垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰綠色處置動(dòng)因研究——基于企業(yè)與政府的博弈模型分析

代 峰 陳 怡

(1武漢理工大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430068；2湖北理工學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 黃石 435003)

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垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰綠色處置動(dòng)因研究
——基于企業(yè)與政府的博弈模型分析

代 峰1陳 怡2

(1武漢理工大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430068；2湖北理工學(xué)院 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 黃石 435003)

垃圾焚燒發(fā)電是解決垃圾圍城以及廢物循環(huán)利用的一個(gè)有效方案，但也伴隨著高污染的殘留物——飛灰的產(chǎn)生。由于飛灰的處置成本較高，很多垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰未經(jīng)處理直接排放，這對(duì)周邊環(huán)境和居民健康造成了嚴(yán)重的污染和危害。文章通過(guò)3種不同的情況，論述政府和企業(yè)如何進(jìn)行博弈以促進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)飛灰進(jìn)行綠色處置。為了更好地描述博弈問(wèn)題，文章運(yùn)用Gambit軟件進(jìn)行模擬。經(jīng)過(guò)模擬后得出，當(dāng)政府所設(shè)立的經(jīng)濟(jì)處罰較高時(shí)，企業(yè)會(huì)主動(dòng)對(duì)飛灰進(jìn)行綠色處置，以滿足綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

垃圾焚燒發(fā)電；飛灰；綠色處置；政府；企業(yè)；博弈

隨著環(huán)境污染與資源耗竭成為愈來(lái)愈嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題, 人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境的重要性，因而城市垃圾管理成為了政府實(shí)行綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分。在處置垃圾環(huán)節(jié)中，垃圾焚燒發(fā)電成為了解決垃圾圍城和廢物循環(huán)利用的一個(gè)有效措施。但是，在垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程中，由于焚燒溫度不足，會(huì)產(chǎn)生飛灰，易對(duì)周邊環(huán)境以及居民健康造成較大的危害，所以，如何實(shí)現(xiàn)飛灰綠色處置也就成為了社會(huì)及政府關(guān)注的焦點(diǎn)。

一、文獻(xiàn)回顧

城市生活垃圾管理是研究垃圾的產(chǎn)生、收集、處理過(guò)程的復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題。Chang等人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于城市垃圾管理的研究主要分為2類：1)系統(tǒng)工程模型，用于分析經(jīng)濟(jì)或成本最優(yōu)問(wèn)題；2)系統(tǒng)評(píng)估分析，如生命周期評(píng)估分析和物質(zhì)流分析[1]。在城市垃圾的產(chǎn)生方面，于濤等人利用多元統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，城市生活垃圾產(chǎn)生受到人口密度、人均綠地面積以及人均消費(fèi)支出等因素的影響[2]。關(guān)于垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方面，王樹文等人研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該增強(qiáng)公眾的參與度，減少政府的強(qiáng)制干預(yù)[3]。現(xiàn)在對(duì)于城市垃圾管理問(wèn)題的研究比較多，但是運(yùn)用博弈論對(duì)垃圾處理管理的研究相對(duì)較少。

博弈論作為一種數(shù)學(xué)和邏輯方法，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域，如，經(jīng)濟(jì)學(xué)、市場(chǎng)營(yíng)銷、供應(yīng)鏈管理等。Zhao等人提出，博弈論是幫助決策者通過(guò)預(yù)測(cè)其他決策者最大化收益期望的前提下來(lái)決定自己的戰(zhàn)略[4]。Sadeghi和Zandieh提出，隨著綠色低碳經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，博弈論被用于研究某個(gè)行業(yè)產(chǎn)品管理中[5]。Dong等人用博弈論研究政府與污染型企業(yè)之間的決策，進(jìn)而激勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)保產(chǎn)品的生產(chǎn)[6]。朱慶華和竇一杰在分析政府和企業(yè)在不同策略下各自的成本和收益的基礎(chǔ)上,運(yùn)用進(jìn)化博弈理論研究了政企雙方的博弈關(guān)系[7]。朱慶華和竇一杰建立了綠色供應(yīng)鏈管理中考慮產(chǎn)品綠色度和政府補(bǔ)貼分析的三階段博弈模型[8]。向剛和段云龍?zhí)岢隽司G色持續(xù)創(chuàng)新動(dòng)力模型,強(qiáng)調(diào)了制度結(jié)構(gòu)對(duì)綠色持續(xù)創(chuàng)新動(dòng)力形成的重要作用[9]。

本文將運(yùn)用Gambit軟件來(lái)模擬政府和垃圾焚燒發(fā)電廠在處理飛灰問(wèn)題上的博弈。對(duì)政府和企業(yè)在不同情況下，政府如何促進(jìn)企業(yè)處置飛灰、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)行分析，試圖找到影響企業(yè)創(chuàng)新動(dòng)力的主要因素，以便給政府制定政策提供參考。 二、飛灰綠色處置動(dòng)因的博弈模型

