農(nóng)戶沼氣應(yīng)用行為決策及政策優(yōu)化

王火根, 李 娜

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)管學(xué)院， 江西 南昌 330045)

農(nóng)戶沼氣應(yīng)用行為決策及政策優(yōu)化

王火根, 李 娜

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)管學(xué)院， 江西 南昌 330045)

制定和完善農(nóng)村沼氣支持政策，有利于保護農(nóng)村地區(qū)生態(tài)資源與優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，達到促進我國農(nóng)村生態(tài)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的目的。文章通過構(gòu)建一個涵蓋政府對農(nóng)村沼氣的持續(xù)補貼及固定補貼、勞動力價格、農(nóng)村沼氣產(chǎn)量等因素在內(nèi)的地方政府和農(nóng)戶博弈雙方的決策函數(shù)，求解出博弈雙方的期望收益率和納什均衡解，并通過對決策變量的不同賦值，來模擬博弈雙方的行為變化情況。研究表明政府提高持續(xù)、固定補貼等經(jīng)濟政策將顯著改善農(nóng)戶對沼氣的使用情況，政府加大監(jiān)管力度的方式，如宣傳、技術(shù)支持等措施將間接且有效地提高農(nóng)戶對沼氣的使用率。

農(nóng)戶； 沼氣； 決策模型； 博弈均衡

為了改善農(nóng)村環(huán)境污染，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)效益，改善農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，自上世紀70年來以來，我國政府在相繼出臺一系列政策文件的同時，加速推進我國農(nóng)村沼氣建設(shè)[1]。據(jù)統(tǒng)計，中央政府已累計投入400多億元支持發(fā)展沼氣建設(shè)，其中針對農(nóng)村用氣投資占比高達73.6%[2]，并專門設(shè)立了多項農(nóng)村沼氣建設(shè)國家補貼，如以農(nóng)村廁所改建、家禽養(yǎng)殖圈、家庭廚房改造為基本項目的補貼[3]。截至2015年上年度，包括集中供氣的沼氣用戶，我國已有沼氣用戶6000萬戶[4]。

在沼氣推廣及實施應(yīng)用中存在兩個主體，1個是實施決策的政府部門，另1個是生產(chǎn)和使用沼氣農(nóng)戶，兩者的行為均會對沼氣能源的實際應(yīng)用績效產(chǎn)生顯著影響[5]。對農(nóng)戶本身而言，在農(nóng)村沼氣使用中除了可優(yōu)化農(nóng)戶生活用能結(jié)構(gòu)，也可利用沼氣發(fā)酵后的剩余殘留物，如沼渣、沼液與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，為其提供生產(chǎn)所需的肥料，從而降低農(nóng)戶對化肥和農(nóng)藥的使用量及成本，推動我國生態(tài)農(nóng)業(yè)與綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[6]。因此，在沼氣的普及應(yīng)用中，其剩余肥料(沼渣等)也順勢成為了農(nóng)戶經(jīng)濟來源、生態(tài)收益的重要組成部分[7]。同時，對當(dāng)?shù)卣裕e極響應(yīng)中央政策推動當(dāng)?shù)卣託忾_發(fā)，有利于減少由人畜糞便和秸稈、垃圾對農(nóng)村環(huán)境造成的污染帶來的治理成本與生態(tài)資源效益提升，以云南省會澤縣為例，當(dāng)?shù)匾呀ǔ赏懂a(chǎn)的23797口沼氣池，以一口年均節(jié)約800元能源支出來計算，全年改縣在能源支出上將有效節(jié)約1903萬元，而該縣大量建設(shè)的沼氣池每年可為其節(jié)約薪柴使用量95188噸，相當(dāng)于保護森林83289.5畝[8]。可見，其生態(tài)與經(jīng)濟效益對該地區(qū)而言具有顯著作用。

但據(jù)眾多學(xué)者的調(diào)查情況看來，我國農(nóng)村沼氣推廣與建設(shè)還是存在諸多問題，如高飛飛[9]調(diào)查后發(fā)現(xiàn)由于宣傳力度不足，致使農(nóng)戶對政府能源補貼等政策保持觀望態(tài)度，制約農(nóng)村能源建設(shè)。董照鋒[10]對陜西省商洛市的沼氣建設(shè)管理及后續(xù)服務(wù)情況調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)貞粲谜託鈴U棄率高達14.46%。岳效飛[11]發(fā)現(xiàn)甘肅省會寧縣沼氣投產(chǎn)率高，但后期建設(shè)不足，導(dǎo)致許多投建沼氣成為廢水坑。林瑋[12]等人在甘肅地區(qū)調(diào)研戶用沼氣項目中發(fā)現(xiàn)，建成戶用沼氣池的正常使用率較低。那么，究竟是什么原因造成了農(nóng)村戶用沼氣的低使用率？沼氣推廣的雙主體間究竟存在著怎么的博弈？二者的行為究竟是如何互相影響的？因此，為探討農(nóng)村沼氣推廣及應(yīng)用行為，筆者將通過博弈論的方式對地方政府與農(nóng)戶決策行為進行分析，查找原因，并完善相應(yīng)政策。

