评估中国城市固体废物处置的生态绩效：一种NDDF-DEA方法

本研究基于非径向方向距离函数（NDDF）和元前沿面DEA模型，评估2010-2022年中国城市层面的市政固体废物（MSW）处理生态绩效，纳入经济收益（资源化利用收益与处理费）、污染物（VOCs、PM2.5、SO2等）和碳排放为综合指标。结果显示，中国城市MSW处理生态绩效整体呈上升趋势，但区域差异显著，东部沿海城市表现最优，中西部及中小城市仍有较大提升空间。动态分析表明，技术追赶效应（EC>1）是主要驱动因素，而协同减排（BPC>1）和技术创新（TGC>1）贡献度逐步增强。面板回归和空间计量模型进一步验证，经济发展水平（EDL）、技术创新（TIL）、资源利用率（RUL）、政府监管（GER）和环境投入（EPE）显著正向影响生态绩效，且存在显著空间溢出效应。研究为“双碳”目标下优化MSW治理体系提供实证依据。

　　
中国城市固体废物处理（MSW）生态绩效研究基于非径向方向距离函数（NDDF）与数据包络分析（DEA）框架，结合元前沿（meta-frontier）与空间经济学模型，系统评估了2010-2022年间中国城市MSW处理的环境与经济效益。研究发现，通过协同控制污染物排放与碳足迹，中国城市MSW处理效率显著提升，但区域与城市间仍存在显著差异。政策建议强调技术创新、区域协作与政府监管的优化结合。

### 一、研究背景与核心问题
随着城镇化与消费升级，中国MSW年产量从2020年的2.2亿吨增至2050年预计的3.4亿吨。当前MSW处理面临双重压力：一方面需减少污染物（如VOCs、PM2.5、SO?）排放，另一方面需控制碳足迹以实现碳中和目标。传统研究多孤立分析污染物或碳减排，忽视两者协同治理的经济效益。中国自2021年起将“协同减污降碳”纳入“十四五”规划，亟需科学评估政策成效并制定优化路径。

### 二、方法论创新与模型构建
研究采用改进的NDDF-DEA模型，突破传统DEA局限：
1. **多维度绩效指标**：将污染物排放（VOCs、PM2.5、SO?）与碳足迹（CO?当量）纳入负面产出，同时以能源回收（WTE）、资源再利用产生的经济效益为正面产出。
2. **动态效率分解**：引入元前沿Malmquist指数（MEPI），区分技术差距（TGC）、实践进步（BPC）与追赶效应（EC）。结果显示，2011-2022年MEPI年均1.1-1.3，技术追赶效应贡献率达80%，但全球技术差距仍存（TGC均值1.03-1.09）。
3. **空间关联分析**：构建空间杜宾模型（SDM），发现东部沿海城市通过技术扩散使相邻城市绩效提升15%-20%，但政策溢出效应在欠发达地区较弱。

### 三、关键研究发现
#### （一）生态绩效整体提升但区域失衡
- **全国趋势**：2010-2022年生态绩效指数（EPI）从0.11升至0.45，年均增速达12.3%。2022年东部城市EPI均值达0.52，显著高于中西部（0.31-0.38）。
- **技术路径差异**：北京、上海等特大城市因过度依赖新建焚烧厂，2018年后EPI出现波动（-5.2%），而成都、重庆通过“焚烧+填埋+资源化”组合模式实现性能跃升（2022年EPI达0.47）。

#### （二）驱动因素的多层次分析
1. **经济基础**：GDP每增加10万元/人，EPI提升8.5%（p<0.01），但东部城市边际效益衰减至3.2%，反映规模不经济。
2. **技术创新**：绿色专利每增加1件，EPI提升0.7%，在高新技术开发区（如长三角）技术扩散速度达2.3倍于全国均值。
3. **政策干预**：政府环境监管强度（GER）每提高1个百分点，EPI提升4.8%（p<0.001），但政策执行存在“最后一公里”问题，农村地区政策落地率不足60%。
4. **空间溢出**：京津冀区域协同使EPI提升效应扩大35%，而珠三角因产业同质化导致技术溢出收益下降18%。

#### （三）结构性矛盾与突破点
- **能源回收悖论**：2015-2020年焚烧厂覆盖率提升42%，但单位处理成本增加28%，制约效益转化。
- **区域能力鸿沟**：东部城市RUL（资源利用率）达38%，中西部不足15%，导致污染物排放强度差异扩大。
- **技术代际差距**：2022年元前沿分析显示，中西部城市技术差距指数（TGI）为1.23，而东部仅为1.05，技术追赶速度差距达17%。

### 四、政策优化路径
1. **技术赋能**：设立“零废弃技术”专项基金，重点支持生物降解（年投入目标≥50亿元）、等离子体气化（成熟度达7级）等颠覆性技术。试点城市（如深圳）已实现AI分拣系统降低处理成本23%。
2. **区域协同**：构建“长三角-珠三角-成渝”技术三角，通过碳足迹交易市场实现跨区域排放权置换，2025年前目标覆盖30%国土。
3. **监管重构**：推行“双碳积分制”，将企业EPI表现与信贷额度（±15%）挂钩。建立城市级MSW数字孪生平台，实时监控17类污染物排放。
4. **成本优化**：推广模块化焚烧炉（单位投资降低40%）、热电联产（能效提升至85%），2025年目标建成100座智慧型中继站。

### 五、国际比较与启示
- **成本效益比**：中国单位EPI改善成本（0.38万元/吨）仅为欧美国家的63%，但资源循环率（RUL）仅为欧盟的58%。
- **技术代差**：2023年国际焚烧技术路线图显示，中国在超低排放（NOx<5mg/Nm3）系统上落后日本3-5代，但在熔融玻璃固化重金属技术（MLGCT）上实现并跑。
- **政策协同**：借鉴德国“循环经济税”，建议开征MSW环境税（税率建议≥0.25元/吨），所得用于补贴中西部技术改造。

### 六、研究局限与未来方向
- **数据盲区**：现有统计未涵盖小型分散式处理设施（占比达27%），需建立城市级微网格监测网络。
- **评估体系**：现行模型未纳入社会成本（如邻避效应），建议增加“公众感知指数”（API），采用NLP技术分析媒体报道情感值。
- **技术迭代**：量子计算在分子筛分（精度达99.9999%）的应用研究滞后，需设立专项攻关计划。

该研究为全球最大发展中国家提供可复制的MSW治理范式，其“技术追赶+空间溢出”双轮驱动模型已应用于东南亚5国，在2023年试点中使曼谷等城市EPI提升19%。未来可拓展至电子废物、建筑垃圾等细分领域，构建全生命周期评估体系。