秸煤混燃技術(shù)下秸稈供應(yīng)市場競合戰(zhàn)略的實現(xiàn)路徑分析

江能前，孫靜春

(1.西安交通大學(xué) 經(jīng)濟與金融學(xué)院， 陜西 西安 710061；2.西安交通大學(xué) 管理學(xué)院， 陜西 西安 710049；3.西安交通大學(xué) 機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室，陜西 西安 710049)

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秸煤混燃技術(shù)下秸稈供應(yīng)市場競合戰(zhàn)略的實現(xiàn)路徑分析

江能前1，孫靜春2，3

(1.西安交通大學(xué) 經(jīng)濟與金融學(xué)院， 陜西 西安 710061；2.西安交通大學(xué) 管理學(xué)院， 陜西 西安 710049；3.西安交通大學(xué) 機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室，陜西 西安 710049)

秸稈發(fā)電為開發(fā)利用可再生能源戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，然而秸稈供應(yīng)市場中的秸稈收儲成本影響著利益相關(guān)方的收益。文章結(jié)合市場機制，在最具可操作性的秸煤混燃技術(shù)背景下，構(gòu)建了一個上游收儲企業(yè)完全壟斷和兩個下游秸稈發(fā)電企業(yè)寡頭壟斷的秸稈供應(yīng)市場。并基于企業(yè)共生理論中的競合戰(zhàn)略，通過建立博弈模型，對比分析該市場中采取競合戰(zhàn)略的經(jīng)濟可行性，并比較了三種競合路徑及面臨的問題，結(jié)果證明了競合戰(zhàn)略相對于競爭戰(zhàn)略具有更大的整體收益。同時通過實際數(shù)據(jù)的仿真分析，發(fā)現(xiàn)了采取競合戰(zhàn)略后將出現(xiàn)的問題及產(chǎn)生問題的原因。

秸稈發(fā)電；競爭合作；博弈；均衡

伴隨全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，各國對能源的需求也與日劇增，然而，化石能源漸趨枯竭、環(huán)境壓力日益嚴(yán)重、需求和油價持續(xù)上漲及世界能源資源爭奪戰(zhàn)愈演愈烈的情況下，尋求可再生清潔能源和能源的多元化已經(jīng)成為世界發(fā)展趨勢[1]。而在眾多可再生能源和新能源中，生物質(zhì)能源脫穎而出[2]。我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，有極為豐富的生物質(zhì)資源。目前，我國生物質(zhì)發(fā)電在逐步進入快車道，有著廣闊的發(fā)展前景[3]。然而，在秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)化進程中，秸稈的收儲環(huán)節(jié)產(chǎn)生了很多問題，特別是秸稈收儲市場中上下游企業(yè)的收儲成本問題，致使秸稈發(fā)電廠的盈利水平降低[4]。針對秸稈供應(yīng)市場的成本問題，許多學(xué)者都做了相關(guān)的研究：聶鈺等針對十里泉發(fā)電廠三種可選的秸稈采購模式進行了定性定量分析，得出自行采購為電廠最佳的秸稈采購模式[5]。喬忠等應(yīng)用博弈理論建立了縱向聯(lián)盟企業(yè)及非聯(lián)盟企業(yè)之間的兩階段動態(tài)博弈模型，分析了建立縱向聯(lián)盟后對企業(yè)利潤的影響[6]。1996年，布蘭登伯格(Adam M.Brandenburger)和納勒伯夫(Barry Nalebuff)合作出版了《競合》(Co-opetition)的概念。書中提出競爭的第六種力量——同盟者，主要是指與企業(yè)和作為顧客提供服務(wù)的企業(yè)，并指企業(yè)戰(zhàn)略最佳路徑并不是試圖比對手在競爭中發(fā)揮的更好，而是根據(jù)自身資源來改變原來競爭格局的某些特征，這些改變主要包括引進新的競爭參與人、重新確立參與人之間的信息獲取渠道、戰(zhàn)略架構(gòu)等等[7]。伴隨著知識經(jīng)濟時代的到來，競合的觀念日益受到實務(wù)界和理論界的重視，許多學(xué)者的研究表明建立戰(zhàn)略聯(lián)盟是解決供應(yīng)市場成本問題的有效途徑之一[8-10]。然而，基于企業(yè)競合戰(zhàn)略的秸稈供應(yīng)市場研究卻少之又少。

