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可再生能源配额制、发电厂商的策略行为与演化

2019-04-02赵新刚任领志

中国管理科学 2019年3期
关键词:配额火电厂厂商

赵新刚 ,任领志 ,万 冠

(1.华北电力大学经济与管理学院,北京 102206; 2.新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室,北京 102206)

1 引言

当前,我国经济转型与结构调整已进入一个关键期,推动能源生产与消费革命成为国民经济和社会发展的重大战略部署。因此,科学进行相关制度的顶层设计,成为我国实现能源革命的关键科学问题。2017年2月6日,国家发展改革委等三部委联合发布通知指出:我国将于2017年7月1日起,正式开展绿色电力证书(简称绿色证书)的认购工作并将从2018年起,适时启动可再生能源电力配额考核和强制绿色证书交易。由此表明,我国施行可再生能源配额制(简称配额制)迈出了具有里程碑意义的一步。

配额制是一个国家或地区以法律形式对可再生能源发电的市场份额(即配额)做出的强制性规定,要求在其所生产、输配或消费的电力中,必须包含最低比例的可再生能源电力,并规定了有效的可再生能源发电组合(如风电、太阳能发电和生物质发电等,简称绿电)[1-2]。配额制的施行,需要与之互补的制度即绿色证书交易制度。绿色证书是一种可交易的、能兑现为货币的凭证,代表着一定数量的可再生能源发电量[3],其持有者可与配额义务承担者交易并获得收益[4-5]。

目前,有关学者就配额制所进行的研究主要涉及三个方面:首先是,配额制对一国能源结构和社会福利水平的影响。相关研究表明配额制的施行不仅能有效激励绿电厂商提高投资水平,而且有助于提升其技术进步水平。如Unger和Ahlgren[6]和Jensen和Skytte[7]的研究表明配额制对绿电厂商的投资水平有显著激励效果;Río和Gual[8]和Berry和Jaccard[9]的研究表明配额制有助于促进绿电厂商的竞争并激励其进行技术创新以降低生产成本。同时,配额制有利于提高一国绿电产出水平从而优化能源结构。如Wiser等[10]认为配额制能够以较低的社会成本和政府行政管理成本实现可再生能源产业发展目标;Marchenko[11]认为配额制有助于绿电厂商通过出售绿色证书增加收益从而提高其绿电产量;赵新刚等[12]的研究表明配额制能有效促进绿电产出水平并优化一国电源结构。而对社会福利水平的影响,Tamás等[13]认为较之固定电价政策,虽然配额制使火电厂商发电量下降,但有助于提高社会福利水平。其次是,配额制对发电厂商策略行为的影响。具体表现为,一方面是政府设计的制度准参数和规则约束成功引导厂商进行绿色证书交易;另一方面是厂商拒绝绿色证书交易而接受惩罚。其中,Espey[14]指出,未完成法定配额义务的厂商可通过投资建厂生产绿电以获得绿色证书,也可直接购买绿色证书;Marchenko[11]和任东明[15]的研究提出未完成法定配额义务的厂商应受到处罚,罚金为绿色证书价格上限。最后是,配额制对电力市场价格的影响。施行配额制后,发电厂商的经济行为会引致一国电价和绿色证书价格的波动。其中,Barbose等[16]认为配额制能有效降低电力市场的批发价格;Unger和Ahlgren[6]认为配额制虽能有效降低电力市场的批发价格,但对零售电价的影响具有不确定性;而Fischer[17]、Tanaka和Chen[18]以及Sun Yanming[19]的研究表明,当市场均衡时,配额与电价和绿色证书价格正相关,且绿色证书价格随配额的变动呈边际递减趋势。

综观当前相关学者针对配额制所进行的研究,尚未就配额制涉及的制度准参数设计和规则约束如何影响发电厂商的策略行为以及发电厂商的策略行为又如何影响配额制的实施与演进这一关键科学问题进行深入系统分析。因此,本文在构建配额制与发电厂商策略行为演化博弈模型基础上,分析了二者的共生演化及配额制的相关制度准参数和规则约束对发电厂商策略行为的影响,以便为我国科学实施配额制提供相关对策建议。

