碳交易下裝配式建筑推廣演化博弈研究

摘要：裝配式建筑通過采用工廠預制構(gòu)件等，可有效減少建筑業(yè)碳排放，推廣裝配式建筑有助于建筑業(yè)低碳發(fā)展。文章以地方政府、開發(fā)商和顧客為研究對象，結(jié)合碳交易等政策背景，構(gòu)建三方演化博弈模型，分析不同情境下各方策略演化過程，對重要參數(shù)進行仿真模擬，最終提出碳交易背景下促進裝配式建筑推廣的對策建議。結(jié)果表明，在裝配式建筑不同發(fā)展階段，各主體會根據(jù)自身責任與策略收益做出不同策略選擇。補貼對開發(fā)商和顧客策略選擇具有顯著影響，但僅適度補貼可以有效促進裝配式建筑推廣。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；碳交易；演化博弈

碳交易是一種基于市場機制的低成本且可持續(xù)的溫室氣體減排工具，是激勵企業(yè)減少碳排放的有效機制，近年來在我國受到廣泛關(guān)注。隨著碳交易在各行業(yè)的不斷推廣，結(jié)合建筑業(yè)的高碳排、能耗大等特點，碳交易與建筑業(yè)的結(jié)合已成必然。結(jié)合我國大力發(fā)展裝配式建筑的背景，本文以裝配式建筑重要利益相關(guān)者——地方政府、開發(fā)商和顧客為研究對象，并考慮碳交易等政策的影響，構(gòu)建三方演化博弈模型，分析政府、開發(fā)商和顧客在不同情景下的決策過程，并進行情景仿真模擬，探究關(guān)鍵因素對裝配式建筑推廣的影響，最終提出推廣裝配式建筑的對策建議。

一、三方演化博弈模型構(gòu)建

（一）模型基本假設與參數(shù)設置

本文重點分析地方政府、開發(fā)商和顧客的博弈關(guān)系，并考慮了碳交易、補貼等政策在其中的影響。結(jié)合市場調(diào)研、文獻綜述等方式，模型所需假設的參數(shù)及初始取值如表1所示。

（二）博弈模型構(gòu)建

基于上述假設，可得三方博弈支付矩陣，如表2所示。

根據(jù)表2，可以得出政府在作為和不作為情況下的期望收益，分別用Ex和E1-x來表示。政府的平均收益用Ex來表示。表達式如下：

Ex=y[R2+θP（T-T1）-S1-I]+（1-y）[R1+θP（T2-T）-I-C1]-zS2（1）

E1-x=yR2+（1-y）（R1-C1）-I-LG（2）

Ex-=xEx+（1-x）E1-x（3）

開發(fā)商選擇裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑的期望收益分別用Ey和E1-y來表示。開發(fā)商平均收益用Ey來表示。表達式如下：

Ey=R4-C2+x[S1+P（T-T1）]+（1-x）εP（P-T1）（4）

E1-y=R4-C3-LD-xP（T2-T）-（1-x）εP（T2-T）（5）

Ey=yEy+（1-y）E1-y（6）

顧客購買裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑的期望收益分別用Ez和E1-z來表示。顧客平均收益用Ez來表示。表達式如下：

Ez=R5-C4+xS2（7）

E1-z=R6-C5（8）

Ez=zEz+（1-z）E1-z（9）

根據(jù)上式，得三方演化博弈復制動態(tài)方程組如下：

F（x）=x（

E

-

）=x（1-x）[

L-yS

-zS

+

θP（T

-T）+yθP（2T-T

-T

）]

F（y）=y（

E

-

）=y（1-y）[C

-C

+L+

R-R

+xS

+P（T

-T）（ε+x-εx）]

F（z）=z（

E

-

）=z（1-z）（C

-C

+R

-

R

+xS

）（10）

（三）系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

均衡點只有在滿足純策略納什均衡時才能是漸近穩(wěn)定均衡點。因此本文僅分析純策略均衡點。根據(jù)公式（10），令F=0，F(xiàn)’lt;得8個純策略局部穩(wěn)定點：（0，0， 0）、（0，0，1）、（0，1，0）、（1，0，0）、（0，1，1）、（1，0，1）、（1，1，0）、（1，1，1）。局部穩(wěn)定均衡點是否為演化穩(wěn)定策略（ESS）需要根據(jù)雅可比矩陣判斷。雅可比矩陣表達式如下：

