能源化利用視角的秸稈市場交易研究：一個理論框架

鄭微微， 徐雪高

(江蘇省農業科學院農業經濟與信息研究所，江蘇南京 210014)

秸稈資源化利用是我國農業生態文明建設的重要手段之一。為合理引導和大力支持秸稈資源化利用，2008年以來，農業部、財政部、國家發改委、國家環保總局等部門先后出臺了《國務院辦公廳關于加快推進農作物秸稈綜合利用的意見(2008)》《財政部關于秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法(2008)》《國家發展改革委、農業部關于印發編制秸稈綜合利用規劃的指導意見的通知(2009)》和《國家發展改革委、農業部、財政部關于印發“十二五”農作物秸稈綜合利用實施方案的通知(2011)》等政策和文件；歷年中央一號文件均明確提到了秸稈綜合利用問題；2013年《國務院關于印發循環經濟發展戰略及近期行動計劃的通知》和2016年《國家發展改革委、農業部、國家林業局關于加快發展農業循環經濟的指導意見》也對推進秸稈資源化利用提出進一步的要求。如何推進秸稈全量資源化利用已成為我國生態文明制度建設中急需關注和解決的重要問題。

秸稈資源化利用主要體現5個方面：肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化。近年來，飼料化、燃料化、基料化和原料化的比例變化不大，肥料化的比例得到了大幅提升[1]。主要表現為秸稈機械化還田。但隨著還田數量的累年增加，秸稈肥料化利用也逐漸暴露出了一系列問題：秸稈不易腐爛、導致土壤草質化，同時消耗氧氣，影響下茬莊稼發芽、生根等。因此，合理控制秸稈還田比例，科學引導各類主體開展秸稈飼料化、燃料化、基料化和原料化等多元化利用，是未來全面推進秸稈綜合利用的發展方向。而秸稈由直接還田向多元化利用轉變的關鍵環節是“把秸稈很經濟地從田間移出來”，即秸稈的收儲運。因此，如何建立一個完備、經濟的秸稈收儲運體系，構建一個完善的秸稈交易市場是當務之急的一項重要任務。

秸稈資源化利用的經濟學本質是外部性問題，是屬于邊際社會收益高于邊際私人收益的正外部性問題。按照新制度經濟學理論，與所有環境問題解決方式類似，解決秸稈資源化利用的外部性問題就是讓外部性內部化(internalize the externalities)，即通過制度安排經濟主體經濟活動所產生的社會收益或社會成本，轉化為私人收益或私人成本。因此，秸稈交易市場經濟主體的確立除了秸稈的生產者(農戶)和消費者(企業)外，還離不開政府的制度安排。其中，政府補貼是最直觀有效的經濟手段。

根據市場交易理論，交易行為的發生遵循一價定律，即生產者和消費者都是同一市場價格的接受者。理論上，該定律的前提假設是沒有運輸費用和官方貿易壁壘的自由競爭市場。但事實上，在實際交易的某一時點上，生產者和消費者面臨的市場價格雖然相同，但最終獲得或付出的實際價格卻存在很大的差異。生產者獲得的實際價格等于市場價格減去交易成本，消費者獲得的實際價格等于市場價格加上交易成本。因此，本研究基于一價定律，在充分考慮農戶、企業(本研究以能源化企業為例)和政府3個行為主體特征的基礎上，從實際價格和補貼出發，構建秸稈交易的價格理論模型，并在此基礎上，探討秸稈交易市場順利運營的驅動機制。為政府政策制定提供理論依據。

1 文獻綜述

1.1 秸稈能源化研究綜述

秸稈能源化是當前政府能源發展戰略和農業發展戰略的重要組成部分，也是政府實現秸稈資源化利用的主要途徑之一。據估算，在釋放相同能量的前提下，1單位燃煤可由9.79單位秸稈替代，而燃煤的碳排放因子(1.98 t CO2當量/t)是秸稈(0.093 1 t CO2當量/t)的21.27倍。若將農戶焚燒部分的秸稈進行能源化開發，不僅節約了生物質能源，還能替代部分化石燃料的燃燒，減少碳排放，實現低碳經濟。目前，關于秸稈能源化利用的研究主要集中于能源化的經濟效益、生態效益和社會效益。蔣冬梅等從經濟、生態、社會3個視角分析了生物質秸稈資源發電的綜合效益，指出生物質秸稈資源發電的前景廣闊，綜合效益可觀[4]；陳建華等從能源替代效益分析的角度，對秸稈替代燃煤發電的外部性進行分析，指出秸稈替代燃煤發電具有顯著的經濟效益和環境效益，政府應該在稅收及財政支出上給予優惠[5]；馮偉等也對秸稈資源化利用的經濟效益和環境效益進行研究，指出秸稈發電、氣化供氣等利用途徑的環境效益明顯[6]。

