天然气循环经济评价模型设计.pdf

第 3 0卷第 3期 经济管理与安全环保 天然气循 环经济评价模 型设计 刘生孝 黄 梅 张淑英 侯 姜波 祝 东平。 1 ． 西南 石油大学 经济管理学院2 ． 巾国石油西 南油气 田公 司 3 ． 川庆钻探工程公 司地球物理勘探公 司 刘 生孝 等．天然 气循 环 经 济评 价 模 型 设 计． 天 然 气工 业 ， 2 O 1 0 ， 3 0 3 1 l 3 1 1 5 ． 摘 要 基于生 态文 明下 的天然气循环 经济评价是 量化研 究天 然气产 业发 展合理 性的主 要途 径， 其 评价模 型对于 指 导天然气产业发展符合环境 友好型要求具有重要意义 。由于天然 气循 环经济在 内涵和 外延 上具有模 糊性 ， 因此 可采 用 模 糊 多 目标 决 策 方 法 对 其进 行 评 价 。 通 过 构 建 因素 集 、 评价 集 、 权 重集 、 隶 属 函数 和 三 级 模 糊 多 目标 决 策 过 程 ， 设 计 了 基于生态文明下衡 量天然气循环经济发展的评价模型 。该模 型可较准确地 诊断在天 然气循环 经济发展 过程 中， 各 级指 标 的相对 重要性及其发展 状况 ； 通过该模型各级评价 结果 ， 可分 别 了解在 效应层面 、 经济 外在 性层面 天然 气循 环经 济的 发 展状 况以及生态文明条件下天然气循环经济 的综合发展效果 。 关 键 词 生 态 文 明 天 然 气 循 环 经 济 指 标 体 系 评 价 模 型 模 糊 多 目标 决 策 I I 1 0 ． 3 7 8 7 ／ ． i s s n ． 1 0 0 0 0 9 7 6 ． 2 O 1 0 ． 0 3 ． 0 2 9 所谓 天然 气循 环经 济 ， 是指在 天然 气开 发过 程 中 ， 遵循 生 态规律 ， 保 护环境 ， 实 行清 洁生 产 、 节 约 生产 ， 体 现循 环经 济实 质 和 内涵 的天 然气 经济 运行 模式 。这 是 一 项 既涉及 经 济发 展 、 技 术 进 步 ， 又 涉及 社 会 公 平 、 生 态文 明 的系统 工 程 。 此 ， 对 天 然 气 循 环 经 济 的综 合评 价应 根据循 环 经 济基 本 原 理 ， 以经 济 发 展 和 生 态 文 明为 中心 ， 结 合天 然 气 资 源 开发 的特 性 ， 多 目标 、 全 面 、 系统地 评估 。 l 天然 气循 环 经 济 评价 体 系的 设计 原 则 、 思 路 和 逻辑 结构 1 ． 1评价 指标体 系设计 原则 天然 气循 环经 济评 价 指 标 体 系 是 内 在联 系密 切 、 逻辑严 谨 、 结 构完 整 的有 机 系 统 。既 要 反 映循 环 经 济 的基本原理 ， 又要反映以天然气作为载体的天然气循 环经 济的特殊 属性 和个 别 规 律 ； 既 要 考 虑 其发 展 的经 济效果 ， 又要 考虑 其 可 持 续 发 展 的 生态 文 明要 求 。鉴 于此 ， 评价指 标体 系设 计 应 依 据 科 学 性 与 可操 作 性 原 则 、 系 统性 与层 次性 原则 、 简 明 性 与 突 出性 原 则 、 一 般 性 与特 殊性原 则 。 1 ． 2 评 价指 标体 系设 计 思路 由于天 然气 作为 资 源的特 殊属 性 和生产形 式 的特 殊 性 ， 在各 循 环 层 次 上 体 现 “ 3 R” 原 则 的 侧 重 点 有 所 不 同 。 】 ．2 ． 1 企 业 层 次 企 业 层 面 的减 量 化 原 则 主 要 针 对 生 产 活 动 输 入 端 ， 即减 少进 入生 产流 程 的物质 量 ， 在经 济活 动源 头节 约 资源 和减少 污染 [ 1 ] 。