基于政府補貼的淺層地溫能開發利用博弈分析

陳安國，馬樂樂，周吉光

(1.石家莊經濟學院 圖書館，河北 石家莊 050031；2.石家莊經濟學院 研究生學院，河北 石家莊 050031 3.石家莊經濟學院 學術傳播中心，河北 石家莊 050031)

基于政府補貼的淺層地溫能開發利用博弈分析

陳安國1，馬樂樂2，周吉光3

(1.石家莊經濟學院 圖書館，河北 石家莊 050031；2.石家莊經濟學院 研究生學院，河北 石家莊 050031 3.石家莊經濟學院 學術傳播中心，河北 石家莊 050031)

假設市場上有使用傳統能源的生廠商1和開發淺層地溫能的生產商2，生產商1生產的產品綠色度較低，其價格也相應的較低，而生產商2生產的產品綠色度高，但價格較昂貴。基于政府補貼的角度，利用博弈論方法，建立政府和兩個生產商的博弈模型。研究結果表明：隨著消費者環保意識的增強，政府提高市場最低綠色度準入值，生產商2的市場份額會逐漸增加，而生產商1的市場份額會逐漸縮小，即政府提高市場最低綠色度準入值對生廠商2更有利。

政府補貼；博弈模型；淺層地溫能

淺層地溫能又稱淺層地熱能，是蘊藏在地表水或地表以下一定深度(一般小于200米)范圍內的巖土體和地下水中具有開發利用價值的熱能。淺層地溫能分布廣泛、能量巨大，據專家測算，我國地下近百米深度內的土壤每年可采集的低溫能量是1 560×104kW，而百米內地下水每年可采集的低溫能量也有21×104kW。淺層地溫能是一種可再生的新型環保能源，具有明顯的資源屬性，因而也是一種特殊的礦產資源[1]。面對我國經濟和人口增長的能源需求的劇增，傳統能源的日益枯竭及生存環境問題的日益凸顯，開發淺層地溫能源對改善我國能源結構、緩解資源匱乏、促進節能減排目標的實現及構建資源節約型和環境友好型社會，具有重要的現實意義。

一、淺層地溫能開發利用的背景

近年來，我國利用淺層地溫能對建筑物供暖和制冷的工程項目數量及服務面積迅速增加。據不完全統計，目前全國淺層地溫能開發利用項目服務面積已超過2億平方米，且每年的增加面積將超過5 000萬平方米。隨著地源熱泵技術的普及和推廣，應用地源熱泵項目的建筑類型越來越多，由住宅、學校、酒店、辦公樓、商場逐漸擴大到交易大廳、企業工廠、會館、商場、學校、寫字樓、醫院、酒店等，顯示了淺層地溫能的開發利用具有廣闊的發展前景[2]。

但是對于我國多數生產商來說，開發淺層地溫能存在諸多制約因素：一方面，淺層地溫能的開發需要大量的資金和成熟的技術能力。淺層地溫能產品雖然能起到緩解能源壓力、減少污染的效果，但是由于技術、成本等因素，淺層地溫能產品可能會出現價格高、不穩定的情況。另一方面，由于我國消費者的環境偏好還比較低，對綠色環保產品的重視度不高，利用淺層地溫能這種新能源生產出來的產品難以憑借低碳環保的優勢贏得市場份額。因此，要促進淺層地溫能的開發利用，政府必須采取財政補貼、減少稅收等一系列的優惠政策。而實際上，為了促進淺層地溫能的開發利用，從中央到地方各級政府都相繼出臺了支持鼓勵政策。2004年，國家《節能中長期專項規劃》就指出，要加快地熱等可再生能源在建筑物中的利用；2006年1月施行的《中華人民共和國可再生能源法》明確將地熱能的開發與利用列入新能源的鼓勵范圍；2006年8月，《建設部、財政部關于推進可再生能源在建筑中應用的實施意見》明確提出推進淺層地溫能等可再生能源在建筑領域的應用；2007年9月，《可再生能源中長期發展規劃》提出要合理利用地熱資源；2008年12月，國土資源部下發了《關于大力推進淺層地熱能開發利用的通知》，對大力推進我國淺層地溫能資源的開發利用進行了部署；《河北省能源“十二五”發展規劃(2011—2015年)》中明確了“大力發展新能源和可再生能源”的重點任務[1]。因此國內許多生產商積極投入到淺層地溫能的開發熱潮中，在此背景下，政府如何制定財政補貼政策以及生產商如何應對政府補貼政策做出相應的經營決策，成為政府與生產商面臨的關鍵問題。探究政府與生產商在淺層地溫能源開發戰略中的博弈關系將有助于解決這一問題。

