生物質(zhì)燃料供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化研究

檀勤良，魏詠梅，李旭彥，鄧艷明，楊海平

(1.華北電力大學(xué),北京　102206；2.北京能源發(fā)展研究基地,北京　102206；3.科學(xué)技術(shù)部基礎(chǔ)研究管理中心,北京　100862；4.山東電力工程咨詢院有限公司,山東　濟(jì)南　250000)

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生物質(zhì)燃料供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化研究

檀勤良1,2，魏詠梅1，李旭彥3，鄧艷明1，楊海平4

(1.華北電力大學(xué),北京102206；2.北京能源發(fā)展研究基地,北京102206；3.科學(xué)技術(shù)部基礎(chǔ)研究管理中心,北京100862；4.山東電力工程咨詢院有限公司,山東濟(jì)南250000)

本文通過引入契約機(jī)制、信息共享機(jī)制和收益分配機(jī)制來構(gòu)建新的協(xié)同合作模式，并基于shapley值對供應(yīng)鏈上各利益主體的收益進(jìn)行協(xié)同分配。研究表明，在三種機(jī)制保障下各利益群體的經(jīng)濟(jì)效益均有所增加，可以實(shí)現(xiàn)帕累托改進(jìn)。敏感性分析表明，上網(wǎng)電價(jià)是影響供應(yīng)鏈?zhǔn)找娴淖蠲舾幸蛩?，因此?gòu)建合理的生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)形成機(jī)制是促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。另外，政府的政策引導(dǎo)以及積極加入CDM可以有效增加各利益群體收益。

生物質(zhì)能源；生物質(zhì)燃料供應(yīng)鏈；shapley值；協(xié)同優(yōu)化

1　引言

生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅可以替代化石能源和緩解環(huán)境問題，同時(shí)也可以有效促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展。盡管中國制定了生物質(zhì)發(fā)電的相關(guān)政策，但生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不順利。究其原因，主要是生物質(zhì)發(fā)電燃料收集困難、燃料供應(yīng)鏈不穩(wěn)定，因而產(chǎn)業(yè)效益比較低。許多學(xué)者針對這種情況進(jìn)行了研究，其中，生物質(zhì)供應(yīng)鏈利益群體之間的收益分配是研究的焦點(diǎn)之一[1-4]。Giannoccaro[5]分析了各成員企業(yè)之間利益的分配問題，以實(shí)現(xiàn)各成員企業(yè)同步合作。Li等[6]將灰色關(guān)聯(lián)分析和粗糙集理論相結(jié)合解決合作伙伴選擇的決策問題。雷勛平等[7]針對獨(dú)立供應(yīng)商定價(jià)決策和制造商訂貨決策問題，分析制造商和供應(yīng)商建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的必然性和可能性。王炬香等[8]針對兩級供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的單一制造商和單一零售商，研究了面對產(chǎn)品銷售價(jià)格浮動(dòng)時(shí)的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。王玉燕[9]運(yùn)用博弈理論研究了閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價(jià)與利益協(xié)調(diào)激勵(lì)機(jī)制。晚春東等[10]分析了制造商與零售商的共享收益合作區(qū)間，提出了基于共享契約的供應(yīng)鏈合作伙伴收益分配協(xié)調(diào)機(jī)制。高愛穎[11]對供應(yīng)鏈下采購商合作伙伴關(guān)系進(jìn)行了模糊評價(jià)，探討了其協(xié)調(diào)機(jī)理，并在不完全信息條件下設(shè)計(jì)了企業(yè)采購協(xié)調(diào)機(jī)制。Guardiola[12]以由一個(gè)供應(yīng)商和多個(gè)零售商所構(gòu)成的二級供應(yīng)鏈為研究對象，主要研究其在分散控制下的行動(dòng)協(xié)調(diào)與供應(yīng)鏈?zhǔn)找娣峙鋯栴}，并基于相關(guān)合作博弈模型提出了一個(gè)相對穩(wěn)定的解決方案。Yao[13]基于報(bào)童模型與數(shù)值分析方法，研究了由一個(gè)生產(chǎn)商和兩個(gè)零售商構(gòu)成的二級供應(yīng)鏈中的收益分享合同問題。Lerner等[14]從委托-代理機(jī)制的角度充分考慮道德風(fēng)險(xiǎn)問題，對收益共享進(jìn)行了探討。陸杉[15]對供應(yīng)鏈關(guān)系資本的影響因素以及關(guān)系資本與供應(yīng)鏈協(xié)同之間的關(guān)系進(jìn)行分析，提出概念模型及研究假設(shè)，進(jìn)行探索性因子與驗(yàn)證性因子分析，用結(jié)構(gòu)方程模型來分析各變量之間的關(guān)系并進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)。蔡淑琴等[16]分析了信息共享在不同條件下存在的價(jià)值差異，探討了供應(yīng)鏈協(xié)同與信息共享的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果表明，信息共享是供應(yīng)鏈協(xié)同實(shí)現(xiàn)的必要但不充分條件。在某些條件下，信息共享并不能解決供應(yīng)鏈中的協(xié)同問題,相反還可能增大協(xié)同工作量。要避免這種情況發(fā)生，提前進(jìn)行合理的信息共享設(shè)計(jì)是必需的。張成堂[17]等以三級供應(yīng)鏈為研究對象，探討了價(jià)格敏感型需求下的聯(lián)盟博弈及其收益分配問題，結(jié)果表明應(yīng)用 Shapley 值法協(xié)調(diào)后的大聯(lián)盟在使全局得到優(yōu)化的同時(shí)，也使各成員企業(yè)的收益較非合作決策時(shí)均有大幅提升。衛(wèi)鋒[18]構(gòu)建了博弈視角下基于信息共享的供應(yīng)鏈?zhǔn)找娣峙錂C(jī)制。

