基于FAHP 的能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)研究
——以GB 21455—2019 為例

張玉博，白 雪，林 翎

（中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院，北京 100191；國家市場監(jiān)管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（能效水效及綠色化），北京 102299）

一、引言

隨著人口增加、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國對能源和水資源的需求大幅度上升，能源和水資源成為社會發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中突出的限制和矛盾來源。資源短缺形勢要求我國不斷提升能源、水資源的利用效率，保證社會的可持續(xù)發(fā)展?！吨腥A人民共和國節(jié)約能源法》要求相關(guān)部門制定用能產(chǎn)品、設(shè)備的強(qiáng)制性能效標(biāo)準(zhǔn)?！吨泄仓醒雵鴦?wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》（中發(fā)［2011］1 號）提出抓緊制定節(jié)水強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，淘汰不符合節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)、設(shè)備和產(chǎn)品。按照上述法律和文件要求，能效水效標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量逐年增加，已發(fā)布能效和水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)123 項(xiàng)；現(xiàn)行87 項(xiàng)，其中能效標(biāo)準(zhǔn)77 項(xiàng)、水效標(biāo)準(zhǔn)8 項(xiàng)、能效水效標(biāo)準(zhǔn)2 項(xiàng)，涉及產(chǎn)品包括電冰箱、洗衣機(jī)、座便器、洗碗機(jī)等百余種產(chǎn)品。

能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施在規(guī)范市場、更新技術(shù)、推動產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上發(fā)揮了重要作用，是節(jié)能、節(jié)水工作的重要支撐。然而，標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施情況如何、取得哪些效益、是否仍然滿足當(dāng)前市場和管理的需求、哪些因素影響其實(shí)施效果、如何抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)提高標(biāo)準(zhǔn)制修訂的科學(xué)性和前瞻性，成為標(biāo)準(zhǔn)化工作者、政府管理部門關(guān)心的重要問題。2015 年，國務(wù)院頒布《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》，明確提出加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)，建立標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施信息反饋和評估機(jī)制，針對強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)建立實(shí)施情況統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告制度。本文初步探索構(gòu)建了能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果評價(jià)模型和方法，以期指導(dǎo)能效水效標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和評估工作，并為其他能源資源節(jié)約類標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果評估提供參考。

二、研究進(jìn)展

國際上對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果的評估工作側(cè)重于經(jīng)濟(jì)效益研究。2005—2016 年，英國、法國、澳大利亞、德國等相繼在宏觀經(jīng)濟(jì)層面開展了標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)。這些研究普遍采用柯布-道格拉斯函數(shù)（Cobb-Douglas function）分析標(biāo)準(zhǔn)凈存量變化與生產(chǎn)率增長之間的長期關(guān)系，結(jié)果均表明標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)和其他方面具有正向促進(jìn)作用，其中，對英國（Temple et al 2005；Centre for Economics and Business Research，2015）、法國（Association Fran?aise de Normalisation，2009）、加拿大（Standards Council of Canada，2007）、德國（Jungmittag et al，1999；Jungmittag et al，2011）的經(jīng)濟(jì)增長貢獻(xiàn)分別達(dá)到了0.3%～0.7%、0.8%、0.3%、0.7%～0.9%。在企業(yè)和行業(yè)層面，為了使不同組織的研究具有可比性，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）基于價(jià)值鏈（value chain）方法開發(fā)了用于定量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)效益的方法，著重分析企業(yè)內(nèi)部各職能部門的各項(xiàng)經(jīng)營活動，結(jié)合它們在價(jià)值鏈中的地位和標(biāo)準(zhǔn)的影響程度，加總推算出對職能的影響及對企業(yè)整體的影響，然后結(jié)合行業(yè)價(jià)值鏈，可擴(kuò)展到對行業(yè)整體的經(jīng)濟(jì)影響的研究（Gerundino 和Hilb，2012）。

