國家電網(wǎng)有限公司特高壓部 楊鵬程 中南大學(xué)商學(xué)院 湯賢振
特高壓電網(wǎng)是影響國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,電力資源的可持續(xù)發(fā)展直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量[1]。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,社會對電力的需求在不斷增長,為了提高供電可靠性和降低遠程電力供應(yīng)過程的損耗,特高壓工程興起[2]。然而電力行業(yè)對生態(tài)環(huán)境的影響不斷加大,空氣污染、噪音污染、土壤植被破壞等生態(tài)環(huán)境問題日益嚴重,嚴重制約了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[3]。因此,特高壓工程環(huán)境問題受到社會各界的廣泛關(guān)注,了解特高壓電網(wǎng)項目運行特點,構(gòu)建特高壓工程綠色評價體系,對于促進特高壓工程綠色建設(shè)、避免環(huán)保糾紛具有重要意義。
特高壓工程作為近幾年的新興工程,國內(nèi)外學(xué)者對特高壓工程建設(shè)和評價進行了研究。其中特高壓工程評價研究主要集中在工程質(zhì)量評價、工程經(jīng)濟績效評價和工程綜合績效評價三個方面。在工程質(zhì)量評價方面,學(xué)者們從現(xiàn)場人員管理、制度管理、物資設(shè)備管理、環(huán)境管理等五個維度,基于組合加權(quán)法構(gòu)建27個三級指標對施工管理進行了評價[4]。在工程經(jīng)濟績效評價方面,學(xué)者們結(jié)合特高壓工程特點,從項目管理的視角綜合評價項目的經(jīng)濟效果[5],建立定量和定性相結(jié)合的動態(tài)指標體系[6],采用專家打分、模糊綜合評價等方法,從輸電價、到網(wǎng)電價、線損電價、自有金內(nèi)部收益率、資本金內(nèi)部收益率、投資回收期和投資回報率七個方面進行經(jīng)濟績效評價[7]。在工程綜合績效評價方面,學(xué)者們根據(jù)特高壓工程特點,將社會效益與環(huán)境效益評價指標納入特高壓工程綜合績效評價中[8]。學(xué)者們采用模糊綜合評價法從電磁環(huán)境、聲學(xué)環(huán)境、生態(tài)環(huán)境三個方面構(gòu)建特高壓工程建設(shè)環(huán)境評價指標體系[9]。具體來說,高壓工程建設(shè)過程中環(huán)境影響包括輸電線路、高壓設(shè)備和周圍環(huán)境之間存在的電位差,可能產(chǎn)生低頻電磁輻射[10],同時電力變壓器設(shè)備的導(dǎo)體表面向周圍空氣放電產(chǎn)生的電磁噪聲和絕緣子污穢或損壞產(chǎn)生的電暈放電可能帶來無線電干擾[11];發(fā)電站值班人員產(chǎn)生的生活污水,主要是沖洗污水和糞便污水,可能會影響水環(huán)境[12]??偟膩碚f,特高壓工程評價集中在工程管理質(zhì)量和績效兩個方面,對環(huán)境方面的關(guān)注較少。有些學(xué)者討論到特高壓工程對環(huán)境的影響,都是從不同的角度出發(fā),沒有形成綜合的評價指標體系。
本文首先基于“兩型”特高壓工程特點,從技術(shù)、經(jīng)濟、資源、環(huán)境、社會這五個維度來制定特高壓工程綠色評價指標,構(gòu)建有機統(tǒng)一的特高壓工程綠色發(fā)展評價指標體系,然后通過基于主觀賦權(quán)法的AHP 和客觀賦權(quán)法的OWA 算子相結(jié)合的組合賦權(quán)AHP-OWA 評價方法更確定各維度及評價指標的權(quán)重,能更合理地得到特高壓工程五維之中和之間的關(guān)鍵影響變量,隨后引入隸屬度概念,更加關(guān)注指標與范圍的隸屬關(guān)系,對物元可拓模型做出改進,最后利用改進后得到的模糊無緣可拓模型,對青海—河南特高壓工程進行綜合評價。
