调整方面。宋家树、nakata、李嘉等认为能源结构调整应考虑对人口增长、经济、环境等的影响，建立“低能耗经济”，加强可再生能源的研究开发\[9\](p1-6)\[10\](p417-475)\[11\]。jebaraj等认为能源结构应在技术、效率、供给、需求、就业和资源的可用性等的约束下，满足总收入、总产出、利润、能源总量、能源效率、节能率、能源生产等的最大化\[12\](p281-311)。林伯强等构建了能源结构战略调整模型，认为最优一次能源结构应该考虑节能、碳排放约束以及由此造成的经济成本对宏观经济系统的影响\[13\](p58-71)。
综上所述，现有研究认为合理能源结构既要促进经济发展，又要有利于环境改善。我国学者已经意识到我国能源结构的不合理性，但大多仅限于定性分析，缺乏说服力。本文构建能源结构合理性测度指标，并设置了分级标准，通过未确知测度评价模型对我国能源结构合理性进行多指标综合测度与评价，明确了我国能源结构的不足，为能源结构的优化指明了方向，有利于低碳经济的实现。
二、能源结构合理性测度指标
范德成等利用粗糙集理论约简指标，计算权重，构建了涵盖社会经济发展、能源发展规划、环境等的能源结构合理性测度指标体系\[14\](p35-42)。本文在此基础上，参考国内外相关研究成果\[10\](417-475)\[15\](p38-43)\[16\]\[17\](p5541-5549)，通过深入研究认为gdp增长率相对于gdp、二氧化碳排放强度相对于二氧化碳排放更能体现能源结构合理性程度。gdp增长率、二氧化碳排放强度分别是评价社会经济发展水平、环境质量的重要指标，且国家对其有较明确的预期。本文构建的能源结构合理性测度指标体系包括社会经济发展、能源发展规划、环境等3个准则层。其中，社会经济发展包括gdp增长率、就业率、进出口贸易总额、产业结构、城市化进程和总人口等6个测度指标；能源发展规划包括能源安全、能源效率、能源价格、能源供需形势和可再生能源规划等5个测度指标；环境包括二氧化碳排放强度、二氧化硫排放、烟尘排放和污染治理费用等4个测度指标。
中国地质大学学报(社会科学版) 2012年5月第12卷第3期 王韶华，等：基于粗糙集与未确知模型的能源结构合理性测度与评价研究 运用spss160软件对每个指标进行测评，从而选取合理指标。本次调查采用五标度打分法，对能源结构合理性测度指标的有效性进行打分，其中“1”表示该测度指标“无效”，即该指标不能有效反映能源结构是否合理；
5”表示该测度指标“非常有效”，即该指标可以有效反映能源结构是否合理。对每个测度指标有效性的得分进行单样本t检验，将检验值定位为30，显著性水平α=005，并设定只有当｜t｜＞196且均值大于3时，即只有当被调查者认为该测度指标在反映能源结构合理性方面的有效程度明显大于一般水平时，才认为该测度指标可以接受。本次调查，通过纸质调查表形式发放给黑龙江省12所高等院校熟悉能源结构等相关领域的能源专家学者；并通过电子调查表相结合的形式发放给2010年12月17日发改委组织的“碳排放培训班”的学员，涉及政府、科研院所（林业、农业等）、企业单位等。问卷共计发放132份，收回98份，回收率为7424%，其中有效问卷96份，问卷的有效率为9796%。由于本次调查覆盖面较广，因此能保证调查结果的有效性。
根据样本数据对社会经济发展、能源发展规划、环境的各指标合理性得分排序，所有指标全部达标。
三、基于粗糙集理论的我国能源结构
合理性测度指标体系构建 本文根据历年《中国统计年鉴》、《环境统计年报》和《中国能源统计年鉴》等相关数据计算得到1998—2008年我国能源结构合理性测度指标数据。利用粗糙集理论约简指标\[14\](p35-42)，计算各指标的权重，得到的能源结构合理性测度指标体系如表1所示。能源结构合理性首先体现在环境方面，其次是能源发展规划，社会经济发展的重要性相对较小。而在三级指标中，二氧化硫排放对能源结构合理性的影响最大，可再生能源规划、二氧化碳排放强度、烟尘排放、能源价格的重要性也较大。 源结构合理性测度指标权值