2 配额制与发电厂商策略行为的演化机理

作为现代市场秩序的核心,制度是赋予群体成员的社会交往以稳定结构的法律、非正式规则和习俗。制度具有建构性与演进性,本质上,配额制是政府通过法令建立起来的一项规则,这一规则要成为制度,需要规则的认知内容和协调内容成为发电厂商的共同信念。

配额制的施行,需要与之互补的制度即绿色证书交易制度。绿色证书交易制度的实施载体是绿色证书市场。绿色证书市场运行机制为,政府设计配额制相关的制度准参数和规则约束(包括基准配额比例、绿色证书的基准价格、惩罚机制和监督机制等)以激励和引导发电厂商交易绿色证书。通常情况,绿色证书具有有效期且发电厂商装机容量的变化具有时滞性,因此,绿色证书价格决定于短期的市场供求关系。短期中,市场需求由为完成政府规定配额义务的火电厂商形成,市场供给由生产绿电的绿电厂商形成;需求与供给决定了绿色证书市场的均衡价格。

长期中,发电厂商会基于利润最大化目标动态调整其策略行为,政府会依据可再生能源产业发展的中长期目标并依据发电厂商的策略行为动态调整配额和单位罚金额度,以激励发电厂商提高绿电投资水平并诱导其进行绿色证书交易。因此,配额制成功的必要条件是,有足够数量的发电厂商相信其他厂商会遵守这项规则,并且在给定其他厂商遵守规则的情况下自己也遵守规则更为有利;否则,就没有厂商会坚持这一规则,配额制也就无法成为对发电厂商的策略行为形成有效激励、引导和约束的制度。

配额制成功的关键在于,政府有能力强制实施其宣布的相关规则,且其施行能够使足够多的厂商相信“其他人会遵守这个规则,并且当别人遵守时我自己最好不要背离规则”,由此使政府宣布的规则成为所有厂商的共同信念。因此,作为制度供给者的政府,应对其进行科学设计以实现制度目标与经济行为人目标的契合,并由此使其成为所有经济行为人的共同信念从而实现制度的长期稳定性。作为经济行为人的发电厂商会在配额制决定的策略可行空间中选择最有利于自身的行为,这一策略行为会反过来影响配额制的演进是在长期中趋于稳定还是动态调整。就发电厂商而言,配额制决定了作为参与人的绿电厂商和火电厂商的策略可行空间(交易或不交易绿色证书)。如果选择交易绿色证书能够实现其利润最大化目标,则交易绿色证书成为厂商的策略均衡,如果所有厂商都遵守交易绿色证书这个规则,则配额制就成为所有厂商的共同信念,此时,配额制得以强化从而成为一种有效的制度;如果选择不交易绿色证书而接受惩罚能够实现其利润最大化目标,则不交易绿色证书成为参与人的策略均衡,此时,绿色证书市场失灵,配额制失败。

在配额制的实施过程中,发电厂商的策略行为具有多样性和复杂性,其策略均衡的动态演化既有选择过程也有突变过程,且策略行为具有一定的惯性。对发电厂商而言,不仅存在着绿电厂商个体之间与火电厂商个体之间的竞争,而且也存在着绿电厂商组群与火电厂商组群之间的竞争,由此导致配额制在多个层面的竞争中演化。在强制性配额约束下,有限理性的绿电厂商个体与火电厂商个体,会基于利润最大化原则,依据政府设计的制度准参数选择交易或不交易绿色证书。无论是否交易绿色证书,一方面,能够获得较高支付的策略在以后将被更多参与者采用,此即厂商策略行为的选择(Selection);另一方面,部分厂商个体可能会以随机的方式选择不同于群体的策略(可能获得较高支付,也可能获得较低支付),此即厂商策略行为的突变(Mutation)。也就是说,发电厂商会依据政府设计的制度准参数和规则约束,通过不断地试错、学习与模仿,实现单个发电厂商策略行为的适应。适应一旦实现,则发电厂商的策略行为表现为一定的惯性。最终,采纳某一策略行为规则的发电厂商生存下来,而不采纳这一行为规则的发电厂商失败。

