利益相關者視角下農村能源消費結構升級分析

王偉 趙寧寧

【關鍵詞】 清潔能源改造; 農村能源消費結構; 利益相關者; 演化博弈; 鄉村振興

【中圖分類號】 F323.214? 【文獻標識碼】 A? 【文章編號】 1004-5937（2021）13-0063-07

一、引言

2020年9月，習近平總書記在第75屆聯合國大會上做出莊嚴宣告，“二氧化碳排放力爭于2030年達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。2020年12月，中央經濟工作會議將碳達峰、碳中和作為2021年的八大重點任務之一。王鋒等[1]研究發現，推動降低碳排放的重要途徑之一就是調整能源消費結構。在經濟增速不變的情況下，能源結構調整幅度越大，即煤炭消費占比下降越多，碳排放減少的越多。此外，李志學等[2]通過實證分析證明，能源消費結構的改善可以在很大程度上降低由經濟增長帶來的碳排放。20世紀70年代的兩次全球石油危機后，以減少能源消耗和開發清潔能源為核心的可持續發展觀念逐步深入人心。國外對農村地區能源問題相關的研究起步較早，Herendeen[3]比較了挪威農村家庭與城市家庭的能源利用效率，發現前者比后者低10%左右。在我國，張正敏等[4]是較早開展相關領域研究的專家，他們對我國農村的能源消費結構進行了分類，并對不同類型的能源使用強度做出了預測。叢宏斌等[5]研究表明，煤炭在我國農村能源消費結構中占主導地位，且存在能源供給不足的問題，大量劣質散煤的使用加重了空氣污染程度。段昕妤等[6]研究西部農村家庭碳足跡發現，推廣利用新能源消費，優化農村一次能源消費結構可有效抑制碳排放的增長。

采用天然氣、電力等清潔能源替代傳統散煤能源形式，對于大氣污染防治和減少碳排放具有重要的作用。2017年國家發改委等部委聯合發布《北方地區冬季清潔取暖規劃（2017—2021）》。2018年中央一號文件對農村地區有序推進煤改氣、煤改電（以下簡稱“散煤雙代”）進一步提出指示和要求。2021年2月，中共中央、國務院《關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》正式發布，在部署“加強鄉村公共基礎設施建設”時，明確提出“加大農村電網建設力度”“推進燃氣下鄉”“發展農村生物質能源，加強煤炭清潔化利用”等，為農村能源消費結構升級注入了強勁動力。近三年以來，廣大北方地區積極采取“散煤雙代”措施并取得了初步成效。研究顯示，“散煤雙代”措施已經使26+2城市散煤用量下降約3 300萬噸[7]，并促使相關地區空氣質量大幅改善，重污染天數明顯減少。煤改清潔能源措施使農村原有能源消費模式發生巨大轉變，并深刻影響著我國農村能源消費結構的演變與發展，同時也在迅速改變著農村能源消費結構的特征與影響因素[8-9]。張彩慶等[10]也強調了可再生能源的利用對于能源結構優化的重要作用。

2021年3月，李克強總理在《國務院政府工作報告》中提出，全面實施鄉村振興戰略。農村清潔能源改造既是利國利民的長效性環境改善措施，也是關系到“后脫貧時代”如何減少農民“相對貧困”的民生工程。然而目前農村清潔能源改造對政府補貼的依賴性很強，顯然這種模式無法提供長期高強度的支持，農村清潔能源改造可持續發展的路徑在哪里？農村清潔能源改造涉及多方利益，如何在滿足多方利益的基礎上穩步推進農村清潔能源改造，實現農村能源消費結構的升級？這是當前亟須回答的關鍵問題。為此，本文引入利益相關者理論，對農村能源消費結構升級的利益相關者進行識別，構建包含地方政府、企業和農村居民的三方演化博弈模型，在此基礎上，對農村能源消費結構升級進行演化博弈分析，探究農村能源消費結構升級過程中三方博弈主體的策略選擇及系統穩定性的影響因素，對于農村能源消費結構升級具有重要的研究價值。

