促进城市郊区农户使用新能源补贴方式研究——以西安市为例

□黄光球 郑锦耀

[内容提要]随着城市化的发展，引发了空气污染等一系列环境问题。为了缓解环境污染，调整能源使用结构，促进城市郊区农户使用新能源，政府以补贴的方式对农户进行激励。为解决农户使用新能源的微观动力不足和确定补贴方式的问题，本文通过建立政府与农户之间的委托—代理模型和激励合同,分别探讨了信息对称和不对称条件下政府对农户的最优补贴方式，结果表明：农户努力成本越高，风险规避程度越大，政府需要给予补贴力度越大。然后给出一个计算例子，并提出促进农户使用新能源的建议。

一、引言

我国能源发展“十三五”规划提出，要注重能源结构调整，促进清洁低碳的新能源使用[1]。西安市被国家确立为创建新能源示范城市名单，政府提倡使用新能源，调整优化能源消费结构，缓解城市大气污染[2]。新能源具有开发潜力巨大、清洁无污染的优势，利用新能源是实现碳减排和能源安全的主要手段,有利于经济社会可持续发展。根据西安城市能源条件，可以在郊区农户中推广应用太阳能、生物质能、地热能[3]。

随着环境污染的恶化和节能环保意识的增强，新能源使用与政府补贴激励引起学者关注。王贵东[4]设定政府与企业在低碳合作中为委托代理关系，探讨了政府与企业博弈关系和激励机制设计。俞萍萍等[5]认为，可再生能源使用存在外部性，政府应通过补贴等方式促进可再生能源的投资与使用。韩春虹等[6]认为居民面临个人效用与环境行为的决策选择，政府应设计激励政策促进居民节能减排。陈钢[7]从技术经济特征和外部性角度论述了新能源补贴的必要性。涂媛媛[8]对政府补助对新能源行业发展能力的各项关键指标分别进行了检验，认为政府补贴可以提高新能源行业发展能力。祝福冬[9]提出可以通过补贴方式促进光伏产业发展。徐礼德[10]分析了农户使用清洁能源的现状并提出建议。王火根等[11]认为经济激励政策是驱动农户应用可再生能源的主要因素。付丽苹等[12]认为，政府提供的补贴等扶持政策是发展清洁能源的关键性力量。孙亦军[13]认为运用财政政策手段扶植和带动新能源产业的发展。柯建飞[14]认为可再生能源有外部性，开发利用动力不足，政府应进行补贴促进其发展。杨帅[15]认为针对不同的可再生能源技术、资源、成本动态、环境效益等,对补贴的额度和成本分担进一步细化。

新能源开发成本仍然较高，西安市郊区农户使用新能源的经济激励不足，政府怎样设计出合理的补贴激励方式，促进农户积极使用新能源是个重要问题。政府和农户间存在委托—代理关系，本文通过建立政府对农户的补贴激励模型，对模型进行分析和求解，探讨政府的补贴方式和策略。本研究对于从理论层面探究政府补贴激励机制设计，以及在实践中制定政府对农户的补贴政策具有重要参考价值。

二、农户使用新能源的补贴激励模型设计与分析

农户使用新能源，同时产生经济效益、生态效益和社会效益，存在正外部性。农户作为微观经济主体，追求自身经济利益最大化, 但是政府希望新能源的应用带来经济效益的同时, 也能取得较好的环境和社会效益, 达到节能环保的目的，实现综合效用最大化。

政府和农户的效用函数不一样, 而且政府与农户之间信息不对称, 农户拥有更多自身能源使用的信息, 所以在使用新能源过程中, 就存在着政府和农户的委托—代理问题。为了促进农户积极使用新能源, 政府需要发挥主导作用，设计科学的激励契约, 使农户以自身利益最大化动机主动使用可再生能源。根据信息经济学原理，政府在设计激励机制时，要满足三个条件：①政府取得最大期望效用。②参与约束。农户使用新能源获得收益比不使用要大。③激励相容约束。政府希望农户选择的努力程度只能通过农户的效用最大化行为实现。

(一)模型的建立[16]

1.农户使用新能源的产出函数

农户付出努力使用新能源，带来经济和环境两方面的产出效益。产出效益取决于农户努力程度和外部不确定因素。假设产出效益π是农户努力程度a的线性函数,同时考虑到外部因素ε的影响,把经济效益产出表示为πe=t1a+ε,环境效益产出函数πh=t2a+ε。π为农户使用新能源的效益,πe、πh分别表示经济和环境效益；a为农户努力程度变量,a>0; t包括t1、t2,分别表示农户使用新能源的经济和环境效益因子,且t>0;ε为随机变量,服从均值为零、方差σ2为的正态分布,即ε～N( 0,σ2)。政府期望效益E(π) =ta,Var(π) =σ2。π′(a) = t>0,表明产出效益与农户努力正相关。