1997年11月,《京都議定書》在聯(lián)合國氣候變化框架公約締約國會議上被提出,承諾采取經(jīng)濟、社會、工程技術(shù)等多方面的綜合措施,實現(xiàn)控制全球平均氣溫上升控制在2℃以內(nèi)這一目標。2021年3月15日習(xí)近平在中央財經(jīng)委員會第九次會議上發(fā)表重要講話,提到要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局,如期實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。
資源節(jié)約型與環(huán)境友好型是“兩型工程”的核心理念,是以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為終極目的,在建設(shè)“兩型社會”和生態(tài)文明的過程中,所規(guī)劃、建設(shè)、運營的一系列工程都是直接服務(wù)于資源節(jié)約、環(huán)境友好目標。特高壓電網(wǎng)是影響國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,電力資源的可持續(xù)發(fā)展直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量,然而高電壓工程建設(shè)面臨系統(tǒng)集成復(fù)雜、持續(xù)時間長、影響范圍廣、技術(shù)創(chuàng)新難度大、安全質(zhì)量和經(jīng)濟性要求高、創(chuàng)新基礎(chǔ)薄弱、利益主體多元化等挑戰(zhàn)。在國家倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展大背景下,技術(shù)創(chuàng)新不能僅考慮經(jīng)濟效益,還應(yīng)考慮生態(tài)價值,將生態(tài)保護、資源節(jié)約等要素融入激勵機制。而科學(xué)的指標體系有助于更好地體現(xiàn)兩型社會對于資源節(jié)約和環(huán)境友好的要求,指引著城市發(fā)展在提高資源利用率方面的前進方向。因此要想更好地實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標,首先要全過程、全方位地做好綠色發(fā)展評價工作。
綜上分析,本文構(gòu)建出“兩型”特高壓工程領(lǐng)域的綠色指標體系,并進一步從技術(shù)、經(jīng)濟、資源、環(huán)境和社會等五個方面綜合評價特高壓“兩型”綠色發(fā)展狀況及影響。
技術(shù)影響通常是指特高壓工程在施工過程及正常運行過程中,對換流變壓器容量、特高壓組鐵塔施工技術(shù)、特高壓樁基穩(wěn)固施工技術(shù)、特高壓質(zhì)量檢測技術(shù)、特高壓換流站絕緣技術(shù)、施工工藝技術(shù)先進性和特高壓施工技術(shù)可靠性等的影響。由于工程質(zhì)量的保障對于整個換流站工程和輸電線路工程來說是重中之重的,因此在把握好重難點的基礎(chǔ)上,特高壓施工和運行過程中也應(yīng)進行全面檢測和控制,最大限度地保障每一個環(huán)節(jié)都符合高質(zhì)量標準。
合理的經(jīng)濟維度評價能夠減少特高壓工程壽命周期內(nèi)的成本費用投入,使工程全壽命周期內(nèi)投入最小,并且取得最優(yōu)的經(jīng)濟效益,綜合平衡各階段的成本投入和電網(wǎng)效益。因此,在設(shè)計評價指標時,可以將環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展融入電力工程項目建設(shè)的成本目標中,通過合理的成本目標指導(dǎo)工程建設(shè)中各項費用支出,其主要指標為投資收益率、投資回收期和和工程變更費用變化率。
特高壓電網(wǎng)對于資源環(huán)境有著積極的作用,促進全國整體資源的配置,為大量清潔能源與資源提供并網(wǎng)通道,改善能源與資源分配不均所帶來的經(jīng)濟發(fā)展瓶頸問題,其主要評價指標為創(chuàng)新材料投入量、特高壓設(shè)備檢驗合格率、特高壓材料檢驗合格率、傳統(tǒng)能源投入量、清潔能源占比和投資結(jié)余率。