演化博弈论(Evolutionary game theory)将群体行为的调整过程看作为一个动态系统。其不仅单独刻画了每个个体的行为及其与群体之间的关系,而且将从个体行为到群体行为的形成机制以及其中涉及到的各种因素都纳入到了模型中,从而构成了一个具微观基础的宏观模型。例如,焦建玲等[20]和胡黎明和赵瑞霞[21]基于演化博弈论研究了政府行为和企业行为的演化博弈均衡问题。演化博弈论不仅能科学刻画行为主体的多样性和复杂性,而且为宏观调控群体行为提供了理论依据,有助于分析配额制与发电厂商策略行为的共生演化。因此,分析配额制对发电厂商策略行为影响的基本逻辑是,基于配额制的建构性与演进性,考虑配额制与发电厂商策略行为的共生与演化,将设定的交易绿色证书作为博弈均衡结果,然后解析实现这一博弈均衡的条件(即配额制的相关制度准参数和规则约束)。具体为,视发电厂商为程序化地选择某一策略行为(交易或不交易绿色证书)的参与人,其对某种成功的行为规则和策略行为(交易绿色证书)的认识是在演化过程中得到不断修正与改进的,成功的策略被模仿,发电厂商实现利润最大化目标,进而将交易绿色证书作为行动标准且形成行为惯性,从而实现交易绿色证书这一博弈均衡。

3 配额制与发电厂商策略行为的演化博弈模型

3.1 绿色证书市场

在绿色证书市场中,政府是绿色证书市场规则的制定者,火电厂商和绿电厂商分别是绿色证书市场的需求者和供给者,绿色证书的均衡价格P由市场供求关系决定,具体如图1所示。其中,需求曲线由政府规定的配额Q决定,是一完全缺乏弹性的垂线。供给曲线为绿色证书的边际成本曲线SMCC,且绿色证书的边际成本SMCC等于绿电厂商的边际成本SMC减去终端销售电价Pe。为提高绿色证书市场的有效性,政府通常会设定证书的价格上限PMax和价格下限PMin,并制定单位罚金f。当火电厂商未完成配额义务时,须为未完成的配额部分支付罚金,单位罚金f通常为绿色证书的价格上限PMax。当需求大于供给时,绿色证书的需求曲线是一价格为f的水平线;当供给大于需求时,绿色证书的需求曲线是一价格为PMin的水平线。此时,绿色证书的需求曲线表现为一折线D。

图1 绿色证书市场的供求曲线

3.2 问题描述与参数定义

(1)问题描述

短期中,火电厂商的策略行为为购买或不购买绿色证书(即接受惩罚),绿电厂商的策略行为为出售或不出售绿色证书。在绿色证书市场中,火电厂商和绿电厂商在配额制相关的制度准参数和规则约束下选择策略行为,且其策略行为依赖于绿色证书市场的交易成本[22]。交易成本的分摊原则为,若交易成功,交易成本由双方按一定比例进行分摊;若交易失败,即火电厂商或绿电厂商至少一方选择不交易,此时,选择交易的一方承担交易成本的净损失,而选择不交易的一方交易成本为零。据此,做如下假设:

假设1:火电厂商和绿电厂商均为有限理性。

假设2:火电厂商和绿电厂商均选择交易绿色证书时,双方均摊交易成本,成本分摊系数为50%。

假设3:绿色证书不能储存,不存在投机现象,价格仅由真实的经济成本决定。

假设4:上网电价等于火电厂商边际成本,故销售绿色证书的平均收益=绿色证书价格-绿电与火电厂商的边际成本差额-分摊的平均交易成本。

(2)参数定义

模型涉及的主要参数及含义如表1所示。

表1 参数及含义

3.3 模型构建

为不失一般性,在此设绿色证书反供给函数为线性函数,且P=mQ+n。绿色证书需求函数为垂直于数量轴的直线,且Q=∂·Q0。在绿色证书交易中,火电厂商和绿电厂商策略行为博弈的支付矩阵如表2所示。

表2 支付矩阵

其中,π和Π分别表示火电厂商和绿电厂商进行绿色证书交易的收益。基于问题描述及参数定义,火电厂商和绿电厂商的策略行为选择及其支付分别为:

(1)火电厂商购买绿色证书,绿电厂商出售绿色证书,交易成功。此时,火电厂商的收益为购买绿色证书成本与分摊的交易成本之和,绿电厂商的收益为出售绿色证书的收益减去发电厂商的边际成本差额,再减去分摊的交易成本。

