水-能源-碳纽带视角下供水企业技术效率与环境绩效的权衡研究

为解决供水企业在资源利用、饮用水供应与温室气体排放间的平衡问题，研究人员采用数据包络分析(DEA)框架评估了英格兰和威尔士17家供水公司2011-2018年的技术效率(TE)、生态效率(EE)、过程环境质量效率(PEQE)和整体效率(OE)。研究发现供水企业更注重技术效率提升（TE平均0.648-0.798），而环境绩效指标显著偏低（PEQE和EE均低于0.2），揭示了碳减排目标与生产效率间的显著权衡关系，为可持续水资源管理提供了量化依据。

　　

随着气候变化加剧和碳中和目标推进，供水行业正面临前所未有的可持续发展挑战。英格兰和威尔士的水务公司虽承诺2030年实现碳中和，但在实际运营中如何平衡饮用水供应、资源利用和温室气体减排，始终是个悬而未决的难题。传统绩效评估多聚焦技术效率(TE)，而忽视环境维度，这种单一视角可能导致"高效高污染"的困境。

针对这一关键问题，来自国外研究机构的研究团队在《Cleaner Environmental Systems》发表了一项开创性研究。他们创新性地构建了包含技术效率(TE)、过程环境质量效率(PEQE)、生态效率(EE)和整体效率(OE)的四维评估体系，采用数据包络分析(DEA)方法，对2011-2018年间17家英格兰和威尔士供水公司（含10家供排水一体化公司WaSCs和7家纯供水公司WoCs）展开纵向分析。研究特别设计了两种情景模拟——环境优先情景和生产优先情景，通过变量收益规模(VRS)下的线性规划模型，首次系统揭示了水务公司在不同战略导向下的绩效差异。

关键技术方法包括：1) 基于DEA的非参数效率评估框架，整合能源成本、其他运营成本等输入指标，饮用水供应量、连接用户数等期望输出，以及CO_2e排放等非期望输出；2) 双重情景建模，分别以PEQE最大化和TE最大化为目标函数；3) 采用Bootstrap截断回归分析人口密度、水源类型等外生变量对效率的影响；4) 运用Mann-Whitney U检验验证组间差异显著性。

研究结果呈现三大核心发现：

1. 行业整体效率特征
   在环境优先情景下，行业平均OE仅为31.9%，其中TE(64.8%)显著高于PEQE(17.9%)和EE(12.9%)，证实水务公司更擅长优化资源使用而非减排。生产优先情景虽使TE提升至79.8%，但环境指标进一步恶化，证实技术效率与环境绩效存在固有冲突(p=0.0092)。

2. 时间动态与监管影响
   2011-2015年监管周期内，OE持续下降主要源于TE恶化；而2016年后新监管框架实施虽推动TE回升，却伴随PEQE的降低。特别在2018年，WaSCs的PEQE提升至0.268时，TE相应下降0.067个单位，直观展现了"碳减排代价"。

3. 公司类型差异
   WaSCs在所有情景中均优于WoCs（OE差值达10.1%），尤其在环境优先情景下表现更稳健。回归分析揭示地表水源占比每增加1单位可提升OE 0.299单位，而处理工艺复杂度会使OE降低0.945单位，人口密度则显示显著负向效应(p<0.01)。

这项研究的重要价值在于构建了首个能同时量化技术-环境权衡关系的评估框架，其方法论创新为破解"高效高碳"困局提供了工具支持。实证结果直接指出：现行监管体系虽在2014年后开始关注碳排放，但单纯依靠声誉激励机制远不足以驱动深度减排，必须建立与碳绩效直接挂钩的经济激励机制。研究特别建议监管机构应设计差异化碳目标，考虑WaSCs和WoCs的运营特性，并将地表水源利用等地理因素纳入绩效基准制定。

该成果对全球水务行业具有普适启示，其揭示的效率-减排冲突规律同样适用于能源、交通等基础设施领域。未来研究可拓展至全生命周期碳排放评估，并探索人工智能在优化水-能源-碳协同管理中的应用潜力。这些发现为正处于碳中和攻坚期的中国水务改革提供了重要借鉴，特别是在构建绿色绩效评价体系和环境权益交易机制方面具有直接参考价值。