本文利用博弈論方法，系統考慮到政府補貼、市場競爭、淺層地溫能產品和傳統產品的綠色度水平、市場最低綠色準入值、消費者偏好等因素，建立政府和兩個競爭生產商的博弈模型，以此探究各種參數變化對政府和企業行為帶來的影響，為淺層地溫能的開發利用提供參考。

二、博弈模型的建立

(一)問題闡述

市場上對淺層地溫能的開發利用有兩種戰略：開發淺層地溫能源和開發傳統能源(如煤炭、天然氣等)。采取兩種戰略的差異主要表現在所生產產品的綠色程度上，開發傳統能源的企業(設為生產商1)通常采用傳統生產方法，在能源利用上只是單純地提高利用效率，所生產的產品綠色環保的程度較低，其價格也相應的較低。開發淺層地溫能源的企業(設為生產商2)更傾向于研發新的生產方法和投入更高的成本，其生產的產品綠色環保的程度較高，但價格較昂貴。也就是說，生產商2的產品綠色度水平比生產商1的產品綠色度水平更高，因此稱生產商2的產品為高綠色度產品，生產商1的產品為低綠色度產品。假設用g表示法規規定的最低綠色度水平，且g值越大說明綠色度水平越高。g1、g2分別為生產商1和生產商2的產品綠色度水平，g2>g1。生產商1和生產商2的邊際生產成本分別為c1、c2(c2>c1)，其產品價格分別為p1和p2。

市場上消費者對產品的綠色偏好存在很大差異，有的消費者是激進的環保主義者，他們愿意支付很高的價格來購買高綠色度產品；而有的消費者不關心產品的綠色程度，他們更傾向于購買價格較低的產品。用θ表示消費者對產品的綠色滿意度，消費者每增加一單位產品的綠色滿意度，則其愿意支付一定的費用K[3]。

(二)模型假設

(1)假設社會總福利為政府收益，政府收益=企業收益-政府補貼。

(2)市場為雙寡頭市場，生產商1開發傳統能源，生產商2開發淺層地溫能源。

(3)生產商1的產品達不到政府規定的最低綠色水平補貼的要求，因此得不到政府補貼。生產商2的產品達到或超過政府規定的最低綠色水平補貼的要求，享有政府補貼。

(4)生產商為提高產品的綠色度水平，需要付出相應的研發成本μi=βi(gi-g0)(i=1,2)，其中β為研發成本系數。

(5)生產商2的產品初始成本高，但后續運行成本低，從而帶來邊際成本一定程度的降低(設δ為成本降低率)，生產商2所降低的成本為δ2=(g2-g0)。生產商1為了提高競爭力，爭奪市場份額，通過節約能源和材料提高產品的綠色程度，其所降低的成本為δ1=(g1-g0)。

(7)假設市場容量為1，傳統能源產品的市場需求量為q1，淺層地溫能產品的市場需求量為q2=1-q1[5]。

(三)模型建立

根據以上假設，有：

(1)

生廠商1的收益函數為：

π1=[p1-c1+δ1(g1-g0)]q1-β1(g1-g0)

(2)

生產商2的收益函數為：

π2=[p2-c2+δ2(g2-g0)]+p2r(g2-g]q2-β2(g2-g0)

(3)

政府的收益函數為生產商1和生產商2的收益之和減去政府對產品的補貼支出：

Π3=π1+π2-r(g2-g)q2

(4)

三、模型求解

(5)

由公式(5)可知，利用傳統能源生產的產品邊際成本c1越低且成本節約率δ1越高，傳統能源的產品和淺層地溫能源生產的產品的價格差異越大。而在現實生產活動中，利用傳統能源的生產商更傾向于那些既經濟又環保的措施，比如提高能源利用率、利用環保材料減少能耗等。這會導致兩種類型的廠商專注于自己的市場層次，價格差別越來越大。生產商1憑借價格優勢吸引消費者，生產商2則靠較高的綠色程度和新技術爭奪市場份額。

(6)

(7)

觀察公式(6)和(7)，在其他因素不變的前提下，兩個生產商的產品價格隨著k值的增加而增加。也就是說，隨著消費者環境保護意識的提高，其環境支付意愿也會提高。淺層地溫能廠商生產的產品就是高綠色度產品，而傳統能源廠商為了吸引消費者也會努力提高產品的綠色度，這樣不僅生產商2會獲益，生產商1也會獲益，市場上會出現雙贏的良好局面。

(8)

(9)

因此，隨著市場最低綠色準入值的增大，市場上所有產品的價格都提高，政府應慎重制定市場最低綠色準入標準。

將公式(6)(7)代入式(1)得：

(10)