(2)火电厂商购买绿色证书,绿电厂商不出售绿色证书,交易失败。此时,火电厂商的收益等于罚金与分摊的交易成本之和,绿电厂商的收益为零。

(3)火电厂商不购买绿色证书,绿电厂商出售绿色证书,交易失败。此时,火电厂商的收益等于罚金,绿电厂商的收益为分摊的交易成本。

(4)火电厂商不购买绿色证书,绿电厂商不出售绿色证书,交易失败。此时,火电厂商的收益等于罚金,绿电厂商的收益为零。

据此,可得火电厂商和绿电厂商在四种策略行为组合下的支付方程为:

{π1,Π1}={-(m∂Q0+n)qij-cTGCqij/2,(m∂Q0+n)qij-Δcqij-cTGCqij/2}

(1)

{π2,Π2}={-fqij-cTGCqij/2,0}

(2)

{π3,Π3}={-fqij,-cTGCqij/2}

(3)

{π4,Π4}={-fqij,0}

(4)

令x为火电厂商选择购买绿色证书的概率,y为绿电厂商选择出售绿色证书的概率,则火电厂商和绿电厂商的博弈群体复制者动态方程为:

(5)

(6)

其中:Uthbuy表示火电厂商的预期收益,Uth表示火电厂商的平均收益;Uresell表示绿电厂商的预期收益,Ure表示绿电厂商的平均收益。

当且仅当复制者动态方程等于0即学习速度为0时,博弈达到局部均衡状态。计算可得,该动态复制系统的4个局部均衡点依次为E1(0,0)、E2(0,1)、E3(1,0)和E4(1,1)。当Π1>Π2和π1>π3时,可得第5个局部均衡点E5(x5,y5)。其中:

(7)

复制者动态方程(5)和(6)的雅可比矩阵为:

(8)

依据复制者动态方程雅可比矩阵的行列式det(J)和迹tr(J),可判断局部均衡点的类型。其中,当det(J)>0,tr(J)<0时,均衡点为演化稳定策略(ESS);当det(J)>0,tr(J)>0时,均衡点为不稳定点;当det(J)<0时,均衡点为鞍点[23]。

4 发电厂商策略行为的动态演化

4.1 动态演化过程

将火电厂商和绿电厂商策略行为演化博弈的5个局部均衡点依次代入雅可比矩阵(8),可得其行列式与迹。具体如表3所示。

表3局部均衡点的雅克比矩阵行列式与迹

由公式(1)-(4)可知Π3<Π4且π2<π4,因此,5个局部均衡点的类型决定于Π1-Π2和π1-π3即p-(Δc+cTGC/2)与(f-cTGC/2)-p的符号。具体分析如下:

(1)情形1:当Π1<Π2和π1<π3即f-cTGC/2

表4 情形1的局部稳定性

(2)情形2:当Π1<Π2和π1>π3即p

表5 情形2的局部稳定性

(3)情形3:当Π1>Π2和π1<π3即p>max{Δc+cTGC/2,f-cTGC/2}时,局部均衡点的类型如表6所示,厂商策略行为的动态演化过程如图2(c)所示。此时,厂商策略行为的演化博弈均衡为{不购买绿色证书,不出售绿色证书}。

表6 情形3的局部稳定性

(4)情形4:当Π1>Π2和π1>π3即Δc+cTGC/2

表7 情形4的局部稳定性

4.2 均衡分析

情形1-3下,厂商策略行为的博弈均衡为{不购买绿色证书,不出售绿色证书}。此时,配额制因厂商最终选择不交易绿色证书而失败。情形4下,如图2(d)所示,若厂商初始状态位于区域E1E3E5E2内,则厂商策略行为的动态演化将收敛于E1(0,0),其博弈均衡依然为{不购买绿色证书,不出售绿色证书},此时,配额制因厂商选择不交易绿色证书而失败;若厂商初始状态位于区域E4E3E5E2内,则厂商策略行为的动态演化将收敛于E4(1,1),其博弈均衡为{购买绿色证书,出售绿色证书},此时,交易绿色证书成为厂商的共同信念,配额制在与厂商策略行为的共生演化中得以强化,最终成为一种有效的制度。因此,为使交易绿色证书成为厂商的共同信念,政府必须科学设计配额制的相关制度准参数以有效规避情形1-3。据此,配额制的相关制度准参数设计应满足于条件:

图2 发电厂商策略行为的演化路径

在图2(d)中,区域E1E3E5E2和E4E3E5E2的面积之和为1。在此,设区域E1E3E5E2的面积为S,则厂商策略行为的动态演化收敛于E4(1,1)的概率可表示为1-S。S越小(即相应的1-S越大),厂商策略行为博弈均衡为{购买绿色证书,出售绿色证书}的概率越大,则配额制成功的可能性越大。因此,面积S大小的影响因子即为影响配额制成功与否的关键因子,其表达式为:

(9)

由式(9)可知,为外生变量,因此,面积S主要决定于配额制的相关制度准参数如配额∂和单位罚金f,以及影响厂商策略行为演化博弈的因子如发电厂商的边际成本差额Δc和绿色证书的平均交易成本cTGC。其中,配额∂是由政府规定且为影响配额制有效性的关键制度准参数。政府通常会先设定一个基准配额∂0,并根据可再生能源产业发展规划目标动态调整配额∂。据此,对∂求导可得S与∂间的关系。具体如表8所示。

表8 参数分析

当S取最小值Smin=cTGC/(f-Δc)时,厂商策略行为博弈均衡为{购买绿色证书,出售绿色证书}的概率最大,绿色证书市场最为有效,配额制这一强制性制度变迁成功的概率最大。此时,配额满足∂=[(f+Δc)/2-n]/mQ0,且政府设定的基准配额∂0应为∂0=[(f0+Δc0)/2-n]/mQ0,其取决于基准单位罚金f0和基期(T=0)发电厂商的边际成本差额Δc0。当基准配额∂0确定时,为实现市场出清,绿色证书的基准价格P0(Benchmark price)应设定为:

P0=(Δc0+f0)/2

(10)

据此,可将S简化为一个关于单位罚金f、发电厂商的边际成本差额Δc以及绿色证书平均交易成本cTGC的多元函数,求导可得S与变量f、Δc和cTGC间的关系。如表9所示。

表9 参数分析

由表9可知,S与f负相关,与Δc、cTGC正相关。当f越大以及Δc和cTGC越小时,S越小,此时,{购买绿色证书,出售绿色证书}成为发电厂商策略行为演化博弈均衡的概率越大。因此,较高的单位罚金f、较低的发电厂商边际成本差额Δc和较低的绿色证书平均交易成本cTGC更有助于使交易绿色证书成为厂商的共同信念。

5 算例

5.1 数据选取与参数设定

2016年,中国的总发电量为6.0544×109MWh,其中,绿电占比为6.14%(不计水电)。各发电技术的年发电量及上网电价(均价)如表10所示。据国网能源研究报告(2016),火电厂商长期平均成本为270元/MWh,绿电厂商长期平均成本为504元/MWh,长期平均成本差额为234元/MWh。由文献[24]和[25]可知,绿色证书供给弹性为0.8,绿色证书平均交易成本和单位罚金分别为绿色证书基准价格的10%和1.5倍,即cTGC=0.1P0,f=1.5P0。据此并参考文献[12],设定演化博弈模型各相关参数的基准值。具体如表11所示。

表10 2016年中国电力构成

表11 基准参数设定

由于火电厂商和绿电厂商选择交易绿色证书的初始概率(x0和y0)与厂商的理性程度、心理预期及其他随机因素相关,因此,在模拟分析厂商策略行为演化博弈的动态演化时,为不失一般性,做如下设定:

5.2 发电厂商策略行为的动态演化

在前文参数设定基础上,运用MATLAB软件对发电厂商策略行为博弈的动态演化进行模拟,结果如图3所示。图3中,横轴为厂商策略行为博弈的动态演化时间t,竖轴为厂商交易绿色证书的概率x和y。其中,图3(a)刻画了初始状态在区域E1E3E5E2内时,火电厂商购买绿色证书的概率和绿电厂商出售绿色证书的概率的变化轨迹;该情形下,二者的概率均趋于0,此时,厂商策略行为博弈的均衡为{不购买绿色证书,不出售绿色证书},绿色证书市场失灵。图3(b) 刻画了初始状态在区域E4E3E5E2内时,火电厂商购买绿色证书的概率和绿电厂商出售绿色证书的概率的变化轨迹;该情形下,二者的概率均趋于1,此时,厂商策略行为博弈的均衡为{购买绿色证书,出售绿色证书},交易绿色证书成为发电厂商的共同信念,绿色证书市场有效。