1 研究思路與模型構(gòu)建

1.1 研究思路

為明確博弈雙方的投入與產(chǎn)出，筆者將基于社會經(jīng)濟角度分析沼氣推廣給地方政府帶來的費用與收入，從建設(shè)成本和使用效益的角度分析農(nóng)戶的分析成本與收益狀況，換而言之，博弈雙方的分析內(nèi)容是不相同的。

對地方政府而言，其主要成本應(yīng)涵蓋：1)政府補貼支出，補貼包括兩個組成部分，第一部分為固定補貼，即只要政府采取“監(jiān)管”措施時便會發(fā)生的支出，第二部分為持續(xù)性補貼，即只有當(dāng)農(nóng)戶持續(xù)使用沼氣能源時，政府才會支付的補貼[13-16]； 2)政府監(jiān)管支出，當(dāng)政府對農(nóng)戶的用氣及沼氣池建造行為存在各類開支，如項目管理、現(xiàn)場檢查交通費用、聘請監(jiān)管人員薪酬、構(gòu)造村鎮(zhèn)監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)等各項支出[17-18]； 3)各級政府之間的處罰機制[19-21]。為強化地方對沼氣能源的推廣，若地方無沼氣使用，仍以薪柴為主要能源消費渠道，上級將對地方采取處罰措施，以限制地方傳統(tǒng)能源的使用[22]。

政府主要收入應(yīng)涵蓋因為推廣沼氣能源技術(shù)項目所獲得的新增資源效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益(如就業(yè)等)，即：1)社會資源效益，因為現(xiàn)在農(nóng)戶的主要生活能源為薪柴和煤炭，而沼氣的大量推廣將直接減少薪柴的使用，從而優(yōu)化農(nóng)村生活能源結(jié)構(gòu)，減少溫室氣體的排放[23-24]； 2)社會環(huán)境效益，因沼氣推廣所帶來的環(huán)境外部效應(yīng)將有效的降低伐木量，降低溫室氣體排放，保護森林與大氣環(huán)境，推動我國生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[25]； 3)社會經(jīng)濟效益，沼氣池就目前的情況而言，除集中供氣外，大部分農(nóng)村地區(qū)都以單個農(nóng)戶家庭為單位進行建造，這將直接降低煤炭、薪柴等能源的消耗量及運輸成本，為當(dāng)?shù)卣s減開支[26-28]； 4)各級政府之間的獎勵機制，為鼓勵地方對沼氣能源的推廣，上級對地方政府在一定程度上也可根據(jù)地方沼氣產(chǎn)氣量對其進行獎勵，以獲取沼氣推廣的積極效應(yīng)[19-21]。

對農(nóng)戶而言，其主要成本應(yīng)涵蓋： 1)沼氣池的建造成本，如水泥、鋼材、磚瓦、沙石等材料費用，建造所耗水電費、人工伙食制造費用等[29-31]； 2)勞動力成本，沼氣池建造時所付出的工人工資、后期維護時相對應(yīng)的工資等人工費用[32]； 3)運行成本，對投產(chǎn)的沼氣池所投入的管理維護費用，如沼氣投料費用、沼氣池維護費用等[29-31]。

其主要收入應(yīng)涵蓋： 1)生產(chǎn)沼氣所獲得的收益，因為沼氣不僅可作為自給消費，也可作為薪柴等傳統(tǒng)能源的替代品進行商業(yè)化出售[28，33]； 2)沼氣生產(chǎn)所產(chǎn)生肥料的收益，沼氣池的最終產(chǎn)物不僅僅是沼氣，還有相對應(yīng)的沼液與沼渣，這些材料均可作為有機肥投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，因此，沼肥收入應(yīng)納入考慮范圍[28，33]； 3)政府補貼收入，如前文所說，政府為鼓勵農(nóng)戶對沼氣的應(yīng)用，將對農(nóng)戶進行補貼，所以，政府補貼收入也是農(nóng)戶的收入之一[2，13，15]； 4)傳統(tǒng)能源收入，薪柴的獲取大多是農(nóng)戶自己砍伐所得，與傳統(tǒng)能源相同，這部分能源不僅可自己使用，也可出售給其他消費者，雖然政府不支持薪柴等傳統(tǒng)能源的使用，但對農(nóng)戶來說這仍是其收入組成部分[34]。

因此，為了量化收益函數(shù)[35]，結(jié)合上面已闡述的政府與農(nóng)戶的成本與收入所涵蓋的變量，相關(guān)變量的設(shè)定見表1。

因此，筆者試圖構(gòu)建一個涵蓋勞動力價格w，政府持續(xù)補貼λ，政府固定補貼B等因素在內(nèi)的農(nóng)村沼氣應(yīng)用情況的博弈模型，通過對決策變量的不同賦值，利用博弈模型模擬博弈雙方的行為變化，進而分析農(nóng)戶對使用沼氣能源及政府監(jiān)管沼氣能源使用的預(yù)期收益狀況，從而尋找影響博弈均衡的主要因素，促使地方政府與農(nóng)戶在沼氣能源的使用中達到博弈均衡，實現(xiàn)雙方利益最大化，具體思路如圖1所示。

