魏中許 牟 健

（中國民用航空飛行學(xué)院 廣漢 618307）

1 引言

我國是航空運輸大國，據(jù)民航局統(tǒng)計，2021年，全行業(yè)完成運輸總周轉(zhuǎn)量856.75 億噸公里，比上年增長7.3%。民航業(yè)快速發(fā)展的同時會消耗更多的資源、產(chǎn)生更多的二氧化碳，增加生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。在國家推行“節(jié)能減排”的大背景下，民航局也在《“十四五”民航綠色發(fā)展專項規(guī)劃》中再次明確了實現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的發(fā)展目標(biāo)，為實現(xiàn)民航綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展做了詳細(xì)的規(guī)劃。作為行業(yè)能源消耗的主力，航空公司肩負(fù)著實現(xiàn)綠色發(fā)展的主要責(zé)任，其關(guān)鍵在于提高自身的碳排放效率。

碳排放效率作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和環(huán)境影響的橋梁，被學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為較高的碳排放效率是用較低的碳排放量換來較高的經(jīng)濟(jì)增長［1～2］。它可以量化航空運輸企業(yè)的碳排放量，讓其了解自身的碳排放水平，找到節(jié)能減排潛在的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)間接減排，解決碳排放和經(jīng)濟(jì)增長之間的矛盾。目前，有關(guān)碳排放效率的研究主要集中在交通運輸行業(yè)的方法模型改進(jìn)［3～5］、區(qū)域?qū)Ρ龋?～7］和影響因數(shù)分析［8～9］等方面，對航空公司碳排放效率方面的研究較少，因此，在已有理論成果的基礎(chǔ)上研究我國航空公司碳排放效率具有重要的價值意義。

本文采用超效率SBM 模型和ML 指數(shù)法對我國九家航空公司的碳排放效率進(jìn)行測度分析，以揭示碳排放效率的時空差異特征，并從不同維度探究了航空公司碳排放效率水平的差異以及效率變動的原因，以期為實現(xiàn)我國民航低碳目標(biāo)和航空公司綠色高效發(fā)展提出了相應(yīng)的對策建議。

2 研究方法

2.1 超效率SBM模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析是效率評價中最為常見的模型，傳統(tǒng)DEA 測算效率時會忽略投入和產(chǎn)出變量之間的松弛性，無法處理包含非期望產(chǎn)出的問題。為解決這一問題，Tone在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上多次進(jìn)行改良和優(yōu)化，逐步提升模型測算效率時的適用性和精確性。其中，超效率SBM 模型結(jié)合了超效率DEA和SBM 模型的各自優(yōu)點，且考慮了變量的松弛性問題和二氧化碳這一非期望產(chǎn)出，能實現(xiàn)對效率值達(dá)到1 的決策單元之間進(jìn)行進(jìn)一步的比較和排序，能更加客觀公正地度量碳排放效率［10］。故本文采用超效率SBM 模型測算碳排放效率，模型構(gòu)建如下：

設(shè)x∈Rm，yd∈Rr1，yu∈Rr2；X=[x1x2x3…xn]∈Rm×n，Yd=[y1dyd2yd3…ydn]∈Rr1×n，Yu=[y1uyu2yu3…yun]∈Rr2×n。

式中，n 表示決策單元DUM 的數(shù)量，m 表示投入指標(biāo)數(shù)量，r1表示期望產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)量，r2表示非期望產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)量。

2.2 Malmquist-Luenberger指數(shù)

上述超效率SBM 方法只可以評價碳排放的靜態(tài)相對效率，不能反映碳排放的動態(tài)變化效率。Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)是衡量效率動態(tài)變化的常用方法，但只能對單一導(dǎo)向的效率進(jìn)行測算且不包含非期望產(chǎn)出，而Chung 提出的Malmquist-Luenberger指數(shù)就很好地避免了這樣的問題［11］。因此，本文選用ML 指數(shù)法分析航空公司碳排放的動態(tài)效率，方向向量定義為gyt-gbt，則t 期到t+1 期基于非期望產(chǎn)出的ML為［12］

ML 值可以進(jìn)一步分為技術(shù)效率變化指數(shù)（ECtt+1）和技術(shù)變化（TCtt+1），技術(shù)效率變化指數(shù)又可進(jìn)一步分為純技術(shù)效率變化指數(shù)（PECtt+1）和規(guī)模效率變化指數(shù)（SECtt+1）表示為

