促進(jìn)城市郊區(qū)農(nóng)戶使用新能源補(bǔ)貼方式研究
——以西安市為例

□黃光球 鄭錦耀

[內(nèi)容提要]隨著城市化的發(fā)展，引發(fā)了空氣污染等一系列環(huán)境問題。為了緩解環(huán)境污染，調(diào)整能源使用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)城市郊區(qū)農(nóng)戶使用新能源，政府以補(bǔ)貼的方式對農(nóng)戶進(jìn)行激勵(lì)。為解決農(nóng)戶使用新能源的微觀動(dòng)力不足和確定補(bǔ)貼方式的問題，本文通過建立政府與農(nóng)戶之間的委托—代理模型和激勵(lì)合同,分別探討了信息對稱和不對稱條件下政府對農(nóng)戶的最優(yōu)補(bǔ)貼方式，結(jié)果表明：農(nóng)戶努力成本越高，風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度越大，政府需要給予補(bǔ)貼力度越大。然后給出一個(gè)計(jì)算例子，并提出促進(jìn)農(nóng)戶使用新能源的建議。

一、引言

我國能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出，要注重能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)清潔低碳的新能源使用[1]。西安市被國家確立為創(chuàng)建新能源示范城市名單，政府提倡使用新能源，調(diào)整優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，緩解城市大氣污染[2]。新能源具有開發(fā)潛力巨大、清潔無污染的優(yōu)勢，利用新能源是實(shí)現(xiàn)碳減排和能源安全的主要手段,有利于經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)西安城市能源條件，可以在郊區(qū)農(nóng)戶中推廣應(yīng)用太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮躘3]。

隨著環(huán)境污染的惡化和節(jié)能環(huán)保意識的增強(qiáng)，新能源使用與政府補(bǔ)貼激勵(lì)引起學(xué)者關(guān)注。王貴東[4]設(shè)定政府與企業(yè)在低碳合作中為委托代理關(guān)系，探討了政府與企業(yè)博弈關(guān)系和激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)。俞萍萍等[5]認(rèn)為，可再生能源使用存在外部性，政府應(yīng)通過補(bǔ)貼等方式促進(jìn)可再生能源的投資與使用。韓春虹等[6]認(rèn)為居民面臨個(gè)人效用與環(huán)境行為的決策選擇，政府應(yīng)設(shè)計(jì)激勵(lì)政策促進(jìn)居民節(jié)能減排。陳鋼[7]從技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征和外部性角度論述了新能源補(bǔ)貼的必要性。涂媛媛[8]對政府補(bǔ)助對新能源行業(yè)發(fā)展能力的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)分別進(jìn)行了檢驗(yàn)，認(rèn)為政府補(bǔ)貼可以提高新能源行業(yè)發(fā)展能力。祝福冬[9]提出可以通過補(bǔ)貼方式促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。徐禮德[10]分析了農(nóng)戶使用清潔能源的現(xiàn)狀并提出建議。王火根等[11]認(rèn)為經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策是驅(qū)動(dòng)農(nóng)戶應(yīng)用可再生能源的主要因素。付麗蘋等[12]認(rèn)為，政府提供的補(bǔ)貼等扶持政策是發(fā)展清潔能源的關(guān)鍵性力量。孫亦軍[13]認(rèn)為運(yùn)用財(cái)政政策手段扶植和帶動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？陆w[14]認(rèn)為可再生能源有外部性，開發(fā)利用動(dòng)力不足，政府應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)貼促進(jìn)其發(fā)展。楊帥[15]認(rèn)為針對不同的可再生能源技術(shù)、資源、成本動(dòng)態(tài)、環(huán)境效益等,對補(bǔ)貼的額度和成本分擔(dān)進(jìn)一步細(xì)化。

新能源開發(fā)成本仍然較高，西安市郊區(qū)農(nóng)戶使用新能源的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)不足，政府怎樣設(shè)計(jì)出合理的補(bǔ)貼激勵(lì)方式，促進(jìn)農(nóng)戶積極使用新能源是個(gè)重要問題。政府和農(nóng)戶間存在委托—代理關(guān)系，本文通過建立政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼激勵(lì)模型，對模型進(jìn)行分析和求解，探討政府的補(bǔ)貼方式和策略。本研究對于從理論層面探究政府補(bǔ)貼激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)，以及在實(shí)踐中制定政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼政策具有重要參考價(jià)值。