標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)也是我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要內(nèi)容。2017 年，我國修訂了《標(biāo)準(zhǔn)化效益評價(jià)》系列國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 3533.1—2017 和GB/T 3533.2—2017），梳理了標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施效益評估方法，除上述生產(chǎn)函數(shù)法、價(jià)值鏈分析法，還推薦使用層次分析和模糊綜合評價(jià)相結(jié)合的方法（FAHP）評價(jià)行業(yè)和國家層面的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)濟(jì)效益。該方法在層次分析法確定的指標(biāo)模型的基礎(chǔ)上，基于模糊數(shù)學(xué)原理，根據(jù)隸屬度理論把定性評價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評價(jià)，廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展（李鍶宇等，2021）、工程設(shè)計(jì)（邱成虎，2021）、風(fēng)險(xiǎn)投資（郭海成，2014）、產(chǎn)品性能（付自由等，2021）等各類評估活動中。在標(biāo)準(zhǔn)化評估領(lǐng)域，韓冰等（2020）采用FAHP 法探討了石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果；張博等（2016）針對海洋環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施情況，建立了層次分析模型，并對36 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜合評估。葉青等（2013）基于層次分析法構(gòu)建了農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果綜合評價(jià)模型，對陜西省4 個(gè)農(nóng)業(yè)示范區(qū)對評價(jià)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。

總體而言，柯布-道格拉斯函數(shù)法適用于分析區(qū)域經(jīng)濟(jì)與全社會標(biāo)準(zhǔn)總量的關(guān)系，價(jià)值鏈法更適合于評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對微觀企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益影響。能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)是我國強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的重要組成部分，其歷年累計(jì)數(shù)量如圖1 所示。它們對相關(guān)產(chǎn)品等用能用水效率提出的目標(biāo)要求，不對企業(yè)生產(chǎn)具體技術(shù)方法進(jìn)行具體指導(dǎo)，其經(jīng)濟(jì)效益與區(qū)域整體經(jīng)濟(jì)增長難以擬合，其實(shí)施效果不適合采用上述兩種方法進(jìn)行評價(jià)。FAHP 法可對定性與定量指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，適于評價(jià)包含實(shí)施情況、實(shí)施效益等多項(xiàng)評估內(nèi)容的能效水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果。在能源資源節(jié)約領(lǐng)域，我國標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)尚處于探索階段，尚未建立針對能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)、實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)模型。胡夢婷等（2018）從技術(shù)指標(biāo)、實(shí)施情況和實(shí)施效益三方面定性地探討了評價(jià)取水定額系列標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果的指標(biāo)構(gòu)成，提出了評價(jià)程序和方法。張玉博等（2020）初步探討了影響水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)的指標(biāo)因素。在此基礎(chǔ)上，本文探索采用FAHP 法構(gòu)建能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果評價(jià)模型，并開展實(shí)證分析。

圖1 歷年發(fā)布的能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)累計(jì)量

三、評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

（一）指標(biāo)構(gòu)成

對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià)，包括對標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量評價(jià)、效益評價(jià)、實(shí)施狀況評價(jià)等。標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量評價(jià)考察標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容的適用程度、先進(jìn)性和可操作性等（高艷玲等，2020）。效益評價(jià)包括對一般經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益等的評價(jià)（韓冰等，2020）；經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施對于提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、利潤的作用效果；社會效益為標(biāo)準(zhǔn)對于促進(jìn)行業(yè)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步的影響；生態(tài)效益主要指標(biāo)準(zhǔn)對于節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)環(huán)保的意義。標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施狀況包括標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的相關(guān)方對標(biāo)準(zhǔn)的采用情況、標(biāo)準(zhǔn)被引用的情況、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)督情況等（韓冰等，2020）。

能效水效標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了產(chǎn)品的用能或用水效率和等級。與其他標(biāo)準(zhǔn)不同，能效水效標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在終端用戶節(jié)約了能源和水資源、從而節(jié)省的相關(guān)費(fèi)用上；生態(tài)效益為節(jié)約能源資源引起的減排效果，主要為減少的溫室氣體排放量和污水排放量。同時(shí)，能效水效標(biāo)準(zhǔn)配套了節(jié)能節(jié)水產(chǎn)品認(rèn)證、能效水效標(biāo)識、能效水效領(lǐng)跑者等制度措施，這些配套制度的實(shí)施情況可以側(cè)面反映標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況。由于能效水效標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是淘汰能耗或水耗高的低端產(chǎn)能。因此，它們規(guī)定的能效水效指標(biāo)應(yīng)反映當(dāng)前行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并應(yīng)達(dá)到淘汰落后產(chǎn)能的政策目的。

