基于分享經濟的充電運營商與中間服務商合作機制和利益分配

劉娟娟 張甜甜

基于分享經濟的充電運營商與中間服務商合作機制和利益分配

劉娟娟 張甜甜

隨著電動汽車產業發展，充電設施配套需求增加，為充電設施行業帶來發展契機。針對充電服務產業鏈中充電運營商與土地業主等中間服務商合作的問題，引入分享經濟理念，從資源共享的角度出發，構建充電設施運營商與中間服務商合作的博弈模型，考慮到雙方的努力程度，研究其收益分享。結果表明： 雙方合作可以實現收益最大化；充電需求越大，充電運營商分得的收益越高，而土地租賃成本越高，商業場所分得的收益越大，因此雙方都是愿意合作的；雙方越努力，獲得的收益越高，雙方存在努力動因。雙方選擇合作策略，既可以實現資源的最大效用，又可以促進充電設施的建設。

分享經濟； 電動汽車產業； 充電設施運營商； 中間服務商； 合作機制

一 引 言

為了應對能源危機和環境污染，國家政策強力支持新能源電動汽車產業發展。2017年4月工業和信息化部、國家發展改革委和科技部聯合發布的《汽車產業中長期發展規劃》指出，新能源汽車將成為我國汽車產業搶占先機、趕超發展的突破口，并強調要求加快充電基礎設施建設。電動汽車產業的快速發展帶來充電設施建設的強烈需求(唐葆君和鄭茜，2013[1]；任斌等，2013[2])。充電基礎設施的建設主要集中在城市商業區、停車場、公路服務區等公共區域，涉及到土地拆遷、產權歸屬、補貼、安全等問題，土地的二次開發成本高。目前充電設施運營商有供電企業和電力設備制造商、汽車生產企業、互聯網企業等，如國家電網、特來電、上汽安悅充電、充電網等企業。他們有的建設運營充電樁，有的搭建平臺，利用APP為車主提供找樁、支付等功能。除了建樁的前期投入，充電運營商的主要成本在于建樁后的管理和維護，而現有的充電樁利用率較低，充電運營商僅依靠收取電費以及服務費獲得收入，盈利模式單一，致使其難以收回成本，普遍處于虧損狀態。為充電設施建設提供場地、電力支持的商業場所等中間服務商也面臨諸多瓶頸問題，由于網上購物送貨到家的便利使得這些實體店客流減少(林梨奎，2014)[3]，甚至關閉歇業，導致其收益減少。擁有場地的中間服務商也需要尋找新的收益增長點。充電設施領域的藍海狀態，使得雙方可以分享彼此的資源，實現充電設施運營領域的盈利，并促進電動汽車產業的發展。因此，研究充電運營商和中間服務商達成合作的著力點，既有利于充電運營商扭虧轉盈，促進充電基礎設施的建設，又有助于中間服務商實現收益再增長，最大程度地利用資源實現收益最大化。

二 文獻回顧

電動汽車充電基礎設施建設運營模式大致分為四類。第一類是政府主導的模式。張勇等(2014)[4]對充電基礎設施的準公共品性和準經營性特征進行界定，分析了包括政府在內的多元供應主體參與充電基礎設施建設的必要性和可行性。白樺和譚慶德(2017)[5]提出政府與社會主體基于契約精神合作，采用PPP模式建設充電設施，將有效提高新能源汽車充電設施建設運營效率。第二類是企業主導的模式。陳通和李靜(2016)[6]通過構建充電設施商業模式，提出充電設施企業應與電動汽車廠商如當地電動汽車制造商、經銷商、服務商等開展戰略合作，依托合作企業在當地擁有的良好資源，形成優勢互補，共同盈利。劉娟娟和曹勝蘭(2015)[7]基于國際主流的政府為主導、電網企業為主導、汽車廠商為主導三種充電樁運營模式，提出與我國現階段電動汽車發展較為契合的汽車廠商與電網企業聯盟建設充電樁模式，電網企業能提供電能，而汽車廠商掌握著豐富的充電樁運營經驗并擁有龐大的銷售網絡，雙方合作可以達到互利共贏的局面。第三類是用戶主導的模式。王輝(2013)[8]在充電站合理選址和定容研究中指出，電動汽車集團用戶如出租車公司、環衛公司、公交公司等為了滿足自身車輛充電需求，由其提供場地和電力供應，委托充電運營商建設運營充電設施，便于集團內部的車輛進行充電，這一模式下建設的充電設施通常不對外提供服務。第四類是眾籌建設運營充電設施的模式。Zhu Lijing et al.(2016)[9]建立了一個將電網企業、充電設施運營商和眾籌者考慮在內的三階段序貫博弈模型，結果顯示眾籌可以促使充電樁建設數量提高70%。