2.农户使用新能源的成本表示函数

农户做出使用新能源的努力a需要付出成本。设农户努力成本函数为c(a) = ba2/ 2;b取值越大，说明做出同样的努力强度，农户付出了更高成本。c′(a) =ba>0,说明如果农户增加努力水平,需要付出更高的成本。

3.政府激励契约函数

由于农户使用新能源，节能减排产生外部性，政府需要提供补贴激励,补偿农户使用新能源带来的环境效益。设政府制定的激励契约S(π)分为两部分,一部分为固定补贴α,它与农户的产出水平无关; 另一部分为变动激励补贴β(πh-α) ,它与农户产出结果有关,政府对环境效益高出α部分给予激励补贴。β为激励强度因子,且0≤β≤1。因此,政府激励契约为S(π)=α+β(πh-α)。

4.政府与农户的期望效用

由于政府是风险中性的,故政府的期望效用与期望收益相等。政府实际收益表示为:

RG=πh-S(π)=(1-β)(t2a+ε-α);

政府期望效用:

EUG= E(RG)=(1-β)(t2a-α)

农户属于风险规避型,所以期望效用确定性等价收入相等,效用函数表示为u( w) =-eρw。农户具有绝对风险规避特征,其中ρ是绝对风险规避度,ρ=-u″/u'≥0, w为实际货币收入。根据阿罗- 帕拉特结论,农户风险成本表示:

ρVar(S(π))/2=ρβ2σ2/2。

农户实际货币收入:

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

期望效用EUB为确定性等价收入,为实际收入的期望值与风险成本之差,即:

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

假设a*为农户最优努力水平,那么激励相容约束 (IC)可以表示为:

a*⊆max{t1a+t2βa-βα+α-ba2/2-ρβ2σ2/ 2}。

依据委托代理理论的契约条件,建立政府对农户的补贴激励模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

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

(1)

式(1)说明: 政府的目标函数取得最大值,但要同时满足农户参与约束和激励相容约束的条件。

三、政府对农户使用新能源的补贴方式

政府可以对农户实施补贴激励,使政府和农户双方效用函数取得最大值。政府在确定补贴方式时,要在信息对称和非对称信息两种情况下进行。若政府对农户使用新能源情况进行监督,则政府在信息对称下确定补贴方式; 反之,若政府不了解农户使用新能源情况,则政府在不对称信息下确定补贴方式。政府在对称信息与非对称信息两种情形确定补贴方式时,补贴模型的约束条件发生变化,补贴方式也不相同。

(一)信息对称条件下的补贴方式

信息对称条件下,政府了解农户付出努力水平的信息,激励相容约束(IC)不起作用。农户的努力程度都可以通过满足参与约束(IR)来实现，可以建立信息对称的条件下，政府对农户的补贴激励模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

(2)

信息对称条件下，政府需要选择最优组合(α*,β*)使自己的效益函数最大化,同时促使农户选择一个努力程度a*,使委托代理模型达到帕累托最优。

将式(2)参与约束条件中的α代进目标函数公式中,由一阶条件可以算出:

(3)

式(3) 所示的组合(α*,β*)就是信息对称条件下政府对农户的最优激励契约。得到农户的最优努力水平a*= (t1+t2) /b。

所以在信息对称条件下,政府的补贴方式是:

3.政府可根据契约条件,督促农户努力水平达到α*。农户努力水平的边际效益π′(a)=t1+t2,努力的边际成本c′(a) = ab; 由于π′(a) =c′(a) 即系统努力的边际产出等于边际成本,有a*= (t1+t2) /b,可知农户努力水平满足最优约束条件,否则政府要求农户增加努力水平至达到最优。

(二)非对称信息情况下，政府最优补贴方式

现实情况中,政府并不知道农户使用能源的全部情况,农户不会主动提供自己的信息例如a、t、b、ρ。在不对称信息条件下,政府不知道农户使用新能源的实际努力水平,激励相容约束发挥作用,农户追求自身效益最大化。激励相容约束的一阶条件为:a=(t1+t2β)/b,结合上述公式(1)可得到信息不对称条件下，政府对农户的补贴激励模型如下:

max [(1-β)(t2a-α)]

(IC) a =(t1+t2β) / b

(4)

非对称信息情况下，政府选择参数(α*,β*) 使自己的效用函数最大化,而农户则选择最优努力程度a*使自己的效用最大。

把公式(4)代入政府目标函数,求导数可以算出补贴:

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

(5)

式(5) 所示的组合(α*,β*) 就是不对称信息条件下政府对农户的最优激励契约。此时,农户选择的最优努力程度a*= (t1+t2β*) /b。

故不对称信息条件下,政府的补贴方式是:

(1)利用式(5)确定(α*,β*) ,制定对农户的固定补贴α*和激励强度系数β。

(2)由公式(5)可知，激励强度β*取决于参数 t、b、ρ、σ2,并且和b、ρ、σ2有负相关关系。政府确定最优补贴激励系数β*时,可以对使用新能源能力较强(效益转化系数 t 较大、成本系数b较小) 或风险偏好型(ρ较小) 的农户给予较高的补贴激励强度; 对于努力水平难以了解、不易监督能源使用情况的农户,可以降低补贴力度。

(3)政府可运用补贴激励强度系数来调动农户的努力积极性。农户根据自身期望效用最大为目标来选择努力水平,农户努力水平a*= (t1+t2β*) /b,与使用新能源的经济环境效益转化系数 t和补贴激励强度系数β有正相关关系,所以政府对农户给出的补贴力度β越大,农户付出的努力也越大。政府可运用β来调动农户使用新能源积极性。

四、实例计算验证

(一)政府对农户使用新能源补贴方式模型的构建

max [(1-β)( 1.6a-α)]

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

(6)

式( 6) 中,a为农户的努力程度,α为政府对农户的固定补贴,β为补贴强度系数。求解式(6)，可得最优补贴结果(α*,β*) 。

(二)政府对农户的补贴方式分析

1.信息对称条件下最优补贴方式

信息对称条件下政府部门与农户沟通充分,完全掌握农户努力情况,激励相容约束条件不起作用,参与约束条件起作用。根据式(6) ,信息对称条件下对农户激励模型如下:

max [(1-β)( 1.6a-α)]

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

(7)

根据式(3)和式a*=(t1+t2)/b,可得激励模型(7)的最优解为:

a*=1117.5元,β*=0,a*=1150元。

最优激励契约(α*,β*) = (1117.5,0) ,即政府支付给农户固定补贴1117.5元,农户不承担任何风险;此时,农户的最优努力程度为投入1150元。政府获得的期望效用为722.5元,农户获得的期望效用与保留效用相等。完全信息条件下，若政府出台优惠政策,增强农户经济效益,可以用更低成本使用新能源,政府可降低补贴水平。

2.非对称信息条件下，政府补贴方式

非对称信息条件下，政府不了解农户努力水平,激励相容约束起作用,由一阶最优化条件可得: a = ( 0.7+1.6β) /0.001。根据式(6) ,激励模型如下:

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)

根据式(5)和式a*=(t1+t2β*)/b,可得激励模型(8)的最优解为:

α*=549.87元,β*=0.13,a*=454元。

最优激励契约(α*,β*) = ( 549.87,0.13) ,即政府支付给农户固定补贴549.87元,政府对农户的激励强度系数为0.13; 此时,农户的最优努力程度为投入454元。不对称信息条件下使用新能源较努力的农户能获取较大的政府补贴和期望效用,但要承担较高的风险。

五、讨论

运用补贴激励模型，需要确定正确的激励模型参数，例如：农户努力水平的效益转化系数t，努力的成本系数b、风险规避度ρ，保留效用ū等。t1、b决定于农户自身使用新能源的能力,可了解农户个人情况确定;t2反映使用新能源的环境效益,应高于农户的投资收益水平与t1之差,这样农户有较大的积极性;ρ决定于农户风险规避程度,农户风险规避程度越小,ρ值越小; ū反映农户保留效用,ū越大,政府需要给予更多的补贴。

六、结论与建议

1.信息对称的情况下，政府只需要给予农户固定的补贴,农户无需承担风险。在信息不对称情况下，政府采用固定补贴和风险激励相结合的方式，可利用激励强度系数β来调动农户的积极性; 由于β是ρ、σ2和b的递减函数,是t的递增函数。因此,对于风险规避程度低的农户,应该给予较高的激励强度;对于努力成本系数较高的农户,应该降低其激励程度。对于使用新能源情况不容易观测的农户,则应该降低补贴程度;对于产生环境效益较好的农户,则应该提高补贴程度。为了加强经济激励的效果,应该从以下几方面努力:①选择抗风险能力较强的农户;②采取政策支持降低农户使用新能源成本。

2.由于政府对农户信息不对称,政府可以采取监督措施，增加监督观测参数，降低σ2对补贴系数β的影响。在信息不对称条件下,努力水平是农户的私人信息,政府不能观测到农户的努力水平,提高农户的努力水平只能通过提高经济激励来实现。为了提高对农户努力水平的了解,可运用信号传递机制, 提高对农户努力水平的约束和监督。

(3)政府为促进农户使用新能源，可以采用市场手段和行政手段相结合，经济补贴激励机制与政策支持引导相结合的方法。