二、農村能源消費結構升級的利益相關者關系分析

研究表明，要通過能源結構優化實現節能減排的目標，必須要依靠政府、企業以及社會各界共同努力，采取一系列措施順利實現碳強度目標[11]。本文將農村能源消費結構升級的利益相關者定義為該地區受農村能源消費結構升級影響的個人或組織，包括地方政府、相關企業（能源企業及設備制造企業）和農村居民。針對農村能源消費升級問題，構建利益相關者參與動機及方式表（表1），將地方政府、企業及農村居民視為農村能源消費結構升級的推動者與參與者。

政府作為農村能源消費結構升級的主要推動者，在農村能源消費升級中起著主導作用，政府在環境方面的法規和制度是驅動國家及區域能源消費結構優化的一個重要因素[12]。在能源消費結構升級中，中央政府是煤改清潔能源項目整體方針的制定者，而地方政府是項目的實際執行者及監督者。地方政府在中央政府的方針政策指導下，制定項目的具體實施方案，并在執行過程中予以監督，以此推動農村能源消費升級。一方面，政府通過相關法律法規和經濟政策，激勵企業投資清潔能源項目，同時鼓勵農村居民減少傳統煤炭資源的使用，選擇清潔能源，以此減少碳排放;另一方面，政府可通過教育宣傳，實施財政補貼政策，引導和激勵企業農村居民使用清潔能源代替煤炭等高污染能源，改善人居環境，提升空氣質量。

企業是清潔能源的供給者，也是“散煤雙代”改造項目的主要執行者。一方面，企業作為市場經濟運行的基本單位，在煤改清潔能源項目的實施中居于核心地位，參與項目的意愿和能力決定著能源消費升級的可行性，并最終實現滿足居民需求與提升環境質量的雙重目標。同時相關研究表明，企業的研發強度和效率也是推動能源消費結構升級的重要因素[13]。另一方面，相關企業可以通過農村地區能源消費結構升級的推行拓展市場，進行多樣化經營，實現規模經濟，從而獲取更多利潤。各相關企業為擴大市場份額，會積極參與到“煤改氣”和“煤改電”項目中。但是，能源消費結構的升級會產生正外部性，即它所產生的私人收益遠小于社會收益，且能源企業從項目中獲得的收益受多方面因素限制。

農村居民是能源消費的主體，也是能源消費升級的直接受益者。農村能源消費結構最終取決于農村居民的能源消費選擇。農村地區的能源消費受居民收入水平、生活方式、能源資源可獲性、家庭結構、政策等多方面因素的共同影響[14]。隨著收入和受教育水平的提升，農村居民生活能源消費量也隨之明顯增加，能源消費也會更加多樣化[15]，為享有高效安全的取暖服務、呼吸新鮮優質的空氣、擁有良好的生態環境，居民會自發進行能源消費升級。居民能源消費決策的變化，會影響相關企業的利潤。

綜上所述，地方政府、企業、農村居民作為利益相關者，在各自需求驅動下，會通過不同方式推動或參與農村能源消費結構的升級。三方關系密切，相互影響，基于此構建“動機-行動”圖（如圖1所示）。

三、利益相關者視角下農村能源消費結構升級的演化博弈

（一）模型基本假設

假設1：博弈參與主體為地方政府、相關企業（煤炭企業、電力公司、燃氣企業、空氣源熱泵企業等能源企業及節能爐具、電（氣）取暖設備等設備制造企業）、農村居民（涉及煤改氣、煤改電及其他煤改清潔能源的農村消費者），博弈三方主體為有限理性者。

假設2：政府部門可以通過制定相關經濟政策及公開宣傳、提供財政補貼、獎勵等方式大力推進清潔能源改造;企業可以通過清潔能源改造項目提升企業競爭力和社會影響力，提升市場占有率獲得收益;農村居民使用清潔能源替代原有的煤炭、秸稈等能源，可以改善居住環境，提高生活質量。