二、農(nóng)戶使用新能源的補(bǔ)貼激勵(lì)模型設(shè)計(jì)與分析

農(nóng)戶使用新能源，同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益，存在正外部性。農(nóng)戶作為微觀經(jīng)濟(jì)主體，追求自身經(jīng)濟(jì)利益最大化, 但是政府希望新能源的應(yīng)用帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí), 也能取得較好的環(huán)境和社會效益, 達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，實(shí)現(xiàn)綜合效用最大化。

政府和農(nóng)戶的效用函數(shù)不一樣, 而且政府與農(nóng)戶之間信息不對稱, 農(nóng)戶擁有更多自身能源使用的信息, 所以在使用新能源過程中, 就存在著政府和農(nóng)戶的委托—代理問題。為了促進(jìn)農(nóng)戶積極使用新能源, 政府需要發(fā)揮主導(dǎo)作用，設(shè)計(jì)科學(xué)的激勵(lì)契約, 使農(nóng)戶以自身利益最大化動(dòng)機(jī)主動(dòng)使用可再生能源。根據(jù)信息經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，政府在設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制時(shí)，要滿足三個(gè)條件：①政府取得最大期望效用。②參與約束。農(nóng)戶使用新能源獲得收益比不使用要大。③激勵(lì)相容約束。政府希望農(nóng)戶選擇的努力程度只能通過農(nóng)戶的效用最大化行為實(shí)現(xiàn)。

(一)模型的建立[16]

1.農(nóng)戶使用新能源的產(chǎn)出函數(shù)

農(nóng)戶付出努力使用新能源，帶來經(jīng)濟(jì)和環(huán)境兩方面的產(chǎn)出效益。產(chǎn)出效益取決于農(nóng)戶努力程度和外部不確定因素。假設(shè)產(chǎn)出效益π是農(nóng)戶努力程度a的線性函數(shù),同時(shí)考慮到外部因素ε的影響,把經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)出表示為πe=t1a+ε,環(huán)境效益產(chǎn)出函數(shù)πh=t2a+ε。π為農(nóng)戶使用新能源的效益,πe、πh分別表示經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益；a為農(nóng)戶努力程度變量,a>0; t包括t1、t2,分別表示農(nóng)戶使用新能源的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益因子,且t>0;ε為隨機(jī)變量,服從均值為零、方差σ2為的正態(tài)分布,即ε～N( 0,σ2)。政府期望效益E(π) =ta,Var(π) =σ2。π′(a) = t>0,表明產(chǎn)出效益與農(nóng)戶努力正相關(guān)。

2.農(nóng)戶使用新能源的成本表示函數(shù)

農(nóng)戶做出使用新能源的努力a需要付出成本。設(shè)農(nóng)戶努力成本函數(shù)為c(a) = ba2/ 2;b取值越大，說明做出同樣的努力強(qiáng)度，農(nóng)戶付出了更高成本。c′(a) =ba>0,說明如果農(nóng)戶增加努力水平,需要付出更高的成本。

3.政府激勵(lì)契約函數(shù)

由于農(nóng)戶使用新能源，節(jié)能減排產(chǎn)生外部性，政府需要提供補(bǔ)貼激勵(lì),補(bǔ)償農(nóng)戶使用新能源帶來的環(huán)境效益。設(shè)政府制定的激勵(lì)契約S(π)分為兩部分,一部分為固定補(bǔ)貼α,它與農(nóng)戶的產(chǎn)出水平無關(guān); 另一部分為變動(dòng)激勵(lì)補(bǔ)貼β(πh-α) ,它與農(nóng)戶產(chǎn)出結(jié)果有關(guān),政府對環(huán)境效益高出α部分給予激勵(lì)補(bǔ)貼。β為激勵(lì)強(qiáng)度因子,且0≤β≤1。因此,政府激勵(lì)契約為S(π)=α+β(πh-α)。

4.政府與農(nóng)戶的期望效用

由于政府是風(fēng)險(xiǎn)中性的,故政府的期望效用與期望收益相等。政府實(shí)際收益表示為:

RG=πh-S(π)=(1-β)(t2a+ε-α);

政府期望效用:

EUG= E(RG)=(1-β)(t2a-α)

