能源化利用视角的秸秆市场交易研究：一个理论框架

郑微微， 徐雪高

(江苏省农业科学院农业经济与信息研究所，江苏南京 210014)

秸秆资源化利用是我国农业生态文明建设的重要手段之一。为合理引导和大力支持秸秆资源化利用，2008年以来，农业部、财政部、国家发改委、国家环保总局等部门先后出台了《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见(2008)》《财政部关于秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法(2008)》《国家发展改革委、农业部关于印发编制秸秆综合利用规划的指导意见的通知(2009)》和《国家发展改革委、农业部、财政部关于印发“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案的通知(2011)》等政策和文件；历年中央一号文件均明确提到了秸秆综合利用问题；2013年《国务院关于印发循环经济发展战略及近期行动计划的通知》和2016年《国家发展改革委、农业部、国家林业局关于加快发展农业循环经济的指导意见》也对推进秸秆资源化利用提出进一步的要求。如何推进秸秆全量资源化利用已成为我国生态文明制度建设中急需关注和解决的重要问题。

秸秆资源化利用主要体现5个方面：肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化。近年来，饲料化、燃料化、基料化和原料化的比例变化不大，肥料化的比例得到了大幅提升[1]。主要表现为秸秆机械化还田。但随着还田数量的累年增加，秸秆肥料化利用也逐渐暴露出了一系列问题：秸秆不易腐烂、导致土壤草质化，同时消耗氧气，影响下茬庄稼发芽、生根等。因此，合理控制秸秆还田比例，科学引导各类主体开展秸秆饲料化、燃料化、基料化和原料化等多元化利用，是未来全面推进秸秆综合利用的发展方向。而秸秆由直接还田向多元化利用转变的关键环节是“把秸秆很经济地从田间移出来”，即秸秆的收储运。因此，如何建立一个完备、经济的秸秆收储运体系，构建一个完善的秸秆交易市场是当务之急的一项重要任务。

秸秆资源化利用的经济学本质是外部性问题，是属于边际社会收益高于边际私人收益的正外部性问题。按照新制度经济学理论，与所有环境问题解决方式类似，解决秸秆资源化利用的外部性问题就是让外部性内部化(internalize the externalities)，即通过制度安排经济主体经济活动所产生的社会收益或社会成本，转化为私人收益或私人成本。因此，秸秆交易市场经济主体的确立除了秸秆的生产者(农户)和消费者(企业)外，还离不开政府的制度安排。其中，政府补贴是最直观有效的经济手段。

根据市场交易理论，交易行为的发生遵循一价定律，即生产者和消费者都是同一市场价格的接受者。理论上，该定律的前提假设是没有运输费用和官方贸易壁垒的自由竞争市场。但事实上，在实际交易的某一时点上，生产者和消费者面临的市场价格虽然相同，但最终获得或付出的实际价格却存在很大的差异。生产者获得的实际价格等于市场价格减去交易成本，消费者获得的实际价格等于市场价格加上交易成本。因此，本研究基于一价定律，在充分考虑农户、企业(本研究以能源化企业为例)和政府3个行为主体特征的基础上，从实际价格和补贴出发，构建秸秆交易的价格理论模型，并在此基础上，探讨秸秆交易市场顺利运营的驱动机制。为政府政策制定提供理论依据。

1 文献综述

1.1 秸秆能源化研究综述

秸秆能源化是当前政府能源发展战略和农业发展战略的重要组成部分，也是政府实现秸秆资源化利用的主要途径之一。据估算，在释放相同能量的前提下，1单位燃煤可由9.79单位秸秆替代，而燃煤的碳排放因子(1.98 t CO2当量/t)是秸秆(0.093 1 t CO2当量/t)的21.27倍。若将农户焚烧部分的秸秆进行能源化开发，不仅节约了生物质能源，还能替代部分化石燃料的燃烧，减少碳排放，实现低碳经济。目前，关于秸秆能源化利用的研究主要集中于能源化的经济效益、生态效益和社会效益。蒋冬梅等从经济、生态、社会3个视角分析了生物质秸秆资源发电的综合效益，指出生物质秸秆资源发电的前景广阔，综合效益可观[4]；陈建华等从能源替代效益分析的角度，对秸秆替代燃煤发电的外部性进行分析，指出秸秆替代燃煤发电具有显著的经济效益和环境效益，政府应该在税收及财政支出上给予优惠[5]；冯伟等也对秸秆资源化利用的经济效益和环境效益进行研究，指出秸秆发电、气化供气等利用途径的环境效益明显[6]。

