基于EEM-TOPSIS仿真模型的產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評估

【摘 要】論文以湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為例，構(gòu)建涵蓋能耗、碳排放、水耗、水污染排放和固廢利用等5個指標(biāo)的產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評價指標(biāo)體系，根據(jù)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)仿真（DS）全國2 500多家園區(qū)指標(biāo)數(shù)據(jù)，運用熵權(quán)-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型進(jìn)行綠色發(fā)展水平綜合評價。論文發(fā)現(xiàn)，全國產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展水平存在顯著差異，案例研究的湖南CN經(jīng)開區(qū)總體達(dá)全國中上游水平，能耗、碳排放和固廢利用方面表現(xiàn)較好，但水耗未達(dá)到全國平均水平。論文建議園區(qū)應(yīng)通過控制碳排放、優(yōu)化水資源管理等措施，提升其綠色發(fā)展水平，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】產(chǎn)業(yè)園區(qū)；綠色發(fā)展；綜合評價；熵權(quán)-逼近理想解排序（EEM-TOPSIS）模型

【中圖分類號】F124.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2024）08-0051-03

1 引言

近年來，我國產(chǎn)業(yè)園區(qū)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展，截至2023年底，共有省級及以上園區(qū)2 543家，園區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值占到全國的50%以上，碳排放占全國的31%。2022年，國家級經(jīng)開區(qū)實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值14萬億元，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的12%[1]。產(chǎn)業(yè)園區(qū)作為工業(yè)化進(jìn)程中的核心組成部分，在推動經(jīng)濟(jì)增長的同時，對環(huán)境的影響也變得日益顯著。產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評價成為國內(nèi)外研究的熱點。

在指標(biāo)體系構(gòu)建和評價方法研究方面。國內(nèi)外學(xué)者們提出了許多不同評價指標(biāo)和方法，如生命周期評估（LCA）、生態(tài)足跡分析、綠色GDP核算等，為產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展提供了科學(xué)的評估工具和方法。Yang L等[2]都利用了多指標(biāo)綜合評價方法構(gòu)建產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評價的指標(biāo)體系。He等[3]采用多期雙重差分模型識別生態(tài)工業(yè)園與城市綠地發(fā)展之間的因果關(guān)系，為尚未建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)的國家提供有價值的參考經(jīng)驗。Chen等[4]結(jié)合熵權(quán)-逼近理想解排序（TOPSIS）評價法定量化評價了國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)的綠色低碳發(fā)展水平。在影響因素分析方面，國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展的影響因素是多方面的，如Wang等[5]基于空間Durbin模型，探討了政策因素對中國產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展的影響。綜上所述，產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評價及其影響因素的研究是一個復(fù)雜的過程，它需要綜合考慮環(huán)境、資源、產(chǎn)業(yè)、社會等多個方面的因素。未來的研究需要進(jìn)一步深化對這些因素之間相互作用的理解，并探索更為有效的評價方法和策略，以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

為確保評價指標(biāo)體系的科學(xué)性和適用性，本研究參考商務(wù)部《國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)綜合發(fā)展水平考核評價辦法（2021年版）》，綜合考慮國家政策導(dǎo)向、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和專家意見。通過文獻(xiàn)綜述和專家訪談，篩選出包括單位工業(yè)增加值能耗、碳排放等5個方面的關(guān)鍵指標(biāo)，依據(jù)園區(qū)綠色發(fā)展的核心要義并結(jié)合實際情況，構(gòu)建了園區(qū)綠色發(fā)展評價指標(biāo)體系（見表1），驗證了這些指標(biāo)在評估產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展水平時的有效性和普適性。其中工業(yè)固體廢物綜合利用率是正向指標(biāo)，其余為負(fù)向指標(biāo)。

指標(biāo)的計算方法如下：①規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元），指報告期內(nèi)國家級經(jīng)開區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)綜合能源消費量與規(guī)模以上工業(yè)增加值的比值；②規(guī)模以上工業(yè)單位增加值二氧化碳排放量（噸二氧化碳/萬元），指報告期內(nèi)國家級經(jīng)開區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源活動二氧化碳排放量與規(guī)模以上工業(yè)增加值的比值；③規(guī)模以上工業(yè)單位增加值水耗（m3/萬元），指報告期內(nèi)國家級經(jīng)開區(qū)內(nèi)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)用新水量與規(guī)模以上工業(yè)增加值的比值；④單位工業(yè)增加值化學(xué)需氧量（COD）排放量（kg/萬元），指報告期內(nèi)國家級經(jīng)開區(qū)內(nèi)化學(xué)需氧量（COD）排放量與工業(yè)增加值的比值；⑤工業(yè)固體廢物綜合利用率（%），指報告期內(nèi)國家級經(jīng)開區(qū)內(nèi)工業(yè)固體廢物綜合利用量占工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（包括綜合利用往年貯存量）的比值。