農(nóng)戶屬于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避型,所以期望效用確定性等價(jià)收入相等,效用函數(shù)表示為u( w) =-eρw。農(nóng)戶具有絕對風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避特征,其中ρ是絕對風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避度,ρ=-u″/u'≥0, w為實(shí)際貨幣收入。根據(jù)阿羅- 帕拉特結(jié)論,農(nóng)戶風(fēng)險(xiǎn)成本表示:

ρVar(S(π))/2=ρβ2σ2/2。

農(nóng)戶實(shí)際貨幣收入:

wB=πe+S(π)-c(a)=t1a+t2βa+βε-βα+ε+α-ba2/ 2,

期望效用EUB為確定性等價(jià)收入,為實(shí)際收入的期望值與風(fēng)險(xiǎn)成本之差,即:

EUB=E(wB)-ρβ2σ2/ 2=t1a+t2βa-βα+α-bα2/2-ρβ2σ2/ 2。

假設(shè)a*為農(nóng)戶最優(yōu)努力水平,那么激勵(lì)相容約束 (IC)可以表示為:

a*?max{t1a+t2βa-βα+α-ba2/2-ρβ2σ2/ 2}。

依據(jù)委托代理理論的契約條件,建立政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼激勵(lì)模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

(IC)a*?max{t1a+t2βa-βα+α-ba2/2-ρβ2σ2/ 2}

(1)

式(1)說明: 政府的目標(biāo)函數(shù)取得最大值,但要同時(shí)滿足農(nóng)戶參與約束和激勵(lì)相容約束的條件。

三、政府對農(nóng)戶使用新能源的補(bǔ)貼方式

政府可以對農(nóng)戶實(shí)施補(bǔ)貼激勵(lì),使政府和農(nóng)戶雙方效用函數(shù)取得最大值。政府在確定補(bǔ)貼方式時(shí),要在信息對稱和非對稱信息兩種情況下進(jìn)行。若政府對農(nóng)戶使用新能源情況進(jìn)行監(jiān)督,則政府在信息對稱下確定補(bǔ)貼方式; 反之,若政府不了解農(nóng)戶使用新能源情況,則政府在不對稱信息下確定補(bǔ)貼方式。政府在對稱信息與非對稱信息兩種情形確定補(bǔ)貼方式時(shí),補(bǔ)貼模型的約束條件發(fā)生變化,補(bǔ)貼方式也不相同。

(一)信息對稱條件下的補(bǔ)貼方式

信息對稱條件下,政府了解農(nóng)戶付出努力水平的信息,激勵(lì)相容約束(IC)不起作用。農(nóng)戶的努力程度都可以通過滿足參與約束(IR)來實(shí)現(xiàn)，可以建立信息對稱的條件下，政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼激勵(lì)模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

(2)

信息對稱條件下，政府需要選擇最優(yōu)組合(α*,β*)使自己的效益函數(shù)最大化,同時(shí)促使農(nóng)戶選擇一個(gè)努力程度a*,使委托代理模型達(dá)到帕累托最優(yōu)。

將式(2)參與約束條件中的α代進(jìn)目標(biāo)函數(shù)公式中,由一階條件可以算出:

(3)

式(3) 所示的組合(α*,β*)就是信息對稱條件下政府對農(nóng)戶的最優(yōu)激勵(lì)契約。得到農(nóng)戶的最優(yōu)努力水平a*= (t1+t2) /b。

所以在信息對稱條件下,政府的補(bǔ)貼方式是:

3.政府可根據(jù)契約條件,督促農(nóng)戶努力水平達(dá)到α*。農(nóng)戶努力水平的邊際效益π′(a)=t1+t2,努力的邊際成本c′(a) = ab; 由于π′(a) =c′(a) 即系統(tǒng)努力的邊際產(chǎn)出等于邊際成本,有a*= (t1+t2) /b,可知農(nóng)戶努力水平滿足最優(yōu)約束條件,否則政府要求農(nóng)戶增加努力水平至達(dá)到最優(yōu)。

(二)非對稱信息情況下，政府最優(yōu)補(bǔ)貼方式

現(xiàn)實(shí)情況中,政府并不知道農(nóng)戶使用能源的全部情況,農(nóng)戶不會主動(dòng)提供自己的信息例如a、t、b、ρ。在不對稱信息條件下,政府不知道農(nóng)戶使用新能源的實(shí)際努力水平,激勵(lì)相容約束發(fā)揮作用,農(nóng)戶追求自身效益最大化。激勵(lì)相容約束的一階條件為:a=(t1+t2β)/b,結(jié)合上述公式(1)可得到信息不對稱條件下，政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼激勵(lì)模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