一般而言，供應(yīng)鏈合作伙伴關(guān)系中都有主導(dǎo)企業(yè)，而生物質(zhì)發(fā)電燃料供應(yīng)鏈卻表現(xiàn)了與一般供應(yīng)鏈不同的特征，即供應(yīng)鏈中的核心成員——電廠并不處于主導(dǎo)地位，一方面燃料供應(yīng)受制于眾多農(nóng)戶和經(jīng)紀(jì)人，另一方面上網(wǎng)電價(jià)受到嚴(yán)格的監(jiān)管。燃料收集難和供應(yīng)不穩(wěn)定成為阻礙生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。因此，本文根據(jù)生物質(zhì)發(fā)電燃料供應(yīng)鏈的具體特征，研究供應(yīng)鏈上各利益群體協(xié)同合作收益分配問題，在提出合理的生物質(zhì)燃料供應(yīng)模式的基礎(chǔ)上對各利益群體的利益分配進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探討政府扶持和激勵(lì)對于各利益群體收益的影響。

2　利益群體間的協(xié)同收益分析

2.1協(xié)同機(jī)制的建立

在傳統(tǒng)的生物質(zhì)發(fā)電原料供應(yīng)環(huán)節(jié)中，主要體現(xiàn)在燃料的移動(dòng)，由于缺少必要的信息傳遞和機(jī)制保障，物流運(yùn)作效率低、成本高。首先，在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈中由于沒有進(jìn)行必要的信息交流，農(nóng)作物的種植范圍又比較分散，因而運(yùn)輸成本較高。其次，電廠與經(jīng)紀(jì)人之間的契約缺乏剛性約束，由于電廠燃料主要來源于經(jīng)紀(jì)人，所以經(jīng)紀(jì)人惡意抬高秸稈的價(jià)格會(huì)導(dǎo)致電廠的發(fā)電成本增加。最后，在缺乏政府政策建議和激勵(lì)的條件下，電廠利益很難得到保障，農(nóng)戶的合作意愿低下，秸稈原料供不應(yīng)求。