假設3：政府部門的策略集合為{激勵，不激勵}，企業的策略集合為{投資，不投資}，農村居民的策略集合為{改造，不改造}。對于策略采取比例，假定在博弈初始階段，政府、企業和農村居民選擇激勵、投資、改造的比例分別為x、y、z，選擇不激勵、不投資和不改造的比例分別為1-x、1-y、1-z。

（二）模型構建及參數設定

博弈主體相關參數設定如下：

G為地方政府推進煤改清潔能源時，獲得上級領導部門給予的獎勵及公信力的提升（政績收益），但當企業不投資、農民不進行煤改清潔能源時收益分別減少G1和G2。K為政府推進清潔能源改造獲得的環境、經濟和社會收益，具體指空氣污染指數降低、能源利用效率提高、相關產業轉型升級、農民幸福指數提升等。政府推進煤改的政策性成本為C1;αC2為政府給予相關企業的專項補貼及獎勵（α為政府給予企業的補貼力度），具體包括前期投入補貼及后期運營補貼等;βC3為政府直接給予農戶的補貼（β為政府給予農戶的補貼力度），包括設備安裝補貼及后期使用補貼等。

E為企業參與清潔能源改造項目獲得的收益，D為企業參與能源改造項目付出的成本。當企業不參與清潔能源改造項目時，將承受客源損失、競爭力下降等綜合損失（J）。企業進行投資清潔能源改造項目的收益小于成本，但凈損失要小于不進行投資清潔能源項目的凈損失，即D-E

當農民進行清潔能源改造時，付出的成本為F，獲得的收益為U，主要指農村居民從居住環境改善、生活質量提高等獲得的綜合效用。

根據以上假設及參數設定，構建地方政府、企業和農民三方利益主體的博弈支付矩陣，如表2所示。

由于政府、企業和農村居民在博弈過程中是有限理性的，存在信息不對稱現象，因此博弈三方會通過不斷試錯及歷史經驗學習來判斷其他博弈主體的策略，從而確定自己的策略[16]。也就是說，博弈三方在調整自身策略時，表現出演化博弈理論所闡述的動態復制過程。

令E1、E2、E3分別表示政府、企業和農村居民在混合策略下的平均期望收益，t表示行為策略演化的時間，由表2可知政府的平均期望收益為：

E1=E11x+E12（1-x） （1）

其中，E11表示政府選擇激勵策略時的期望收益，E12表示政府選擇不激勵策略時的期望收益。

E11=（G+K-C1-αC2-βC3）yz+（G-G2-C1-αC2）y（1-z）+（G-G1+

K-C1-βC3）（1-y）z+（G-G1-G2-C1）（1-y）（1-z） （2）

E12=（K-C1）yz-C1y（1-z）+（K-C1）（1-y）z-C1（1-y）（1-z） （3）

由式1—式3可得政府選取激勵策略時的復制動態方程：

F（x）=dx/dt=（E11-E1）x=x（1-x）[（G1-αC2）y+（G2-βC3）z+G-G1-G2]

（4）

同理可得企業和農村居民的復制動態方程：

F（y）=y（1-y）[αC2x+Ez-D+J] （5）

F（z）=z（1-z）[βC3x+U-F] （6）

（三）演化博弈的漸進穩定性分析

1.復制動態方程均衡點

首先通過復制動態方程求均衡點，根據式4—式6，令：

F（x）=x（1-x）[（G1-αC2）y+（G2-βC3）z+G-G1-G2]=0

F（y）=y（1-y）[αC2x+Ez-D+J]=0

F（z）=z（1-z）[βC3x+U-F]=0

可以求出三方博弈系統8個特殊的均衡演化點，即為E1（1，1，1）{激勵，投資，改造};E2（1，1，0）{激勵，投資，不改造};E3（1，0，1）{激勵，不投資，改造};E4（1，0，0）{激勵，不投資，不改造};E5（0，1，1）{不激勵，投資，改造};E6（0，1，0）{不激勵，投資，不改造};E7（0，0，1）{不激勵，不投資，改造};E8（0，0，0）{不激勵，不投資，不改造}。當z=0時，農村居民不進行清潔能源改造，由于本文主要探究農村通過清潔能源改造促進能源消費結構升級問題，因此E2、E4、E6、E8不予考慮。