表1 博弈模型變量設(shè)定

注： 1)只要農(nóng)戶使用沼氣，上級則根據(jù)沼氣的使用量對地方政府提供獎勵； 2)只要農(nóng)戶不使用沼氣，上級則根據(jù)薪柴的使用量對地方政府進行處罰； 3)只要政府監(jiān)管，農(nóng)戶便會建造沼氣池，并因此獲得地方政府的固定補貼； (4)此處將地方政府收益中的資源、環(huán)境、經(jīng)濟效益合并為U來代表。

1.2 農(nóng)戶與政府決策模型構(gòu)建

根據(jù)圖1，在不失一般性和現(xiàn)實性的條件下，為簡化分析，做如下基本假設(shè)。

圖1 研究思路

假設(shè)Ⅰ：農(nóng)戶都是有限理性經(jīng)濟人，自由決策個體，其生產(chǎn)和消費決策行為在一定約束條件下追求收益最大化，在政府大力推廣沼氣技術(shù)時，農(nóng)戶可能根據(jù)自身特性和所處外界環(huán)境有兩種策略可供選擇，即“使用”和“不使用”；

假設(shè)Ⅱ：政府所作決策是基于綜合考慮經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境而采取的，在效用最大的情況下，政府會考慮經(jīng)濟效用和生態(tài)效用的最優(yōu)組合。在農(nóng)村大力宣傳、推廣沼氣技術(shù)過程時，有“監(jiān)管策略”和“不監(jiān)管策略”兩種形式；

假設(shè)Ⅲ：假設(shè)雙方都具有完全信息，即雙方各自所選行動的不同組合及其所決定的收益對雙方來說是共同知識，雙方對自己與對方的行動以及雙方選擇的行動組合 (戰(zhàn)略空間 ) 產(chǎn)生的收益 (收益函數(shù) ) 完全了解；

假設(shè)Ⅳ：收益函數(shù)：當(dāng)所有的參與人采取的策略確定以后，他們各自就會得到相應(yīng)的收益。其收益函數(shù)表示參與人從博弈中獲得的效用水平，它是所有參與人策略的函數(shù)。

同時，也應(yīng)注意此假設(shè)可能帶來如下偏差： 1)排除農(nóng)戶的非逐利行為，僅將農(nóng)戶行為定義為經(jīng)濟最大化表現(xiàn)； 2)完全化市場信息排除政府與農(nóng)戶信息不對稱問題，簡化市場信息傳遞阻礙； 3)將所有決策參與人情況統(tǒng)一化，排除個體異質(zhì)性。

筆者采用農(nóng)戶和政府的凈收益情況來代表其在清潔能源技術(shù)推廣應(yīng)用中所獲得的效用[36]。基于博弈模型變量的假定，從政府的角度出發(fā)，該模型各參與者的收益情況如下所示。

1.2.1 若政府采取“監(jiān)管”策略

1.2.1.1 農(nóng)戶有q的概率使用沼氣

對農(nóng)戶而言，因為生產(chǎn)沼氣所獲得的經(jīng)濟收益包括沼氣本身的收益PjQ1，當(dāng)?shù)卣畬r(nóng)戶出產(chǎn)沼氣的持續(xù)補貼λPjQ1，沼氣能源使用過后所留下的肥料收益ρPfQ1，當(dāng)?shù)卣畬r(nóng)戶修建沼氣池的一次性固定補貼B；因為生產(chǎn)沼氣所付出的經(jīng)濟成本包括建設(shè)沼氣生產(chǎn)設(shè)備所付出的成本Cs，后期對沼氣池的維護成本Cw，生產(chǎn)沼氣所付出的勞動力成本L1w，所以農(nóng)戶使用沼氣所獲得的收益函數(shù)為：

U11=(1+λ)PjQ1+ρPfQ1+(B-Cs-Cw)-L1w

(1)

對地方政府而言，如果農(nóng)戶使用沼氣，政府也監(jiān)管，那么，地方政府的收益為上級的獎勵γ1PjQ1、地方政府因為監(jiān)管所帶來的經(jīng)濟與資源效益U(Q1)；地方政府的成本為獎勵給農(nóng)戶的持續(xù)補貼λPjQ1,當(dāng)?shù)卣畬r(nóng)戶修建沼氣池的一次性固定補貼B，地方政府因為監(jiān)管所付出的監(jiān)管成本Cg，所以政府在農(nóng)戶使用沼氣時的收益函數(shù)為：

U12=(γ1-λ)PjQ1+U(Q1)-Cg-B

(2)