本文綜合文獻(xiàn)調(diào)研和專家咨詢結(jié)果，基于層次分析的思想，以能效水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果為目標(biāo)層，從實(shí)施效益、實(shí)施效果和技術(shù)指標(biāo)三個(gè)方面（準(zhǔn)則層）出發(fā)，確定了包含9 個(gè)一級指標(biāo)和19 個(gè)二級指標(biāo)的指標(biāo)模型。指標(biāo)模型如圖2 所示。

圖2 能效水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)指標(biāo)模型

（二）指標(biāo)權(quán)重

為了確定各指標(biāo)對于能效水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果的影響程度，研究采用層次分析原理確定各指標(biāo)權(quán)重。研究進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)兩兩重要性比較問卷調(diào)研，共收到來自科研機(jī)構(gòu)、管理部門和企業(yè)等的83 位行業(yè)專家的反饋。利用調(diào)研結(jié)果構(gòu)建判斷矩陣、一致性檢驗(yàn)和權(quán)重分析，其過程和結(jié)果如下。

1.構(gòu)建判斷矩陣

將評價(jià)指標(biāo)兩兩重要性比較調(diào)研結(jié)果轉(zhuǎn)化為標(biāo)度（Saaty，1980）。標(biāo)度轉(zhuǎn)化依據(jù)見表1，分別建立準(zhǔn)則層指標(biāo)（A）、一級指標(biāo)（B）、二級指標(biāo)（C）的判斷矩陣（不包括只含有一個(gè)下級指標(biāo)的項(xiàng)目），見表2～表11。

表1 標(biāo)度轉(zhuǎn)化依據(jù)

表2 準(zhǔn)則層指標(biāo)判斷矩陣（A）

表3 一級指標(biāo)判斷矩陣（B1）

表4 一級指標(biāo)判斷矩陣（B2）

表5 一級指標(biāo)判斷矩陣（B3）

表6 二級指標(biāo)判斷矩陣（C1）

表7 二級指標(biāo)判斷矩陣（C2）

表8 二級指標(biāo)判斷矩陣（C3）

表9 二級指標(biāo)判斷矩陣（C4）

表10 二級指標(biāo)判斷矩陣（C5）

表11 二級指標(biāo)判斷矩陣（C6）

2.權(quán)重計(jì)算和一致性檢驗(yàn)

判斷矩陣X=（xij）n×n，經(jīng)過行求和、變換、歸一化得到權(quán)重公式（王莉芳和董穩(wěn)改，2015）。判斷矩陣權(quán)重公式為

其最大特征根計(jì)算公式為

一致性指標(biāo)計(jì)算公式為

其中：xij為矩陣第i列、第j行的元素；（XW）i表示向量XW的第i個(gè)元素。

結(jié)合隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，計(jì)算一致性比率：CR=CI/RI。當(dāng)CR＜0.1 時(shí)，判斷矩陣通過一致性檢驗(yàn)。根據(jù)上述判斷矩陣計(jì)算的權(quán)重向量和一致性檢驗(yàn)結(jié)果見表12。一致性檢驗(yàn)結(jié)果均滿足CR＜0.1，即通過一致性檢驗(yàn)。

表12 各判斷矩陣一致性檢驗(yàn)情況表

四、實(shí)證分析

本文以《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》（GB 21455—2019）為研究對象，基于上述評價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建指標(biāo)評價(jià)集，并開展實(shí)施情況問卷調(diào)研。研究過程中共收到37 家企業(yè)或管理者的反饋。結(jié)合問卷調(diào)研、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和專家咨詢結(jié)果，本文基于模糊數(shù)學(xué)原理對標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果進(jìn)行評價(jià)。

（一）評價(jià)集

對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行等級量化處理。通過專家咨詢，確定了不同實(shí)施效果評價(jià)等級時(shí)對應(yīng)的各指標(biāo)的評語或得分，見表13。

表13 不同評級時(shí)對應(yīng)的各指標(biāo)評語

（二）評價(jià)指標(biāo)隸屬度矩陣

結(jié)合問卷調(diào)研、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集和專家咨詢等形式收集到的數(shù)據(jù)，結(jié)合表13 建立模糊子集，得到單因素的隸屬向量rijm=｛rij1，rij2，…，rijm｝，構(gòu)建二級指標(biāo)的隸屬度矩陣Rij，分別為