但仅从 天 然气 开发 企业 角度 考 虑 减量 化原 则 ， 要 求 企 业在 生 产 过 程 中减 少物 质 量 投 入 不具 可行 性 。原 因在 于天然 气 开发活 动 的主要 物资 投 入为设 备 和能 耗 ， 一 般 意 义上 的原 料投 入很 少 ， 且 设 备 和能耗 是 由开 发力 度 和 设 备 本 身 决定 的 ， 物 质 投 入 在 天然 气生 产活 动 中的减 量弹 性相 当有 限 。 再 利 用 原 则 的一 般 性 目的是 延 长 产 品 的 时 间 强 度 。就 企业 而 言 ， 延 长生 产 设 备 的 使 用应 从 两 方 面 看 一方 面 ， 企业 出于 成 本 控 制 考虑 ， 在 不影 响开 发 质 量前 提下 ， 都 会 物尽 所 用 ， 例 如 钻杆 的重 复 利 用 等 ； 另 一 方面 ， 由于技术 条件 和 生产效 率 等原 因 ， 企 业在 生产 过 程 中不 得 不对 生产 设 备 进 行 更新 ， 否 则 机会 成 本 将 更 大 ， 例 如在 钻 井过 程 中 ， 钻头 不 定 期 更 换 等 。因 此 ， 基金项 目 四川 I 省哲学社会科学研究 规划 重点项 目“ 四川石 油产区生态文明建设与发展石油循环经 济研 究” S C 0 8 A1 5 。 作 者简 介 刘生孝 ， 1 9 8 4年生 ， 硕士研究生 。地址 6 1 0 5 0 0 四川 I 省 成都市新 都区西南 石油大学 硕士 O 8级产 业经济 学。电话 1 5 l 9 8 2 0 2 j 9 5 。E ma i l l x 8 6 1 2 6 ． c o r l l 天然气工业 2 0 1 0年 3 月 再利用 原则在企 业层次 上探索性 研究 意义不大 。 再 循环原则 针对 输 出端 而 言 ， 目的是尽 可 能 多地 利用或 资源化 ， 把废物再 次转化 成资源 ， 以减少最 终无 公害处 理量 ， 例 如钻井液 的循环使用 。可见 ， 企业 层 面再循 环原则直 观表 现 为企 业清 洁 生产 ， 解决 企 业 清 洁生产 问题在很 大程度 上就解决 了企业层次 的循环经 济 问题 。根据 突 出性 原则 ， 从 清 洁生 产角 度来 构 建企 业层次 的循环经 济指标 。 1 ． 2 ． 2 区域 层 次 天然 气循环 经济在 区域 层次上 的表现形式 是天然 气及其辅助 行业 的企业群 落 ， 通过物质 梯级循环 、 资源 综合利用、 信息共享等形成联系密切的产业共生体 ， 使 得一些企业的废弃物却成为另外一些企业的原料或能 源㈦ 。区域天然气循 环经济 通过这种 产业共生体 的生 态学物质传导机制， 更大程度上体现的是减量化原则 和再利用原则。其中， 减量化原则主要反映在天然气 辅助工业对于天然气生产设备 的科技支撑 ， 天然气企 业通过设 备更新 和升级 ， 以科技 的提高 来减 少 资源 投 入量； 再利用原则属于过程性方法u ， 表现为区域内企 业群落之问的资源能源 甚至包括信息 的梯级利用 ， 形成区域内物质利用的闭路循环l_ 3 ] 。从而构成了天然 气化工企业的深化发展格局 ， 天然气化工发展越精细 化、 越多样化 ， 对 于天然气物质 的梯级利用程度就越 高， 反映天然气循环经济效果就越好。 1 ． 2 ． 3社 会 层 次 社会循环经济的内涵更为丰富， 它的实施对象不 仅包括社会物质生产硬环境方丽， 更深的涉及社会消 费观念、 文化素质、 道德修养等软环境方面。循环经济 理念软环境的全面确立 。 