2.系統演化穩定策略

通過復制動態方程求出的均衡點不一定是系統的演化穩定策略，為進一步得到系統演化穩定點，需要利用雅可比矩陣來判斷。復制動態方程組對應的雅可比矩陣如下所示：

根據李雅普諾夫穩定性理論，當且僅當雅可比矩陣特征值均為負時，系統均衡點可以達到漸進穩定性。將E1（1，1，1）、E3（1，0，1）、E5（0，1，1）、E7（0，0，1）四個均衡點分別代入雅可比矩陣，其對應的雅可比矩陣特征值如表3所示。由表3可知，均衡點是否是演化穩態策略實際上取決于各特征值的構成要素的相對大小，即與各博弈主體的成本和收益密不可分。

首先，均衡點E7（0，0，1）和E3（1，0，1）是不穩定點。由前述相關參數假定可知，企業進行投資清潔能源改造項目的收益小于成本，但凈損失要小于不進行投資清潔能源項目的凈損失，即D-E0，E3（1，0，1）對應的λ2=αC2+E-D+J>0，E7（0，0，1）和E3（1，0，1）是不穩定點。這意味著，假如企業不進行農村清潔能源改造項目投資，即使政府實施激勵政策，也無法持續推進農村清潔能源改造項目。因此，企業是否投資對農村清潔能源改造項目能夠持續推進意義重大。

其次，均衡點E1（1，1，1）和E5（0，1，1）在分別滿足條件1和條件3時，可以達到演化穩態策略。具體來看，當政府對企業和農村居民的補貼總額（αC2+βC3）小于政績收益（G），且農村居民使用清潔能源的凈損失（F-U）小于政府基于農戶的補貼（βC3）時，均衡點E1（1，1，1）是穩定點;當政府對企業和農村居民的補貼總額（αC2+βC3）大于政績收益（G），且農村居民改造的成本（F）小于收益（U）時，均衡點E5（0，1，1）為穩定點。

綜合以上分析可知，結合農村清潔能源改造的實際，該博弈演化系統可以達成兩種演化穩定策略，分別是E1（1，1，1）{激勵，投資，改造}、E5（0，1，1）{不激勵，投資，改造}。演化穩定策略E5（0，1，1）是最理想的演化穩定狀態，雖然理論上可以達到演化穩態，但從現實條件來看不是短期內實現農村能源結構升級的最優策略。隨著農村能改基礎設施不斷完善、企業技術管理水平的提升及政府補貼力度的降低，演化穩定策略E5（0，1，1）在長期來看是可以實現的。E1（1，1，1）是目前最優的演化穩定策略，政府采取補貼、宣傳等手段激勵企業投資和農民改造，企業和農民積極響應政府政策，在三方利益主體的協同作用下，可以在短期內快速完成農村清潔能源改造。

四、數值仿真及優化

通過演化博弈的漸進穩定性分析可知，政府、企業和農村居民的穩定決策行為與各方成本密不可分。農村能源消費結構升級過程中各博弈主體的策略選擇及系統穩定性的影響因素眾多，本文選取企業獲得的補貼力度（α）、農戶獲得的補貼力度（β）兩個主要因素進行分析。初始時，設定政府、企業與農民消費者均有0.5的概率選擇不同的行為決策，三方博弈支付矩陣中相關參數設定如下：G1=2，α=0.5，C2=3，G2=3，β=0.5，C3=4.5，G=6，E=6，D=6.5，J=2.5，U=6，F=6.5。通過設定α、β不同取值，利用Matlab軟件對三方博弈演化模型進行模擬仿真，刻畫農村清潔能源改造的漸進穩定運行軌跡。

（一）企業獲得的補貼力度

企業獲得的補貼是政府為激勵企業承擔清潔能源改造項目而采取的補貼措施。在企業獲得的補貼力度（α）分別為0.1，0.3，0.5，0.7，0.9時，三方利益主體系統演化動態過程如圖2—圖4所示。總的來看，隨著企業獲得的補貼力度的增強，博弈三方最終穩定策略為{激勵、投資、改造}。