分享經濟是指以互聯網為平臺，暫時性轉移社會閑置碎片化資源，高效激活供求雙方，實現生產要素社會化的一種商業模式(Richardson，2015)[10]。王家寶等(2016)[11]認為，在分享經濟中，企業不需要購買很多固定資產和傳統經濟必需的設施，只需要對接擁有剩余資源的所有者和需求者即可，企業間通過資源、技術、平臺、人才、商業模式的合作共享，可以產生各取所需、互利共贏的經濟效應，最終實現生態可持續發展。Lombardi和Schwabe(2017)[12]提出了一個基于分享經濟理論的商業模型，模型中，能源儲存運營商將其能源儲存系統分享給不同客戶使用，每個客戶獨立使用該能源儲存系統，并通過案例證實采用基于分享經濟的商業模式運營能源儲存系統比傳統商業模式盈利更多。

關于納什討價還價模型的應用研究，肖群和馬士華(2016)[13]引入納什討價還價模型，建立一個公平的利潤劃撥機制,該機制使得最后的利潤劃分取決于各參與方的議價能力。林宏偉等(2013)[14]建立廣告主和廣告媒體之間的兩階段收益定價模型,應用納什討價還價方法確定了最優的兩階段定價問題解。何青和黃河(2016)[15]構建了集中決策模型和分散決策模型下以供應商為主導的斯坦伯格博弈和納什討價還價博弈模型，得出納什討價還價博弈下能夠實現整個供應鏈收益的最大化。

現有文獻主要研究了充電基礎設施建設運營的政府主導、企業主導和用戶主導等可行模式，解決了充電設施建設中的投資主體問題。目前在充電設施建設和運營過程中，充電運營商面臨的主要問題是建設用地開發成本高和盈利模式不清晰。學者們對充電產業鏈上運營商與土地業主、電力企業等中間服務商的合作還沒有系統研究。分享經濟最重要的作用是有效匹配供需方的信息(龐嘉偉和陳騏，2017)[16]。本文從充電產業鏈出發，引入分享經濟理念，研究充電運營商和擁有場地的土地業主等中間服務商合作建設運營充電設施，降低充電運營商的建設用地成本，扭轉充電設施建設運營虧損局面的路徑，推動電動汽車產業配套基礎設施的建設進程。博弈是雙方或多方合作分析中運用得比較多的方法(梁雯等，2017)[17]，本文運用合作博弈研究充電運營商與土地業主、電力企業等中間服務商合作的可行性，并考慮到雙方合作的努力程度研究其收益分享，提出雙方合作的策略建議。

三 電動汽車充電設施產業鏈分析

目前，從電動汽車充電設施建設到運營階段，進入充電服務市場的主體主要有充電設備制造商、充電設施運營商和電力服務企業、互聯網企業等中間服務商。充電設施運營商與產業鏈上下游企業的商業合作仍處于起步階段，商業模式仍需進一步探索和完善。