对于社会循环经济的发展具 有强大的推动作用 。依据天然气循环经济的自身特 性并结合本项研究的范围， 在社会层次， 仅以天然气开 发活动 对产 区外部 性影响 的社会经济 效应和生态 文 明 效应作为天然气循环经济的评价内容。 1 ． 3 评价指标体系逻辑结构 企业层次所体现的企业清洁生产和区域层次上所 体现的产业共生都是在市场机制下运行的， 属于天然 气经济活动的非外部性 范畴。 反映天然气循环经济硬 环境特征f 而社会层次所体现的社会经济效应和生态 文明效应则属予天然气经济活动的外部性范畴， 反映 天然气循环经济 软环境 特征。因此 ， 基于生态 明 下的天然气循环经济评价指标体系的逻辑结 构 如表 l 表 1 天然气循环经济评价指标体系的逻辑结构表 2 天然气循环经济评价具体指标体 系 2 ． 1 因素 集 U 的构 建 2 ． 1 ． 1 单 因素指标 设计 2 ． 1 ． 1 ． 1 清 洁生产效 应类指 标 U 废水 处理 能力 以报告期 内企业 废水 处理 量／ 废水 排放量 来计算 ； 固体 物处 理 能力 以报 告期 内 企业 处理量 ／ 产生量 来计算 ； 噪 声处 理 能力 “ 。 ， 此 指 标采 用模糊 统计法 ， 将噪声 污染程 度分为扰 民 、 适 中和 不扰 民 3 个 等级 ， 分 别 以 0 ． 4 、 0 ． 6 、 0 ． 8计算 ， 依据最 大 隶属 原则确立 ； 土壤 污染处 理能 力 U 以报 告期 内被 污染 土壤 处理 面积／ 被 污染土 壤总 面积来计算 ； 大气污 染 处理 能力 ‰ 以报 告期 内企业 污染 气体 处理 量／ 产 生量来计算 。 2 ． 1 ． 1 ． 2产业共 生效应类 指标 己 ， 天然气 化工 业 深 化程 度 以报 告期 内产 区 天 然气 中间产 品企业 数量 来 衡量 ； 天 然气 辅 助工 业发 展 程度 以报 告 期 内 天 然 气 辅 助 工 业 企 业 数 量 来 衡量 。 2 ． 1 ． 1 。 3 社会经 济效应 指标 【 ， 。 产 区经济 软实 力 增 强程 度 “ 。 以报 告期 内地方 天然气相关产业招商引资的增长速度来计算 ； 公共福 利的提高程度 以报告期 内天然气税收中公共支 出比例来计算 。 2 1 。 1 ． 4 生 态文 明效应 【 ， 水污染程度 以 一1 一U 计算 ； 固体物污染 程度 以 一1 ～“ 。 计 算 I 噪声 污染 程度 U 。 以 一 1 一 计算 ； 土壤 污染程度 “ 4 以 “ 4 一1 一“ l 计 算 ； 大气污染程度 以 ；1 一 计算； 土地禁 区 设置程度 以 一土地禁 区设置面积／ 天然气开 发征地 总面积计 算 。 2 1 ． 2 因素 集分类确 定 依据指标体系逻辑结构， 将因素集分为 3 个层级 和 4个类别 ， 即 因素集 ； U一 { U非， L ， 外} ， 其 中， U非一 { U1 ， U2 } 和 己 ， 外一{ 3 ， U4 } 且 L ， 1 { 1 l 。 “ 1 2 ， l 3 ， “ 1 4 ， l j} ， U2 { “ 2 1 ， “ 2 2 } ， U3 一 { “ 3 1 ， 3 2 } ， U4 { 4 l ， 4 2 ， 4 ， 44 ， 4 5 ， 4 } 。 第 3 O卷第 3 期 经 济管 理与安全环保 2 ． 2评 价集 V 的构建 评价 集 以天 然气 循环 经济 综合 发展状 况 好 、 良好 、 不好来 进行 判 断 ， 分 别 以 ， ， 。 来 表 示 ， 即 评 价 集 为 一{ l ， 2 ， 3 } 。 2 ． 