J=J

J

J

J

J

J

J

J" J

=

（11）

其中，矩陣的每個元素表達式如下：

=（2x-1）[yS1-LG+zS2+P（T-T2）-2yθP（T1+T2-2T）]

=x（x-1）[S1+θP（T1+T2-2T）]

=x（x-1）S2

=y（1-y）[S1+P（T2-T1）（1-ε）]

=（1-2y）[C3-C2+LD+R3-R4+xS1-P（T1-T2）（ε+x-xε）]

=0

=z（1-z）S2

=0

=（1-2z）（C5-C4+R5-R6+xS2）

將均衡點代入雅克比矩陣，分別得到各均衡點對應的特征值。根據(jù)李雅普諾夫第一定律，當矩陣所有特征值小于0，此時均衡點達到演化穩(wěn)定策略；反之，均衡點未達到演化穩(wěn)定策略。具體情況如表3所示。

其中，U1=P（T-T1），U2=P（T2-T）。

表3表明各局部穩(wěn)定點僅在滿足對應特征值均小于0的條件下才為ESS。本文結(jié)合碳交易背景，基于裝配式建筑行業(yè)生命周期理論進一步分析其穩(wěn)定條件。行業(yè)生命周期是指一個行業(yè)或企業(yè)從引入到衰落的演變過程。結(jié)合行業(yè)全生命周期理論以及碳交易的有關(guān)研究，本文將碳交易背景下裝配式建筑市場的發(fā)展分為初級階段、政府推廣階段、高速發(fā)展階段和成熟階段。

市場發(fā)展初級階段，此時政府選擇不作為。由于沒有政府激勵政策支持，開發(fā)商和顧客此時選擇購買傳統(tǒng)建筑。此階段對應均衡點（0，0，0）。隨著我國中央政府要求建筑業(yè)碳減排，各地政府面臨減排壓力以及推廣裝配式建筑的政績要求，因此政府自發(fā)選擇積極作為，推動市場發(fā)展，推廣裝配式建筑。但此時由于政府補貼力度不足，導致無法彌補選擇裝配式建筑帶來的高成本，因此，開發(fā)商與顧客仍然不會選擇裝配式建筑。此時對應均衡點（1， 0， 0）。隨著市場發(fā)展，裝配式建筑的相關(guān)技術(shù)成熟，裝配式建筑規(guī)模擴大，使得裝配式建筑的成本降低；同時，伴隨補貼等政府政策的逐漸成熟，開發(fā)商選擇生產(chǎn)裝配式建筑的收益會大于生產(chǎn)傳統(tǒng)建筑，顧客選擇裝配式建筑的收益大于傳統(tǒng)建筑的收益。此時對應均衡點（1，1，1）。一個成熟的市場，其最終需要靠自身的市場機制來維持市場穩(wěn)定，因此，成熟階段，政府會逐漸減少對市場的干預；由于裝配式建筑市場的成熟，生產(chǎn)裝配式建筑的效益會大于傳統(tǒng)建筑，因此開發(fā)商會主動選擇生產(chǎn)裝配式建筑；同時，由于受到政府的宣傳等影響，顧客已經(jīng)形成低碳偏好，加之裝配式建筑市場及技術(shù)的成熟，因此顧客會自發(fā)選擇購買裝配式建筑。此時對應均衡點（0，1，1）。

二、仿真模擬

基于市場調(diào)研，目前我國正在由推廣階段（1，0，0）向發(fā)展階段（1，1，1）過渡。由于發(fā)展階段的狀態(tài)為當前需要達成的目標，因此，仿真模擬部分以發(fā)展階段為基礎，探究影響發(fā)展階段演化路徑的關(guān)鍵影響因素。以下為靈敏度分析：

根據(jù)模型假設，補貼與碳交易為影響裝配式建筑推廣的關(guān)鍵因素。因此，本文分別分析補貼對開發(fā)商和顧客策略演化路徑的影響，以及碳價對開發(fā)商演化策略路徑的影響。