1.2.1.2 農(nóng)戶也有1-q的概率不使用沼氣

對農(nóng)戶而言，不使用沼氣等清潔能源則會使用薪柴等傳統(tǒng)能源獲取所需的能源，但又由于政府的監(jiān)管，所以無論農(nóng)戶是否會持續(xù)使用沼氣，均會完成沼氣池的建造，而政府也會為此付出固定補貼。因此，農(nóng)戶若不使用沼氣的收益為：農(nóng)戶生產(chǎn)薪柴所獲得的經(jīng)濟收益PcQ2，當(dāng)?shù)卣畬r(nóng)戶修建沼氣池的一次性固定補貼B，所付出的成本為：生產(chǎn)薪柴所付出的勞動力成本L2w，建設(shè)沼氣生產(chǎn)設(shè)備所付出的成本Cs，因此在政府監(jiān)管的前提下，農(nóng)戶不是用沼氣時的收益函數(shù)為：

U13=PcQ2-L2w+B-Cs

(3)

對地方政而言，因為農(nóng)戶不使用沼氣，所以地方政府的監(jiān)管不會帶來經(jīng)濟與資源效益，并且地方政府必然因此受到上級的處罰γ2PcQ2，則地方政府會因為監(jiān)管而付出固定補貼B來督促農(nóng)戶完成沼氣池建設(shè)，以及地方政府因為監(jiān)管所付出的監(jiān)管成本Cg，所以在農(nóng)戶不使用沼氣，但政府又實施監(jiān)管時，地方政府的收益函數(shù)為：

U14=-γ2PcQ2-B-Cg

(4)

1.2.2 若政府采取“不監(jiān)管”策略

1.2.2.1 農(nóng)戶有q的概率使用沼氣

對農(nóng)戶而言，在沒有政府監(jiān)管的前提下使用沼氣，農(nóng)戶的收益包括生產(chǎn)沼氣所獲得的經(jīng)濟收益包括沼氣本身的收益PjQ1，沼氣能源使用后所留下的肥料收益ρPfQ1，而建設(shè)沼氣生產(chǎn)設(shè)備的成本Cs，后期對沼氣池的維護成本Cw，所付出的勞動力成本L1w則為農(nóng)戶所需付出的經(jīng)濟成本，因此，此時農(nóng)戶的收益函數(shù)為：

U21=PjQ1+ρPfQ1-Cs-Cw-L1w

(5)

對地方政府言，在當(dāng)?shù)卣耆槐O(jiān)管的狀態(tài)下，因為農(nóng)戶在使用沼氣，所以上級因此對當(dāng)?shù)卣o予一定獎勵，因此地方政府的收益函數(shù)為：

U22=γ1PjQ1

(6)

1.2.2.2 農(nóng)戶也有1-q的概率不使用沼氣

對農(nóng)戶而言，在當(dāng)?shù)卣槐O(jiān)管的情況下，他們使用傳統(tǒng)能源不會受到地方政府行為任何影響的，因此其收益函數(shù)分僅包括因為農(nóng)戶生產(chǎn)薪柴所獲得的經(jīng)濟收益PcQ2與所付出的勞動力成本L2w的差值，所以農(nóng)戶的收益函數(shù)為：

U23=PcQ2-L2w

(7)

對地方政府而言，因為農(nóng)戶不使用沼氣并且政府也不作為，所以必然受到上級的處罰，即收益函數(shù)為：

U24=-γ2PcQ2

(8)

綜上所述，博弈雙方參與者的收益函數(shù)如表2所示。

表2 博弈參與者的收益函數(shù)表

1.3 完全靜態(tài)信息博弈模型

完全信息靜態(tài)博弈是博弈雙方根據(jù)自己策略集合以及對收益函數(shù)有完全的了解，同時決策且博弈只進行一次。前面已經(jīng)假設(shè)p地方政府選擇純策略“監(jiān)管”的概率，q為農(nóng)戶選擇純策略“使用沼氣能源”的概率，則通過博弈參與者的收益函數(shù)表，可以得到。

1.3.1 地方政府的期望收益函數(shù)

地方政府的期望收益函數(shù)為公式(9)。

E政府(p,q)=p{q[(γ1-λ)PjQ1+U(Q1)-Cg-B)+(1-q)(-γ2PCQ2-B-Cg)]+(1-p)[qγ1PjQ1+(1-q)(-γ2PcQ2)]=p(γ1PjQ1q-λPjQ1q+U(Q1)q-Cgq-Bq-γ2PCQ2-B-Cg+γ2PCQ2q+Bq+Cgq)+(1-p)(γ1PjQ1q-γ2PcQ2+γ2PcQ2q)=[U(Q1)-λPjQ1]pq+(γ1PjQ1-γ2PcQ2)q-(B+Cg)p-γ2PcQ2

(9)

其最優(yōu)化的一階必要條件為：

(10)

所以，農(nóng)戶最優(yōu)的采用概率為：

(11)

1.3.2 農(nóng)戶的期望收益函數(shù)