3 权 重 集 W 的构 建 在 确 定 因 素 权 重 系数 时 ， 采 用 模 糊 层 次 分 析 法 F AHP 更 为合 适 。另 外 ， 利 用 F AHP法所 的到 得 模 糊判 断矩 阵要 进行 一 致性 检验 ， 只有 当模 糊 判 断矩 阵及其 特征 矩阵 的相容 性 J ≤a a为决 策 者态 度 ， 一 般 取 0 ． 0 1 时 ， 判 断矩 阵才是 满意 一致 符合 要求 的 。 2 ． 4隶 属 函数的 构建 采用 模糊 正 态 分布 [ 5 作 为 单 因素 的 隶属 函数 ， 以 确 定各 单 因素分 别 隶 属 于评 价 集 中相 应 模 糊 集 的 隶属度 。另外 ， 由于 U 、 U 。 、 U 上 各单 因 素 的 取值 范 围为[ 0 ， 1 ] ， 而 U 的取 值 范 围 为 0 ， c 。 ， 为 消 除 量 纲影 响 ， 采用 辅 助 函数 Y一 一 I n 1 0 2 对 L ， 、 U 、 U 的取值进 行修 正 ， 将 其取 值 范围扩 大到 O ， D O 。 2 ． 5隶属 度及 模糊 关 系矩 阵的构 建 将各单 因素的观测值代 人其隶属 函数 ， 所 得 函数值 即为该 因素隶属于相 应评 价集 的隶属度 。 由隶 属度 数据分别 建立 L ， 一 的模糊 关系 R 矩 阵 ， 一1 ， 2 ， 3 。 3天然气循 环经济评 价模型 由于 冈 素集 有 3 个 层 级 ， 故 采用 _一级 模 糊 多 目标 决策 模型 。在 一级 和二级模 糊 多 目标 决策 评价基 础上 建 立 三级模 糊多 目标 决 策 评 价 的模 糊 关 系矩 阵 ， 并 确 定 外部 性和非 外部 性 指 标 的权 重 集 ， 从 而 构建 三 级模 糊 多 目标决 策评价 模 型如下 模糊 关 系矩 阵 R 式 中 B{ 、 B 外 分 别 为非外部 性 指标 和外 部 性指 标 的二 级模 糊 多 目标 决策评 价 结果 。 权重集 W 一 l ， 训2 式 中 7 A ， 。 分 别表 示非 外 部性 指 标 和外 部 性 指标 在 推进 天然 气循 环经济 发展 中的相对重 要性 。 综合 评价 B W 。 R 一 b 1 ， b 2， b 3 式 中 “ B” 为综合 评价 结果 ， “ 。 ” 为模糊 算子 。 4 天然气循环经济评价模型实证应用 以 四川 某天 然气 产 区为 例 ， 通 过 到天 然气 生 产 企 业 和相 关政 府部 门调 研 讨 论 ， 并依 据 各 单 因 素指 标 数 据 以及 各指 标权 重 ， 计 算各 方面 数据 ， 整 理如 表 2 。 将 表 2中数据 代人 模型 得到 三级模 糊多 目标决 策 评 价结 果 结 果保 留 3位有效 数 字 表 2 四川 某 天 然 气 产 区天 然 气 循 环 经 济 评 价 数 据 表 注 ①以上数据除因素 “ 、 “ 2 2 的观测值和修正 观测值单 位为“ 个” 外 ， 其他 N素 的观测值 和修正观 测值单位均 为“ ” ； ②在计 算单因素隶属 度 时， 需先 确定各单蹦素的 隶属函 数中 技术参数。 和 的值， 以上 所有隶 属函 数的 参数 均取1 。 下转第 1 1 9 页 1● ， J 外 B B ． ． ． ． ． ． ．． L 第 3 O卷第 3期 经济管理与安全环保 理信息系统 ， 供决策和应急计算使用 ； 视频接 口可通过 单兵 摄像 头 、 移 动 宽带 接 人 系 统 ， 实 时 传 递 现 场情 况 ， 经测 试采用 C DMA 1 X接 入 系统 ， 视 频 在 1 5帧左 右 ， 基本 能满 足现 场应 急 的需 要 ； 应急 广播 系统 ， 在 突发事 件发 生后 可 以通 过该 平 台 以短 信 、 电话 、 广播 等多 种方 式发 出警报 信息 。 