能源化利用視角的秸稈市場(chǎng)交易研究：一個(gè)理論框架

鄭微微， 徐雪高

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，江蘇南京 210014)

秸稈資源化利用是我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)文明建設(shè)的重要手段之一。為合理引導(dǎo)和大力支持秸稈資源化利用，2008年以來(lái)，農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家環(huán)保總局等部門先后出臺(tái)了《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見(2008)》《財(cái)政部關(guān)于秸稈能源化利用補(bǔ)助資金管理暫行辦法(2008)》《國(guó)家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部關(guān)于印發(fā)編制秸稈綜合利用規(guī)劃的指導(dǎo)意見的通知(2009)》和《國(guó)家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部關(guān)于印發(fā)“十二五”農(nóng)作物秸稈綜合利用實(shí)施方案的通知(2011)》等政策和文件；歷年中央一號(hào)文件均明確提到了秸稈綜合利用問題；2013年《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃的通知》和2016年《國(guó)家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部、國(guó)家林業(yè)局關(guān)于加快發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)意見》也對(duì)推進(jìn)秸稈資源化利用提出進(jìn)一步的要求。如何推進(jìn)秸稈全量資源化利用已成為我國(guó)生態(tài)文明制度建設(shè)中急需關(guān)注和解決的重要問題。

秸稈資源化利用主要體現(xiàn)5個(gè)方面：肥料化、飼料化、燃料化、基料化和原料化。近年來(lái)，飼料化、燃料化、基料化和原料化的比例變化不大，肥料化的比例得到了大幅提升[1]。主要表現(xiàn)為秸稈機(jī)械化還田。但隨著還田數(shù)量的累年增加，秸稈肥料化利用也逐漸暴露出了一系列問題：秸稈不易腐爛、導(dǎo)致土壤草質(zhì)化，同時(shí)消耗氧氣，影響下茬莊稼發(fā)芽、生根等。因此，合理控制秸稈還田比例，科學(xué)引導(dǎo)各類主體開展秸稈飼料化、燃料化、基料化和原料化等多元化利用，是未來(lái)全面推進(jìn)秸稈綜合利用的發(fā)展方向。而秸稈由直接還田向多元化利用轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是“把秸稈很經(jīng)濟(jì)地從田間移出來(lái)”，即秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)。因此，如何建立一個(gè)完備、經(jīng)濟(jì)的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系，構(gòu)建一個(gè)完善的秸稈交易市場(chǎng)是當(dāng)務(wù)之急的一項(xiàng)重要任務(wù)。

秸稈資源化利用的經(jīng)濟(jì)學(xué)本質(zhì)是外部性問題，是屬于邊際社會(huì)收益高于邊際私人收益的正外部性問題。按照新制度經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，與所有環(huán)境問題解決方式類似，解決秸稈資源化利用的外部性問題就是讓外部性內(nèi)部化(internalize the externalities)，即通過制度安排經(jīng)濟(jì)主體經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所產(chǎn)生的社會(huì)收益或社會(huì)成本，轉(zhuǎn)化為私人收益或私人成本。因此，秸稈交易市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)主體的確立除了秸稈的生產(chǎn)者(農(nóng)戶)和消費(fèi)者(企業(yè))外，還離不開政府的制度安排。其中，政府補(bǔ)貼是最直觀有效的經(jīng)濟(jì)手段。

根據(jù)市場(chǎng)交易理論，交易行為的發(fā)生遵循一價(jià)定律，即生產(chǎn)者和消費(fèi)者都是同一市場(chǎng)價(jià)格的接受者。理論上，該定律的前提假設(shè)是沒有運(yùn)輸費(fèi)用和官方貿(mào)易壁壘的自由競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。但事實(shí)上，在實(shí)際交易的某一時(shí)點(diǎn)上，生產(chǎn)者和消費(fèi)者面臨的市場(chǎng)價(jià)格雖然相同，但最終獲得或付出的實(shí)際價(jià)格卻存在很大的差異。生產(chǎn)者獲得的實(shí)際價(jià)格等于市場(chǎng)價(jià)格減去交易成本，消費(fèi)者獲得的實(shí)際價(jià)格等于市場(chǎng)價(jià)格加上交易成本。因此，本研究基于一價(jià)定律，在充分考慮農(nóng)戶、企業(yè)(本研究以能源化企業(yè)為例)和政府3個(gè)行為主體特征的基礎(chǔ)上，從實(shí)際價(jià)格和補(bǔ)貼出發(fā)，構(gòu)建秸稈交易的價(jià)格理論模型，并在此基礎(chǔ)上，探討秸稈交易市場(chǎng)順利運(yùn)營(yíng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。為政府政策制定提供理論依據(jù)。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 秸稈能源化研究綜述

