效益分享型EMC利益分配的博弈分析

摘要：合同能源管理（EMC），是一種基于市場節能的新機制，其顯著特征是通過市場的調節，以及用能企業和節能服務公司（ESCo）之間的談判與協調，實現各自利益的最大化。合同能源管理（EMC）的核心問題之一就是進行合理的利益分配。文章將用能企業和節能服務公司作為參與雙方，構建了二人合作博弈模型，應用納什談判公理解決了節能效益分享型合同能源管理（EMC）中的利益分配問題。最后通過實例分析加以說明。

關鍵字：合同能源管理；節能；利益分配；納什談判解

中圖分類號：F274

一、引言

能源緊缺是影響全國乃至全球發展的重要瓶頸，中國已成為全球第一能源消費國，而根據“十二五”規劃，到2015年我國一次能源消費總量必須控制在42億噸標準煤以內，這意味著未來幾年內我國節能降耗的任務將十分艱巨，但同時也意味著未來我國節能市場潛力非常巨大。

合同能源管理是國際上20世紀70年代逐步發展起來的一種全新的節能機制。在世界銀行（WB）的幫助下，合同能源管理于1998年引入中國，并迅速發展起來。其實質就是用客戶未來減少的能源費來支付節能項目的全部投資并分享其節能效益的商業模式。節能效益分享型是合同能源管理的三大運營模式之一。在這種模式下，用能企業和節能服務公司簽訂節能服務合同，并約定合同期內的效益分配比例。用能企業不需要支付任何改造和服務費用，而由節能服務公司對項目進行融資，提供資金和服務，并在客戶配合下實施節能項目。合同期滿后，項目節能效益和節能項目所有權歸用能企業所有。

合同能源管理要發展，成功的關鍵是節能服務公司和用能企業雙方都能夠受益，達到合作雙贏的良好愿望，而雙方都能夠分享節能效益的前提是制定合理的效益分享原則。但目前，合同能源管理在我國尚處于發展初期，節能效益分配還沒有科學合理的方法和原則，因而在很大程度上制約和阻礙了合同能源管理模式在中國的發展。本文運用合作博弈理論，將用能企業和節能服務公司作為參與雙方，構建了二人合作博弈模型，應用納什談判解很好的解決了節能效益分享型合同能源管理中的利益分享問題。

二、納什談判公理：一個分析框架

合作博弈是研究人們達成合作時如何分配合作所得到的利益，即利益分配問題。在20世紀50年代，納什創造性的發展了合作博弈理論，并用公理化的方法構建了二人討價還價模型。合作解完整、公正，體現了美感，彌補了在非合作博弈中，納什均衡對效率考慮的缺失。如何使局中人能得到的收益達到公平合理，納什給出了納什談判公理，并推導出納什談判解的結果。

合作博弈必須遵守如下假設：

第一，合作博弈允許兩位局中人在博弈前進行協商。

第二，合作博弈中局中人一旦達成協議，則協議即產生了強制約束力，雙方必須遵守。

納什方法的基本思想是，如果局中人同意把這幾條公理作為一般原則，那么他們自己就可以在任何情況下應用符合這些公理的仲裁程序而不必求助于實際的仲裁人。納什公理體系如下：

公理1（個體合理性） （F，U）≥U，即 （F，U）優超于U；

這一原則表明，用能企業和節能服務公司在通過合同能源管理合作后，其收益要比不合作時多。合作不能損害雙方利益，否則局中人會退出合作。

公理2（可行性）（F，U）∈F；

公理2表明，雙方的談判解是可行的。

公理3 （帕累托最優性） 若 （F，U）∈F，且對F中任何一x，若x≥ （F，U），則x= （F，U）；

這一公理表明，博弈的局中人只關心帕累托最優贏得，實施合同能源管理后，其最終的節能效益分配方案是最優的，優超于其他分配方案，更確切的說，這至少使其中一方得到的效益更多。

公理4（無關方案的獨立性） 若有任意凸集G，若，且（F，U）∈G，則（G，U）=（F，U）；

這一公理表明，在雙方談判過程中，擴充的方案仍在原方案范圍中，那么增加的談判方案不會影響原來的談判結果。

公理5表明，節能效益分配方案與其結果有線性關系，使得局中人的收益可以用效益函數來表示。

公理6表明雙方的地位是平等的，且當雙方談判的基點相等時，他們的收益是相等的。

滿足上述6條定理的節能效益分配方案，以談判雙方的利益為出發點，又體現了個體的理性。不僅符合公平公正的原則，又考慮到了效率問題。這種分配方案的合理性會被雙方接受，從而保持合作。