充電設施運營商指安裝充電樁并運營維護的企業。按充電接口與電動汽車數量比例不低于1:1的標準來看，充電設施產業的還有很大發展空間。目前充電設施運營商僅依靠收取單一的充電服務費作為主要收入，遠不能彌補前期的巨大投資以及后期的運營維護費用，造成設施運營效率低、投資回報率低困境。為改變這一現狀，充電設施運營商有必要尋求新的盈利模式，與產業鏈上其他企業合作以降低成本。

中間服務商，是指為充電設施的建設運營提供場地、電力、支付及運營等方面支持的企業。本文以擁有大型停車場的商業中心、超市中心、文體中心等商業場所為例研究運營商與中間服務商的合作。電子商務的迅猛發展使得大量消費者轉到網上消費，空出部分商業場所，致使土地業主尋找其他途徑充分利用閑置的土地資源，實現資源的最大效用。

鑒于雙方目前所面臨的問題，充電設施運營商與商業場所可以通過合作和收益分享來實現共同增長。雙方合作后，充電設施運營商可以降低土地開發成本，商業場所客流聚集，將帶來龐大的充電需求，使充電設施運營商獲得相當可觀的充電服務費。對于商業場所而言，將停車場地充分利用起來，不僅可以分享得到部分充電服務費，在充電等待過程中，消費者會去商業場所消費，增加客流，商業場所也會獲得額外收益。本文主要研究雙方合作的收益分配問題，運用討價還價模型，找到使雙方利益最大化的分配比例(李峰和楊世宏，2007)[18]，然后討論影響該比例的因素并給出對策。

四 充電設施運營商與商業場所博弈分析

根據博弈中的談判理論，雙方期望獲得最大收益而進行談判，討價還價之后求得納什解。在此先做出幾個基本假設：

(1) 博弈局中只有充電設施運營商和商業場所兩個企業，雙方談判破裂點為雙方不合作時各自的收益，當合作后雙方各自獲得的收益高于不合作時的收益時，談判是成功的，也就是說此時合作可以達成。由于本文側重研究的是合作后獲得收益應該怎樣分配的問題，分配方案如何設計才能既公平合理又能促進合作的達成和穩固，故在此默認合作是可以進行的，接下來再討論收益分配的問題。

(2)充電設施運營商和商業場所均符合理性人的假設。

(3)充電設施運營商和商業場所對風險的態度不同。

根據“納什公理”(施錫銓，2012)[19]，在滿足有效性公理、無關選擇公理、線性變換不變性公理以及對稱性公理的前提下，存在唯一談判解。由于本文假定可以合作，而雙方的風險態度又不同，故一定存在談判解。

(一)建立充電設施運營商與商業場所的博弈模型

假定博弈只涉及充電設施運營商和商業場所兩個局中人，用集合S={A，B}表示，其中，局中人A代表充電設施運營商，局中人B代表商業場所。充電設施運營商成本主要涉及基礎設施成本CI、用電成本CEB以及用地成本CL，其中基礎設施成本CI包括設施的購買成本CP(Cp=P*N，其中P為充電樁價格，N為充電樁安裝數量)和設施的運營維護成本COM。充電設施服務商的收益主要為充電服務收益RCS，其中充電服務收益主要取決于充電電價PC和充電需求QC(本文假設QC=N)。商業場所的收益主要是充電服務商付的土地租賃費用CL以及電動汽車車主在其區域充電時增加額外消費為其帶來的其他收益R1(假設充電設施建設運營初期CL?R1),充電設施運營商與商業場所就充電設施充電收入的分配比例為r和1-r，0≤r≤1。在此，暫不考慮時間價值問題。

由以上分析可知，假設雙方不合作時，充電設施運營商可以尋求其他途徑建設運營充電樁，不合作時充電運營商利潤為：

YA0=RCS-CI-CEB-CL=PC*QC-P*N-COM-CEB-CL

(1)

商業場所利潤為：YB0=0

(2)

合作時，雙方合作的利潤：

YAB=PC*QC+R1-P*N-COM-CEB

(3)

其中，充電設施運營商按照分配比例分得的利潤為：

YA1=r*PC*QC-P*N-COM-CEB

(4)