圖1說明了協(xié)同優(yōu)化后的生物質(zhì)燃料收集供應(yīng)模式。首先，構(gòu)建三個(gè)機(jī)制：契約機(jī)制、信息共享機(jī)制和利益分配機(jī)制。電廠、經(jīng)紀(jì)人與農(nóng)戶三方之間簽訂契約，契約機(jī)制是電廠、經(jīng)紀(jì)人和農(nóng)戶之間進(jìn)行信息共享機(jī)制和利益分配機(jī)制的前提與保障，契約既能保證電廠利益又能保證農(nóng)戶收益。在契約的約束下，經(jīng)紀(jì)人要按時(shí)向電廠供應(yīng)秸稈，農(nóng)戶會(huì)把收獲的秸稈交給經(jīng)紀(jì)人處理，從而達(dá)到一個(gè)有序的狀態(tài)。信息共享機(jī)制使各利益群體之間達(dá)成更有效的溝通，農(nóng)戶與經(jīng)紀(jì)人可以了解到電廠燃料的需求情況，從而調(diào)配燃料的供應(yīng)進(jìn)度與供應(yīng)量。利益分配機(jī)制使各利益群體間的合作程度更加緊密，是維持整個(gè)供應(yīng)鏈穩(wěn)定運(yùn)行的紐扣，各利益群體都處于理性狀態(tài)，都趨于各自的利益最大化。所以，本文在構(gòu)建協(xié)同模型的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討了利益群體間的收益分配問題，通過shapley值法對供應(yīng)鏈的收益進(jìn)行再分配。其次，通過引入政府，一方面給予電廠補(bǔ)貼，另一方面出臺政策約束與激勵(lì)農(nóng)戶的秸稈供應(yīng)，規(guī)避一些風(fēng)險(xiǎn)因素，增加農(nóng)戶的合作意愿度。最后，燃燒生物質(zhì)秸稈進(jìn)行發(fā)電會(huì)減少因排放有害氣體而帶來的環(huán)境污染，帶來巨大的環(huán)境效益，電廠通過發(fā)展CDM項(xiàng)目可以得到額外的收益，通過增加額外收益使電廠效益得到保障，刺激供應(yīng)鏈上的主體行為，進(jìn)一步提高供應(yīng)鏈運(yùn)作效率。

圖1　協(xié)同優(yōu)化后生物質(zhì)發(fā)電供應(yīng)鏈

2.2基于shapley值的利益分配模型

(1)shapley模型。Shapley值法是用于解決n個(gè)人合作對策問題的一種方法。當(dāng)n個(gè)人從事某項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)時(shí)，他們之中若干人組合的每一種合作都會(huì)得到一定效益。當(dāng)人們之間的利益是非對抗性時(shí)，合作中人數(shù)的增加不會(huì)引起效益的減少，那么n個(gè)人的合作將會(huì)帶來最大效益。n個(gè)人的集合及各種合作的效益就構(gòu)成n個(gè)人合作對策，Shapley值法是分配這個(gè)最大效益的一種方案。定義如下：設(shè)集合I={1,2,…,n}，如果對于I的任一子集s都對應(yīng)著一個(gè)實(shí)值函數(shù)υ(s)，滿足υ(?)=0，υ(s1∪s2)≥υ(s1)+υ(s2)，s1∩s2=?，則稱[I,υ]為n合作對策，s為n人集合中的一個(gè)合作，υ(s)為合作s的效益，即為對策的特征函數(shù)。

(1)

(2)利益群體的利益分配方案。在生物質(zhì)發(fā)電燃料供應(yīng)鏈上利益群體主要包括農(nóng)戶A、經(jīng)紀(jì)人B和電廠C。所以I={A,B,C}，則三個(gè)行為主體的合作方式有:

s={{A},{B},{C},{A,B},{A,C},{B,C},{A,B,C}}

(2)