本文首先明確了秸稈供應(yīng)市場的系統(tǒng)邊界，基于企業(yè)競合戰(zhàn)略，利用博弈理論建立了秸稈供應(yīng)市場競爭和競合兩種戰(zhàn)略下的博弈模型，對各條件下的均衡解進行了比較分析，并進行了仿真分析，從而解決企業(yè)競合戰(zhàn)略在秸稈供應(yīng)市場是否可行，何種競合路徑最佳以及實行競合戰(zhàn)略會面臨何種問題這些疑問。

一、秸稈供應(yīng)市場系統(tǒng)邊界

為了明確秸稈供應(yīng)市場系統(tǒng)邊界和作用機制，應(yīng)該進一步研究秸稈供應(yīng)市場的結(jié)構(gòu)，分析市場上的利益相關(guān)方秸稈供應(yīng)市場中的利益相關(guān)方。在秸稈供應(yīng)市場中，秸稈采購涉及到的利益相關(guān)方為秸稈電廠、農(nóng)戶、秸稈經(jīng)紀(jì)人、政府機構(gòu)、煤炭供應(yīng)方、其它秸稈需求方和其它相關(guān)方。這些利益相關(guān)方通過各種的途徑在不同程度上影響著秸稈的采購活動，他們之間在秸稈采購上互動機制以圖像的形式形象地描述出來。見圖1：

圖1 秸稈供應(yīng)市場系統(tǒng)邊界及互動機制

在秸稈供應(yīng)市場系統(tǒng)中，農(nóng)戶對秸稈采購的價格并沒有很大的影響作用，因為秸稈對農(nóng)戶一般來說用處很小。秸稈經(jīng)紀(jì)人農(nóng)戶手中收購秸稈，必然會考慮到秸稈發(fā)電廠對秸稈成本的接受能力，從秸稈電廠對秸稈原料的實際需求量出發(fā)以相對較低的價格收購秸稈，并考慮自己對采購的秸稈單位量收益加價，維護自己的利益。對于秸稈電廠來說，要確定合理的秸稈采購量，要考慮到很多方面。首先，秸稈電廠要與秸稈經(jīng)紀(jì)人就從秸稈經(jīng)紀(jì)人出購買秸稈的成本進行討價還價，確定對應(yīng)價格下的秸稈實際采購量。秸稈電廠從實際的經(jīng)濟效益出發(fā)，還要關(guān)注煤炭價格的影響，在秸稈價格成本過高的情況下，考慮采購煤炭補充發(fā)電，因此與煤炭供應(yīng)方之間進行磋商。在秸稈采購中，秸稈電廠還要考慮其它秸稈電廠和其它類型的秸稈需求企業(yè)對秸稈采購而帶來的秸稈采購價格上升的影響。政府機構(gòu)的財政補貼對秸稈發(fā)電有重要促進作用，這會在很大程度上影響秸稈電廠對秸稈的采購量，這也是現(xiàn)階段秸稈發(fā)電在與煤炭發(fā)電競爭中的主要優(yōu)勢所在。其它利益相關(guān)方對秸稈電廠的秸稈采購也會有一定程度的影響。

二、競爭戰(zhàn)略下秸稈供應(yīng)市場分析

在秸稈供應(yīng)市場的各利益相關(guān)個體為了其自身的利益，會與其它利益相關(guān)方進行競爭，從而使自己的利益最大化。假設(shè)市場不存同盟者，各方均為了自身利益最大化而自由競爭，市場中只有一個秸稈收儲企業(yè)S和兩個發(fā)電企業(yè)A和B，該情況用A-B-S來表示。在市場結(jié)構(gòu)的假設(shè)前提下，為建立競爭戰(zhàn)略下供應(yīng)市場博弈模型，還需進行以下假設(shè)：