1.2 秸稈收儲運體系研究綜述

秸稈的收儲運成本高是影響秸稈資源化利用的主要因素之一，政府調控是最有效的解決手段。目前，較多研究對秸稈的收儲運模式、成本及影響因素進行了量化分析，劉華財等對不同模式下秸稈供應成本進行了比較研究[7]。邢愛華等基于秸稈類生物質資源的島式分布特點，建立了描述秸稈收集過程成本、能耗和污染物排放的數學模型和秸稈收集過程的臨界收集量、臨界運輸距離的數學表達式[8]。張艷麗等對目前我國秸稈收儲運系統的運營模式、秸稈收儲運成本費用、存在問題等進行了調查研究[9]。丁翔文等對生物質發電的原材料(小麥、玉米秸稈)的收加儲運2種模式中的4個環節(收集、加工、儲藏、運輸)分別進行了試驗研究[10]。于曉東等分析秸稈不同收儲運模式下的成本變化趨勢，對不同收購量及不同收購半徑情況下秸稈發電廠燃料收購，提出理想情況下的優化模式[11]。王雪等通過對秸稈資源量、農田道路情況、運輸車輛情況、油耗成本等進行調查，分析了秸稈收儲設施點的收儲量和分布位置[12]。朱新華等、呂繼萍等根據秸稈收儲體系建設過程，指出其中可能出現的問題，并有針對性地提出相關建議[13-14]。Hellin等還指出增加政府補貼、發揮市場激勵作用，促進秸稈交易的有效措施[15]。

綜合上述，2個方面的研究綜述，已較為充分地說明了秸稈能源化利用的正外部效益，及秸稈收儲運成本高的問題。其中，不少研究對秸稈收儲運體系提出了優化模式，但多數研究是基于體系本身成本收益理論的分析。研究同時也指出了政府補貼在調控秸稈資源化利用中的重要作用，但只限于定性分析，鮮有文獻對秸稈的整個交易體系進行研究。因此，本研究基于秸稈能源化視角研究秸稈市場交易體系，在充分了解秸稈收儲運特征的基礎上，全面考慮秸稈交易過程中各主體特征，從供求2方面出發，結合生產者、需求者及政府補貼的價格特點，構建秸稈交易的價格理論模型，對秸稈交易體系進行經濟分析，并在此基礎上，探討促進秸稈交易的驅動機制，為政府政策制定尤其是補貼政策的制定提供理論依據。

2 秸稈市場交易理論框架

2.1 實際價格

在同一交易市場中，生產者和消費者表面上是同一市場價格的接受者，但是其所獲得或付出的實際價格卻可能存在很大的差異，這種差異取決于交易成本。因此，在秸稈交易市場中，農戶作為秸稈的供給者，出售秸稈所獲得的實際價格應該等于市場價格減去交易成本；企業作為秸稈的需求者，購買秸稈所付出的實際價格應該等于市場價格加上交易成本。影響交易成本的因素有很多，主要有運銷成本、尋找交易對象所需的時間成本和人工成本等。其中，運銷成本在交易成本中占的比重最大，而運銷成本的高低又取決于交易主體與交易市場的遠近。交易主體距離交易市場的距離越遠，運銷成本就越高，相應的交易主體獲得或付出的實際價格與市場價格之間的差異就越大，對交易主體交易決策的影響程度也就越高。

假設農戶與秸稈交易市場之間的距離為Rs，出售秸稈的市場價格為Ps，那么農戶在出售秸稈時，扣除單位運輸成本及人工機會成本后，農戶所獲得的秸稈的實際價格為P1，P1=Ps-αRs(α為農戶出售秸稈單位運銷價格)，即在這一過程中，農戶的實際單位收益減少了Ps-P1(圖1)；假設企業與秸稈交易市場之間的距離為Rb，收購秸稈的市場價格為Pb，那么企業在收購秸稈時，加上單位運輸成本及人工機會成本后，企業所支付的秸稈的實際價格為P2，P2=Pb-βRb(β為企業收購秸稈單位運銷價格)，即在這一過程中，企業的實際單位支出增加了Pb-P2(圖2)。在同一交易市場中，Ps=Pb。

2.2 價格模型構建

農戶作為秸稈的供給者，是秸稈市場價格的接受者；企業作為秸稈的需求者，是秸稈市場價格的提供者；政府具有宏觀調控的職能，是秸稈市場價格的調控者。本研究以秸稈發電廠作為秸稈收購企業進行說明，政府主要對秸稈收購企業進行補貼，從而調控市場價格。那么，在交易過程中，農戶和企業追求自身利益最大化，政府追求社會效益最大化。因此必須滿足如下條件：

①農戶作為秸稈的供給者，其出售秸稈的收益必須大于等于收集秸稈的成本。

②企業作為秸稈的需求者，在保證提供相同能量的前提下，企業購買秸稈的總費用必須小于等于企業購買化石燃料的總費用加上政府對企業收購秸稈的補貼之和。

③企業提供的實際收購價格與中間交易總成本之差必須大于等于農戶獲得的實際出售價格。

即需要同時滿足：

P1Q1-CQ1≥0；

(1)

Q0P0+Q1t-Q1P2≥0 (Q0=γQ1)；

(2)

P2-T≥P1。

(3)