(11)

若政府設定的最低綠色度準入值g0發生變化，兩個生產商的市場份額也會發生變化，且兩個廠商所占市場份額的增減與兩者成本降低率δ的比值相關。令：

(12)

(13)

得：

(14)

即提高市場最低綠色度準入標準，會給生產商2(淺層地溫能廠商)帶來巨大商機，生產商2憑借產品優勢占據更多的市場份額，而生產商1(傳統能源廠商)的市場份額會逐漸縮小。

在這種情況下，隨著市場最低綠色度準入標準的提高，生產商2的市場份額會逐步萎縮，而生產商1的市場份額會逐步擴張。相反，降低市場最低綠色度準入標準，才能逐步增加生產商2的市場份額，減少生產商1的市場份額。

即，無論市場最低綠色度準入標準如何變化，兩個生產商的市場份額不變。

四、政策建議

其一，政府要加大對消費者環保意識的教育，提高消費者的環保意識。這在短期內可能收效甚微，但是長遠來看會取得“消費者—廠商”雙方共贏的效果。此外，政府要科學合理地制定最低補貼標準，在淺層地溫能產品的邊際成本較高而消費者環保意識較低時，政府應適當降低最低補貼標準，以保證廠商有利可圖；而隨著淺層地溫能產品市場份額的擴大帶來的規模經濟效益使其邊際成本降低，且消費者的環保意識進一步提高時，政府可以考慮提高最低補貼標準。[6]

其二，隨著經濟的迅猛發展，人們的物質精神生活水平不斷提高，消費者對其生存環境的質量也越來越重視，特別是近日來一系列污染事件(如全國大面積的霧霾天氣、空氣污染)的發生，更激起了消費者在環境方面的需求。面對這種狀況，生產高綠色度產品的廠商一方面要加強宣傳，突出強化自己的綠色環保形象，形成與競爭對手差別化的競爭優勢；另一方面要加大技術投入，降低生產成本。而對于生產低綠色度產品的廠商，隨著消費者環保意識的不斷提高，要提高產品的綠色程度，在政府最低補貼標準較低時，適當降低價格，當政府提高最低補貼標準時，廠商可以適當提高價格。

〔1〕 衛萬順,李寧波,冉偉彥,等.中國淺層地溫能資源[M].北京：中國大地出版社,2010.

〔2〕 陳安國,馬樂樂,周吉光.河北省淺層地溫能開發利用現狀、問題與對策研究[J].石家莊經濟學院學報,2013(4)：50-54.

〔3〕 朱慶華,竇一杰.基于政府補貼分析的綠色供應鏈管理博弈模型[J].管理科學學報,2011(6)：86-95.

〔4〕 蔡偉琨,賈磊麗,張聰.基于政府補貼分析的新能源戰略博弈模型研究[J].企業活力,2012(5)：9-12.

〔5〕 李幫義,王玉燕.博弈論及其應用[M].北京：機械工業出版社,2010.

〔6〕 李國志.日本發展低碳經濟的財政政策及借鑒[J].當代經濟管理，2014(1)：94-97.

(責任編輯 杜 敏)

A Game Model on the Utilization of Shallow Geothermal Energy Based on Government Subsidies

CHEN An-guo,MA Le-le,ZHOU Ji-guang

(Shijiazhuang University of Economics,Shijiazhuang,Hebei 050031)

The article supposes that there are two kinds of manufacturer on the market,the manufacturer of using traditional energy and shallow geothermal energy.The products of manufacturer 1 have a lower green degree,and its price is correspondingly lower.On the contrary,the green degree of the other manufacturer's price is higher,and its price is also expensive.Based on government subsidies,this paper establishes a game model by considering government and two manufactures. The result shows,with the increase of consumers' environment-care,increasing the lowest green access value is more advantage to the manufacturers of using shallow geothermal energy.

government subsidies; game model; shallow geothermal energy

10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2014.06.011

2014-04-10

http://www.cnki.net/kcms/doi/10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2014.06.011.html 網絡出版時間：2014-12-29 15：30

2012年度河北省社會科學基金項目“能源礦產資源參與低碳經濟建設的宏觀調控戰略機制研究”(HB12YJ052)；2014年度河北省社會科學基金項目“杰文斯悖論的經驗性檢驗及對資源開發利用模式的啟示”(HB14L5004)。

陳安國(1965—)，男，河南孟津人，經濟學博士，教授，碩士研究生導師，現任石家莊經濟學院圖書館館長，主要研究方向為城市經濟學、資源經濟學。

F206

A

1007-6875(2014)06-0056-04