進一步觀察發現，隨著政府對企業補貼力度（α）的提高，政府達成演化穩態的速度呈下降趨勢（圖2），當α>0.5時，政府達成演化穩態的速度明顯降低;從企業演化軌跡（圖3）來看，當α<0.5時，隨著政府對企業補貼力度（α）的增強，企業達到演化穩態的速度明顯提升，但當α>0.5時，企業達到演化穩態的速度增加趨勢不明顯;從農村居民演化軌跡（圖4）來看，隨著政府對企業補貼力度（α）的不斷增加，農村居民達成演化穩態的速度基本不變。

由此可知，政府對企業的補貼力度（α）應處于0.3—0.5這個相對合理的范圍內。當政府對企業的補貼力度（α）處于0.3—0.5范圍內時，政府適度提高企業補貼力度有助于系統穩態的快速達成，使政府、企業和農民在互利共贏的基礎上快速達成共識，推進農村能源結構升級。而當政府對企業的補貼力度α>0.5時，一方面隨著補貼力度加大，政府的財政負擔加重，政府推進清潔能源改造的積極性下降，清潔能源改造在這種模式下難以長久有效推進。另一方面，在政府高強度補貼下，企業提高技術管理水平以及降低項目成本的積極性下降，企業達成穩態的速度增加趨勢不明顯，政府激勵政策的效果往往達不到預期。

結論1：政府對企業的補貼力度處于相對合理的范圍內時，可以有效推動農村清潔能源改造，促進農村能源消費結構升級。過度的補貼則不利于農村清潔能源改造的可持續性。

（二）農戶獲得的補貼力度

農戶獲得的補貼是政府為激勵農戶接受清潔能源改造，直接給予農戶的補貼。在農戶獲得的補貼力度（β）分別為0.1，0.3，0.5，0.7，0.9時，三方利益主體系統演化動態過程如圖5—圖7所示。

總的來看，當政府對農戶的補貼力度在0.3—0.9之間時，博弈三方的最終演化策略為{激勵、投資、改造}。進一步觀察可以發現，政府對農戶的補貼力度（β）發生變化時，博弈三方的演化穩態軌跡相差較大。由圖5可知，政府對農戶補貼力度β>0.7時，政府達成演化穩態的時間顯著增長;政府對農戶的補貼力度（β）對企業投資清潔能源項目的行為影響不大，但當政府對農戶的補貼力度（β）極小時，企業將改變其行為決策，不再承擔清潔能源項目（圖6）;農村居民是否接受清潔能源改造的行為決策受政府對農戶補貼力度的影響較大。當政府對農戶補貼力度β=0.1時，農戶不會接受清潔能源改造。當政府對農戶補貼力度（β）處于0.3—0.5之間時，農戶清潔能源改造的行為變化較大，隨著補貼力度的增強，達到演化穩態的速度明顯增強。當補貼力度β>0.7時，補貼力度的提高并不能顯著提高農村居民達到穩態的速度（圖7）。

因此，當政府對農戶的補貼力度（β）極低時，政府補貼政策不利于企業選擇投資策略、農戶選擇消費清潔能源;當政府對農戶的補貼力度過高（β>0.7）時，政府承擔過重的財政壓力，而且其增加農戶補貼的政策措施對清潔能源項目的穩序推進影響不大。

結論2：政府對農戶補貼力度（β）存在臨界點，當β值極小（β<0.3）時，利益相關者企業和農戶會改變行為策略，導致最優系統穩定策略難以實現，不利于清潔能源改造項目的推行。因此，為了清潔能源改造項目的長期穩序推行，各地政府在采取補貼退坡措施時，必須要遵循循序漸進的原則，結合各地實際情況，逐漸降低補貼力度。

結論3：當政府對農戶補貼力度β>0.5時，政府財政負擔加重的同時，三方達成合作共識的速度提升并不明顯。因此，各地政府對農戶進行補貼時，應根據地方財政狀況和農村清改實際情況，權衡政府補貼力度與清潔能源改造項目目標。在此基礎上，推行清潔能源改造的相關補貼政策。