1)存在足夠大規(guī)模的農(nóng)作物生物質(zhì)分布，主要是秸稈，秸稈服從均勻分布，且秸稈作物收集區(qū)域內(nèi)作物秸稈的密度不變，單位面積產(chǎn)出為常數(shù)。

2)農(nóng)作物生長期和收集期都統(tǒng)一設(shè)定為一年。

3)為了使運輸成本最小，秸稈生物質(zhì)的收集區(qū)域是圓形的，先收集距離圓形近的區(qū)域，然后在收集更遠(yuǎn)的區(qū)域收集的秸稈生物質(zhì)統(tǒng)一在秸稈的圓形收集區(qū)域中心存放。

4)供貨商在考慮自身秸稈收購的以上成本基礎(chǔ)上，為了盈利而提出的單位數(shù)量秸稈收益差價。

5)秸稈供應(yīng)市場產(chǎn)業(yè)共生博弈均衡下秸稈采購量小于電廠產(chǎn)能，電廠的剩余產(chǎn)能空間由煤炭來補充，煤炭價格采用統(tǒng)一市場價格采購。

6)出秸稈采購和煤炭采購成本，其它相關(guān)成本忽略不計。

博弈模型:

各參與方收益函數(shù)表示為：

(1)

(2)

PS=a(QA+QB)

(3)

(4)

(5)

其中pCA=pC-pS-c0-ctdA、pCB=pC-pS-c0-ctdB

(6)

(7)

(8)

此時，秸稈供貨商的收益分別為

(9)

(10)

(11)

三、競合戰(zhàn)略下秸稈供應(yīng)市場分析

在激烈競爭的經(jīng)濟條件下，為了適應(yīng)外部的環(huán)境變化，市場中的各相關(guān)方在互動過程中都會發(fā)展出不同程度的合作關(guān)系，在付出一定程度合作代價的條件下，獲得相應(yīng)的收益，形成同盟者，這就是競合戰(zhàn)略。本文研究的秸稈供應(yīng)市場主要由上游的秸稈收儲企業(yè)和下游的發(fā)電廠構(gòu)成，且假設(shè)只有一家秸稈收儲企業(yè)，兩家發(fā)電廠，因此，假設(shè)秸稈供應(yīng)市場中的企業(yè)采用了競合戰(zhàn)略，則競合路徑可以有以下三種選擇，一是建立橫向同盟，即電廠A與電廠B同盟，與秸稈收儲企業(yè)進行博弈，這里用A+B-S來表示；二是建立縱向同盟，即電力企業(yè)A與秸稈收儲企業(yè)形成聯(lián)盟，與電力企業(yè)B進行博弈，這里用A+S-B來表示；三是形成完全同盟，即電力企業(yè)A、電力企業(yè)B形成均與秸稈收儲企業(yè)形成縱向同盟，這里用A+B+S來表示。以下，將分別對這三種共生模式建立博弈模型進行分析。

(一)A+B-S競合路徑博弈：

進行分析前需要補充假設(shè)：

因此，電廠A，B同盟的同盟收益可以表示為

PA+B=PA+PB

(12)

秸稈收儲企業(yè)的收益函數(shù)為

PS=aQ

(13)

(14)

其中pCA=pC-pS-c0-ctdA、pCB=pC-pS-c0-ctdB,

將(14)代入(13)中，得:

(16)

相應(yīng)的收益函數(shù)為

(17)

(18)

(二)A+S-B競合路徑博弈

進行分析前，需要補充假設(shè)：電廠A與秸稈收儲企業(yè)S形成同盟，其對A電廠的秸稈供應(yīng)價格與B不同，為x，且x

因此，電力企業(yè)A、B和秸稈收儲企業(yè)S的收益函數(shù)為：

(19)

(20)

(22)

(23)

其中pCA=pC-pS-c0-ctdA、pCB=pC-pS-c0-ctdB。

(24)

(25)

代入式(22)得：

(26)

代入(24)和(25)得

(27)