3 ． 5系统 部署 根据 应急 管理层 次结 构 的特点 ， 在 系统 设计 中 ， 纵 向结 构上将 用户 分 为地 区公 司和二 级单 位两 个不 同 的 群体 。同时横 向结构 上地 区公 司和 二级 单位 分别 预 留 与之 相对 应 的地 方 应急 部 门指 挥 通 信终 端接 口 ， 在 应 对大 型突 发事件 时 可 以迅 速实 现与 政府 相关 部 门的协 同指挥 和 应急联 动[ z ] 。 4 结束语 三维应 急地 理信 息 系统 的主要 目的在于 加快 信息 传播 、 提 高行动 速度 ， 从而 改进 决策 的合 理性 、 科学 性 。 从实质上讲 ， 三维应急地理信息系统要完成 的工作就 是通 过加 强信 息共 享 、 帮助作 出正 确决策 、 并 迅速传 达 指令 、 获得 及 时准 确 的反 馈 信 息 。这 个 目的仅 仅 依 靠 单独的三维应急地理信息系统本身是无法实现的。就 像重 特大 突发 事件应 急 处置单 独依 靠企 业 的力 量很难 完成 一样 ， 该 系统必 须 和现有 的大量 系统 无缝连 接 ， 从 而实 现在 多个 系统 间 的信 息 汇 聚 和传 播 ， 这 样 才 能真 正提 高应 急处 置的效 果 。 致谢 北京 睿呈 时 代信 息科 技 有限公 司为本 文提 供 了资 料 ， 在此表示感谢 。 参 考 文 献 [ 1 ]翟丹妮． 应 急平 台中数字化 预案系统 建设 的研 究F J ] ． 中 国 公 共 安 全 学 术 版 ， 2 0 0 8 1 ． E 2 ]蒲鹏先 ， 王勇． 应急地理信息整合平 台系统架构初探F J ] ． 地 理信息世界 ， 2 0 0 8 6 ． 修改 回稿 日期2 O L O - O 2 0 3编辑赵勤 上接 第 1 1 5 页 1 3 一 0． 4 5 0， 0 ． 47 0， 0 ．3 2 5 可 以看 出该 产 区基于 生态 文 明下 的天然 气循 环经 济总体 发展 状况 为较好 。 5 结 论 1 通 过各单 因素 的隶 属 度 ， 可 初 步 判 断 各单 因素 指标 在天然 气循 环经 济发 展 中的状 况 。 2 通 过各层 级 因素权 重 集 结 果 ， 可 明 确判 断 出在 发展循 环 经济过 程 中各指 标 的相对 重要 性 。 3 通 过各级 模 糊 多 目标 决 策 的综 合 评 价 结 果 ， 可 判 断各级 指标在 天然 气循 环经 济发 展 中的整 体表 现 。 参考文献 [ 1 ]崔兆杰 ， 张凯． 循环 经济 理论 与方 法[ M] ． 北京 科 学 出版 社 ， 2 0 0 8 2 0 2 3 ． E 2 3张扬． 循环 经 济概 论 [ M] ． 长 沙 湖南 人 民 出版 社 ， 2 0 0 5 2 09 2 11 ． E 3 ]莉平． 循环经济模拟仿真 系统 设计与 开发 I- M] ． 北京 科 学 出版 社 ， 2 0 0 9 1 5 2 0 ． [ 4 ]肖辞源． 工 程模糊 系统 [ M] ． 北 京 科 学 出版社 ， 2 0 0 4 1 7 3 1 84 ． E 5 3曹炳元． 应 用 模 糊 数 学 与 系 统 [ M] ． 北 京 科学 出 版社 ， 2 00 5 25 27 ． 修改 回稿 日期2 0 1 0 - 0 2 0 3编辑赵勤 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载