商業場所的利潤為：YB1=(1-r)*PC*QC+R1

(5)

利用納什討價還價理論來分析其合作后的收益分配問題，YA0與YB0可以看作充電設施運營商和商業場所的談判破裂點，雙方會追求比自己初始收益更高的收益，因此雙方會進行討價還價談判，直到形成使雙方收益都實現最大化的唯一一個收益比例后，結束談判。根據納什討價還價理論，參考楊哲(2015)[20]的分析，得出雙方之間利益分配問題是下面最大化問題的唯一解：

(6)

將YA1、YB1、YA0、YB0分別代入上式中，轉化為下式：

(7)

最后求得Nash討價還價解為：

(8)

(9)

商業場所的利潤為：

(10)

(二)考慮雙方合作努力程度的收益分享分析

考慮雙方努力程度之后充電設施運營商的利潤函數如下：

=re(PC+ΔC(eA,eB))*QC-P*N-COM-CEB-CA(eA)

(11)

商業場所的利潤為：

=(1-re)*(PC+ΔC(eA,eB))*QC+R1-CB(eB)

(12)

(13)

雙方合作后的利潤函數為：

(14)

(15)

(16)

進一步求解二階導數：

(17)

(18)

(三)結果分析

(1)比較雙方努力前后的利潤，可得：

(19)

=(1-re)*ΔC(eA, eB)*QC-CB(eB)>0

(20)

差額表示雙方付出努力實現的收益與不付出努力實現的收益之差。充電設施運營商和商業場所均是理性的，即其努力成本遠遠小于努力帶來的成本節約，因此隨著充電需求的增長，雙方越努力，獲得的收益越高。

(2)通過上述分析可知，在不考慮努力程度這一因素時，充電設施運營商和商業場所可以按式(8)達到最優分配，在考慮努力程度因素的情況下，雙方在式(13)時達到最優分配，實現各自利潤最大化。充電設施運營商與商業場所分享合作是有利可圖的，其合作也促進了充電服務產業的發展。

(4)由式(8)和式(13)可知，無論是否考慮努力程度因素，商業場所的分配比例1-r*與商業場所的額外收益R1呈負相關，說明雙方合作給商業場所帶來的額外消費收益越多，商業場所期望的充電服務收益分配比例就會降低。因此，充電運營商與商業場所在合作初期可以采取一些促銷措施，提升消費收益R1，擴大充電需求QC，從而增加充電設施運營商和商業場所雙方的收益。商業場所可以采取如消費到一定金額，汽車可以免費充電一次的優惠活動等，同樣，充電設施運營商可以采取例如充電次數達到一定量時可以獲得購物券、把充電費用轉換為會員積分兌換禮品等優惠措施，來增加雙方的收益，實現利潤最大化。同時雙方可以將充電卡和商業場所的會員卡合二為一，更加方便消費者汽車充電和商品消費。

五 充電運營商與中間服務商合作的策略建議

本文引入分享經濟理念，分析充電設施運營商與中間服務商的合作機制，運用討價還價理論，研究雙方合作后收益分配的最優比例，說明雙方合作是有利可圖的。考慮到雙方努力程度，可知存在最優的努力水平使得雙方合作的利潤最大化。充電設施運營商與產業鏈上的土地業主、電力企業、支付平臺等中間服務商加強合作，將促進充電基礎設施的建設，解決當前車樁配比失衡問題。

第一，加強與土地業主的合作。土地業主擁有充電設施建設和運營所需的重要土地資源，充電設施運營商目前的征地成本較高，在寸土寸金的交通節點，只通過租賃而不尋求與土地業主的合作是難以實現盈利的。相應地，土地業主也可以將閑置的土地資源充分利用起來，增加自己的收益。以擁有停車場的商業場所為例，將現有的停車場改造成電氣化停車場，既滿足以前的停車需求，又可以吸引一部分電動汽車來此停車充電，增加停車的流量。在停車場實現電氣化，停車即充電，在現實中有很高的操作性。而商業場所的停車場可以很快地改造成電氣化停車場，主要原因有三個： 一是業主比較明確，并且具有商業驅動力；二是電動汽車在某些特定停車場會相對密集，客戶有充電需求；三是專業的停車場擁有較高的車位管理和運營水平。