(28)

相應(yīng)的收益函數(shù)為

(29)

(30)

(三)A+B+S競合路徑博弈

進行分析前需要補充假設(shè)：

1)電廠A與秸稈收儲企業(yè)S形成同盟，其對A電廠的秸稈供應(yīng)價格，為x。

2)電廠B與秸稈收儲企業(yè)S形成同盟，其對B電廠的秸稈供應(yīng)價格，為y。

電廠A、電廠B、秸稈收儲企業(yè)S的收益函數(shù)為

(31)

(32)

(33)

(34)

其中pCA=pc-ps-c0-c1dA、pCB=pC-pS-c0-ctdB,Q=QA+QB。

由于建立了完全同盟，所以，不牽扯收益加價，只存在整體函數(shù)的均衡，故整體函數(shù)的最優(yōu)值就為均衡解。

同盟收益為：

(35)

四、競爭戰(zhàn)略與競合戰(zhàn)略的比較

(一)均衡總收益的比較

本文研究的是競爭戰(zhàn)略下與競合戰(zhàn)略下秸稈供應(yīng)市場總體均衡收益的比較，因此，可以不考慮電力企業(yè)A與電力企業(yè)B的微觀經(jīng)濟差異，因此，為了便于比較，可以認(rèn)為電力企業(yè)A與電力企業(yè)B的成本結(jié)構(gòu)相同，即pCA=pCB=pCQ。因此，各假設(shè)條件下，整個市場均衡收益可以化簡稱以下式子，見表1：

表1 各假設(shè)條件下整個市場均衡收益

通過表1可以得出以下結(jié)果：

第一，除了電力企業(yè)A與B形成共生同盟時，整個市場的均衡總收益小于競爭戰(zhàn)略下的均衡總收益，其余兩種競合路徑均能產(chǎn)生高于競爭戰(zhàn)略下的市場均衡總收益。這說明在秸稈供應(yīng)市場中，采用競合戰(zhàn)略是可行性的。

第二，在三種競合路徑中，電力企業(yè)A,B之間形成同盟的市場總收益最小，甚至小于競爭戰(zhàn)略下的市場總收益；企業(yè)A與秸稈收儲企業(yè)S同盟與企業(yè)B競爭這種競合路徑下市場總收益最高；企業(yè)A、B均與秸稈企業(yè)收儲企業(yè)是形成同盟時能獲得較高的市場總收益。

(二)仿真分析比較

為了對競爭戰(zhàn)略和競合戰(zhàn)略及其三種競合路徑有更為直觀的比較，需要結(jié)合實際情況，進行仿真對比分析。這里采用安徽宿州和山東十里河電廠等生物質(zhì)秸稈發(fā)電原料采購的數(shù)據(jù)進行仿真分析。具體整理得到的數(shù)據(jù)情況，見表2(秸稈的量都采用對應(yīng)的噸標(biāo)準(zhǔn)煤來度量，距離采用千米，貨幣單位為元)

表2 仿真參數(shù)設(shè)置

本次仿真是根據(jù)第2部分與第3部分推導(dǎo)出的博弈模型，利用水晶球軟件進行蒙特卡洛模擬，運行30 000次為了便于分析。得到的結(jié)果見表3和表4：

表3 四種模型均衡秸稈采購量對比

表4 三種競合路徑與競爭戰(zhàn)略的對比

通過對模擬結(jié)果的分析可以得出：

第一，大部分電廠的均衡秸稈采購量不到電廠產(chǎn)能的一半，其余部分需要采購煤炭補充才能保證良好的市場效益。從整體秸稈采購量來看，A+B-S模型的采購量最小，其次是A-B-S模型和A+B+S模型，A+S-B模型的采購量最大，不過整體還是不到整體產(chǎn)能的一半，反映出如果完全采用秸稈發(fā)電并不能帶來效益的優(yōu)化。

第二，與A-B-S模型相比，A+B-S模型是個劣的選擇，A+S+B模型較好，A+S-B模型最好。也就是說，電力企業(yè)A與秸稈收儲企業(yè)B同盟能使市場總收益明顯增加，收益增加了38%。這與上面的理論分析結(jié)果相一致。