(IC) a =(t1+t2β) / b

(4)

非對稱信息情況下，政府選擇參數(shù)(α*,β*) 使自己的效用函數(shù)最大化,而農(nóng)戶則選擇最優(yōu)努力程度a*使自己的效用最大。

把公式(4)代入政府目標(biāo)函數(shù),求導(dǎo)數(shù)可以算出補(bǔ)貼:

β*= (2t1t2- bt1t2) /(2t1t2+ bt22+ρbσ*-2t22)

(5)

式(5) 所示的組合(α*,β*) 就是不對稱信息條件下政府對農(nóng)戶的最優(yōu)激勵(lì)契約。此時(shí),農(nóng)戶選擇的最優(yōu)努力程度a*= (t1+t2β*) /b。

故不對稱信息條件下,政府的補(bǔ)貼方式是:

(1)利用式(5)確定(α*,β*) ,制定對農(nóng)戶的固定補(bǔ)貼α*和激勵(lì)強(qiáng)度系數(shù)β。

(2)由公式(5)可知，激勵(lì)強(qiáng)度β*取決于參數(shù) t、b、ρ、σ2,并且和b、ρ、σ2有負(fù)相關(guān)關(guān)系。政府確定最優(yōu)補(bǔ)貼激勵(lì)系數(shù)β*時(shí),可以對使用新能源能力較強(qiáng)(效益轉(zhuǎn)化系數(shù) t 較大、成本系數(shù)b較小) 或風(fēng)險(xiǎn)偏好型(ρ較小) 的農(nóng)戶給予較高的補(bǔ)貼激勵(lì)強(qiáng)度; 對于努力水平難以了解、不易監(jiān)督能源使用情況的農(nóng)戶,可以降低補(bǔ)貼力度。

(3)政府可運(yùn)用補(bǔ)貼激勵(lì)強(qiáng)度系數(shù)來調(diào)動(dòng)農(nóng)戶的努力積極性。農(nóng)戶根據(jù)自身期望效用最大為目標(biāo)來選擇努力水平,農(nóng)戶努力水平a*= (t1+t2β*) /b,與使用新能源的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益轉(zhuǎn)化系數(shù) t和補(bǔ)貼激勵(lì)強(qiáng)度系數(shù)β有正相關(guān)關(guān)系,所以政府對農(nóng)戶給出的補(bǔ)貼力度β越大,農(nóng)戶付出的努力也越大。政府可運(yùn)用β來調(diào)動(dòng)農(nóng)戶使用新能源積極性。

四、實(shí)例計(jì)算驗(yàn)證

(一)政府對農(nóng)戶使用新能源補(bǔ)貼方式模型的構(gòu)建

max [(1-β)( 1.6a-α)]

(IC)a*?max{t1a+t2βa-βα+α-0.0005a2- 5000β2}

(6)

式( 6) 中,a為農(nóng)戶的努力程度,α為政府對農(nóng)戶的固定補(bǔ)貼,β為補(bǔ)貼強(qiáng)度系數(shù)。求解式(6)，可得最優(yōu)補(bǔ)貼結(jié)果(α*,β*) 。

(二)政府對農(nóng)戶的補(bǔ)貼方式分析

1.信息對稱條件下最優(yōu)補(bǔ)貼方式

信息對稱條件下政府部門與農(nóng)戶溝通充分,完全掌握農(nóng)戶努力情況,激勵(lì)相容約束條件不起作用,參與約束條件起作用。根據(jù)式(6) ,信息對稱條件下對農(nóng)戶激勵(lì)模型如下:

max [(1-β)( 1.6a-α)]

s.t. (IR) 0.7a+1.6βa-βα+α-0.001a2- 5000β2=600

(7)

根據(jù)式(3)和式a*=(t1+t2)/b,可得激勵(lì)模型(7)的最優(yōu)解為:

a*=1117.5元,β*=0,a*=1150元。

最優(yōu)激勵(lì)契約(α*,β*) = (1117.5,0) ,即政府支付給農(nóng)戶固定補(bǔ)貼1117.5元,農(nóng)戶不承擔(dān)任何風(fēng)險(xiǎn);此時(shí),農(nóng)戶的最優(yōu)努力程度為投入1150元。政府獲得的期望效用為722.5元,農(nóng)戶獲得的期望效用與保留效用相等。完全信息條件下，若政府出臺優(yōu)惠政策,增強(qiáng)農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)效益,可以用更低成本使用新能源,政府可降低補(bǔ)貼水平。