允許規(guī)模報酬（VRS）可變的條件下，當(dāng)MLtt+1、ECtt+1、TCtt+1、PECtt+1和SECtt+1的值大于1 時，表示碳排放效率提高、技術(shù)效率和技術(shù)進(jìn)步得到改善、純技術(shù)效率和規(guī)模效率得到提升；當(dāng)其小于1 時，則表示碳排放效率下降、技術(shù)倒退、效率降低、純技術(shù)效率和規(guī)模效率惡化。

3 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

3.1 指標(biāo)選取

根據(jù)模型中DMU 的指標(biāo)選用要求，以及參考航空運輸碳排放效率現(xiàn)有的研究，張秀秀［4］、史潔［13］、甘甜［14］等選用資本、勞動力為投入指標(biāo)，以營業(yè)收入、運輸周轉(zhuǎn)量為產(chǎn)出指標(biāo)。借鑒已有指標(biāo)的選取方法和鑒于數(shù)據(jù)的可獲得性，個別缺失數(shù)據(jù)采用均值插補法依據(jù)臨近年份平均值推算得到，本文構(gòu)建的指標(biāo)體系和指標(biāo)描述性統(tǒng)計見表1。

表1 投入與產(chǎn)出變量描述性統(tǒng)計

由于二氧化碳排放量沒有直接數(shù)據(jù)來源，故這里選用已有的測算方法［15］，計算公式如下：

CO2=AD×EF;

AD=FC×NCV×10-6;

EF=CC×OF×44/12

式中，CO2為二氧化碳的排放量（t）；AD為活動水平，即航空煤油的燃燒量（TJ）；EF為排放因子，即每單位活動水平的二氧化碳排放量的系數(shù)（tCO2/TJ）；FC表示航空煤油的消耗量（t）；NCV為航空煤油的低位發(fā)熱值（KJ/kg）；CC代表航空煤油的單位熱值含碳量（tC/TJ）；OF表示航空煤油的碳氧化率（%）。44 12 為二氧化碳與碳的分子量之比。

3.2 數(shù)據(jù)來源

本文選取了我國九家具有典型代表性的航空為DMU（見表2），面板數(shù)據(jù)采用的是這九家航空公司2011-2019 的年度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均來自《從統(tǒng)計看民航2011-2020》《中國民航統(tǒng)計年鑒2011-2020》《民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》。

表2 樣本航空運輸企業(yè)信息表

4 結(jié)果分析

4.1 超效率SBM結(jié)果分析

超效率SBM 模型構(gòu)建后，為了更好了解我國不同航空公司碳排放效率的水平，利用軟件Maxdea ultra 7 測算了2011-2019年九家航空公司的碳排放效率值并進(jìn)行了均值排名，見表3。

表3 2011-2019年各航空公司的超效率值及其排名

1）航空公司碳排放效率總體特征

從整體來看，我國航空公司碳排放效率平均水平處在0.731～1.103 之間，不同航空公司的碳排放效率差異較大，整體呈現(xiàn)出一種波動增長趨勢。2011-2019年，航空公司的碳排放效率均值為0.959，說明航空公司的整體碳排放效率處在中等偏上水平，但未達(dá)到有效最優(yōu)狀態(tài)，要實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展仍需不斷提升碳排放效率。

春秋、華夏、海航三家航空公司的效率均值大于1，分別為1.103、1.055 和1.037，表明它們的碳排放效率整體處于較高水平，每個年份的效率值都大于1，說明它們的投入和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)較為合理，能促進(jìn)投入資源的合理利用。剩余航空公司效率均值都低于1，表現(xiàn)為顯著的“無效率”，說明航空公司碳排放效率雖普遍未達(dá)到有效理想狀態(tài)，但總體表現(xiàn)良好，仍有較大的提升空間。

2）不同性質(zhì)的航空公司碳排放效率特征

我國航空公司按照所屬性質(zhì)不同大致分為國有企業(yè)和民營企業(yè)，碳排放效率分別為0.906 和1.026，只有民營企業(yè)的碳排放效率超越了整體平均水平，明顯處于領(lǐng)先地位。

從圖1可以明顯看出，兩種類型的航空公司碳排放效率都呈一種波動式的增長，波動幅度不大，且從2015年開始趨于平緩，碳排放效率差值由2012年的0.199 縮小到2019年的0.08，這說明航空公司的碳排放效率均有所提升，但效果不顯著?？疾炱趦?nèi)各年份的效率均值和有效DMU 個數(shù)呈現(xiàn)出民營企業(yè)最高，國有企業(yè)低于整體平均水平的格局，主要原因是國有航空企業(yè)受政府的管控更強，為實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，國家制定的生產(chǎn)方案難免會束縛企業(yè)發(fā)展造成生產(chǎn)資源的浪費。