第三，根據(jù)生成的敏感性結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在四種模型中，市場的總收益對于煤炭的價格pc，A+B-S模型對其最為敏感；對單位運輸成本ct，A+S-B模型對其最為敏感；對于田間秸稈購買成本ps，也是A+S-B模型對其最為敏感。不過，煤炭價格pc對于四種模型的總收益均非常的敏感，這與均衡時煤炭發(fā)電量占總發(fā)電量較大比重有關(guān)。

五、結(jié)論

本文在結(jié)合競合戰(zhàn)略，明確秸稈供應(yīng)市場的系統(tǒng)邊界和作用機制,運用博弈模型比較了秸稈供應(yīng)市場競爭戰(zhàn)略和競合戰(zhàn)略下的市場均衡收益，并利用仿真分析進行了理論的驗證，可以得出以下結(jié)論。

第一，秸稈供應(yīng)市場的結(jié)構(gòu)中主要包含了農(nóng)戶、電廠、秸稈收儲企業(yè)、政府、其它秸稈需求企業(yè)、煤炭供應(yīng)方和其它相關(guān)方等七類利益相關(guān)方。各方之間通過秸稈供應(yīng)的各影響因素進行互動，最終決定秸稈的需求和供應(yīng)。

第二，競爭戰(zhàn)略和和競合戰(zhàn)略均能使市場達到均衡。但是采取競合戰(zhàn)略可以增加市場的總均衡收益，因此，秸稈供應(yīng)市場內(nèi)采取競合戰(zhàn)略要優(yōu)于競爭戰(zhàn)略。競合戰(zhàn)略下的三種競合路徑中，下游發(fā)電企業(yè)與秸稈收儲企業(yè)形成縱向同盟為最優(yōu)競合路徑；所有發(fā)電企業(yè)與收儲企業(yè)形成完全同盟次之；不能采取下游發(fā)電企業(yè)同盟的競合路徑。

第三，如果采取優(yōu)于競爭戰(zhàn)略的競合戰(zhàn)略，仍存在以下問題：秸稈發(fā)電量占總發(fā)電量的比例很低，企業(yè)要想獲得高收益，必須進行大量的燃煤發(fā)電；煤價對市場總收益的敏感性很高，秸稈發(fā)電廠的盈利受制于煤價，因此，降低秸稈的收儲成本非常重要。

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(責(zé)任編輯：司國安)

The Strategy of Co-Opetition Research for the Straw Supply Market in the Technology of Straw and Coal Hybrid Co-Firing

JIANG Nengqian1, SUN Jingchun2

(1.School of Economics and Finance, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710061, China;2.School of Management, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, China;3.State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, Xi′an jiaotong University, Xi′an 710049, China)

Electricity generation by crop straws is an important aspect in renewable energy development and utilization strategy. However, the costs in purchasing and storage affect the profit of stakeholders in the straw supply market. Based on the market mechanism, an assumed straw supply market which consists of a straw collecting and storing upstream oligopoly and two downstream straw-burning power plants is established. This paper discusses the economic feasibility of the strategy of co-opetition in the assumed straw supply market based on the industrial symbiosis theory and game theory. The results showed that the strategy of co-opetition has a greater totalistic yield relative to the strategy of competition. Through the simulation data analysis, paths of co-opetition and potential problems were discovered and studied.

electricity generation by crop straws; the strategy of co-opetition; Game；Equilibrium

10.15896/j.xjtuskxb.201504007

2014-06-26

國家自然科學(xué)基金項目(71072132,71372164)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金項目(skz2014008)

江能前(1982- )，男，西安交通大學(xué)經(jīng)濟與金融學(xué)院博士研究生；孫靜春(1966- )，男，西安交通大學(xué)管理學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師。

時間] 2015-04-15

www.cnki.net/kcms/detail/61.1329.c.20150415.1621.004.html

F406.5

A

1008-245X(2015)04-0047-06