2.非對稱信息條件下，政府補(bǔ)貼方式

非對稱信息條件下，政府不了解農(nóng)戶努力水平,激勵(lì)相容約束起作用,由一階最優(yōu)化條件可得: a = ( 0.7+1.6β) /0.001。根據(jù)式(6) ,激勵(lì)模型如下:

max [(1-β)( 1.6a-α)]

s.t. (IR) 0.7a+1.6βa-βα+α-0.001a2- 5000β2≥600

(IC)a = ( 0. 7+1. 6β) /0.002

(8)

根據(jù)式(5)和式a*=(t1+t2β*)/b,可得激勵(lì)模型(8)的最優(yōu)解為:

α*=549.87元,β*=0.13,a*=454元。

最優(yōu)激勵(lì)契約(α*,β*) = ( 549.87,0.13) ,即政府支付給農(nóng)戶固定補(bǔ)貼549.87元,政府對農(nóng)戶的激勵(lì)強(qiáng)度系數(shù)為0.13; 此時(shí),農(nóng)戶的最優(yōu)努力程度為投入454元。不對稱信息條件下使用新能源較努力的農(nóng)戶能獲取較大的政府補(bǔ)貼和期望效用,但要承擔(dān)較高的風(fēng)險(xiǎn)。

五、討論

運(yùn)用補(bǔ)貼激勵(lì)模型，需要確定正確的激勵(lì)模型參數(shù)，例如：農(nóng)戶努力水平的效益轉(zhuǎn)化系數(shù)t，努力的成本系數(shù)b、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避度ρ，保留效用ū等。t1、b決定于農(nóng)戶自身使用新能源的能力,可了解農(nóng)戶個(gè)人情況確定;t2反映使用新能源的環(huán)境效益,應(yīng)高于農(nóng)戶的投資收益水平與t1之差,這樣農(nóng)戶有較大的積極性;ρ決定于農(nóng)戶風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度,農(nóng)戶風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度越小,ρ值越小; ū反映農(nóng)戶保留效用,ū越大,政府需要給予更多的補(bǔ)貼。

六、結(jié)論與建議

1.信息對稱的情況下，政府只需要給予農(nóng)戶固定的補(bǔ)貼,農(nóng)戶無需承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。在信息不對稱情況下，政府采用固定補(bǔ)貼和風(fēng)險(xiǎn)激勵(lì)相結(jié)合的方式，可利用激勵(lì)強(qiáng)度系數(shù)β來調(diào)動(dòng)農(nóng)戶的積極性; 由于β是ρ、σ2和b的遞減函數(shù),是t的遞增函數(shù)。因此,對于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避程度低的農(nóng)戶,應(yīng)該給予較高的激勵(lì)強(qiáng)度;對于努力成本系數(shù)較高的農(nóng)戶,應(yīng)該降低其激勵(lì)程度。對于使用新能源情況不容易觀測的農(nóng)戶,則應(yīng)該降低補(bǔ)貼程度;對于產(chǎn)生環(huán)境效益較好的農(nóng)戶,則應(yīng)該提高補(bǔ)貼程度。為了加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的效果,應(yīng)該從以下幾方面努力:①選擇抗風(fēng)險(xiǎn)能力較強(qiáng)的農(nóng)戶;②采取政策支持降低農(nóng)戶使用新能源成本。

2.由于政府對農(nóng)戶信息不對稱,政府可以采取監(jiān)督措施，增加監(jiān)督觀測參數(shù)，降低σ2對補(bǔ)貼系數(shù)β的影響。在信息不對稱條件下,努力水平是農(nóng)戶的私人信息,政府不能觀測到農(nóng)戶的努力水平,提高農(nóng)戶的努力水平只能通過提高經(jīng)濟(jì)激勵(lì)來實(shí)現(xiàn)。為了提高對農(nóng)戶努力水平的了解,可運(yùn)用信號傳遞機(jī)制, 提高對農(nóng)戶努力水平的約束和監(jiān)督。

(3)政府為促進(jìn)農(nóng)戶使用新能源，可以采用市場手段和行政手段相結(jié)合，經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼激勵(lì)機(jī)制與政策支持引導(dǎo)相結(jié)合的方法。