五、結論及對策建議

本文基于利益相關者視角對碳達峰背景下農村能源消費結構升級進行演化博弈分析，探究農村能源消費結構升級過程中三方博弈主體的策略選擇及系統穩定性的影響因素，主要研究結論如下：（1）通過對農村能源消費結構升級的利益相關者進行分析，指出了地方政府、相關企業和農村居民的利益相關關系。（2）構建地方政府、企業和農村居民三方博弈演化模型，對系統演化穩定狀態進行了理論分析，表明演化穩態策略與各博弈主體的成本和收益相對大小密切相關。從目前來看，E1（1，1，1）{激勵，投資，改造}是最優的演化穩定策略。短期內要快速完成農村清潔能源改造，仍離不開政府補貼、宣傳等激勵手段。（3）對三方演化博弈系統進行了數值仿真。仿真結果表明，企業和農村居民的行為對政府的補貼力度變化較為敏感，政府對企業的補貼力度（α）和對農戶的補貼力度（β）均處于0.3—0.5范圍時，三方利益主體可以較快達成合作共識，此時政府的激勵手段可以有效推動農村清潔能源持續改造。此外，政府對農戶的補貼力度存在臨界值，當政府對農戶補貼力度極小（β<0.3）時，三方利益主體難以達成共識，不利于清潔能源改造項目的平穩推進。因此，政府在推行補貼政策時，要結合地方財政狀況和農村清改實際情況，權衡政府補貼力度與清潔能源改造項目目標，適度進行補貼。基于此，本文從地方政府、企業和農村居民三個角度出發，提出政策建議。

從政府角度看，政府財政補貼政策對企業和農村居民清改行為決策影響較大。一方面，政府適當降低補貼力度可以實現減少財政支出和完成清潔能源改造的雙重目標。因此，在推行清潔能源改造補貼計劃時，地方政府應綜合權衡財政狀況和地方農村清潔能源改造實際情況，尋求補貼力度和激勵政策的平衡，實行補貼退坡政策。同時也要注意到，補貼退坡政策要循序漸進，逐漸降低補貼力度，防止過快過急。另一方面，短期內清潔能源改造項目仍然需要政府政策的大力扶持，這就要求政府具備充足且穩定的財政儲備。為了拓寬政府補貼資金來源，保障農村能源消費結構的穩步升級，具體可以采取兩點措施：第一，加速碳排放交易制度的建立，征收碳排放交易稅以及其他與大氣污染相關的稅收，使外部成本內部化，并加大地方政府的分配比例，將此類稅收收入用于煤改清潔能源項目的補貼;第二，加強大氣污染處罰力度，將污染企業繳納罰金提取一定比例專做補貼資金。

從企業角度看，雖然短期內E1（1，1，1）{激勵，投資，改造}是最優穩定策略，可以利用政府補貼促進企業投資清潔能源改造項目，但不能維持長期的演化均衡。從長期看，演化穩定策略E5（0，1，1）{不激勵，投資，改造}是最理想的演化穩定狀態，即農村清潔能源產業完全市場化。而要想實現農村清潔能源產業完全市場化，企業能否提高技術管理水平、降低清潔能源改造成本是關鍵。要鼓勵企業進行技術創新，推廣建設新型基礎設施硬件，充分利用數字經濟的發展優勢，在農村建立標準化煤炭供應體系;積累項目開發經驗，因地制宜，建設體現不同地域特色的清潔能源基礎設施。

從農村居民的角度看，農村居民是清潔能源的購買者，農村居民對環境保護和節能減排的認知直接或間接影響著政府和企業的投入成本，進而影響著農村清潔能源改造項目的可持續性。因此，政府應著力促進農村地區經濟水平的發展，大力實施鄉村振興戰略，為農村清潔能源改造創造良好的環境。另外，加大農村地區的政策宣傳力度，提升農戶環境保護意識，增加農村地區能源資源供給，減輕能源貧困，引導農戶自覺地使用清潔能源。

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