農(nóng)戶的期望收益函數(shù)為公式(12)。

E農(nóng)戶(p,q)=p{q[(1+λ)PjQ1+ρPfQ1+B-Cs-Cw-L1w]+(1-q)(PcQ2-L2w+B-Cs)} +(1-p)[q(PjQ1+ρPfQ1-Cs-Cw-L1w)+(1-q)(PcQ2-L2w)]=p[PjQ1q+λPjQ1q+ρPfQ1q+Bq-Csq-Cwq-L1wq+PcQ2-L2w+B-Cs-PcQ2q+L2wq-Bq+Csq]+(1-p)(PjQ1q+ρPfQ1q-Csq-Cwq-L1(Q1)wq+PcQ2-L2(Q2)w-PcQ2q+L2(Q2)wq)=(λPjQ1+Cs)qp+(PjQ1+ρPfQ1+L2w-PcQ2-L1w-Cs-Cw)q+(B-Cs)p+PcQ2-L2w

(12)

其最優(yōu)化的一階必要條件為：

(13)

(14)

從而得納什均衡點為：

(15)

從地方政府與農(nóng)戶的博弈矩陣結(jié)果可以看出，政府和農(nóng)戶的選擇主要取決于：沼氣價格Pj，薪柴價格Pc，沼氣池所生產(chǎn)肥料價格Pf，沼氣生產(chǎn)量Q1，薪柴生產(chǎn)量Q2，沼氣生產(chǎn)所對應(yīng)勞動力數(shù)量L1，薪柴生產(chǎn)所對應(yīng)勞動力數(shù)量L2，每一單位產(chǎn)量沼氣中所生產(chǎn)肥料ρ，勞動力價格w，設(shè)備前期的建設(shè)成本Cs，設(shè)備后期的維護成本Cw，地方政府提供的持續(xù)補貼系數(shù)λ，地方政府提供的固定補貼B，地方政府的監(jiān)管成本Cg，地方政府監(jiān)管所帶來的經(jīng)濟、社會與資源效益U(Q1)有關(guān)，而與上級對地方政府的獎勵系數(shù)γ1，上級對地方政府的處罰系數(shù)γ2無關(guān)。

當(dāng)沼氣價格Pj、沼氣池所生產(chǎn)肥料價格Pf，每一單位產(chǎn)量沼氣中所生產(chǎn)肥料ρ，沼氣生產(chǎn)量Q1，地方政府提供的持續(xù)補貼系數(shù)λ，生產(chǎn)薪柴所付出的勞動力成本L2w越大時，政府選擇監(jiān)督的概率越小，也就是說，如果政府推廣的沼氣能源技術(shù)對農(nóng)戶實用，能給農(nóng)戶帶來較為直接的經(jīng)濟利益以降低農(nóng)戶對新能源的使用成本，農(nóng)戶會自覺采用新技術(shù)進行利用，換而言之，政府在這樣的條件下則可以通過增加對農(nóng)戶的持續(xù)補貼或依托沼氣本身給農(nóng)戶帶來的經(jīng)濟利益來推動農(nóng)戶對清潔能源的使用，即沼氣池中所生產(chǎn)的沼氣與肥料將成為促進農(nóng)戶加大沼氣生產(chǎn)使用率的關(guān)鍵因素之一，設(shè)備前期的建設(shè)成本Cs，設(shè)備后期的維護成本Cw，生產(chǎn)沼氣所付出的勞動力成本L1w，薪柴價格Pc，薪柴生產(chǎn)量Q2的數(shù)值越大時，政府選擇監(jiān)督的概率也越大，表明前期設(shè)備投入和后期的勞動力付出以及薪柴能源的使用成本都是影響政府政策執(zhí)行效率的關(guān)鍵因素，政府在推廣新技術(shù)時，一定要優(yōu)先考慮降低農(nóng)戶對沼氣能源設(shè)備的購買成本，也就是在加大補貼力度，同時增進后續(xù)的技術(shù)服務(wù)支持，使農(nóng)戶在沼氣能源上的使用成本低于薪柴。此外，如果政府能對農(nóng)戶在使用沼氣能源時遇到的各種技術(shù)問題給予及時的解決，將有效提高農(nóng)戶對沼氣能源技術(shù)的利用率。

如果地方政府因農(nóng)戶使用沼氣而產(chǎn)生的監(jiān)管成本Cg及提供的固定補貼B、地方政府提供的持續(xù)補貼系數(shù)λ非常大，則農(nóng)戶選擇應(yīng)用沼氣的可能將十分高，說明經(jīng)濟問題在當(dāng)前對農(nóng)戶來說還是一種非常顯著的制約因素，補貼政策在當(dāng)前對農(nóng)戶來說還是一種比較有效的提高沼氣應(yīng)用的措施，同時政府的監(jiān)管也可在一定程度上對農(nóng)戶的能源結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。

筆者認為，從政府層面上講，對農(nóng)戶補貼的合理度以及監(jiān)督檢查中的執(zhí)行成本，主要取決于政府獲取信息的能力，完備的信息獲取使政府不僅能制定合理的政策規(guī)則，也能引導(dǎo)企業(yè)資金流向更好地流向沼氣能源技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)和推廣，促進農(nóng)戶更好地應(yīng)用沼氣能源技術(shù)。同時，完備的信息一方面能加強對農(nóng)戶的環(huán)境約束，另一方面也能使農(nóng)戶靈活運用各種環(huán)境信息提高資源的利用效率和利用水平。