（一）補貼

為探究補貼對開發(fā)商和顧客策略演化路徑的影響，本文將開發(fā)商的補貼S1設置為80、90、100、110和120，將顧客的補貼S2設置為62、72、82、92、102。補貼對開發(fā)商和顧客策略演化路徑的影響分別如圖1（a）和圖1（b）所示。結(jié)果顯示，在一定補貼范圍內(nèi)，補貼的提高可以提升開發(fā)商與顧客策略演化速率，且補貼越大，演化速率越快。然而，補貼在該范圍內(nèi)的提升效果較小。因此本文進一步增加補貼數(shù)額，分析高補貼對開發(fā)商和顧客策略演化路徑的影響。結(jié)果見圖1（c）和圖1（d）。

如圖1（c）（d）所示，將補貼增加200后，對比圖1（a）（b）可以發(fā)現(xiàn)，補貼的提高顯著增加了開發(fā)商和顧客的策略演化速率。然而，值得注意的是，隨著補貼的不斷提高，開發(fā)商和顧客采取裝配式建筑的比例卻呈現(xiàn)出下降態(tài)勢。這說明了僅適度補貼可以促進裝配式建筑推廣，過度補貼導致適得其反。原因是發(fā)展階段下政府通過激勵政策彌補開發(fā)商可能面臨技術(shù)引進、生產(chǎn)線調(diào)整等額外成本，以及顧客則可能在初期面臨較高的購房成本，從而促進其選擇裝配式建筑。然而，過高的補貼提升了政府積極作為的成本，加大政府財政負擔，這對于一些財政實力相對薄弱的地區(qū)來說，可能難以承受，在這種情況下，部分政府由于財政壓力而選擇不作為，無法按照過高的補貼標準給予開發(fā)商和顧客足額補貼。如此一來，部分開發(fā)商和顧客因無法獲取足額補貼，導致采取裝配式建筑的實際收益低于采用傳統(tǒng)建筑。開發(fā)商在權(quán)衡成本與收益后，可能會放棄裝配式建筑轉(zhuǎn)而選擇傳統(tǒng)建筑模式，顧客在購房時也會因成本因素而傾向于選擇傳統(tǒng)建筑的房屋。綜上所述，政府在制定裝配式建筑補貼政策時，應合理確定補貼水平。既要充分考慮如何最大限度發(fā)揮補貼對裝配式建筑的推廣效果，吸引更多的開發(fā)商和顧客參與到裝配式建筑的發(fā)展中來，又要避免過度消耗公共資源，確保補貼政策的可持續(xù)性與有效性，從而推動裝配式建筑行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

（二）碳交易

為探究碳交易對開發(fā)商策略演化路徑的影響，本文將碳價設置為35、45、55、65和75，碳價對開發(fā)商策略演化路徑的影響如圖2（a）所示。圖2（a）表明，在一定范圍內(nèi)，調(diào)整碳價幾乎難以對開發(fā)商的演化軌跡產(chǎn)生明顯影響。深入剖析其背后原因，主要在于我國目前在裝配式建筑領(lǐng)域尚處于推廣應用的初期階段，即（1，0，0）狀態(tài)，該階段的產(chǎn)業(yè)特征與市場成熟度決定了現(xiàn)有碳價水平難以契合發(fā)展階段（1，1，1）所應具備的碳價水平。為了進一步挖掘碳價在不同情境下對開發(fā)商策略的影響，結(jié)合《中國碳價預測報告（2024）》中對我國碳價未來走勢的預測范圍，本文進一步提高碳價，深入分析高碳價環(huán)境下開發(fā)商的演化軌跡，其結(jié)果如圖2（b）所示。高水平的碳價能夠顯著提升開發(fā)商的演化速率，呈現(xiàn)出碳價越高，演化速率越快的明顯趨勢。這表明，雖然短期內(nèi)碳價的微弱提高對裝配式建筑的推廣效果較弱，難以迅速改變開發(fā)商的決策行為，但隨著碳交易不斷發(fā)展成熟，碳價逐步提高，高碳價對裝配式建筑推廣效果將愈發(fā)顯著。從長遠來看，碳交易在推動裝配式建筑推廣過程中所發(fā)揮的作用不容小覷，將成為影響開發(fā)商策略選擇與行業(yè)發(fā)展方向的關(guān)鍵因素。