2.2 組合評價方法

TOPSIS法，又稱為“逼近理想解排序方法”，是一種較實用的基于多目標(biāo)的決策（評價）方法。該方法通過分析各個指標(biāo)中的最優(yōu)解和最劣解來尋求正理想解和負(fù)理想解，然后通過判定研究目標(biāo)與正理想解和負(fù)理想解的靠近程度來評價研究對象，是對真實評價情況的客觀反映。本文通過引入熵權(quán)法對傳統(tǒng)TOPSIS方法中參數(shù)的計算方法進(jìn)行優(yōu)化，形成了基于熵權(quán)的TOPSIS系統(tǒng)分析方法。利用熵權(quán)-逼近理想解排序（TOPSIS）模型對工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展水平進(jìn)行綜合評價，能夠評價指標(biāo)的原始信息，極大程度地降低指標(biāo)權(quán)重誤差，提高最終評價結(jié)果的準(zhǔn)確度和精度。具體計算步驟如下：

第一步，構(gòu)建初始指標(biāo)矩陣R：

R=（i=1，2，…，m； j=1，2，…，n） （1）

第二步，指標(biāo)矩陣標(biāo)準(zhǔn)化：使用極值法對構(gòu)建的矩陣R進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣R'。正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)的計算公式如下：

正向指標(biāo)：rij=（rij-rmin）/（rmax-rmin） （2）

逆向指標(biāo)：rij=（rmax-rij）/（rmax-rmin）（3）

第三步，各個評價指標(biāo)的比重（Pij）：

Pij=（4）

第四步，計算信息熵：

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

第五步，計算指標(biāo)權(quán)重（wj）：

wj（j=1，2，…，n，0≤wj≤1）（6）

第六步，根據(jù)熵權(quán)法計算的權(quán)重wj與標(biāo)準(zhǔn)矩陣R建立加權(quán)矩陣V（V=wj×rij），并確定各個指標(biāo)的正理想解（V+）與負(fù)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個指標(biāo)下第i個評價對象的加權(quán)值，v表示第j個指標(biāo)的最大值，v表示第j個指標(biāo)的最小值。

第七步，計算各個評價對象與正理想解和負(fù)理想解的距離：

與正理想點的距離：D=（i=1，2，…，m）（9）

與負(fù)理想點的距離：D=（i=1，2，…，m）（10）

第八步，計算評價對象與理想解的貼近度（Ci）：

Ci=（i=1，2，…，m，0≤ci≤1） （11）

2.3 數(shù)據(jù)來源

本文選取全國2 543家園區(qū)的模擬數(shù)據(jù)，評價時間為2023年。為保證所用數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，園區(qū)各項指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)均來源于《國家級經(jīng)開區(qū)綜評測算得分表》《中國統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》及人民政府網(wǎng)站和自然資源廳。其余數(shù)據(jù)依據(jù)已知的全國國家級經(jīng)開區(qū)最大值、最小值、均值和中位數(shù)等數(shù)據(jù)，確定統(tǒng)計特征后用正偏態(tài)數(shù)據(jù)模擬方法進(jìn)行補(bǔ)充，形成研究大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并對數(shù)據(jù)的正態(tài)性進(jìn)行了檢驗，通過圖表和統(tǒng)計測試結(jié)果來展示數(shù)據(jù)的分布特征。其中固廢利用率指標(biāo)數(shù)據(jù)接近正態(tài)分布，具體所形成數(shù)據(jù)如圖1所示。

3 案例分析

3.1 湖南CN經(jīng)開區(qū)概況

在全國模擬大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，論文以湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為研究對象進(jìn)行綠色發(fā)展評估。湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)坐落于湖南省戰(zhàn)略要地，交通便捷，資源豐富。該園區(qū)以有色金屬冶煉、紡織服裝、化工產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，具有明顯的工業(yè)導(dǎo)向性特點。通過對該園區(qū)的綠色發(fā)展水平進(jìn)行分析，我們旨在揭示產(chǎn)業(yè)園區(qū)在不同區(qū)域和產(chǎn)業(yè)背景下的綠色發(fā)展差異，為其他園區(qū)提供借鑒和參考。