一级指标 二级指标 三级指标
指标名称 指标
名称 权值 指标名称 权值 综合
权值
能源结构
合理性
(a) 社会经
济发展
(b1) 12/44
能源发
展规划
(b2) 15/44
环境
(b3) 17/44
gdp增长率（b11）（+） 1/4 3/44
就业率（b12）（+） 1/4 3/44
进出口贸易总额（b13）（+） 1/4 3/44
产业结构（b14）（+） 1/4 3/44
城市化进程（b15）（+） - -
总人口（b16） - -
能源安全（b21）（-） - -
能源效率（b22）（-） 2/15 1/22
能源价格（b23） 1/3 5/44
能源供需形势（b24）（-） 2/15 1/22
可再生能源规划（b25）（+） 2/5 3/22
二氧化碳排放强度（b31）（-） 5/17 5/44
二氧化硫排放（b32）（-） 7/17 7/44
烟尘排放（b33）（-） 5/17 5/44
污染治理费用（b34）（-） - -
注：其中（+）表示该指标为正向指标，（-）表示该指标为负向指标，无符号的表示该指标为适度指标；斜体指标表示通过粗糙集理论被约简的指标。
四、多指标综合测度与评价
（一）未确知测度评价理论\[18\](p1-21)
设x1，x2，…，xn为n个待评价的对象，则评价空间为x={x1,x2,…，xλ},称之为论域。对xi∈x，有m个指标i1，i2，…，im，于是xi可表示为m维向量xi=\[xi1,xi2,…,xim\]，其中xij表示评价对象xi关于评价指标ij的评价值。对每个xij有k个评价等级c1,c2，…，ck，将c={c1,c2,l,ck}记为评价空间。
1单指标测度。令μijk=μ(xij∈ck)表示评价值xij属于第k个评价等级ck的程度，要求μ满足：（1）0≤μ(xij∈cp)≤1；（2）μ(xij∈c)=1；（3）μ(xij∈ukl=1cl)=∑kl=1μ(xij∈cl)。其中：i=1，2，…，n，j=1，2，…，m，l=1，2，…，k。满足上述三条准则的μ称为未确知测度，单指标测度评价矩阵可表示为：
(μijk)m×k=μi11μi12lμi1k
μi21μi22lμi2k
mmmm
μim1μim2lμimk,i=1,2,l,n
(1)
2多指标综合测度。根据粗糙集知识约简理论求得各指标的重要性，进行归一化处理，得到各指标权重值wj=μj/∑mj=1μj。令μik=μ(xi∈ck)表示测度指标xi属于第k个评价等级ck的程度，则xi的多指标综合测度μik可表示为：
μik=∑mj=1wjμijk,i=1,2,l,n;k=1,2,l,p
(2)
3评价等级识别。对于有序型评价类别一般采用置信度识别准则。若{c1,c2,l,ck}满足ck＞ck+1，取置信度λ（05<λ<1），通常取06至07之间，计算
k(xi)=min∑pk=1μik(ck)≥λ(1≤k≤p)
(3)
则
认为xi属于ck类。
(二)实证分析
将我国能源结构评价指标的等级分为五级，则评价空间c={c1，c2，c3，c4，c5}，分别表示好、较好、中、较差和差。本文参照全面建设小康社会的具体目标以及国家对各具体指标的规划设置等级，确定最高等级和最低等级后，等分二者差距作为其他级别。
1.gdp增长率。中共十六大提出了全面建设小康社会，到2020年国内生产总值较2000年翻两番的奋斗目标。按照这个标准，gdp的年增长率大约在8%左右，将8%作为中间级别，以1%的级差确定各级别。
2就业率。由于国家对就业率没有较明确的预期，且就业率作为正向指标，数值越大越好。因此，将1998—2008年间就业率的最大值作为最高等级，期间就业率的最小值作为最低等级。