三、結(jié)論與對策建議

（一）研究結(jié)論

裝配式建筑作為未來建筑行業(yè)發(fā)展方向，促進其推廣有利于減少建筑業(yè)碳排放，助力實現(xiàn)“雙碳”目標。本文以碳交易為背景，建立政府、開發(fā)商、顧客的三方演化博弈模型，總結(jié)出碳交易背景下各主體在不同情景下的策略演化過程，并對影響裝配式建筑推廣的關(guān)鍵因素進行仿真分析。最終得出促進裝配式建筑推廣的對策建議。本文的主要研究結(jié)果如下：第一，面對不同裝配式建筑發(fā)展階段，各主體會根據(jù)自身的責任與策略收益做出不同策略選擇。第二，補貼對開發(fā)商和顧客策略演化路徑具有顯著影響，但僅適度補貼能夠有效促進裝配式建筑的推廣，過度補貼則可能導致適得其反的效果，反而抑制開發(fā)商和顧客對裝配式建筑的采用。第三，碳交易對裝配式建筑的推廣效果微弱，隨著碳交易不斷發(fā)展成熟，其對裝配式建筑的推廣促進效果不容忽視。

（二）對策建議

為有效推廣裝配式建筑，本文根據(jù)研究結(jié)果，提出以下對策建議：

1. 優(yōu)化補貼策略，靈活拓展補貼形式。適度補貼是推廣裝配式建筑的有力杠桿，但過度補貼會給政府財政帶來沉重負擔。政府應組織專業(yè)人員，綜合考慮地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平、裝配式建筑成本等因素，精準劃定補貼政策的適用范圍與額度。同時，建立動態(tài)補貼調(diào)整機制，依據(jù)市場反饋和行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及時優(yōu)化補貼標準，確保補貼發(fā)揮最大效益。此外，政府主要通過專項財政獎勵等直接支出財政收入的方式補貼開發(fā)商和顧客。未來，應進一步拓展間接補貼途徑，在減少直接財政投入的同時，持續(xù)激勵市場主體采用裝配式建筑。

2. 挖掘碳交易潛力，完善碳交易政策。政府應結(jié)合裝配式建筑的不同發(fā)展階段，制定科學合理的碳價提升計劃，平穩(wěn)且有序地提高碳價。在提價過程中，充分考慮開發(fā)商的承受能力，通過逐步調(diào)整，引導市場主體適應并主動采用裝配式建筑，凸顯其碳減排的經(jīng)濟效益。另外，裝配式建筑在運營階段也具備顯著的減排效益。政府應針對建筑業(yè)優(yōu)化碳交易政策，將其覆蓋范圍拓展至建筑運營階段甚至建筑全生命周期，并建立科學的建筑碳足跡核算體系，準確衡量裝配式建筑在各個階段的碳減排量，將其納入碳交易市場。通過這種方式，進一步凸顯裝配式建筑全生命周期的碳減排優(yōu)勢，從而進一步激勵開發(fā)商積極參與。

3. 激發(fā)市場需求，提升裝配式建筑吸引力。一方面，政府可以利用互聯(lián)網(wǎng)、社交媒體、電視、報紙等多種渠道，開展全方位的宣傳活動，詳細介紹裝配式建筑的節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量可靠、施工周期短等優(yōu)勢，提高社會對其的認知度和接受度，使顧客充分認識到裝配式建筑的使用價值。另一方面，政府應加大對裝配式建筑技術(shù)研發(fā)的支持力度，提升其使用效益，并鼓勵企業(yè)與高校、科研機構(gòu)合作，建立產(chǎn)學研聯(lián)合創(chuàng)新平臺，共同攻克關(guān)鍵技術(shù)難題。

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*基金項目：國家自然科學基金項目（72171025）；陜西省政府教育廳資助科研項目（21JP010）；中央高?；究蒲袠I(yè)務費（300102233402）；陜西省高校青年創(chuàng)新團隊。

（作者單位：長安大學經(jīng)濟與管理學院）