式中：P0、P1、P2分別為企業獲得化石燃料的實際價格、農戶出售秸稈獲得的實際價格和企業收購秸稈提供的實際價格；Q1、Q0分別表示秸稈和化石燃料的資源量；C為農戶收集秸稈的成本；t為政府對企業收購秸稈的價格補貼；T為中間交易成本。γ為在釋放相同能量的前提條件下，秸稈對化石燃料的替代效率。

由公式(1)～(3)推導可得：min(P1)=C；max(P2)=γP0+t。代入式(3)可得：

γP0+t-T≥C。

(4)

即秸稈市場交易順利與否，取決于秸稈對化石燃料的替代率γ，化石燃料的價格P0，政府對企業收購秸稈的價格補貼t，交易總成本T和農戶收集秸稈的成本C。當γP0+t-T≥C時，秸稈市場交易能順利運行，當γP0+t-T

3 秸稈市場交易驅動機制分析

促進秸稈市場交易的主要動力是刺激需求，需求拉動供給。考慮秸稈非資源化利用的社會環境成本較高，資源化利用的收儲運成本高、利用效率低等特征，政府需從社會收益的角度對秸稈資源化進行補貼，通過調控市場價格的手段，刺激秸稈市場需求，帶動秸稈市場供給，促進秸稈市場交易，最終達到對秸稈進行回收再利用的目的。

基于公式(4)的理論模型，要想促進秸稈市場交易的順利運行，則必須滿足條件γP0+t-T≥C，因此，歸納出如下驅動機制：

第一，增加政府補貼Δt，且Δt≥C+T-γP0-t。政府將“先污染后治理”的環境成本通過補貼的形式對秸稈回收再利用建立激勵機制，將污染遏制在排放前。當前，政府的補貼主要有2種形式，一是對秸稈收購主體(企業)進行補貼，刺激秸稈市場需求，提高秸稈的市場價格，帶動秸稈市場供給；二是對農業機械進行補貼，降低農戶回收秸稈的機會成本，激勵農戶對秸稈進行資源化利用。在社會總收益不小于零的范圍內，政府可盡可能提高秸稈的補貼價格，促進秸稈市場交易。

第二，提高化石燃料價格P0(γP0≥C-t+T)。秸稈作為一種生物質能源，與化石燃料具有相互替代品的屬性，當一種資源的價格相對提高，將會促進另一種資源消費量的增加。而秸稈資源替代化石燃料不僅節約了生物質能源，還能減少碳排放。因此，政府可通過市場碳交易的形式，將碳排放權的價格適當疊加在化石燃料的價格上，相對提高化石燃料的價格，激勵企業對生物質能源的利用，提高生物質能源對化石能源的替代。

第三，提高秸稈對化石燃料的替代效率γ(γP0≥C-t+T)。在釋放相同能量的前提條件下，如何提高秸稈對化石燃料的替代效率，關鍵在于技術進步，提高秸稈的熱效率及有效使用率。目前，我國生物質能產業還處于成長初期，許多技術尚不成熟，大都處于試點階段，政府應加大相關技術的研發力度，提高生物質能對化石燃料的替代效率，促進秸稈的能源化利用。

第四，控制總交易成本T(T≤γP0+t-C)。總交易成本包括買賣雙方的交易成本，主要是指運銷成本，與買賣雙方到交易市場的距離相關。那么總交易成本可認為與買賣雙方之間的距離相關。控制總交易成本，即為控制買賣雙方的距離，因此，根據圖能區位理論，借助產地布局模式圖，政府應該在適宜范圍內投資建立生物質能源開發企業，控制秸稈的總交易成本。此外，還可以通過減少農戶與企業間的中間交易環節，即減少中間商等的利潤損失，降低總交易成本。

第五，降低農戶對秸稈的收集成本C(C≤γP0+t-T)。農戶收集秸稈的成本與收集秸稈的機械投入、勞動力投入和勞動力機會成本相關，因此，提高秸稈收集的機械化水平，改進機械化技術，提高秸稈收集效率，減少勞動力數量，縮短勞動時間，是降低農戶秸稈收集成本的有效途徑。

4 主要結論及啟示

在同一交易市場中，生產者和消費者表面上都是同一市場價格的接受者，但是其實際接受或付出的實際價格存在較大差異，該差異的大小取決于交易中的運銷成本，與買賣雙方到交易市場的距離相關，距離越遠，運銷成本就越高，交易主體獲得或付出的實際價格與市場價格之間的差異就越大，對交易主體交易決策的影響程度也就越高。

基于能源化利用視角構建的秸稈市場交易價格理論模型顯示，秸稈市場交易順利與否，取決于秸稈對化石燃料的替代率γ、化石燃料的價格P0、政府對企業收購秸稈的價格補貼t、交易總成本T和農戶收集秸稈的成本C。當γP0+t-T≥C時，秸稈市場交易能順利運行，當γP0+t-T

分析秸稈市場交易的驅動機制得出，國家應當從增加政府補貼、提高化石燃料價格、提高秸稈對化石燃料的替代效率、控制總交易成本和降低農戶對秸稈的收集成本等5個方面促進秸稈市場交易，激勵秸稈能源化利用。

本研究為秸稈交易市場構建理論框架的研究，為秸稈交易市場構建的實證研究提供了良好的理論基礎，具有較高的理論參考價值。