3进出口贸易总额。根据《后危机时代中国外贸发展战略研究》，预计到2020年53万亿美元的总贸易额中，按2009年名义汇率均值6832计算可换算为36209 6万亿元，将3621万亿元作为最高等级，1998—2008年间进出口贸易最低额作为最低等级。
4产业结构。根据国家宏观经济形势报告，2020年第三产业的比重将为445%，将其作为最高等级，将1998—2008年间第三产业比重最低值作为最低等级。
5能源效率。根据国家发改委公布的《2009中国可持续发展战略报告》，2020年我国低碳经济发展目标关于能源效率的预期：单位gdp能耗比2005年降低40%~60%。根据2006年国家统计局等发布的各省区市gdp能耗公报中的数据显示，2005年的单位gdp能耗为122吨/万元，将其作为最低等级。在此基础上，2020年每万元gdp能耗应为0488~0732吨，将048吨作为最高等级。
6能源价格。由于能源价格反映能源市场供求形势，作为适度指标，其高低并不能作为衡量合理与否的标准。本文以1997年能源价格作为基期，相对于基期，能源价格指数波动越大，越不合理。因此，将1998—2008年间能源价格指数波动程度最大的指数作为最低等级，波动程度最小的作为最高等级。
7能源供需形势。考虑国家对能源供需形势没有较明确的预期，且能源供需缺口作为负向指标，数值越小越好。因此，将1998—2008年间能源供需缺口的最小值作为最高等级，期间能源供需缺口的最大值作为最低等级。 再生能源规划。根据国务院应对气候变化工作会议决定，大力发展水电、核电等低碳能源，2020年争取使低碳能源消费占一次能源消费的比重达到15%左右，将15%作为最高级别，将1998—2008年间最小比重作为最低等级。
9二氧化碳排放强度。根据国家发改委公布的《2009中国可持续发展战略报告》，2020年我国低碳经济的发展目标关于二氧化碳排放强度的规划：单位gdp的二氧化碳排放在2005年的基础上降低50%左右。因此，将2005年单位gdp碳排放数据（079吨碳/万元）作为最低等级，将2020年单位gdp碳排放目标数据（0396 6吨碳/万元）作为最高等级。
10二氧化硫和烟尘排放。中国能源发展战略与政策研究课题组根据全国环境保护模范城市、生态省、生态市和生态示范区（县）等考核指标，参照发达国家的能源与环境发展的经验，提出了未来20年中国能源发展的环境需求指标。到2020年二氧化硫总量控制目标为1 309万吨，烟尘排放总量控制目标为1 000万吨，分别将其作为各自的最高级别，将1998—2008年间各自最高排放量作为最低级别\[19\]。
为取得评价对象在各指标上的测度值，从而获得测度矩阵，根据未确知测度的概念和上述各指标的分级标准，构造直线型单指标测度函数μ(x)(如图1所示)。
根据2008年我国能源结构各指标的观测值和图1中各指标的测度函数得到测度矩阵：
图1 各指标单指标测度函数μ(11)jk=10000000000
00000004290375002111
000900005710625082607890
008370107830343000017400
00163002170657100000t
根据粗糙集理论得到各指标的权重向量w=\[0068 2,0068 2,0068 2,0068 2,0045 5,0113 6,0045 5,0136 4,0113 6,0159 1,0113 6\]，由公式（2）和测度矩阵，可以得出对2008年我国能源结构合理性的测度和评价向量：
μ=wμ(11)jk=\[0113 6,0127 7,0281 0,0278 8,0199 0\]
同理，利用这一方法可得各一级指标的测度和评价向量。令μ1、μ2和μ3分别表示社会经济
发展、能源发展规划和环境三个一级指标的测度和评价向量，则：
μ1=\[0,0396 5,056,0043 5,0\]，
μ2=\[0,0057 2,0076 1,0358 9,0507 8\],