目前處理飛灰有幾種方式：1)填埋進(jìn)安全填埋場(chǎng)。由于土地資源是有限的，并且進(jìn)行填埋后的土地?zé)o法循環(huán)使用，因而這種處置方式對(duì)于土地資源會(huì)產(chǎn)生一定的浪費(fèi)和污染；2)通過(guò)固化、熔融的方式做成建材，這種方式雖然所需創(chuàng)新成本較大，但這是一種綠色環(huán)保的處置措施，符合綠色經(jīng)濟(jì)的要求。本文以第二種處置方式為前提，來(lái)研究政府和企業(yè)之間的博弈。 我們建立一個(gè)“兩人非合作”的博弈模型：政府(G)和企業(yè)(M)。該模型分別考慮政府的財(cái)政政策和企業(yè)的成本效益。假設(shè)他們都有2個(gè)決策來(lái)促使企業(yè)飛灰綠色處置的技術(shù)創(chuàng)新。政府的策略是：{ R，NR }。R表示政府調(diào)控企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)促使企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新；NR則表示不調(diào)控。同樣，廠家的2個(gè)策略是{ CH，NCH }。CH表示企業(yè)決定改進(jìn)他們現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備來(lái)進(jìn)行飛灰的綠色處置產(chǎn)品創(chuàng)新以減少對(duì)環(huán)境的污染；NCH表示保持現(xiàn)有生產(chǎn)模式。表1為雙方進(jìn)行決策的收益矩陣。

表1 政府和企業(yè)的收益矩陣

表1中，TB表示政府鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新而實(shí)行的稅收減免形式的政府補(bǔ)貼；P表示如果企業(yè)不處置飛灰，政府對(duì)企業(yè)所實(shí)行的經(jīng)濟(jì)處罰；C是企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的成本；E表示企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新后給政府帶來(lái)的環(huán)境收益，如減少污染給政府帶來(lái)的治理成本的節(jié)約；S表示企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新后的產(chǎn)品額外收益；L表示環(huán)境污染所導(dǎo)致的可能損失。假定政府和企業(yè)同時(shí)做出決策。因此，本模型是靜態(tài)的。

這里根據(jù)以上基本博弈模型，提出了3種選擇不同策略組合的博弈情況進(jìn)行研究。模型中每個(gè)參數(shù)的數(shù)值是由Excel的隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生。

(一)博弈初始階段

在博弈的初始階段，對(duì)于政府來(lái)說(shuō)，對(duì)飛灰處置的監(jiān)控政策還不完善，沒有一個(gè)明確的處罰和獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。而且對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新是有經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)的。如果技術(shù)創(chuàng)新的成本高于所獲得的收益時(shí)，企業(yè)將不愿意進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。因此，一旦S+TB-C<-P，那么企業(yè)將會(huì)沿用當(dāng)前的生產(chǎn)模式。博弈的相關(guān)參數(shù)如表2所示。

表2 博弈初始階段的模型參數(shù)

為了不失一般性，在表2中，所有的參數(shù)都用邏輯單位來(lái)表示。成本為1單位，表示真實(shí)的貨幣價(jià)值；根據(jù)我國(guó)政府對(duì)于環(huán)保企業(yè)的鼓勵(lì)政策，環(huán)保企業(yè)大約可以獲得13%的稅收減免。政府收益和銷售都是通過(guò)EXCEL的隨機(jī)函數(shù)求得，10～10 000是指相當(dāng)于成本的倍數(shù)。在初始階段，我們假設(shè)企業(yè)額外銷售收益最多只有成本的一半。由于政府的監(jiān)控政策不完善，我們假定政府的經(jīng)濟(jì)處罰力度較低，介于成本的0～0.2之間。

通過(guò)Gambit軟件模擬博弈結(jié)果如圖1所示。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，CH策略的期望收益更小，是嚴(yán)格劣勢(shì)的，因而首先被剔除；當(dāng)廠商選擇繼續(xù)以當(dāng)前模式進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，第二次剔除的就是NR；一旦所有的劣勢(shì)策略被剔除，那么占優(yōu)策略也就得出了。

如圖1所示，當(dāng)企業(yè)選擇NCH時(shí)，政府應(yīng)該選擇調(diào)控R。因?yàn)樵谠撉闆r中，經(jīng)濟(jì)懲罰力度不足，因此，策略組合(R,NCH)是唯一的純策略納什均衡。

(二)博弈中級(jí)階段

如果政府不進(jìn)行調(diào)控，將給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)環(huán)境問(wèn)題。如果政府對(duì)于環(huán)境污染行為進(jìn)行重罰，那么企業(yè)將比較創(chuàng)新前后的收益來(lái)確定最有利的策略。在中級(jí)階段，我們假設(shè)S+TB-C>-P，則博弈中沒有占優(yōu)策略。因此，我們將通過(guò)混合策略來(lái)達(dá)到納什均衡。在初始階段中，博弈雙方只能選擇一種特定策略，而在混合策略中，參與者將以一定概率來(lái)選擇不同策略。表3提供了在混合策略下各個(gè)參數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)。在本階段中，經(jīng)濟(jì)處罰P將設(shè)置為成本的10 000倍，并且該階段我們假設(shè)額外銷售收益最大可以覆蓋成本。