圖1 不同性質(zhì)的航空公司碳排放效率均值變化情況

3）不同規(guī)模的航空公司碳排放效率特征

從不同規(guī)模來看，碳排放效率最高的企業(yè)是以市場經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向的小型航空公司公司，效率均值為1.023；其次是中型地方和大型主流航空企業(yè)，效率均值分別為0.983 和0.872。三種規(guī)模的航空公司碳排放效率呈現(xiàn)出小型＞中型＞大型的顯著差異。只有小型航司的碳排放效率達(dá)到了有效狀態(tài)，實現(xiàn)了綠色發(fā)展；中型航司接近有效，效率提升具有很大潛力；而大型航司緊跟其后，為實現(xiàn)綠色發(fā)展做了很多努力，從圖2可以看出，從2015年開始，其碳排放效率顯著增長，和中小型企業(yè)平緩靠近，但效率提升的空間仍然很大。

圖2 不同規(guī)模的航空公司碳排放效率均值變化情況

4.2 Malmquist-Luenberger指數(shù)結(jié)果分析

上文利用超效率SBM 模型測算的效率值為靜態(tài)效率，為了進(jìn)一步分析航空公司碳排放效率的動態(tài)變化及分解指標(biāo)的特征，本文利用Maxdeaultra 7進(jìn)行ML指數(shù)測算和分解。結(jié)果見表4和表5。

表4 2011-2019年我國航空公司碳排放效率全要素生產(chǎn)率變化指數(shù)及其分解值

表5 航空公司全要素生產(chǎn)率變化指數(shù)及其分解值

1）航空公司碳排放動態(tài)效率整體情況分析

總體來看，考察期內(nèi)航空公司碳排放效率ML指數(shù)的幾何均值為0.981，表明其碳排放效率年均下降1.9%。2011-2015年ML指數(shù)增長速度相對較慢，2014-2015年下降最嚴(yán)重，達(dá)到16.2%。2015年后ML 指數(shù)增長速度加快，2017-2018年的增長速度最高，達(dá)到了8.7%，說明航空公司的碳排放效率雖然整體為倒退趨勢，但發(fā)展勢頭較好。

從指數(shù)的分解值來看，EC 指數(shù)的平均值為1.002，說明其技術(shù)效率年均增長0.2%，TC 指數(shù)為0.979，年均下降2.1%，表明航空公司碳排放效率的倒退主要受技術(shù)進(jìn)步水平的阻礙，應(yīng)進(jìn)一步推進(jìn)飛機(jī)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用。EC 指數(shù)分解后，PEC 指數(shù)為1.021，年均增長2.1%，SEC 指數(shù)為0.982，年均下降1.8%，說明航空公司技術(shù)效率的增長主要來源于其純技術(shù)效率的提高，如淘汰舊飛機(jī)更換低能耗的新機(jī)型、優(yōu)化航班線路、增加航班運輸量等科學(xué)的管理決策，如果要進(jìn)一步提升其技術(shù)效率，還應(yīng)注重對規(guī)模效率的提升。

2）不同性質(zhì)的航空公司碳排放動態(tài)效率分析

從國有和民營兩類航空公司來看，其碳排放動態(tài)效率差異不大，均呈下降趨勢。從指標(biāo)分解來看，只有國有航企的技術(shù)效率實現(xiàn)了正向增長，純技術(shù)效率和規(guī)模效率都起到促進(jìn)作用，規(guī)模效率是導(dǎo)致技術(shù)效率增長的主要原因，而技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)為負(fù)向增長。民營企業(yè)兩方面都表現(xiàn)為不足，技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率都需要提升，技術(shù)效率的進(jìn)步主要歸功于純技術(shù)效率。

由此可見，技術(shù)進(jìn)步是阻礙航空公司碳排放效率提升的關(guān)鍵因數(shù)，需要進(jìn)一步提升技術(shù)進(jìn)步水平。近年來，我國持續(xù)從波音、空客公司引進(jìn)新機(jī)型，起到了一定成效，但節(jié)能減排是一項長期的任務(wù)，民航相關(guān)部門仍應(yīng)持續(xù)致力于新技術(shù)的革新、引進(jìn)新型低能耗的飛機(jī)、改進(jìn)飛機(jī)發(fā)動機(jī)的性能、推進(jìn)航空新型燃料的使用。