（三）模糊綜合評判

（1）由二級指標(biāo)的模糊綜合評判隸屬度矩陣及其相應(yīng)權(quán)重計(jì)算一級指標(biāo)的模糊綜合評判集Bij=Wij×Rij。其中，B11=( 0 0 1 0)；B12=( 0.78 0.19 0.03 0)；B13=( 0 0 1 0)；B21=( 0.46 0.30 0.23 0.01)；B22=( 0 0 1 0)；B23=( 0 0.07 0.92 0)；B31=( 0.24 0.73 0.03 0)；B32=( 0.28 0.63 0.94 0)；B33=( 0.76 0.28 0.07 0.01)。

（4）根據(jù)最大隸屬度原則，結(jié)合表14 的評價(jià)等級，評價(jià)對象的實(shí)施效果為一般，其中，標(biāo)準(zhǔn)的“技術(shù)指標(biāo)”評價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀，“實(shí)施效益”和“實(shí)施情況”的評價(jià)結(jié)果為一般。

五、討論

本文首次建立了能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果綜合評價(jià)方法體系。該體系以能效水效標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果為目標(biāo)層，建立了包含3 項(xiàng)準(zhǔn)則層指標(biāo)，9 項(xiàng)一級指標(biāo)，19 項(xiàng)二級指標(biāo)的能效水效強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果評價(jià)指標(biāo)層次模型。采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果顯示：在三項(xiàng)準(zhǔn)則層指標(biāo)中，“技術(shù)指標(biāo)”對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果的影響達(dá)到0.57，對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果的影響權(quán)重最高；影響“技術(shù)指標(biāo)”的因素按重要程度排序分別為：適用性（0.70）、先進(jìn)性（0.18）和協(xié)調(diào)性（0.11）；“能效水效指標(biāo)與市場發(fā)展需求的一致程度”是決定標(biāo)準(zhǔn)適用性的主要因素，對適用性的影響權(quán)重為0.80。

基于上述評價(jià)模型，本文采用模糊綜合評價(jià)法評估了《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級》（GB 21455—2019）的實(shí)施效果。結(jié)果顯示：標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果為一般，其“技術(shù)指標(biāo)”評價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀，“實(shí)施效益”和“實(shí)施情況”的評價(jià)結(jié)果為一般。從準(zhǔn)則層模糊評判結(jié)果可以看出，“實(shí)施效益”評分較低的原因是經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的效果沒有達(dá)到評價(jià)集中的“優(yōu)秀”級別（標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的理想效果），考慮到標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施（2020 年）至今僅一年，基于市場規(guī)律的空調(diào)更新?lián)Q代數(shù)量不足以達(dá)到預(yù)期，導(dǎo)致節(jié)能量和溫室氣體減排量沒有達(dá)到預(yù)期水平，評價(jià)級別較低。同理，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施一年以來被政策法規(guī)、其他標(biāo)準(zhǔn)和科技文獻(xiàn)的引用量尚未達(dá)到期望數(shù)量，節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)證、備案、領(lǐng)跑者評選也還沒有響應(yīng)到最優(yōu)水平，是導(dǎo)致“實(shí)施情況”的評級較低的原因。因此，目前該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施總體效果為“一般”尚在可以接受的范圍內(nèi)?？梢韵胍?，在未來標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施3～4 年后，如果標(biāo)準(zhǔn)的“實(shí)施情況”還沒有達(dá)到“良好”或“優(yōu)秀”，則應(yīng)反思標(biāo)準(zhǔn)在推廣、引用、執(zhí)行等環(huán)節(jié)出現(xiàn)哪些問題，如果評價(jià)結(jié)果顯示原因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)被其他標(biāo)準(zhǔn)引用情況評級低，則應(yīng)反思標(biāo)準(zhǔn)是否與其他標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系減少。同時(shí)，我們有理由預(yù)測，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步、市場活動不斷進(jìn)行，以及與標(biāo)準(zhǔn)配套的相應(yīng)工作的推進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)的“技術(shù)指標(biāo)”評分會逐漸降低，而“實(shí)施情況”和“實(shí)施效益”評分會逐漸上升，最終標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施效果評分達(dá)到較穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)的評價(jià)結(jié)果提示標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行新一輪修訂，從而持續(xù)帶動產(chǎn)品能效提高和產(chǎn)業(yè)升級、減少能源消耗、降低溫室氣體排放。在標(biāo)準(zhǔn)評估實(shí)踐中，應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大樣本數(shù)量，對標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施效果應(yīng)進(jìn)行持續(xù)的追蹤研究，以達(dá)到更加完善的評估結(jié)果。