表3 博弈中級(jí)階段的模型參數(shù)

通過(guò)Gambit計(jì)算得到技術(shù)創(chuàng)新后，隨新產(chǎn)品的額外收益S變動(dòng)而變動(dòng)的納什均衡如圖2所示。

從圖2中不難發(fā)現(xiàn)，企業(yè)選擇進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新而政府選擇不調(diào)控的這樣一種策略組合的幾率接近于1。因此，該情況下的納什均衡為(NR，CH)。所以，只有當(dāng)經(jīng)濟(jì)處罰足夠高的時(shí)候，企業(yè)才會(huì)考慮進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

(三)博弈最優(yōu)階段

由于綠色經(jīng)濟(jì)是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此，企業(yè)如果僅僅為了眼前利益，固步自封是不明智的。他們必須從綠色經(jīng)濟(jì)中尋求機(jī)遇和利潤(rùn)，努力進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，變廢為寶。只要?jiǎng)?chuàng)新后的產(chǎn)品收益S高過(guò)成本C，這些廠商就會(huì)主動(dòng)的去創(chuàng)新研發(fā)這些技術(shù)，政府也不再需要進(jìn)行調(diào)控。所以，在本階段中，我們將考慮政府選擇NR、廠商選擇CH的策略組合。這也是3種情況中的最優(yōu)結(jié)果。如表4所示是各個(gè)參數(shù)的取值標(biāo)準(zhǔn)。這里我們假定政府收益和產(chǎn)品創(chuàng)新后額外收益都是10。

表4 博弈最優(yōu)階段的模型參數(shù)

只要S>C，那么納什均衡就是唯一的。通過(guò)軟件Gambit模擬后的結(jié)果如圖3所示，和初始階段一樣，劣勢(shì)策略以及它的收益都將被剔除。因此，不管政府如何選擇，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，NCH都是一個(gè)劣勢(shì)策略，要被剔除。當(dāng)企業(yè)剔除掉NCH后，政府也會(huì)剔除掉R。因此最終的策略組合為(NR,CH)。

三、結(jié)論

根據(jù)以上3個(gè)不同階段的分析，我們可以得出，政府和企業(yè)進(jìn)行策略選擇的時(shí)候，會(huì)考慮以下一些因素：經(jīng)濟(jì)懲罰(P)；技術(shù)創(chuàng)新成本(C)；創(chuàng)新后額外收益(S)。圖4表明了策略選擇與影響因素之間的相互關(guān)系。

從圖4中不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于政府而言，為了保障綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)的順利實(shí)施，政府的經(jīng)濟(jì)懲罰應(yīng)該設(shè)置得比較高，這樣才能驅(qū)使企業(yè)主動(dòng)地去進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新以滿足綠色經(jīng)濟(jì)的需要。企業(yè)潛在的經(jīng)濟(jì)收益是由技術(shù)創(chuàng)新來(lái)決定的，同時(shí)，技術(shù)創(chuàng)新也同樣會(huì)影響政府的收益。所以，企業(yè)的策略選擇也會(huì)被這些因素所影響。對(duì)于政府來(lái)說(shuō)，也應(yīng)當(dāng)加大對(duì)綠色環(huán)保產(chǎn)品的使用宣傳，增加居民對(duì)于這類產(chǎn)品的消費(fèi)比例。只有經(jīng)濟(jì)懲罰和宣傳同時(shí)進(jìn)行，企業(yè)才會(huì)有動(dòng)力去進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新勢(shì)在必行。所以，走在行業(yè)的前面，主動(dòng)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才是企業(yè)最明智的決策。因而，企業(yè)可以考慮同一些科研機(jī)構(gòu)和高校合作，加快技術(shù)創(chuàng)新的速度，這樣也有利于節(jié)約技術(shù)創(chuàng)新的成本。

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(責(zé)任編輯 龔 勤)

The Motivation Research of Green Disposal on Fly Ash of Waste IncinerationPlant Based on Game Theory between Government and Enterprise

DAIFeng1CHENYi2

(1School of Management，Wuhan University of Technology, Wuhan Hubei 430068；2School of Economic and Management , Hubei Institute of Technology,Huangshi Hubei 435003)

Waste incineration is an effective way to solve the garbage siege and waste recycling, but also easy to produce pollution to the surrounding environment. This paper discusses how to promote technology innovation between government and enterprises on through 3 different game models. In order to describe the game model better, this paper uses the "Gambit" software. After the simulation, it is obtained that when the government set high economic penalties, enterprises will take technology innovation initiatively to meet the green standard.

waste incineration; fly ash；green disposal; government;enterprises; Game

2014-12-19

代峰(1981— )，男，講師，博士生，研究方向：創(chuàng)新管理，城市垃圾管理。

10.3969/j.ISSN.2095-4662.2015.01.011

F205

A

2095-4662(2015)01-0050-04