5.3 敏感性分析

由图2(d)和图3可知,当且仅当厂商初始状态位于区域E4E3E5E2内时,交易绿色证书才能成为厂商的共同信念,绿色证书市场才能成为有效市场。因此,研究区域E4E3E5E2内影响厂商策略行为演化博弈结果的关键参数及其敏感性就成为配额制相关制度准参数设计的科学依据。

图3 发电厂商策略行为博弈的动态演化

由前文可知,影响厂商策略行为博弈的关键参数为配额∂、单位罚金f、绿色证书平均交易成本cTGC和发电厂商边际成本差额Δc。以表11所设定的参数基准值为基准情景,在其他参数不变的情境下,依次令上述4个关键参数变动±10%从而形成四组情景组合,并据此分析厂商策略行为的博弈均衡及其敏感性。其中,低情景的参数设定为基准参数变动-10%,高情景的参数设定为基准参数变动+10%。下文关于4个关键参数的低情景和高情景的敏感性分析,均建立在与基准情景(如图3(b))的比较分析基础上。具体结果如图4~图7所示。

(1)配额

低情景下(如图4(a)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较长。当配额∂降低时,绿色证书需求下降,导致绿色证书价格下降。因此,火电厂商购买绿色证书意愿增强,其交易策略调整速率增加,在图4(a)中表现为曲线x更陡峭,火电厂商购买绿色证书的概率变动速率增加;而绿电厂商出售绿色证书意愿减弱,其交易策略调整速率降低,在图4(a)中表现为曲线y较为平缓,绿电厂商出售绿色证书的概率变动速率降低。此时,由于绿电厂商参与绿色证书交易的意愿降低,导致交易绿色证书成为厂商共同信念的时间延迟。在图4(a)中,由设定②可知,在低配额情景下,火电厂商购买绿色证书的概率变动速率增加,绿电厂商出售绿色证书的概率变动速率降低,故在图4(a)中表现为曲线x和y在达到稳态前的某一时刻相交。交点之前火电厂商购买绿色证书的概率小于绿电厂商出售绿色证书的概率,交点之后则反之。

高情景下(如图4(b)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较长。当配额∂提高时,绿色证书需求增加,绿色证书价格上升。因此,火电厂商购买绿色证书意愿减弱,其交易策略调整速率降低,在图4(b)中表现为曲线x较平缓,火电厂商购买绿色证书的概率变动速率降低;而绿电厂商出售绿色证书意愿增强,其交易策略调整速率加快,在图4(b)中表现为曲线y更为陡峭,绿电厂商出售绿色证书的概率变动速率增加。此时,火电厂商参与绿色证书交易的意愿降低,导致交易绿色证书成为厂商共同信念的时间延迟。

因此,较之基准配额∂0,配额∂设定过高或过低均不利于交易绿色证书这一厂商共同信念的形成,也不利于配额制的成功施行。

图4(a) 较低配额

图4(b) 较高配额

(2)单位罚金

低情景下(如图5(a)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较长。当单位罚金降低时,火电厂商购买绿色证书意愿减弱,接受处罚意愿增强,交易策略调整速率降低;受此影响,绿电厂商交易策略的调整速率降低,但存在时滞(由式6可知)。在图5(a)中表现为曲线x和y均较为平缓,厂商购买绿色证书和出售绿色证书的概率变动速率均较低。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿均降低,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间延迟。

高情景下(如图5(b)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较短。当单位罚金提高时,火电厂商接受处罚意愿下降,其交易策略调整速率提高;受此影响,绿电厂商交易策略的调整速率提高,但存在时滞;在图5(b)中表现为厂商购买绿色证书和出售绿色证书的概率变动速率均较高,曲线x和y均更为陡峭。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿均提高,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间缩短。

图5(a) 较低单位罚金

图5(b) 较高单位罚金

分析图5(b)可知,较高的单位罚金对厂商策略行为的影响产生了时滞,其原因在于策略博弈中参与者策略行为的相互依赖性。当单位罚金较高时,火电厂商会选择购买绿色证书或投资绿电生产,绿电厂商则依据火电厂商的策略行为选择其策略。此时,发电厂商策略行为的演化表现为绿电厂商策略行为的调整速率小于火电厂商策略行为的调整速率,并由此导致二者策略行为的演化轨迹产生交叉。但不失一般性,时滞仅改变了厂商策略行为演化形成均衡的速率,而不会改变厂商策略行为的演化均衡[26],下文同。