其中，υ({A})、υ({B})、υ({C})代表農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人、電廠在無協(xié)同合作情況下各自的收益。υ({A,B})代表農(nóng)戶和經(jīng)紀(jì)人協(xié)同合作的總收益，υ({A,C})代表農(nóng)戶與電廠協(xié)同合作總收益，υ({B,C})代表經(jīng)紀(jì)人與電廠協(xié)同合作得到的總收益，υ({A,B,C})代表農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人與電廠在一個(gè)有序協(xié)同的系統(tǒng)下的總收益。農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人與電廠在整個(gè)協(xié)同合作系統(tǒng)下的收益分配分別為：

(3)

(4)

(5)

3　利益群體間的協(xié)同收益模型

3.1協(xié)同合作前燃料供應(yīng)鏈的收益模型

農(nóng)戶收益為：

υ({A})=Cpu2q-Creq

(6)

其中，Cpu2代表農(nóng)戶秸稈出售價(jià)格；Cre代表農(nóng)戶秸稈操作成本。

經(jīng)紀(jì)人收益為：

υ({B})=(Cpu1-Cpu2)q-Ctrlq-Cpeq

(7)

其中，Cpe代表單位人工操作成本；Ctr代表單位距離單位秸稈的運(yùn)輸費(fèi)用；l代表運(yùn)輸距離；Cpu1代表經(jīng)紀(jì)人出售給電廠的秸稈價(jià)格。

電廠收益為：

υ({C})=(Con-Cop)ELuitq-Cpu1q-Cstq

(8)

其中，Con代表上網(wǎng)電價(jià)；Cop代表單位發(fā)電運(yùn)營維護(hù)成本；Cst代表單位存儲(chǔ)成本；Cpu代表單位購買成本；Ctr代表單位運(yùn)輸成本；ELuit代表單位秸稈發(fā)電量；q代表秸稈供應(yīng)量；l代表運(yùn)輸距離。則供應(yīng)鏈利益群體的整體收益為：

υ′({A,B,C})=Cpu2q-Creq+(Cpu1-Cpu2)q-Ctrlq-Cpeq+(Con-Cop)ELuitq-Cpu1q-Cstq

(9)

3.2協(xié)同合作后燃料供應(yīng)鏈的收益模型

農(nóng)戶與經(jīng)紀(jì)人協(xié)同合作后的經(jīng)濟(jì)效益為：

υ({A,B})=Cpu1q-Ctrlq-Cpeq-Creq

(10)

此時(shí)的農(nóng)戶與經(jīng)紀(jì)人合作，農(nóng)戶直接把秸稈賣給經(jīng)紀(jì)人，縮短經(jīng)紀(jì)人的收購周期，經(jīng)紀(jì)人收購意向明顯，效率增加。

農(nóng)戶與電廠協(xié)同合作后的經(jīng)濟(jì)效益為：

(11)

經(jīng)紀(jì)人與電廠協(xié)同合作后的經(jīng)濟(jì)效益為：

υ({B,C})=(Con-Cop)ELuitq-Cpu2q-Cpeq-Ccostq-Ctrlq

(12)

此時(shí)，經(jīng)紀(jì)人與電廠之間有著信息共享機(jī)制的保障，不會(huì)把所有秸稈都堆積在電廠，定期進(jìn)行派送，降低電廠的存儲(chǔ)成本。

農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人與電廠三方協(xié)同合作后的經(jīng)濟(jì)效益為：

υ({A,B,C})=(Con-Cop)ELuitqco-Ctrlqco-Ccostqco-Cpeqco-Creqco

(13)

其中，qco代表受到政府激勵(lì)機(jī)制后農(nóng)戶秸稈的供應(yīng)量。

按照協(xié)同收益分配機(jī)制對農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人和電廠的收益進(jìn)行分配，此時(shí)三者的收益分別為：

農(nóng)戶收益：

(14)

其中，Psub為政府補(bǔ)貼對農(nóng)戶帶來的收入，可以表示為Psub=?·Cpu2qco。

經(jīng)紀(jì)人收益：

Creqco-(Con-Cop)ELuitq+Ccostq+Ctrlq+Creq]