3.2 綠色發(fā)展評估

首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化計算結(jié)果，結(jié)合上文計算公式，計算得到各指標(biāo)的權(quán)重值和熵值，如表2所示。

通過熵權(quán)法計算得到的權(quán)重顯示，單位工業(yè)增加值化學(xué)需氧量（COD）排放量的權(quán)重最高，達(dá)到0.294，突出了其在評價工業(yè)環(huán)境影響中的關(guān)鍵作用。工業(yè)固體廢物綜合利用率的權(quán)重最低，僅為0.027，意味著固體廢物的綜合利用對綠色發(fā)展影響的評價貢獻(xiàn)較小。

其次通過TOPSIS計算，對包括湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的全國2 543家園區(qū)表現(xiàn)開展TOPSIS評價，計算得到湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)綜合評價指數(shù)為0.073，在全國排名982名。評價結(jié)果排名情況如圖2所示，其余部分園區(qū)的正負(fù)理想解和綜合評價指數(shù)如表3所示。

3.3 評價結(jié)果分析

通過全國2 543家園區(qū)綜合評價結(jié)果可知，湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)綜合評價指數(shù)為0.073，在全國排名982，有981家高于該園區(qū)的綜合評價值，占比達(dá)38.59%。表明該園區(qū)綠色發(fā)展水平在全國處于中上游水平，但在能耗、二氧化碳排放、水耗和化學(xué)需氧量（COD）排放等方面還有較大的提升空間。

園區(qū)應(yīng)關(guān)注并改進(jìn)規(guī)模以上工業(yè)單位的能耗、二氧化碳排放、水耗和COD排放這些關(guān)鍵領(lǐng)域，以提高其在綜合評價中的表現(xiàn)。通過這些領(lǐng)域的改進(jìn)可以顯著提升園區(qū)的環(huán)境績效和資源效率，從而提高其綠色發(fā)展評價得分。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

論文在對國內(nèi)外文獻(xiàn)的梳理中，根據(jù)工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展評價相關(guān)理論基礎(chǔ)，以湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)為例，從能耗、二氧化碳排放、水耗和固廢利用等不同維度構(gòu)建了5個指標(biāo)，運用熵權(quán)-逼近理想解排序（TOPSIS）模型對2 543家省級以上工業(yè)園區(qū)2023年綠色發(fā)展水平分析研究，主要得到以下結(jié)論：第一，通過全國2 543家園區(qū)綜合綠色發(fā)展評價結(jié)果可知，湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)在全國位列982名，處于中上游水平，但與上游園區(qū)相比，還有進(jìn)一步降低能耗、提高效率的潛力。該園區(qū)可能需要采取更多措施，如采用更高效的能源技術(shù)、優(yōu)化生產(chǎn)流程、提高能源管理水平等，提升其綠色發(fā)展水平，從而提升其在全國的競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力。第二，湖南CN經(jīng)開區(qū)的增加值能耗、碳排放、COD排放和固廢利用率指標(biāo)數(shù)據(jù)均優(yōu)于全國平均值，但劣于全國中值數(shù)據(jù)，表明該園區(qū)綠色發(fā)展管理有所成效但在全國僅徘徊于中游水平，還有較大提升空間。規(guī)模以上工業(yè)單位增加值水耗數(shù)據(jù)未達(dá)到全國平均水平，且明顯劣于中值數(shù)據(jù)，說明該園區(qū)在工業(yè)生產(chǎn)活動中的用水效率不高。第三，通過全國2 543家園區(qū)綜合綠色發(fā)展評價結(jié)果可知，全國各產(chǎn)業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展水平差異顯著。湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)在全國屬于中上游水平，但與上游園區(qū)相比，還有進(jìn)一步降低能耗、提高效率的潛力。

4.2 建議

針對湖南CN經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的綠色發(fā)展水平評價結(jié)果，建議采取以下綜合性措施實現(xiàn)綠色發(fā)展目標(biāo)：①控制溫室氣體排放，通過引入清潔能源和低碳技術(shù)來控制溫室氣體排放，加強(qiáng)太陽能、風(fēng)能等綠電替代；②優(yōu)化水資源管理，加強(qiáng)水資源的循環(huán)利用與廢水處理，以減少工業(yè)用水消耗并提升水資源效率；③提升固體廢物處理能力，加強(qiáng)固體廢物的分類、回收與再利用，加強(qiáng)上下游企業(yè)的廢物循環(huán)利用管理。

【參考文獻(xiàn)】

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