秸稈能源化是當(dāng)前政府能源發(fā)展戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，也是政府實(shí)現(xiàn)秸稈資源化利用的主要途徑之一。據(jù)估算，在釋放相同能量的前提下，1單位燃煤可由9.79單位秸稈替代，而燃煤的碳排放因子(1.98 t CO2當(dāng)量/t)是秸稈(0.093 1 t CO2當(dāng)量/t)的21.27倍。若將農(nóng)戶焚燒部分的秸稈進(jìn)行能源化開發(fā)，不僅節(jié)約了生物質(zhì)能源，還能替代部分化石燃料的燃燒，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。目前，關(guān)于秸稈能源化利用的研究主要集中于能源化的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。蔣冬梅等從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)3個(gè)視角分析了生物質(zhì)秸稈資源發(fā)電的綜合效益，指出生物質(zhì)秸稈資源發(fā)電的前景廣闊，綜合效益可觀[4]；陳建華等從能源替代效益分析的角度，對(duì)秸稈替代燃煤發(fā)電的外部性進(jìn)行分析，指出秸稈替代燃煤發(fā)電具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，政府應(yīng)該在稅收及財(cái)政支出上給予優(yōu)惠[5]；馮偉等也對(duì)秸稈資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益進(jìn)行研究，指出秸稈發(fā)電、氣化供氣等利用途徑的環(huán)境效益明顯[6]。

1.2 秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系研究綜述

秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)成本高是影響秸稈資源化利用的主要因素之一，政府調(diào)控是最有效的解決手段。目前，較多研究對(duì)秸稈的收儲(chǔ)運(yùn)模式、成本及影響因素進(jìn)行了量化分析，劉華財(cái)?shù)葘?duì)不同模式下秸稈供應(yīng)成本進(jìn)行了比較研究[7]。邢愛華等基于秸稈類生物質(zhì)資源的島式分布特點(diǎn)，建立了描述秸稈收集過程成本、能耗和污染物排放的數(shù)學(xué)模型和秸稈收集過程的臨界收集量、臨界運(yùn)輸距離的數(shù)學(xué)表達(dá)式[8]。張艷麗等對(duì)目前我國(guó)秸稈收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式、秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本費(fèi)用、存在問題等進(jìn)行了調(diào)查研究[9]。丁翔文等對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的原材料(小麥、玉米秸稈)的收加儲(chǔ)運(yùn)2種模式中的4個(gè)環(huán)節(jié)(收集、加工、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸)分別進(jìn)行了試驗(yàn)研究[10]。于曉東等分析秸稈不同收儲(chǔ)運(yùn)模式下的成本變化趨勢(shì)，對(duì)不同收購(gòu)量及不同收購(gòu)半徑情況下秸稈發(fā)電廠燃料收購(gòu)，提出理想情況下的優(yōu)化模式[11]。王雪等通過對(duì)秸稈資源量、農(nóng)田道路情況、運(yùn)輸車輛情況、油耗成本等進(jìn)行調(diào)查，分析了秸稈收儲(chǔ)設(shè)施點(diǎn)的收儲(chǔ)量和分布位置[12]。朱新華等、呂繼萍等根據(jù)秸稈收儲(chǔ)體系建設(shè)過程，指出其中可能出現(xiàn)的問題，并有針對(duì)性地提出相關(guān)建議[13-14]。Hellin等還指出增加政府補(bǔ)貼、發(fā)揮市場(chǎng)激勵(lì)作用，促進(jìn)秸稈交易的有效措施[15]。