μ3=\[0294 1,0,0264 7,0374 1,0067 1\]。
取λ=06，根据公式，有当k=4时，0113 6+0127 7+0281 0+0278 8=0801 1>06，因此，2008年我国的能源结构合理度属于c4级别，能源结构合理性较差。同理，能源结构在满足社会经济发展需求、能源发展规划、环境需求方面分别属于c3、c5和c4级别。
其他年份我国能源结构合理性以及能源结构在满足社会经济发展需求、能源发展规划、环境需求等方面的所属等级如表2所示。
表2 1998—2008年我国能源结构合理性及各指标等级划分
年份 能源结构
合理性 社会经济
发展需求 能源发展
规划 环境需求
1998 c5 c5 c5 c5
1999 c5 c5 c5 c5
2000 c5 c5 c4 c5
2001 c3 c3 c4 c3
2002 c3 c3 c4 c3
2003 c4 c3 c4 c4
2004 c4 c3 c4 c4
2005 c5 c4 c5 c5
2006 c4 c2 c4 c5
2007 c4 c3 c4 c4
2008 c4 c3 c5 c4
五、结论与政策启示
由表2可以看到，我国能源结构在满足社会经济发展需求方面自2001年开始已由1998年的c5级别上升至c3级别，并保持稳定。一方面说明了能源是经济发展的保障，现代化建设和经济快速发展需要充足、稳定的能源支撑；另一方面证实了能源结构在保证社会经济发展需求方面是较合理的。
能源结构在能源发展规划执行力度方面的等级一直徘徊在c4和c5之间。可见，我国的能源结构与国家既定的能源发展规划目标差距越来越大。一方面，由于能源对于国家的重要战略地位，出于能源安全等方面的考虑，我国的能源体制改革还不彻底，能源市场尚未建立，能源价格、能源供需等主要由政府宏观调控，因此能源结构很难在能源效率、能源供需形势等方面有大的突破；另一方面也说明国家在制定能源发展规划时缺少科学、合理的指导，缺乏预见性，难以满足社会发展需求。
由于长期以来国家既定发展战略、所处经济发展阶段以及技术等方面的限制，强调经济建设过多，忽略了环境问题，使得能源结构在环境改善方面的进步较小，虽在2001年和2002年达到c3级别，但大多数年份仍然处于c4和c5级别。
如表2所示，我国能源结构合理性自1998年以来大多处于差或者较差的级别，2001和2002年份，由于能源结构在满足社会经济发展需求和环境需求方面有所改善，使得能源结构合理性有所提高，但随着我国经济自2007金融危机中逐渐复苏，对能源的需求急增，忽略了环境问题，能源结构在满足环境方面有所降低，致使能源结构合理性又处于较差级别。
我国能源结构的不合理主要表现在能源发展规划执行力度较差，包括能源价格不合理、能源效率较低、能源供需失衡、可再生能源发展较慢等。根据表1可知，可再生能源规划和能源价格对能源发展规划执行力度的影响较大，因此，除科学合理地制定能源发展规划外，一方面我国要大力发展水电、核电、太阳能等可再生能源；另一方面要深化能源管理体制改革，引入市场机制，促进各种能源的合理配置，稳定能源价格。同时，应致力于改善环境，由表1可知，二氧化硫排放、二氧化碳排放、烟尘排放等对环境的影响较大。因此，一方面应增强能源结构调整的力度，在不影响社会经济正常发展的前提下，减少煤炭的消费，增强石油、天然气、水电、核电等对其的替代。以煤炭为基础，以电力为中心，积极开发石油、天然气，适当发展核电，重视开发新能源和可再生能源，走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展之路；另一方面，转变经济增长方式，大力发展低碳经济，促进经济结构的优化升级，减少对化石能源的依赖，实现经济的可持续发展。 文献：
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