因為此時假設(shè)市場信息是完備的，農(nóng)戶使用沼氣技術(shù)時得到的收益將遠遠大于使用傳統(tǒng)能源時的收益，且政府能準確掌握農(nóng)戶的實際使用狀況，農(nóng)戶也完全相信政府的檢查能力及相應(yīng)的懲罰或獎勵措施，則此時將得到納什均衡，即農(nóng)戶在使用沼氣技術(shù)的同時，不僅自己生活環(huán)境得到了改善，更重要的使用沼氣技術(shù)大大減少廢水、廢物及廢氣的排放量，而政府又無須花費一定的人力和物力對環(huán)境進行整治和檢查。應(yīng)該說，這是二者博弈中最完美的均衡，對于農(nóng)戶和社會而言都是非常有利的。但同時，我們需知道，在實際生活中，信息并不是完全流通的，要實現(xiàn)政府與農(nóng)戶在沼氣技術(shù)推廣博弈中的最優(yōu)均衡，還需要設(shè)計出一套制度，這套制度能通過改變環(huán)境信息不對稱的狀況，在增強政府信息獲取能力的同時，加強對沼氣能源產(chǎn)品的宣傳力度，提高農(nóng)戶對環(huán)境保護意識，使低碳經(jīng)濟發(fā)展方式由外部壓力轉(zhuǎn)化為農(nóng)戶自身的內(nèi)在行動。

2 數(shù)據(jù)模擬

通過上述分析可得到地方政府和農(nóng)戶的最優(yōu)期望收益，但公式中均包含了許多未知參數(shù)。因此，為進一步解釋模型內(nèi)涵，分析在不同情景下影響地方政府與農(nóng)戶收益情況的原因，筆者將針對收益率公式進行數(shù)值模擬與敏感性分析。

為方便數(shù)值模擬，根據(jù)表1所需變量，此處為各變量賦值如表3所示，并作以下幾點假設(shè)： 1)因為沼氣的低市場化導(dǎo)致其價格難以界定，所以，此處以江西省居民用天然氣均價代替沼氣的價格Pj，以江西省居民用天然氣均量代替沼氣生產(chǎn)量Q1； 2)中國政府與荷蘭政府就中國第一個CDM項目簽署合同，合同規(guī)定CERs的支付價格定為每噸5.4歐元，按照2015年12月4日匯率計算約每噸37.53元； 3)考慮到政府目標(biāo)是實現(xiàn)社會福利最大化，為便于模型的計算和模擬，假設(shè)農(nóng)戶在每單位沼氣的使用能在能源運輸、道路維護、生態(tài)保護、環(huán)境優(yōu)化等途徑及因環(huán)境改善給地方帶來旅游效益等附加條件上給地方政府每日約增加約100元的經(jīng)濟及社會效益； 4)假設(shè)上級及當(dāng)?shù)卣疄槎酱俎r(nóng)戶使用沼氣，所以對地方的處罰力度略大于對其獎勵的力度，促進沼氣在農(nóng)村地區(qū)的推廣； 5)假設(shè)沼氣池為8 m3的沼氣池，按照每立方產(chǎn)氣0.8方計算，產(chǎn)氣量約為6.4 m3； 6)假設(shè)生產(chǎn)薪柴與沼氣能源均每日只需1名人工； 7)假設(shè)生產(chǎn)薪柴比沼氣能源每日多耗時0.5小時； 8)為使得計算結(jié)果合理化，本文全部采用單位產(chǎn)氣量、每日所耗費用作為計算數(shù)據(jù)，同時，每座沼氣池的建設(shè)費用及一次性固定補貼均假設(shè)為1年以1300元，以365天設(shè)定為全年天數(shù)，每天約3.56元。

表3 數(shù)值模擬基本數(shù)據(jù)賦值及來源

根據(jù)表3所示數(shù)值，代入公式(11)和公式(14)中可得地方政府 “監(jiān)管”沼氣使用與農(nóng)戶“使用”沼氣的納什均衡概率：

(16)

(17)

根據(jù)計算結(jié)果可知，在該假設(shè)數(shù)據(jù)下地方政府與農(nóng)戶的納什均衡但并不算顯著大，因此，為進一步驗證前文所分析的“經(jīng)濟因素”及“沼氣產(chǎn)量的變化”是否會對地方政府及農(nóng)戶的整體收益率產(chǎn)生顯著影響，此處，將“地方政府提供的持續(xù)補貼系數(shù)λ，地方政府提供的固定補貼B，勞動力價格w，沼氣生產(chǎn)量Q1”4個變量作為敏感性變量，分別測算該變量值發(fā)生變化時，地方政府和農(nóng)戶的“納什均衡”的變化情況。