(15)

電廠收益：

(16)

其中，Pco2為電廠實(shí)施CDM項(xiàng)目帶來的額外收益，額外收益估算模型可以表示為：

Pco2=ΔOco2×Rco2×q，ΔOco2

代表單位生物質(zhì)發(fā)電替代燃煤發(fā)電后減排的CO2量，可以表示為：

Rco2代表單位CO2的減排價(jià)值，則電廠額外收益為：

3.3非協(xié)同收益與協(xié)同收益對比分析

由式(6)～(9)與式(13)～(16)可以得到協(xié)同收益分配后農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人、電廠和整體供應(yīng)鏈?zhǔn)找娴脑黾又捣謩e為：

Δυ({A})=ψA(υ)-υ({A})

(17)

Δυ({B})=ψB(υ)-υ({B})

(18)

Δυ({C})=ψC(υ)-υ({C})

(19)

Δυ({A,B,C})=υ({A,B,C})+Psub+PCO2-υ′({A,B,C})

(20)

在進(jìn)行協(xié)同合作后，燃料庫存成本有所下降，其余成本保持不變，由于政府的激勵(lì)機(jī)制導(dǎo)致農(nóng)戶秸稈供應(yīng)量增加。同時(shí)又由于政府補(bǔ)貼和開展CDM項(xiàng)目帶來的額外收益，使整條供應(yīng)鏈的收益增加，即Δυ({A,B,C})>0。對于各個(gè)利益群體來說，農(nóng)戶、經(jīng)紀(jì)人和電廠通過合作使整體收益最大化，應(yīng)用shapley值法進(jìn)行收益分配保證了各自收益處于非減狀態(tài)，即Δυ({A})≥0,Δυ({B})≥0,Δυ({C})≥0。進(jìn)一步通過分析可以得到，農(nóng)戶供應(yīng)量增加，同時(shí)政府給予補(bǔ)貼，所以收益增加，即Δυ({A})>0；經(jīng)紀(jì)人在成本保持不變的情況下運(yùn)輸量增加，從而收益增加，即Δυ({B})>0；電廠庫存成本下降，其余成本保持不變，供應(yīng)量增加，且通過實(shí)施CDM項(xiàng)目帶來額外收益，收益增加，即Δυ({C})>0。在供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)同分配后每個(gè)成員的收益都增加了，實(shí)現(xiàn)了帕累托改進(jìn)，可以保持整個(gè)供應(yīng)鏈的穩(wěn)定運(yùn)行，而且能激勵(lì)存在聯(lián)結(jié)依賴關(guān)系的利益群體盡最大努力創(chuàng)造額外收益，使整體達(dá)到最優(yōu)。

4 實(shí)證分析

選取河北省一個(gè)25MW的生物質(zhì)發(fā)電廠為例，該廠正常生產(chǎn)每年需要秸稈量大約28萬噸。該地區(qū)的秸稈量為337.5萬噸，面積為1.2萬平方公里，所以秸稈密度為337.5t/km2。但實(shí)際可用于秸稈發(fā)電的秸稈只占到20%左右，即可利用密度為67.5t/km2。相關(guān)的數(shù)據(jù)如表1所示(根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒和調(diào)研數(shù)據(jù)整理)

表1　經(jīng)濟(jì)參數(shù)

項(xiàng)目所在地作物為一年一季，即只有一種作物，其他指標(biāo)根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒和相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。按照本文所建模型可以得到利益群體在進(jìn)行協(xié)同合作前后收益變化情況，如表2所示。