第二，加強與電力企業的合作。電力企業擁有充電設施建設和運營所需的重要電力能源，充電設施運營商從充電服務費獲取的毛利非常之少，因為電力行業處于壟斷局面，充電設施運營商對充電服務費的定價范圍有限，而大幅度提升充電服務費會使用戶反感，不利于電動汽車產業發展，因此和電力企業合作，一方面可以讓電力企業來分擔充電設施建設和運營的成本，另一方面，電力企業可以把控電力成本，有效降低充電運營商用電成本。

第三，加強與支付平臺的合作。充電設施建設和運營之后，會涉及支付問題，支付也屬于運營過程的一部分。在電子支付方式多樣化和快速發展的時代，加強與支付平臺的合作，可以方便充電車主進行快捷支付，提高充電服務效率。

第四，加強與充電APP平臺的合作。提高充電設施的使用率，是充電設施運營實現盈利的關鍵點。充電設施建設和運營之后，需要為充電車主提供充電設施具體位置信息，與充電APP平臺合作，可以使充電車主快速找到周圍的充電設施進行充電，優化充電樁資源利用率。

第五，加強與金融機構的合作。充電設施產業投資需要大量資金，在政府的幫助下運用PPP模式解決一部分資金的同時，也可以借力金融機構的優勢解決融資問題。

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Research on Cooperation Mechanism and Benefit Distribution Between Charging Facility Operators and Intermediate Service Providers based on Sharing Economy

LIU Juan-juan ZHANG Tian-tian

With the rapid development of electric vehicle industry, the need on supporting facilities of electric vehicles has increased. The paper builds up a cooperative model by charging facility operators and intermediate service providers by using sharing economy theory from the perspective of resource sharing and finds the solutions by using Nash Bargaining Theory in accordance with the problems of charging facility operators and intermediate service providers like landowners in charging industry, and then modifies this model by taking efforts made by two parties into account to study revenue sharing, which all indicate that they can maximize their benefits if they cooperate with each other, and the more effort they make, the more revenue they earn. Besides, there exits the motivations of their efforts because charging facility operators can earn more profits if the charging demand is higher, and commercial places can achieve more earnings if the cost of land is higher, so they are willing to cooperate with each other. Thus this paper presents a cooperative strategy between these two parties, which can maximize utility of resources and promote the construction of charging facilities.

sharing economy; electric vehicle industry; charging facilities operators; intermediate service providers; cooperation mechanism

2017-02-14

國家社會科學基金項目“與交通網絡相協調的電動汽車充電基礎設施布局規劃及建設運營機制和推進政策研究”(項目編號： 15BGL084，項目負責人： 劉娟娟)；上海市哲學社會科學規劃基金項目“新能源汽車電樁網絡布局規劃及其運營模式研究”(項目編號： 2014BGL018，項目負責人： 劉娟娟)；上海海事大學研究生學術新人項目“基于分享經濟理論對充設施運營商和中間服務商合作建設充電設施的研究”(項目編號： YXR2016052，項目負責人： 張甜甜)。

劉娟娟，博士，上海海事大學水運經濟研究所副教授、碩士生導師，主要研究方向為物流與供應鏈管理；張甜甜，上海海事大學水運經濟研究所碩士研究生，主要研究方向為現代物流規劃與管理。

F27； F287.7

A

1674-8298(2017)04-0086-07

[責任編輯： 戴天仕]

10.14007/j.cnki.cjpl.2017.04.008

方式]劉娟娟, 張甜甜. 基于分享經濟的充電運營商與中間服務商合作機制和利益分配[J]. 產經評論, 2017, 8(4): 86-92.