1.2 秸秆收储运体系研究综述

秸秆的收储运成本高是影响秸秆资源化利用的主要因素之一，政府调控是最有效的解决手段。目前，较多研究对秸秆的收储运模式、成本及影响因素进行了量化分析，刘华财等对不同模式下秸秆供应成本进行了比较研究[7]。邢爱华等基于秸秆类生物质资源的岛式分布特点，建立了描述秸秆收集过程成本、能耗和污染物排放的数学模型和秸秆收集过程的临界收集量、临界运输距离的数学表达式[8]。张艳丽等对目前我国秸秆收储运系统的运营模式、秸秆收储运成本费用、存在问题等进行了调查研究[9]。丁翔文等对生物质发电的原材料(小麦、玉米秸秆)的收加储运2种模式中的4个环节(收集、加工、储藏、运输)分别进行了试验研究[10]。于晓东等分析秸秆不同收储运模式下的成本变化趋势，对不同收购量及不同收购半径情况下秸秆发电厂燃料收购，提出理想情况下的优化模式[11]。王雪等通过对秸秆资源量、农田道路情况、运输车辆情况、油耗成本等进行调查，分析了秸秆收储设施点的收储量和分布位置[12]。朱新华等、吕继萍等根据秸秆收储体系建设过程，指出其中可能出现的问题，并有针对性地提出相关建议[13-14]。Hellin等还指出增加政府补贴、发挥市场激励作用，促进秸秆交易的有效措施[15]。

综合上述，2个方面的研究综述，已较为充分地说明了秸秆能源化利用的正外部效益，及秸秆收储运成本高的问题。其中，不少研究对秸秆收储运体系提出了优化模式，但多数研究是基于体系本身成本收益理论的分析。研究同时也指出了政府补贴在调控秸秆资源化利用中的重要作用，但只限于定性分析，鲜有文献对秸秆的整个交易体系进行研究。因此，本研究基于秸秆能源化视角研究秸秆市场交易体系，在充分了解秸秆收储运特征的基础上，全面考虑秸秆交易过程中各主体特征，从供求2方面出发，结合生产者、需求者及政府补贴的价格特点，构建秸秆交易的价格理论模型，对秸秆交易体系进行经济分析，并在此基础上，探讨促进秸秆交易的驱动机制，为政府政策制定尤其是补贴政策的制定提供理论依据。

2 秸秆市场交易理论框架

2.1 实际价格

在同一交易市场中，生产者和消费者表面上是同一市场价格的接受者，但是其所获得或付出的实际价格却可能存在很大的差异，这种差异取决于交易成本。因此，在秸秆交易市场中，农户作为秸秆的供给者，出售秸秆所获得的实际价格应该等于市场价格减去交易成本；企业作为秸秆的需求者，购买秸秆所付出的实际价格应该等于市场价格加上交易成本。影响交易成本的因素有很多，主要有运销成本、寻找交易对象所需的时间成本和人工成本等。其中，运销成本在交易成本中占的比重最大，而运销成本的高低又取决于交易主体与交易市场的远近。交易主体距离交易市场的距离越远，运销成本就越高，相应的交易主体获得或付出的实际价格与市场价格之间的差异就越大，对交易主体交易决策的影响程度也就越高。

假设农户与秸秆交易市场之间的距离为Rs，出售秸秆的市场价格为Ps，那么农户在出售秸秆时，扣除单位运输成本及人工机会成本后，农户所获得的秸秆的实际价格为P1，P1=Ps-αRs(α为农户出售秸秆单位运销价格)，即在这一过程中，农户的实际单位收益减少了Ps-P1(图1)；假设企业与秸秆交易市场之间的距离为Rb，收购秸秆的市场价格为Pb，那么企业在收购秸秆时，加上单位运输成本及人工机会成本后，企业所支付的秸秆的实际价格为P2，P2=Pb-βRb(β为企业收购秸秆单位运销价格)，即在这一过程中，企业的实际单位支出增加了Pb-P2(图2)。在同一交易市场中，Ps=Pb。

2.2 价格模型构建

农户作为秸秆的供给者，是秸秆市场价格的接受者；企业作为秸秆的需求者，是秸秆市场价格的提供者；政府具有宏观调控的职能，是秸秆市场价格的调控者。本研究以秸秆发电厂作为秸秆收购企业进行说明，政府主要对秸秆收购企业进行补贴，从而调控市场价格。那么，在交易过程中，农户和企业追求自身利益最大化，政府追求社会效益最大化。因此必须满足如下条件：

①农户作为秸秆的供给者，其出售秸秆的收益必须大于等于收集秸秆的成本。

②企业作为秸秆的需求者，在保证提供相同能量的前提下，企业购买秸秆的总费用必须小于等于企业购买化石燃料的总费用加上政府对企业收购秸秆的补贴之和。

③企业提供的实际收购价格与中间交易总成本之差必须大于等于农户获得的实际出售价格。

即需要同时满足：

P1Q1-CQ1≥0；

(1)

Q0P0+Q1t-Q1P2≥0 (Q0=γQ1)；

(2)

P2-T≥P1。

(3)

式中：P0、P1、P2分别为企业获得化石燃料的实际价格、农户出售秸秆获得的实际价格和企业收购秸秆提供的实际价格；Q1、Q0分别表示秸秆和化石燃料的资源量；C为农户收集秸秆的成本；t为政府对企业收购秸秆的价格补贴；T为中间交易成本。γ为在释放相同能量的前提条件下，秸秆对化石燃料的替代效率。

