基于非自由处置性网络DEA的可持续能源安全指数评估模型开发与应用研究

《Ecological Indicators》：New insights on sustainable energy security of China based on a double-frontier network data envelopment analysis

本研究针对传统DEA模型在评估可持续能源安全时忽略非期望产出和中间产品非自由处置性的问题，开发了一种创新的非自由处置性网络数据包络分析（NF-NDEA）模型。通过构建双前沿生产技术和三阶段网络结构，该模型能够同时评估能源系统的效率损失和潜在风险，为制定更全面的能源安全政策提供了科学依据。研究成果发表于《Ecological Indicators》，对推动能源可持续发展具有重要意义。

　　

在全球能源转型和可持续发展的背景下，如何科学评估能源安全状况已成为各国政府和学术界关注的焦点问题。传统的能源安全评估方法往往侧重于能源供应的可靠性和经济性，而忽视了环境影响和社会可持续性等多维因素。更为重要的是，现有评估方法大多基于自由处置性假设，即认为投入和产出可以任意增减而不影响生产效率，这与能源系统的实际运行情况存在显著差异。特别是在考虑碳排放等非期望产出时，这种假设会导致评估结果失真。

为了解决这些问题，来自国内研究机构的研究团队在《Ecological Indicators》上发表了一项创新性研究，开发了一种基于非自由处置性网络数据包络分析（Non-free Disposability Network Data Envelopment Analysis, NF-NDEA）的可持续能源安全指数评估模型。这项研究不仅考虑了能源系统的多阶段特征，还引入了双前沿生产技术，能够同时从乐观和悲观两个角度评估能源安全状况。

研究采用了三阶段网络DEA框架，将能源系统划分为能源生产（DP）、电力供应（PS）和可持续性改善与恢复（SIR）三个阶段。每个阶段都有特定的投入、中间产品和产出，包括传统能源投入、可再生能源投入、电力产出、碳排放等非期望产出。关键技术方法包括：1）构建非自由处置性生产可能性集，考虑非期望产出的特殊处理要求；2）建立双前沿DEA模型，同时计算乐观效率和悲观效率；3）设计三阶段网络结构，捕捉能源系统的内部联系；4）基于中国省级面板数据进行实证分析；5）采用松弛变量测量方法量化效率损失。

研究结果方面，首先在"模型构建与理论框架"部分，作者提出了创新的NF-NDEA模型，该模型通过引入非自由处置性约束，更真实地反映了能源生产中投入与产出之间的技术关系。在"可持续能源安全指数定义"部分，研究定义了综合的SES指数，该指数由三个阶段的分指数（DPE、PSE、IRE）组成，能够全面反映能源系统的整体绩效。

在"实证分析与结果"部分，研究应用该模型对中国30个省份的能源安全状况进行了评估。结果显示，不同地区的能源安全水平存在显著差异，东部沿海地区普遍表现出较高的能源安全水平，而中西部地区则相对较低。这一发现为制定区域差异化的能源政策提供了重要依据。

在"灵敏度分析与模型验证"部分，研究通过改变模型参数和假设条件，验证了所提出模型的稳健性和可靠性。结果表明，NF-NDEA模型在不同情境下都能提供一致的评估结果，具有较强的适用性。

在"政策启示与管理建议"部分，研究基于评估结果提出了具体的政策建议，包括加强可再生能源开发利用、优化能源结构、提高能源效率等措施，为实现能源可持续发展提供了实践指导。

研究结论表明，所开发的NF-NDEA模型能够有效克服传统DEA模型在能源安全评估中的局限性，提供更全面、更准确的评估结果。该模型不仅考虑了能源系统的多阶段特征，还通过双前沿技术同时评估了效率最优和风险最差两种情况，为能源安全管理和政策制定提供了有价值的决策工具。这项研究的创新之处在于将非自由处置性概念引入能源安全评估领域，并成功构建了相应的数学模型和评估框架，对推动能源可持续发展理论和实践具有重要意义。

讨论部分进一步强调了该研究的理论贡献和实践价值。在理论上，研究拓展了DEA方法的应用范围，为处理非期望产出和中间产品的非自由处置性问题提供了新的解决方案。在实践上，研究为中国乃至其他国家的能源安全评估提供了可操作的方法论支持，有助于制定更加科学合理的能源政策。未来研究可以进一步考虑更多的影响因素，如技术进步、气候变化等，不断完善能源安全评估体系。