傳統(tǒng)的建設(shè)項目在施工過程中的環(huán)境保護主要集中在施工現(xiàn)場內(nèi)部,包括對施工器具的使用和堆放,施工材料運輸和使用過程中對揚塵等的控制,對施工現(xiàn)場噪音情況的檢測等,而特高壓工程因為遠距離架設(shè)的原因,其施工現(xiàn)場需要不斷變換,對路徑沿線環(huán)境造成一定的影響。為順利推進特高壓工程建設(shè),促進特高壓工程與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,需要從環(huán)境影響評價階段著手,對特高壓工程產(chǎn)生的環(huán)境影響進行有針對性的分析和評價。特高壓工程對環(huán)境的影響包括大氣環(huán)境效益、水環(huán)境效益、土壤環(huán)境效益、固體廢棄物風險、聲環(huán)境效益、生態(tài)環(huán)境效益。
特高壓工程為促進地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展,有著十分重要的作用,與社會環(huán)境密不可分,由此也引發(fā)了一系列社會安全和發(fā)展問題,我們應(yīng)該在盡可能避免安全隱患問題的同時,能夠?qū)ι鐣鸬酱龠M作用。其主要衡量指標包括安全文明措施落實率、就業(yè)促進率、綠色GDP 發(fā)展水平和居民生活干擾投訴情況。
國家電網(wǎng)公司層面特高壓工程綠色兩型管理評價指標體系總體層(一級指標):“兩型”特高壓工程;準則層(二級指標):技術(shù)效益(A)、經(jīng)濟效益(B)、資源效益(C)、環(huán)境效益(D)、社會效益(E);指標層(三級指標):換流變壓器容量A1、特高壓鐵塔施工技術(shù)A2、特高壓樁基穩(wěn)固施工技術(shù)A3、特高壓質(zhì)量檢測技術(shù)A4、特高壓換流站絕緣技術(shù)A5、施工工藝技術(shù)先進性A6、特高壓施工技術(shù)可靠性A7,投資收益率B1、投資回收期B2、工程變更費用變化率B3,創(chuàng)新材料投入量C1、特高壓設(shè)備檢驗合格率C2、特高壓材料檢驗合格率C3、傳統(tǒng)能源投入量C4、清潔能源占比C5、投資結(jié)余率C6,大氣環(huán)境效益D1、水環(huán)境效益D2、土壤環(huán)境效益D3、固體廢棄物風險D4、聲環(huán)境效益D5、生態(tài)環(huán)境效益D6,安全文明措施落實率E1、就業(yè)促進率E2、綠色GDP 發(fā)展水平E3、居民生活干擾投訴情況E4。
前面章節(jié)基于青?!幽咸馗邏汗こ添椖刻攸c和國內(nèi)外優(yōu)秀工程項目評價研究,從技術(shù)、經(jīng)濟、資源、環(huán)境、社會五個維度對工程項目進行了指標體系的構(gòu)建,為進一步評價青?!幽咸馗邏汗こ虒嵤┬б妫饕ㄟ^兩個步驟對特高壓輸變電工程進行評價。首先對評價體系中的指標進行賦權(quán),確定各個指標的權(quán)重系數(shù),即各個指標對綜合評價結(jié)果的影響程度;其次通過綜合評價方法進一步分析確定綜合評價值,判斷工程項目實施狀況。本文指標賦權(quán)方法階段選取AHP-OWA 主客觀結(jié)合方法,綜合評價階段選取模糊物元可拓方法對特高壓輸變電工程進行綜合價值評價。
層次分析法(AHP)是一項解決多目標復(fù)雜問題的決策分析方法,通過專家經(jīng)驗判斷各衡量目標之間的相對重要程度,合理給出各決策方案相應(yīng)的標準權(quán)數(shù),利用權(quán)數(shù)得出各方案的優(yōu)劣次序,有效應(yīng)用于難以通過定量方法解決的課題。由于特高壓工程項目的相關(guān)指標獨立性較強,適合采用層次分析方法進行基礎(chǔ)賦權(quán)。然而,主觀賦權(quán)法客觀性較差,層級分析法只考慮了各準則指標之間的相對重要性程度,且專家的主觀偏好易產(chǎn)生極值,若對極值不進行適當處理,會對權(quán)重的公正性產(chǎn)生不利影響。因此,為減少單一方法產(chǎn)生的偏差,引入有序加權(quán)平均算子(OWA),降低由專家主觀原因產(chǎn)生的極值對結(jié)果的影響。OWA 算子將所給數(shù)據(jù)從大到小重新排序,并對新數(shù)據(jù)序列進行集結(jié),以定量表示因素間互相影響程度,因此AHP-OWA 算法組合賦權(quán)法在一定程度上消解了單一使用層次分析法或有序加權(quán)平均算子的缺點,有利于對指標科學(xué)賦權(quán),提高綜合評價結(jié)果的準確度。
