Two Methods for Measuring the Environmental Returns to Scale Using Data Envelopment Analysis Approach

امروزه، ارزیابی عملکرد زیست‌محیطی بسیار مورد توجه حامیان محیط زیست و مسئولان است. در سال‌های اخیر، افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن در هوا، آلودگی‌آب، تغییرات آب‌ و هوا و گرمایش جهانی مشکلات فراگیر در سراسر جهان بوده است. بنابراین، توسعة کارخانه‌هایی که دی‌اکسیدکربن و آلودگی کمتری تولید می‌کنند، یک موضوع مورد توجه در هر بخش از تولید است. این مقاله از تحلیل پوششی داده‌ها به‌ عنوان یک تکنیک مدیریتی در ارزیابی عملکرد زیست‌محیطی شرکت‌ها استفاده می‌کند. سپس، اندازه‌گیری مقیاس اقتصادی و بازده به مقیاس در مسائل زیست‌محیطی مورد بررسی قرار می‌گیرد که در دو دهة اخیر چندان به آن توجه نشده است. متناظر با مقیاس اقتصادی و بازده به مقیاس برای خروجی‌های مطلوب، مفاهیم جدید مقیاس اقتصادی زیست‌محیطی و بازده به مقیاس زیست‌محیطی برای خروجی‌های مطلوب و نامطلوب معرفی می‌شود. در این مقاله، دو روش برای تعیین نوع بازده به مقیاس زیست‌محیطی واحدهای کارا ارائه می‌شود. همچنین، معادل بودن این دو روش پیشنهادی تحت یک قضیه ثابت می‌شود. در پایان، مدل‌های ارائه شده برای مطالعة آلودگی (میزان گاز دی‌اکسید‌کربن) کمپانی‌های برق ژاپن استفاده شده است. پس از آن، نوع بازده به مقیاس زیست‌محیطی برای کمپانی های کارا تعیین می‌شود و بر اساس آن، سایز بهینه برای کمپانی‌ها پیشنهاد می‌شود.

Nowadays, the assessment of environmental performance has received considerable attention by environmental strategy advocators and decision makers. In recent years, increased emission of CO2 into the air, water pollution, and global warming are universal problems all over the world. Therefore, development of firms with less CO2 emission is an important issue of attention in every area of production. This paper applies data envelopment analysis (DEA) as a management technique for assessing the environmental performance of the firms. We then explore the measurement of scale economies (SE) and returns to scale (RTS) for environmental issues which have not been given the attention they deserve in the last few decades. Associated with SE and RTS for desirable outputs, the new concepts of ESE (Environmental Scale Economies) and ERTS (Environmental Returns to Scale) are proposed for both desirable and undesirable outputs. This paper presents two methods for determining the type of ERTS of efficient DMUs, and demonstrates their equivalency within a theorem. Finally, the offered models are employed to study the CO2 emission of Japanese electric power companies. Afterwards, the type of ERTS is determined for efficient companies and based on their type of ERTS, the optimal size is suggested for them.