在上述公理體系基礎上，納什證明了納什談判解的存在及合理性。在用能企業和節能服務公司的合作博弈過程中，存在唯一的解（F，U），且這個解滿足公理1：

三、應用算例

應用算例包含模型假設和應用兩個部分。

（一）模型假設

節能服務公司和用能企業之間的合作就是一種合作博弈的關系。對于雙方而言，合作所創造的利益至少不低于不合作時所創造的利益，否則他們不會達成一致。

根據利益分配協商的納什談判解，我們可以構建用能企業與節能服務公司之間二人合作的節能利益分享模型。設P為實施合同能源管理后總的節能收益， 為第Ui（i=1，2）個效用函數，雙方談判的起點為向量U=（U1，U2），它表示在合同能源管理過程中，用能企業與節能服務公司各自愿意接受的節能利益分配的下限值。則二者的利益分配向量為X=約束條件（1）說明：二者分配的利益之和即為實施合同能源管理后總的節能效益

約束條件（2）說明：實施合同能源管理后分配的利益不小于非合作狀態下各自的收益。

根據前文公式1，我們可以推導出用能企業和節能服務公司利益分配模型的解。通過對公式 （F，U）進行一階求導，又知 X1+X2 =P，我們可以求得：

（二）模型應用

遼寧省某供暖中心的供熱對象大多是20世紀80年代初期的建筑，且原來的設備比較落后，耗煤量很大，存在較大的能源浪費現象。對此，該供暖中心引進了合同能源管理項目，并約定采用節能效益分享型的合作模式。簽訂能源服務合同后，節能服務公司投資200萬元（從銀行貸款）從技術、設備、管理等方面實施了全方位節能項目改造工程。合作后總的節能收益為180萬元/年；若不合作，那么該供暖中心節能收益僅為5萬元（只能通過減少浪費和不必要的能源損耗等簡單方式來進行節能），節能服務公司收益為零。雙方簽訂了合作協議：第一年，節能服務公司獲得全部收益，第二年、第三年、第四年節能服務公司與供暖中心按比例分享節能收益，第四年以后，節能收益全部歸遼寧省某

即得納什談判解為（92.5，87.5），那么，第一年總節能收益為180萬元，節能服務公司得到全部收益；第二年、第三年和第四年每年總節能收益均為180萬元，其中供暖中心分配92.5萬元，節能服務公司得到87.5萬元。第四年以后，供暖中心獲得全部節能收益。

我們將合同期內（前四年）雙方的節能收益水平進行統計，如表3-1所示，

將供暖中心和節能服務公司合作前后收益水平變化情況進行比較，如表3-2所示：

由表3-2可以看出，供暖中心和節能服務公司的收益均有不同程度的上漲，并且供暖中心的收益增長增加稍多，而且從第四年以后，供暖中心會獲得全部節能收益。這對于用能企業本身來說，沒有承擔任何風險，便能取得逐年遞增的節能效益；對節能服務公司來說，完全取得了“借雞下蛋”的收益效果。這樣更有利于調動用能企業進行節能改造的積極性，同時也讓節能服務公司得以生存、發展和壯大。

四、結論及引申

本文運用合作博弈理論，將用能企業和節能服務公司作為參與雙方，構建了二人合作博弈模型，應用納什談判解很好的解決了節能效益分享型合同能源管理中的利益分配問題。通過以上研究可得如下啟示：

第一，通過合同能源管理節能模式在企業中的應用，不僅大大減少了資源浪費，還增加了用能企業的額外收益，調動了企業節能減排的積極性，也讓節能服務公司得以生存發展。

第二，節能收益的分配方案，即納什談判解的基礎是以公平公正為原則，所以博弈雙方易于接受，從而達成合作。

第三，納什談判解計算較為簡便，避免了合作雙方無休止的討價還價過程和繁瑣的計算程序，因而節省了時間成本和機會成本，使雙方盡快達成一致。

第四，基于納什談判公理6，不難發現，我們研究的是在談判主體雙方地位平等情況下的合作，因此，若一方處于壟斷地位，則不適合應用本方法。值得注意的是，合作博弈考慮了更多的道德因素，但是在現實社會中，人們為了追求經濟利益的最大化，往往忽略了道德因素，因此，納什談判解或許更適合商業道德和素質較高的企業間的合作。此外，納什談判解傾向于平均主義，需要進一步引進市場競爭因素來規范合同能源管理節能效益的分配機制。

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（編輯：周南）