假設(shè)地方政府提供的持續(xù)補貼系數(shù)λ的變化范圍從0～6發(fā)生變化時，地方政府及農(nóng)戶的納什均衡變化情況如圖2所示。

圖2 地方政府持續(xù)補貼變化的敏感性分析

根據(jù)圖2折線圖結(jié)果可知，當(dāng)持續(xù)補貼系數(shù)λ持續(xù)增大時，農(nóng)戶會逐漸提高其沼氣使用概率，并且當(dāng)λ增大到一定程度時，農(nóng)戶將以邊際效率遞增的狀態(tài)提升其沼氣使用率，說明對于農(nóng)戶而言持續(xù)補貼將直接影響其經(jīng)濟收益，同時當(dāng)持續(xù)補貼λ持續(xù)增加時，政府的納什均衡概率間逐漸下降，直至地方政府將不再加大補助，說明地方政府會為促進地方沼氣使用率而提高經(jīng)濟補貼，但該補貼應(yīng)在適度范圍內(nèi)，過高的補貼成本將影響地方政府監(jiān)管概率。

假設(shè)地方政府提供的每日固定補貼B的變化范圍從每座0元開始至每座10元發(fā)生變化時，地方政府及農(nóng)戶的納什均衡變化情況如圖3所示。

圖3 地方政府提供的固定補貼變化的敏感性分析

根據(jù)圖3折線圖結(jié)果可知，隨著地方政府提供的固定補貼B持續(xù)遞增時，會逐漸提高農(nóng)戶對沼氣的使用概率，但其概率增量低于持續(xù)補貼λ，說明經(jīng)濟補助對于農(nóng)戶存在一定激勵作用，但固定補貼發(fā)放持續(xù)性影響力較弱。同時，從圖3中可明顯發(fā)現(xiàn)政府的監(jiān)管概率并未發(fā)生變化，因為固定補貼對地方政府而言是一次性補貼，而農(nóng)戶沼氣池的建成投產(chǎn)是一個長久性活動，將補貼金額分配到每年，甚至更長的時間后該筆支出對地方政府的財政影響性就非常小，所以，說明地方政府給予農(nóng)戶固定補貼的變化對農(nóng)戶是否使用沼氣影響較小、對地方政府是否實行監(jiān)管政策不存在顯著影響，這也說明了為什么很多地方沼氣池廢棄率高的原因。

假設(shè)勞動力價格w的變化范圍從每小時0元開始至每小時150元發(fā)生變化時，地方政府及農(nóng)戶的納什均衡變化情況如圖4所示。

圖4 勞動力價格變化的敏感性分析

根據(jù)圖4折線圖結(jié)果可知，當(dāng)勞動力價格上升時，農(nóng)戶的使用概率幾乎無變化，但政府的監(jiān)管概率顯著下降，這是因為當(dāng)勞動工資上升時，農(nóng)戶將更傾向于外出打工以獲得更多的就業(yè)機會來提高其收益，這也就從無形中提高了農(nóng)戶對薪柴等傳統(tǒng)能源的使用成本，間接提高了農(nóng)戶對于沼氣等清潔能源的使用率，所以，農(nóng)戶主動使用沼氣能源的概率不會變化，變化的是主動降低對傳統(tǒng)能源的使用概率，同時也說明工資水平的提高對地方政府及農(nóng)戶的沼氣使用狀況具有影響力。

假設(shè)農(nóng)戶沼氣生產(chǎn)量Q1的變化范圍從每人每天0 m3開始至每人每天20 m3發(fā)生變化時，地方政府及農(nóng)戶的納什均衡變化情況如圖5所示。

根據(jù)圖5折線圖結(jié)果可知，隨著沼氣生產(chǎn)量Q1的增加，農(nóng)戶對沼氣的使用概率也必然增加，或者說因為農(nóng)戶增加對沼氣的使用概率，所以沼氣產(chǎn)量也必然增加，同時因為農(nóng)戶自覺使用沼氣的概率越來越大，對地方政府而言，隨著這種自覺性的遞增，其監(jiān)管概率便會逐步下降，說明沼氣生產(chǎn)量對地方政府的影響是具有反向關(guān)系的。

圖5 地方政府對罰款因素變化的敏感性分析

3 政策建議

3.1 從內(nèi)部入手，增加地方政府補貼，提高博弈雙方收益函數(shù)

僅從成本角度考慮，沼氣在投產(chǎn)及使用過程中的成本涵蓋前期建設(shè)成本、后期維護成本以及原材料收集等多重成本，而通過前文分析又可知，經(jīng)濟問題和勞動力成本問題是制約農(nóng)戶對沼氣能源使用的主要問題之一，這就要求政府在推廣農(nóng)村沼氣使用時優(yōu)先考慮農(nóng)戶的建設(shè)成本、使用成本、維護成本等方面因素，加大對農(nóng)戶的后期補貼力度，提高補貼標(biāo)準，以達到普及沼氣池建設(shè)的目標(biāo)。在補貼政策中，應(yīng)將補貼分為兩類：第一類為固定補貼，旨在通過對農(nóng)戶的一次性補貼提高農(nóng)戶對沼氣池的建設(shè)積極性；第二類為持續(xù)補貼，旨在通過長期經(jīng)濟扶持穩(wěn)步提升我國農(nóng)戶對沼氣能源的使用率。