綜合上述，2個(gè)方面的研究綜述，已較為充分地說(shuō)明了秸稈能源化利用的正外部效益，及秸稈收儲(chǔ)運(yùn)成本高的問題。其中，不少研究對(duì)秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系提出了優(yōu)化模式，但多數(shù)研究是基于體系本身成本收益理論的分析。研究同時(shí)也指出了政府補(bǔ)貼在調(diào)控秸稈資源化利用中的重要作用，但只限于定性分析，鮮有文獻(xiàn)對(duì)秸稈的整個(gè)交易體系進(jìn)行研究。因此，本研究基于秸稈能源化視角研究秸稈市場(chǎng)交易體系，在充分了解秸稈收儲(chǔ)運(yùn)特征的基礎(chǔ)上，全面考慮秸稈交易過程中各主體特征，從供求2方面出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)者、需求者及政府補(bǔ)貼的價(jià)格特點(diǎn)，構(gòu)建秸稈交易的價(jià)格理論模型，對(duì)秸稈交易體系進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，并在此基礎(chǔ)上，探討促進(jìn)秸稈交易的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為政府政策制定尤其是補(bǔ)貼政策的制定提供理論依據(jù)。

2 秸稈市場(chǎng)交易理論框架

2.1 實(shí)際價(jià)格

在同一交易市場(chǎng)中，生產(chǎn)者和消費(fèi)者表面上是同一市場(chǎng)價(jià)格的接受者，但是其所獲得或付出的實(shí)際價(jià)格卻可能存在很大的差異，這種差異取決于交易成本。因此，在秸稈交易市場(chǎng)中，農(nóng)戶作為秸稈的供給者，出售秸稈所獲得的實(shí)際價(jià)格應(yīng)該等于市場(chǎng)價(jià)格減去交易成本；企業(yè)作為秸稈的需求者，購(gòu)買秸稈所付出的實(shí)際價(jià)格應(yīng)該等于市場(chǎng)價(jià)格加上交易成本。影響交易成本的因素有很多，主要有運(yùn)銷成本、尋找交易對(duì)象所需的時(shí)間成本和人工成本等。其中，運(yùn)銷成本在交易成本中占的比重最大，而運(yùn)銷成本的高低又取決于交易主體與交易市場(chǎng)的遠(yuǎn)近。交易主體距離交易市場(chǎng)的距離越遠(yuǎn)，運(yùn)銷成本就越高，相應(yīng)的交易主體獲得或付出的實(shí)際價(jià)格與市場(chǎng)價(jià)格之間的差異就越大，對(duì)交易主體交易決策的影響程度也就越高。

假設(shè)農(nóng)戶與秸稈交易市場(chǎng)之間的距離為Rs，出售秸稈的市場(chǎng)價(jià)格為Ps，那么農(nóng)戶在出售秸稈時(shí)，扣除單位運(yùn)輸成本及人工機(jī)會(huì)成本后，農(nóng)戶所獲得的秸稈的實(shí)際價(jià)格為P1，P1=Ps-αRs(α為農(nóng)戶出售秸稈單位運(yùn)銷價(jià)格)，即在這一過程中，農(nóng)戶的實(shí)際單位收益減少了Ps-P1(圖1)；假設(shè)企業(yè)與秸稈交易市場(chǎng)之間的距離為Rb，收購(gòu)秸稈的市場(chǎng)價(jià)格為Pb，那么企業(yè)在收購(gòu)秸稈時(shí)，加上單位運(yùn)輸成本及人工機(jī)會(huì)成本后，企業(yè)所支付的秸稈的實(shí)際價(jià)格為P2，P2=Pb-βRb(β為企業(yè)收購(gòu)秸稈單位運(yùn)銷價(jià)格)，即在這一過程中，企業(yè)的實(shí)際單位支出增加了Pb-P2(圖2)。在同一交易市場(chǎng)中，Ps=Pb。

2.2 價(jià)格模型構(gòu)建

農(nóng)戶作為秸稈的供給者，是秸稈市場(chǎng)價(jià)格的接受者；企業(yè)作為秸稈的需求者，是秸稈市場(chǎng)價(jià)格的提供者；政府具有宏觀調(diào)控的職能，是秸稈市場(chǎng)價(jià)格的調(diào)控者。本研究以秸稈發(fā)電廠作為秸稈收購(gòu)企業(yè)進(jìn)行說(shuō)明，政府主要對(duì)秸稈收購(gòu)企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，從而調(diào)控市場(chǎng)價(jià)格。那么，在交易過程中，農(nóng)戶和企業(yè)追求自身利益最大化，政府追求社會(huì)效益最大化。因此必須滿足如下條件：