(3)平均交易成本

低情景下(如图6(a)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较短。当平均交易成本降低时,厂商分摊的交易成本较低,火电厂商购买绿色证书和绿电厂商出售绿色证书的意愿均增强,其交易策略调整速率均提高。在图6(a)中表现为曲线x和y均更加陡峭,厂商购买绿色证书和出售绿色证书的概率变动速率均较高。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿提高,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间缩短。

高情景下(如图6(b)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较长。当平均交易成本提高时,厂商分摊的交易成本较高,火电厂商购买绿色证书和绿电厂商出售绿色证书的意愿均降低,其交易策略调整速率均下降。在图6(b)中表现为曲线x和y均较为平缓,厂商购买绿色证书和出售绿色证书的概率变动速率均较低。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿降低,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间延长。

图6(a) 低平均交易成本

图6(b) 高平均交易成本

(4)发电厂商边际成本差额

低情景下(如图7(a)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较短。当发电厂商边际成本差额降低时,参与绿色证书交易有利于提高绿电厂商利润水平,其出售绿色证书意愿增强,交易策略调整速率增加;受此影响,火电厂商交易策略的调整速率提高,但存在时滞(由式5可知)。在图7(a)中表现为曲线x和y均更加陡峭,厂商出售绿色证书和购买绿色证书的概率变动速率均较高。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿均较高,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间缩短。

高情景下(如图7(b)),厂商策略行为演化实现均衡所需时间较长。当发电厂商边际成本差额增加时,参与绿色证书交易不利于绿电厂商进一步提高利润水平,其出售绿色证书意愿降低,交易策略调整速率降低;受此影响,火电厂商交易策略的调整速率降低,但存在滞后性。在图7(b)中表现为曲线x和y均较为平缓,厂商出售绿色证书和购买绿色证书的概率变动速率均较低。此时,火电厂商和绿电厂商参与绿色证书交易的意愿均较低,交易绿色证书成为厂商共同信念的时间延长。

图7(a) 较低边际成本差额

图7(b) 较高边际成本差额

6 结语

本文研究了配额制与发电厂商策略行为的共生演化以及配额制的相关制度准参数对发电厂商策略行为演化博弈的影响。据此得出以下几点结论:

(1)科学的配额制制度设计,应首先考虑配额、单位罚金、发电厂商的边际成本差额以及绿色证书平均交易成本等关键的制度准参数。惟其如此,才可能使交易绿色证书成为发电厂商的共同信念,从而使配额制在与发电厂商策略行为的共生演化中不断得到强化。

(2)基准配额、绿色证书基准价格及配额的动态调整比例设定过高,会提高火电厂商的成本从而使其利益受损,反之,则会削弱绿电厂商交易绿色证书的意愿。因此,施行配额制,政府需科学设定基准配额、绿色证书基准价格及配额的动态调整比例。惟其如此,配额制这一强制性制度变迁才有可能成功。

(3)较高单位罚金的设定以及较低的平均交易成本和发电厂商的边际成本差额,绿色证书市场更为有效;反之反是。

因此,我国在施行配额制时,应从以下几个方面进行考虑:

(1)科学进行配额制的制度设计。作为制度供给者,政府应考虑制度的建构性与演进性,关注于配额制相关的法律、法规及激励政策的制定,以激励和引导厂商的绿色证书交易。

(2)建立科学的协同监督机制。科学的协同监督机制,可有效促进配额承担主体履行义务。否则,一方面,会影响市场的公平与效率;另一方面,会影响政府公信力,从而引发市场参与主体对相关规则产生怀疑而导致配额制失败。

(3)建立科学的惩罚机制。较高的单位罚金有助于强化配额制的硬约束。单位罚金至少应高于购买单位绿色证书的成本,从而强化厂商选择购买绿色证书的策略行为。

(4)加强配额制的制度环境建设。科学的制度环境建设,有助于提高绿色证书市场的透明性和流动性,以降低绿色证书的交易成本,从而激励和引导发电厂商选择交易绿色证书。

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