傳統(tǒng)綜合評價方法較多且應(yīng)用廣泛,但沒有適合解決所有問題的唯一方法,每種方法均有其側(cè)重點和主要應(yīng)用領(lǐng)域。模糊綜合評價根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價,針對評價因素復(fù)雜性、評價對象層次性、評價標準存在模糊性等一系列問題,通過建立模糊集合對評價對象隸屬度加以量度。因此針對特高壓工程項目效益評價,模糊綜合方法可以使特高壓項目效益的層次性和相關(guān)影響因素模糊性得以較好體現(xiàn),解決特高壓工程領(lǐng)域內(nèi)的新問題。同時,由于特高壓工程項目效益評價指標體系擁有多項評價指標和相應(yīng)指標值,為彌補傳統(tǒng)算法的近似性,引入物元可拓模型,通過模糊物元可拓方法對該物元集合進行評價,以定量數(shù)值較好的反映評價結(jié)果,通過劃分結(jié)果等級評價對象所屬級別,減少人為對評定結(jié)果的影響,較好地反映綜合水平,并便于項目進行實施和分析。
本文依托國家電網(wǎng)公司青?!幽稀皟尚汀碧馗邏汗こ添椖?,將特高壓工程綠色管理績效評價的等級劃分為五個等級:“差”“較差”“一般”“良好”“優(yōu)秀”。參照圖3的綜合評價邏輯圖,本文首先應(yīng)用AHP 法計算出評價指標的客觀權(quán)重,數(shù)據(jù)來源于向國家電網(wǎng)公司中負責青?!幽咸馗邏汗こ痰募夹g(shù)領(lǐng)域、資源環(huán)境、經(jīng)濟社會的專家發(fā)放的問卷,問卷采用1~5標度法。計算出五個維度指標的主觀權(quán)重如下:
將上述得到的指標客觀權(quán)重引入到OWA 算法中,同時假定一個較樂觀的風險決策水平,設(shè)風險決策系數(shù)α 為2,計算得出五個維度指標的OWA算子值,并作歸一化處理,得到五個維度指標的客觀權(quán)重如下:
為保證主客觀賦權(quán)方法結(jié)合的均衡,令主、客觀權(quán)重值的比重均為50%,得到相對于目標層的指標組合權(quán)重為:
權(quán)重值大小排序如圖1所示。
圖1 指標權(quán)重值排序直方圖
我們發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)境效益是被專家最看重的指標,投資收益率指標次之,清潔能源占比指標和聲環(huán)境效益指標分別占有6%的重要性份額,換流變壓器容量指標、特高壓樁基穩(wěn)固施工技術(shù)指標和特高壓材料檢驗合格率指標分別占有5%,其余指標均在5%以下。我們結(jié)合特高壓工程專家的經(jīng)驗,將“兩型”特高壓工程綠色指標體系的評價得分平均劃分成為若干標準,其經(jīng)典域如下所示。
通過隸屬度計算式,得出“兩型”特高壓工程綜合評價得分關(guān)于五個評價等級的隸屬度。等級差,隸屬度0.6289;等級較差,隸屬度0.7444;等級一般,隸屬度0.8598;等級良好,隸屬度0.9753;等級優(yōu)秀,隸屬度0.9092。
基于最大隸屬度原則,我們可以得出“兩型”特高壓工程綠色指標體系綜合評價等級為良好。
為了更有效地識別出影響青豫工程的微觀因素,本文對“五維”準則層及指標層進行評分,評分結(jié)果如圖2、圖3所示。
圖2 “五維”綜合評價得分
圖3 指標層評價得分
圖2趨近于正五邊形,這表明青海—河南特高壓工程建設(shè)具有均衡性。具體評價得分反應(yīng)出工程在社會和環(huán)境維度上表現(xiàn)優(yōu)秀,這說明工程的環(huán)境保護措施非常到位,社會效益非常明顯。但工程在經(jīng)濟維度上表現(xiàn)較差,經(jīng)濟效益較低??傮w上看,評價結(jié)果與綠色“兩型”管理理念及工程施工目標相一致。
圖3的評價結(jié)果顯示傳統(tǒng)能源投入量、安全文明措施落實率和居民生活干擾投訴情況這三個指標表現(xiàn)最佳。換流變壓器容量指標有進一步提升的空間,投資回收期較長,經(jīng)濟維度指標有待提高。