①農(nóng)戶作為秸稈的供給者，其出售秸稈的收益必須大于等于收集秸稈的成本。

②企業(yè)作為秸稈的需求者，在保證提供相同能量的前提下，企業(yè)購(gòu)買秸稈的總費(fèi)用必須小于等于企業(yè)購(gòu)買化石燃料的總費(fèi)用加上政府對(duì)企業(yè)收購(gòu)秸稈的補(bǔ)貼之和。

③企業(yè)提供的實(shí)際收購(gòu)價(jià)格與中間交易總成本之差必須大于等于農(nóng)戶獲得的實(shí)際出售價(jià)格。

即需要同時(shí)滿足：

P1Q1-CQ1≥0；

(1)

Q0P0+Q1t-Q1P2≥0 (Q0=γQ1)；

(2)

P2-T≥P1。

(3)

式中：P0、P1、P2分別為企業(yè)獲得化石燃料的實(shí)際價(jià)格、農(nóng)戶出售秸稈獲得的實(shí)際價(jià)格和企業(yè)收購(gòu)秸稈提供的實(shí)際價(jià)格；Q1、Q0分別表示秸稈和化石燃料的資源量；C為農(nóng)戶收集秸稈的成本；t為政府對(duì)企業(yè)收購(gòu)秸稈的價(jià)格補(bǔ)貼；T為中間交易成本。γ為在釋放相同能量的前提條件下，秸稈對(duì)化石燃料的替代效率。

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

γP0+t-T≥C。

(4)

即秸稈市場(chǎng)交易順利與否，取決于秸稈對(duì)化石燃料的替代率γ，化石燃料的價(jià)格P0，政府對(duì)企業(yè)收購(gòu)秸稈的價(jià)格補(bǔ)貼t，交易總成本T和農(nóng)戶收集秸稈的成本C。當(dāng)γP0+t-T≥C時(shí)，秸稈市場(chǎng)交易能順利運(yùn)行，當(dāng)γP0+t-T

3 秸稈市場(chǎng)交易驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析

促進(jìn)秸稈市場(chǎng)交易的主要?jiǎng)恿κ谴碳ば枨螅枨罄瓌?dòng)供給。考慮秸稈非資源化利用的社會(huì)環(huán)境成本較高，資源化利用的收儲(chǔ)運(yùn)成本高、利用效率低等特征，政府需從社會(huì)收益的角度對(duì)秸稈資源化進(jìn)行補(bǔ)貼，通過調(diào)控市場(chǎng)價(jià)格的手段，刺激秸稈市場(chǎng)需求，帶動(dòng)秸稈市場(chǎng)供給，促進(jìn)秸稈市場(chǎng)交易，最終達(dá)到對(duì)秸稈進(jìn)行回收再利用的目的。

基于公式(4)的理論模型，要想促進(jìn)秸稈市場(chǎng)交易的順利運(yùn)行，則必須滿足條件γP0+t-T≥C，因此，歸納出如下驅(qū)動(dòng)機(jī)制：

第一，增加政府補(bǔ)貼Δt，且Δt≥C+T-γP0-t。政府將“先污染后治理”的環(huán)境成本通過補(bǔ)貼的形式對(duì)秸稈回收再利用建立激勵(lì)機(jī)制，將污染遏制在排放前。當(dāng)前，政府的補(bǔ)貼主要有2種形式，一是對(duì)秸稈收購(gòu)主體(企業(yè))進(jìn)行補(bǔ)貼，刺激秸稈市場(chǎng)需求，提高秸稈的市場(chǎng)價(jià)格，帶動(dòng)秸稈市場(chǎng)供給；二是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行補(bǔ)貼，降低農(nóng)戶回收秸稈的機(jī)會(huì)成本，激勵(lì)農(nóng)戶對(duì)秸稈進(jìn)行資源化利用。在社會(huì)總收益不小于零的范圍內(nèi)，政府可盡可能提高秸稈的補(bǔ)貼價(jià)格，促進(jìn)秸稈市場(chǎng)交易。

