水泥窯協同處置RDF產業鏈的進化博弈分析

王 琦

（北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京 100082）

1 研究背景

水泥窯協同處置這項技術從20世紀70年代起就逐漸被人們認可并被廣泛地應用起來。在加拿大的勞倫斯水泥廠，水泥窯協同處置技術進行了初次試驗，隨后美國、德國等國家的十多家水泥廠紛紛進行了試驗。據有關資料統計，2006年歐洲水泥行業廢物協同處置節省煤碳18%(約5Mt)，減少二氧化碳排放8Mt。張霞、花明等分析了發達國家水泥窯協同處理廢物的現狀，一些歐洲國家燃料替代率達50%以上[1]。丁瓊、彭政等人分析了歐盟水泥窯協同處置的主要經驗與挑戰，水泥窯協同處置提高了水泥工業的經濟效益，也提高了水泥企業的生存能力[2]。趙濤、周志剛等以水泥的生產特點為基礎，研究了水泥工業開發生態產業鏈的可能性與延展性，依據循環經濟理論設計了生態產業鏈，并總結出水泥工業實現可持續發展的途徑0。

2 產業鏈的構成

水泥窯協同處置RDF產業鏈由兩個行業的相關企業構成，一是垃圾處理處置行業的相關企業，二是水泥生產企業，這兩類企業的相互合作是構建產業鏈、實現廢物再生利用循環經濟的首要條件。

本產業鏈的合作對于垃圾處理處置企業而言是將垃圾經過預處理（破碎、分選等）后制成高熱值的替代燃料 RDF；而對于水泥生產企業而言，合作的行為是指接受并購買RDF。垃圾處理處置企業在生產RDF的過程中會引進技術、添加設備，水泥生產企業也會面臨同樣的問題，增加設備、原有生產工藝的改造都會產生一定的成本，所以產業鏈的構成需要兩類企業具備互惠互利的基本條件，以下就來討論兩個行業逐步走向合作的演變過程。

3 企業博弈模型及分析

產業鏈的構建基礎源于合作，設垃圾處理處置企業選擇合作時生產制備 RDF的單位投資成本為Cj；不合作時處理垃圾的支付成本為CK；而水泥生產企業選擇合作時，購買RDF作為替代燃料的成本為Cm，不合作時使用傳統燃料的投入成本為Cn，得意矩陣如表1所示。

表1 水泥生產企業與垃圾處理處置企業博弈的得益矩陣

在此博弈中兩博弈方可自由選擇，但唯有雙方都選擇合作產業鏈才能構成，因此(合作,合作)構成本博弈的帕累托上策均衡。在這里，討論實現（合作，合作）均衡所需滿足的條件。

4 復制動態和進化穩定策略

本博弈以有限理性假設為前提，有些企業的理性層次不高，不會從選擇最初就找到最佳策略，所以在選擇中有些企業采取合作策略，而其他則不然。設選擇合作的企業占總企業數量的比值為：x（0≤x≤1），則不合作的占比為 1-x。推導過程如下：

（1） 對于垃圾處理處置企業而言，期望得益為：

群體平均得益為：

（2） 對于水泥生產企業而言，推導方法相同，復制動態方程為：

可知x=1是該博弈的進化穩定策略。無論初始的x水平落在區間（0，1）何處，最終都會穩定于x=1處，即企業選擇合作。這說明只要RDF的價格低于平時采購傳統燃料的費用，水泥生產企業就會摒棄舊的生產方式來選擇合作。

5 政府行為對進化博弈的影響

由以上的分析可以得出企業選擇合作的演化路徑，即在垃圾處理處置企業的增量成本較低且替代燃料RDF定價合理的前提下，企業會轉化為合作型企業。但在沒有政府干預的情況下這種前提條件較難實現，故引入政府補助。

設政府給予垃圾處理處置企業的補貼為S，給予水泥生產企業的補貼為T。

（1）在政府補貼下，垃圾處理處置企業的復制動態方程為：

當政府補貼大于垃圾處理處置企業增量成本時，垃圾處理處置企業有利可圖，都會選擇合作策略；反之，企業的選擇會發生分歧，有部分企業會向合作型企業演進，但其他企業則不愿意合作。

（2） 在政府補貼下，水泥生產企業的復制動態方程為：

方程的解為x=0、x=1。

在政府補助可為水泥生產企業節省燃料消耗費用時，水泥生產企業都愿意選擇合作，但企業的增量成本和原材料定價受補助額度的影響，所以說政府的補貼對企業的選擇產生了重要的作用。

綜上，通過對水泥窯協同處置RDF產業鏈中兩類企業的博弈分析可以得出：

（1）構建產業鏈的關鍵是各行業中的企業是否可以在相互關系中得到利益。

（2）垃圾處理處置企業生產 RDF的增量成本和水泥生產企業燃料的費用變化影響著合作是否成功。

6 結論

在發展循環經濟的道路上構建產業鏈是企業發展的必然模式，但是單純依靠企業的自發行為不易完成合作均衡，在引入政府補助措施后會大大增加企業選擇合作的概率，由此可以得出政府主體在產業鏈構建的過程中起到了至關重要的作用。故應該充分發揮政府在其中的調控作用，制定符合實際需求的優惠政策以及相關支持，使水泥窯協同處置RDF產業向循環經濟的目標發展。