由公式(1)～(3)推导可得：min(P1)=C；max(P2)=γP0+t。代入式(3)可得：

γP0+t-T≥C。

(4)

即秸秆市场交易顺利与否，取决于秸秆对化石燃料的替代率γ，化石燃料的价格P0，政府对企业收购秸秆的价格补贴t，交易总成本T和农户收集秸秆的成本C。当γP0+t-T≥C时，秸秆市场交易能顺利运行，当γP0+t-T

3 秸秆市场交易驱动机制分析

促进秸秆市场交易的主要动力是刺激需求，需求拉动供给。考虑秸秆非资源化利用的社会环境成本较高，资源化利用的收储运成本高、利用效率低等特征，政府需从社会收益的角度对秸秆资源化进行补贴，通过调控市场价格的手段，刺激秸秆市场需求，带动秸秆市场供给，促进秸秆市场交易，最终达到对秸秆进行回收再利用的目的。

基于公式(4)的理论模型，要想促进秸秆市场交易的顺利运行，则必须满足条件γP0+t-T≥C，因此，归纳出如下驱动机制：

第一，增加政府补贴Δt，且Δt≥C+T-γP0-t。政府将“先污染后治理”的环境成本通过补贴的形式对秸秆回收再利用建立激励机制，将污染遏制在排放前。当前，政府的补贴主要有2种形式，一是对秸秆收购主体(企业)进行补贴，刺激秸秆市场需求，提高秸秆的市场价格，带动秸秆市场供给；二是对农业机械进行补贴，降低农户回收秸秆的机会成本，激励农户对秸秆进行资源化利用。在社会总收益不小于零的范围内，政府可尽可能提高秸秆的补贴价格，促进秸秆市场交易。

第二，提高化石燃料价格P0(γP0≥C-t+T)。秸秆作为一种生物质能源，与化石燃料具有相互替代品的属性，当一种资源的价格相对提高，将会促进另一种资源消费量的增加。而秸秆资源替代化石燃料不仅节约了生物质能源，还能减少碳排放。因此，政府可通过市场碳交易的形式，将碳排放权的价格适当叠加在化石燃料的价格上，相对提高化石燃料的价格，激励企业对生物质能源的利用，提高生物质能源对化石能源的替代。

第三，提高秸秆对化石燃料的替代效率γ(γP0≥C-t+T)。在释放相同能量的前提条件下，如何提高秸秆对化石燃料的替代效率，关键在于技术进步，提高秸秆的热效率及有效使用率。目前，我国生物质能产业还处于成长初期，许多技术尚不成熟，大都处于试点阶段，政府应加大相关技术的研发力度，提高生物质能对化石燃料的替代效率，促进秸秆的能源化利用。

第四，控制总交易成本T(T≤γP0+t-C)。总交易成本包括买卖双方的交易成本，主要是指运销成本，与买卖双方到交易市场的距离相关。那么总交易成本可认为与买卖双方之间的距离相关。控制总交易成本，即为控制买卖双方的距离，因此，根据图能区位理论，借助产地布局模式图，政府应该在适宜范围内投资建立生物质能源开发企业，控制秸秆的总交易成本。此外，还可以通过减少农户与企业间的中间交易环节，即减少中间商等的利润损失，降低总交易成本。

第五，降低农户对秸秆的收集成本C(C≤γP0+t-T)。农户收集秸秆的成本与收集秸秆的机械投入、劳动力投入和劳动力机会成本相关，因此，提高秸秆收集的机械化水平，改进机械化技术，提高秸秆收集效率，减少劳动力数量，缩短劳动时间，是降低农户秸秆收集成本的有效途径。

4 主要结论及启示

在同一交易市场中，生产者和消费者表面上都是同一市场价格的接受者，但是其实际接受或付出的实际价格存在较大差异，该差异的大小取决于交易中的运销成本，与买卖双方到交易市场的距离相关，距离越远，运销成本就越高，交易主体获得或付出的实际价格与市场价格之间的差异就越大，对交易主体交易决策的影响程度也就越高。

基于能源化利用视角构建的秸秆市场交易价格理论模型显示，秸秆市场交易顺利与否，取决于秸秆对化石燃料的替代率γ、化石燃料的价格P0、政府对企业收购秸秆的价格补贴t、交易总成本T和农户收集秸秆的成本C。当γP0+t-T≥C时，秸秆市场交易能顺利运行，当γP0+t-T

分析秸秆市场交易的驱动机制得出，国家应当从增加政府补贴、提高化石燃料价格、提高秸秆对化石燃料的替代效率、控制总交易成本和降低农户对秸秆的收集成本等5个方面促进秸秆市场交易，激励秸秆能源化利用。

本研究为秸秆交易市场构建理论框架的研究，为秸秆交易市场构建的实证研究提供了良好的理论基础，具有较高的理论参考价值。