表2　協(xié)同合作前后收益變化

從表2可以得出，在協(xié)同合作前整條供應(yīng)鏈的收益為2400萬元,協(xié)同合作后由于秸稈供應(yīng)量增加、庫存費(fèi)用減少和政府激勵(lì)、開展CDM項(xiàng)目帶來的額外收益，使供應(yīng)鏈的收益達(dá)到3085萬元，增加28.55%。在協(xié)同合作前，農(nóng)戶收益為600萬元，占比25.00%；經(jīng)紀(jì)人的收益為1000萬元，占比41.67%；電廠的收益為800萬元，占比33.33%。生物質(zhì)發(fā)電供應(yīng)鏈的核心成員——電廠在供應(yīng)鏈中收益所占的比例明顯小于經(jīng)紀(jì)人，處于弱勢地位，不利于整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在協(xié)同合作后，農(nóng)戶的收益為873萬元，占比28.28%；經(jīng)紀(jì)人的收益為1028萬元，占比33.32%；電廠的收益為1184萬元，占比38.39%。在進(jìn)行合理的收益分配后，電廠的收益有了較為明顯的增加，處于供應(yīng)鏈的領(lǐng)先位置，有利于電廠對于供應(yīng)鏈中出現(xiàn)突發(fā)情況做出及時(shí)的戰(zhàn)略調(diào)整。如在燃料供應(yīng)緊張的時(shí)期，電廠可以讓利給農(nóng)戶，激發(fā)農(nóng)戶秸稈供應(yīng)量。從表2還可以看出，電廠的收益增加了48.08%，農(nóng)戶收益增加了45.41%，經(jīng)紀(jì)人的收益增加了2.80%。農(nóng)戶屬于供應(yīng)鏈燃料的生產(chǎn)者，電廠屬于供應(yīng)鏈原料的消費(fèi)者，電廠和農(nóng)戶的收益都有了較大的增長，對于供應(yīng)鏈的穩(wěn)定運(yùn)行起到了極大的推動(dòng)作用。對于供應(yīng)鏈的中間者經(jīng)紀(jì)人雖然收益增加比不大，但也有所收獲，所以不會(huì)對供應(yīng)鏈的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。

圖2　供應(yīng)鏈?zhǔn)找嬖鲩L率對比分析

為了更加直觀地反映收益變化情況，對影響收益分配的主要因素進(jìn)行敏感性分析。把秸稈供應(yīng)量、秸稈購買價(jià)格、上網(wǎng)電價(jià)分別增大5%、10%、15%、20%、25%、30%后，計(jì)算收益變化情況。如圖2所示，上網(wǎng)電價(jià)對整體供應(yīng)鏈?zhǔn)找娴挠绊戇h(yuǎn)大于其他因素的影響。由于生物質(zhì)燃料的熱值低、密度小，在燃料的收集、運(yùn)輸和存儲(chǔ)以及電廠的發(fā)電設(shè)備上產(chǎn)生較大的成本。秸稈量也是影響生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要因素，長期以來生物質(zhì)電廠面臨燃料不足的困惑，要花費(fèi)大量的成本來收集原料。從源頭上解決秸稈供應(yīng)難的問題，是促進(jìn)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

從圖3可以看出，秸稈量對農(nóng)戶收益的影響明顯比其他因素顯著。因此通過政府激勵(lì)，不斷增加秸稈供應(yīng)量對于提高農(nóng)戶的收益具有關(guān)鍵的作用。政府的激勵(lì)措施可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，一是通過補(bǔ)貼的形式，根據(jù)農(nóng)戶提供的秸稈量對其進(jìn)行補(bǔ)貼；二是通過剛性限制與扶持的方式，比如嚴(yán)格限制農(nóng)戶焚燒秸稈，鼓勵(lì)秸稈的綜合利用。秸稈購買價(jià)格對農(nóng)戶收益影響也較明顯，但是，秸稈購買價(jià)格過高會(huì)直接影響生物質(zhì)電廠的收益，不利于供應(yīng)鏈核心成員(電廠)的發(fā)展。