3）不同規(guī)模的航空公司碳排放動態(tài)效率分析

從不同規(guī)模的航空公司來看，碳排放效率均呈下降趨勢。小型航司下降最為嚴(yán)重，達(dá)到了2.5%，中型航司相對穩(wěn)定，只下降了0.8%。從指數(shù)分解來看，大中型航司的技術(shù)效率均實現(xiàn)了正向增長，技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)為負(fù)向增長，大型航司的技術(shù)效率增長得益于規(guī)模效率，中型航司則是因為純技術(shù)效率。小型航司技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率都表現(xiàn)為下滑，對碳排放效率產(chǎn)生抑制作用。

因此，技術(shù)進(jìn)步是阻礙大中型航空公司碳排放效率的主要原因，技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率不足是小型公司碳排放效率下降的問題所在。大中型航司的規(guī)模效率已經(jīng)達(dá)到有效，所以增加運營規(guī)模作用不大，應(yīng)提升其純技術(shù)效率，如科學(xué)規(guī)范的運營管理方式。小型航司可以在現(xiàn)有的規(guī)?；A(chǔ)上加大機(jī)隊規(guī)模、人員和燃油的投入，以提升其規(guī)模效率。

5 結(jié)語

本文基于我國航空公司2011-2019年碳排放面板數(shù)據(jù)，實證測算了航空公司碳排放的靜態(tài)效率和動態(tài)效率，并分類探究了其碳排放效率的變化情況和變動原因。結(jié)果表明：

1）考察期內(nèi)，我國航空公司碳排放效率水平總體處于中等偏上，整體呈波動增長趨勢，技術(shù)效率的促進(jìn)最大。

2）民營航空公司的碳排放效率明顯高于國有航空公司，但近幾年這種差距有所減??；碳排放指數(shù)兩者相差不大，均呈下降趨勢，從分解來看，技術(shù)進(jìn)步不足是碳排放效率低下的主要影響因素。

3）三種規(guī)模的航空公司碳排放效率表現(xiàn)為小型＞中型＞大型企業(yè)的顯著特點，而碳排放效率指數(shù)中型航司最高，為0.992，其次是大型和小型航司，均表現(xiàn)為負(fù)增長趨勢，未能向生產(chǎn)前沿面增長。

根據(jù)以上的研究結(jié)論，為提升我國航空公司的碳排放效率水平并縮小它們之間的差異，這里提出以下幾點建議：

1）推進(jìn)低碳技術(shù)在航空運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用改革。技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化能有效提升航空公司的碳排放效率，在飛機(jī)上安裝翼尖小翼，改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能，推廣新型生物燃油的使用等措施都能起到很好的節(jié)能減排效果。其次，民航相關(guān)部門要積極參與國家有關(guān)節(jié)能減排的科研創(chuàng)新工作，持續(xù)深化航空運輸企業(yè)低碳技術(shù)的研究。

2）合理規(guī)劃航空運輸企業(yè)的規(guī)模。企業(yè)的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、運營管理方式都會對效率產(chǎn)生一定的影響，規(guī)模過大或過小都會造成效率低下，國有航空公司的規(guī)模一般都比較大，在既滿足社會主義經(jīng)濟(jì)體制要求的同時又遵循市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律，難免會造成經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。小型民營航司反而表現(xiàn)出生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的合理性，合理規(guī)劃企業(yè)的規(guī)模，調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，采用大規(guī)模集團(tuán)化差異運營管理，能在一定程度上減少資源的浪費，使其符合綠色、可持續(xù)發(fā)展的要求。

3）構(gòu)建民航運輸企業(yè)綠色發(fā)展的治理體系。充分發(fā)揮民航部門行業(yè)管理的優(yōu)勢，統(tǒng)籌實施航空運輸企業(yè)的能耗和碳排放管理。空管部門可通過優(yōu)化航線、協(xié)調(diào)好軍民航空空域、加強氣象監(jiān)測的準(zhǔn)確性以減少飛機(jī)在空中或地面滑行的燃油浪費。民航各部門應(yīng)密切配合，有效監(jiān)控好飛機(jī)運行全過程的能耗節(jié)點，避免資源浪費，共同推進(jìn)民航綠色治理體系的建設(shè)。