3.2 從內(nèi)部入手，建設(shè)科研團隊，為農(nóng)戶提供技術(shù)支持與培訓(xùn)

許多戶用沼氣池被閑置甚至荒廢都是因為農(nóng)戶在應(yīng)用中缺乏技術(shù)知識，自己無法獨立做到后期維護及管理，因此當(dāng)?shù)卣谡託馔茝V過程中可定期組織農(nóng)戶參與培訓(xùn)，通過培訓(xùn)讓農(nóng)戶掌握秸稈氣化技術(shù)、沼氣池建造和實用技術(shù)、農(nóng)村畜禽糞便和生活污糞處理技術(shù)等，讓農(nóng)戶更多的掌握沼氣應(yīng)用的相關(guān)知識，幫助農(nóng)戶及時解決其使用過程中的問題。當(dāng)然，僅僅依托農(nóng)戶自身所處理的問題是有限的，在農(nóng)村沼氣推廣過程中，如何將已發(fā)現(xiàn)的沼氣生產(chǎn)及使用過程中的技術(shù)資源，從理論層面過度到實際運用中，已成為亟需解決的問題，因此，在沼氣能源等新能源的推廣中，當(dāng)?shù)卣枰ｉT的技術(shù)團隊來幫助農(nóng)戶降低其維護成本，減少由于故障等原因而導(dǎo)致的戶用沼氣流失比例。

3.3 從外部入手， 提升宣傳力度，完善博弈雙方信息傳達機制

由前文可知，提高當(dāng)?shù)卣O(jiān)管力度可促進農(nóng)戶對沼氣的使用概率，在政府監(jiān)管中，政策推廣也是其中的重要組成部分，但由于農(nóng)村地區(qū)信息收集不對稱，有時無法做到信息的完全性，使得農(nóng)村沼氣能源技術(shù)應(yīng)用效果不佳，因此，當(dāng)?shù)卣仨毤哟笮麄髁Χ龋稽c帶面，利用教育和各種信息手段，如通過各類知識講座、村干部走訪座談、電視公益廣告、農(nóng)村墻體廣告、典型農(nóng)戶示范推廣等方式讓農(nóng)戶真正接受與認可沼氣能源的重要性，從客觀角度讓農(nóng)戶了解可從沼氣能源使用中獲取的實際效益，從主觀性角度綜合提升農(nóng)戶自身知識素養(yǎng)和環(huán)保意識，從價值觀上增強農(nóng)戶對沼氣能源產(chǎn)品的使用意向，以此帶動更多的農(nóng)戶使用沼氣能源。

3.4 從路徑入手，改善博弈宏觀環(huán)境，優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)

影響農(nóng)戶對沼氣能源使用的重要原因之一經(jīng)濟條件，除了前文所提到的政府補貼方式外，若當(dāng)?shù)卣蓮耐獠績?yōu)化宏觀環(huán)境，通過提供給農(nóng)戶更多就業(yè)機會的間接方式，來增加農(nóng)戶對傳統(tǒng)能源的使用成本，如通過禁止森林砍伐、對煤炭使用限量、管制秸稈燃燒等政策要求來降低農(nóng)戶對傳統(tǒng)能源的使用可能性，以達到新農(nóng)村生態(tài)環(huán)境建設(shè)要求，促進農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型。同時，政府還可以通過把戶用沼氣改造為中小型，甚至是大型沼氣池的方式，將家庭產(chǎn)氣變更為集中供氣，以降低農(nóng)戶對沼氣池的修建與維護成本，通過以原材料換氣換肥料的方式，降低農(nóng)戶對沼氣的使用成本，從而進一步推動農(nóng)村沼氣能源農(nóng)大發(fā)展。

當(dāng)然，沼氣能源的推廣問題絕不僅僅是各級政府的事情，還需要社會各界人士的積極參與，只有政府、農(nóng)戶、企業(yè)等多方面主體共同努力，才能真正意義上推動我國沼氣能源建設(shè)，推動我國社會主義生態(tài)文明發(fā)展，推動世界環(huán)境保護的進程。

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Farmers’ Response Behavior to Biogas Subsidies and Policy Optimization /

WANG Huo-gen, LI Na /

(College of Economics and Management，Jiangxi Agriculture University，330045)

Reforming and perfecting the rural biogas subsidy policy can greatly protect rural ecological resources and optimize the structure of rural energy. Based on social welfare maximization perspectives, this paper built a decision model which covered the factors including governmental continuous subsidies and fixed subsidies, price of labour power, and biogas productions. The model could provide a solution of Nash equilibrium that both government and farms expected. And the possible behavior changes of both sides were simulated under different subsidies policy. The result showed that increasing the governmental subsidies could significantly improve the usage of household biogas.

farmers; biogas; decision-making model; governmental subsidies policy; game equilibrium

2016-03-22

2016-04-08

王火根(1971- )男，副教授，研究方向為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、能源經(jīng)濟 ，E-mail：whuogeng@163.com

S216.4

B

1000-1166(2017)03-0100-08