圖3　農(nóng)戶收益增長率對比分析

從圖4可以看出，秸稈購買價(jià)格對經(jīng)紀(jì)人收益影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于秸稈量和上網(wǎng)電價(jià)的影響。經(jīng)紀(jì)人既不是燃料的提供者也不是燃料的消費(fèi)者，作為燃料的傳送者，經(jīng)紀(jì)人可以增大供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率，并且通過合理的規(guī)劃設(shè)置，降低原料的運(yùn)輸成本。所以，經(jīng)紀(jì)人在供應(yīng)鏈中起著至關(guān)重要的作用。

圖4　經(jīng)紀(jì)人收益增長率對比分析

從圖5可以看出，電廠的收益同上網(wǎng)電價(jià)與秸稈量呈正相關(guān)關(guān)系，同購買價(jià)格呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。上網(wǎng)電價(jià)在現(xiàn)有水平上增加10%，電廠的收益將增加50%以上。所以，適當(dāng)提高上網(wǎng)電價(jià)是解決目前生物質(zhì)電廠面臨效益低下的有效手段。此外，通過合理規(guī)劃電廠，解決燃料遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)膯栴}，降低燃料運(yùn)輸成本，從而降低秸稈購買價(jià)格是生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)長期發(fā)展的根本。

圖5　電廠收益增長率對比分析

5　結(jié)論與建議

本文從協(xié)同合作與收益共享角度研究了生物質(zhì)發(fā)電燃料供應(yīng)鏈的協(xié)同收益分配問題，也對各利益群體收益的影響因素進(jìn)行了比較。從結(jié)果中可以得知上網(wǎng)電價(jià)是影響收益分配的最主要影響因子，上網(wǎng)電價(jià)的提高不僅可以使得生物質(zhì)電廠利潤提高，更可以通過價(jià)格機(jī)制傳遞到農(nóng)戶方，提高了秸稈的收購價(jià)格，這樣既能夠極大刺激農(nóng)戶供應(yīng)秸稈的供應(yīng)量，又能夠保證生物質(zhì)發(fā)電廠持續(xù)有效的生產(chǎn)運(yùn)營。

根據(jù)本文研究結(jié)論，提出以下建議：

①遵循契約精神，提高契約的剛性；②構(gòu)建暢通的信息溝通機(jī)制和合理的利益共享機(jī)制；③形成合理的電價(jià)分?jǐn)倷C(jī)制，必須充分考慮生物質(zhì)發(fā)電節(jié)能減排的環(huán)境效益和促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展的社會(huì)效益，這種環(huán)境和社會(huì)效益的宏觀性，決定了生物質(zhì)發(fā)電的部分成本要在全社會(huì)進(jìn)行分?jǐn)?；④引入高效物流系統(tǒng)。

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(責(zé)任編輯沈蓉)

A Synergetic Optimization of the Biomass Fuel Supply Chain

Tan Qinliang1,2,Wei Yongmei1,Li Xuyan3,Deng Yanming1,Yang Haiping4

(1.North China Electric Power University,Beijing 102206,China;2.Research Center for Beijing Energy Development,Beijing 102206,China;3.Science and Technology Basic Research Management Centre,Beijing 100862,China;4.Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp.,LTD,Jinan 250000,China)

This paper establishes a collaboration model by introducing three mechanisms including contract mechanism,information sharing mechanism,and returns allocation mechanism.And it proposes the collaboration distribution based on the Shapley value algorithm in the supply chain.Research results show that all stakeholders’ benefits increase under the framework of the three mechanisms,that is,Pareto improvement can be fulfilled in this model.The sensitivity analysis shows that on-grid electricity price is the most sensitive factor that affects the supply chain benefits.Therefore,constructing a reasonable on-grid electricity price formation mechanism of biomass power is an important factor to promote the development of this industry.In addition,the policy guidance and actively participation in the CDM groups can effectively increase the benefits of each stakeholder.

Bio-energy;Bio-fuel supply chain;Shapley value algorithm;Synergetic optimization

國家自然科學(xué)基金(71373077)，新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET-12-0850)，教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(20110036120013)，北京市共建項(xiàng)目(GJ2013012)。

F205

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