第二，提高化石燃料價(jià)格P0(γP0≥C-t+T)。秸稈作為一種生物質(zhì)能源，與化石燃料具有相互替代品的屬性，當(dāng)一種資源的價(jià)格相對(duì)提高，將會(huì)促進(jìn)另一種資源消費(fèi)量的增加。而秸稈資源替代化石燃料不僅節(jié)約了生物質(zhì)能源，還能減少碳排放。因此，政府可通過市場(chǎng)碳交易的形式，將碳排放權(quán)的價(jià)格適當(dāng)疊加在化石燃料的價(jià)格上，相對(duì)提高化石燃料的價(jià)格，激勵(lì)企業(yè)對(duì)生物質(zhì)能源的利用，提高生物質(zhì)能源對(duì)化石能源的替代。

第三，提高秸稈對(duì)化石燃料的替代效率γ(γP0≥C-t+T)。在釋放相同能量的前提條件下，如何提高秸稈對(duì)化石燃料的替代效率，關(guān)鍵在于技術(shù)進(jìn)步，提高秸稈的熱效率及有效使用率。目前，我國(guó)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)還處于成長(zhǎng)初期，許多技術(shù)尚不成熟，大都處于試點(diǎn)階段，政府應(yīng)加大相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度，提高生物質(zhì)能對(duì)化石燃料的替代效率，促進(jìn)秸稈的能源化利用。

第四，控制總交易成本T(T≤γP0+t-C)。總交易成本包括買賣雙方的交易成本，主要是指運(yùn)銷成本，與買賣雙方到交易市場(chǎng)的距離相關(guān)。那么總交易成本可認(rèn)為與買賣雙方之間的距離相關(guān)。控制總交易成本，即為控制買賣雙方的距離，因此，根據(jù)圖能區(qū)位理論，借助產(chǎn)地布局模式圖，政府應(yīng)該在適宜范圍內(nèi)投資建立生物質(zhì)能源開發(fā)企業(yè)，控制秸稈的總交易成本。此外，還可以通過減少農(nóng)戶與企業(yè)間的中間交易環(huán)節(jié)，即減少中間商等的利潤(rùn)損失，降低總交易成本。

第五，降低農(nóng)戶對(duì)秸稈的收集成本C(C≤γP0+t-T)。農(nóng)戶收集秸稈的成本與收集秸稈的機(jī)械投入、勞動(dòng)力投入和勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本相關(guān)，因此，提高秸稈收集的機(jī)械化水平，改進(jìn)機(jī)械化技術(shù)，提高秸稈收集效率，減少勞動(dòng)力數(shù)量，縮短勞動(dòng)時(shí)間，是降低農(nóng)戶秸稈收集成本的有效途徑。

4 主要結(jié)論及啟示

在同一交易市場(chǎng)中，生產(chǎn)者和消費(fèi)者表面上都是同一市場(chǎng)價(jià)格的接受者，但是其實(shí)際接受或付出的實(shí)際價(jià)格存在較大差異，該差異的大小取決于交易中的運(yùn)銷成本，與買賣雙方到交易市場(chǎng)的距離相關(guān)，距離越遠(yuǎn)，運(yùn)銷成本就越高，交易主體獲得或付出的實(shí)際價(jià)格與市場(chǎng)價(jià)格之間的差異就越大，對(duì)交易主體交易決策的影響程度也就越高。

基于能源化利用視角構(gòu)建的秸稈市場(chǎng)交易價(jià)格理論模型顯示，秸稈市場(chǎng)交易順利與否，取決于秸稈對(duì)化石燃料的替代率γ、化石燃料的價(jià)格P0、政府對(duì)企業(yè)收購(gòu)秸稈的價(jià)格補(bǔ)貼t、交易總成本T和農(nóng)戶收集秸稈的成本C。當(dāng)γP0+t-T≥C時(shí)，秸稈市場(chǎng)交易能順利運(yùn)行，當(dāng)γP0+t-T

分析秸稈市場(chǎng)交易的驅(qū)動(dòng)機(jī)制得出，國(guó)家應(yīng)當(dāng)從增加政府補(bǔ)貼、提高化石燃料價(jià)格、提高秸稈對(duì)化石燃料的替代效率、控制總交易成本和降低農(nóng)戶對(duì)秸稈的收集成本等5個(gè)方面促進(jìn)秸稈市場(chǎng)交易，激勵(lì)秸稈能源化利用。

本研究為秸稈交易市場(chǎng)構(gòu)建理論框架的研究，為秸稈交易市場(chǎng)構(gòu)建的實(shí)證研究提供了良好的理論基礎(chǔ)，具有較高的理論參考價(jià)值。