PPP模式下垃圾焚燒發電項目運營規制的行為路徑選擇
——基于社會參與的演化博弈分析

全雄偉, 左高山

(1.中南大學 商學院,湖南 長沙 410083; 2.北京外國語大學 國際商學院,北京 100089)

0 引言

近年來,隨著國內城鎮化的快速發展,國內城市生活垃圾的生產量也在快速增長,據國家住房和城鄉建設部統計數據顯示,我國城市生活垃圾的清運量由2011年的16395.28萬噸增加到了2018年的22801.75萬噸,年均增長率約為5%,因此,高速發展的中國城市正面臨著嚴峻的“垃圾圍城”問題。為解決“垃圾圍城”之痛,最優的無害化處理方式就是焚燒發電,其已被廣泛應用以減少城市生活垃圾的數量[1]。在2014年,我國出臺了相關政策文件首次明確將PPP模式推廣到公共服務、資源環境、生態保護及基礎設施等領域,其中污水處理、垃圾處理類項目更是強制要求使用PPP模式。

隨著PPP模式在公共基礎設施等領域的廣泛推廣與應用,研究者們也開始關注并對該模式下的相關問題進行研究。龔是滔和許葉林[2]分別從關鍵成功因素、風險管理和特許定價三個方面對垃圾焚燒發電PPP項目進行了總結分析。在PPP模式的關鍵影響因素研究方面,OGUNSANMI[3]從整體上對PPP項目中的各種關鍵成功因素進行了確定、分析和分類,這些關鍵因素包括良好的投資環境等。常雅楠和王松江[4]認為科學公平的利益分配是PPP項目成功的關鍵因素之一。風險管理方面的研究則主要涉及到風險的識別、風險分擔及分配的問題。如姚張峰和許葉林[5]通過案例研究,最終得到了包括監管體系不完善風險等27個風險因素。CARBONARA等[6]認為公私合作項目包含多重不確定性,私人投資者往往需要通過政府的支持來減輕這些風險,最常見的政府支持形式之一是最低收入保障。SHRESTHA等[7]從委托代理理論的視角對中國水資源PPP項目的風險分配及風險轉移問題進行了研究。在特許期及特許定價研究方面,王麗萍等[8]基于模糊數學可信性理論,構建了特許期和價格的聯合調整模型,并通過某污水項目分析了需求不確定性風險因素可能對特許期測算的影響。

其次,項目參與主體之間的博弈及策略行為問題也得到了較多學者們的關注。王桂花和鼓建宇[9]運用討價還價博弈模型對PPP項目風險分擔比例的問題進行了分析。吳孝靈等[10]、范如國和楊洲[11]運用Stackelberg博弈方法對政府的補償問題及政府與私人部門在PPP項目建設和運營中的努力水平問題進行了深入的分析與探討。楊曉東和張家玉[12]建立以政府和投資方為主體的演化博弈模型,對既有建筑綠色改造PPP項目中的雙方投融資策略進行分析。牛耘詩等[13]運用不完全信息靜態博弈的方法對PPP項目中社會資本機會主義行為的產生機理進行了分析。

綜上所述,目前關于垃圾焚燒發電項目的研究大部分聚焦于關鍵成功因素、風險管理、利益分配及特許定價等相關問題上,而對于運營規制的問題卻鮮有研究。其次,現有研究大多運用傳統博弈論方法對主體之間的策略行為進行靜態的分析,這難以刻畫不同參與主體的復雜策略行為的互動過程。鑒于此,本研究將運用演化博弈理論,從社會參與的視角,對項目中地方政府與社會資本在運營規制中的行為路徑選擇進行分析,找出影響地方政府與社會資本行為路徑選擇的關鍵因素,為政府在垃圾焚燒發電項目的運營決策及規制提供理論依據與實用建議。

1 研究假設與模型的構建

1.1 研究假設

在垃圾焚燒發電PPP項目運營規制的博弈中,博弈的雙方為地方政府與社會資本兩個種群,兩者都是有限理性的主體,在信息不對稱及資源限制的情況下,各自依據自身的短期利益做出當前的行為選擇。地方政府在垃圾焚燒發電PPP項目的運營規制的監管上可能存在兩種行為選擇:嚴格及不嚴格。社會資本也可能存在兩種行為選擇:遵守規制與違反規制。此外,本研究還進一步提出以下的基本假設:

假設1當地方政府采取不嚴格的規制監管行為,而社會資本采取遵守規制的行為時,由于信息不對稱,社會公眾及上級政府很難清楚知道地方政府的行為表現,從而很難對地方政府的不作為甚至于違紀行為進行問責。

假設2地方政府采取嚴格的規制監管行為,有助于項目的可持續發展與推廣,從而獲得一定的政治好評,記為Rs1,此時地方政府需要投入一定的資源與努力,這一成本記為Cg1;地方政府采取不嚴格的規制監管行為,將有助于其利用職權謀取私利,記為Rs2,而此時的成本投入記為Cg2,通常情況下,Cg1>Cg2。

假設3社會資本參與垃圾焚燒發電項運營的主要收入包括兩個部分:一是政府的補貼(垃圾處理費);二是電能銷售收入,這一正常收益記為Rs。當其采取遵守規制行為時的運營成本為Cs1,而違反規制時的運營成本為Cs2,通常情況下,Cs1>Cs2,且社會資本因違反規制還可能會獲得額外的收益,記為ΔR。

假設4當地方政府采取嚴格的規制監管行為,社會資本的違規行為定會被發現與曝光,地方政府將獲得額外的處罰收入,記為f,而社會資本除了罰款以外還可能涉及到聲譽的損失等,此時的損失記為F;又或者地方政府采取不嚴格的監管行為,而社會資本違反規制給周邊環境帶來持續性的破壞行為有θ(0≤θ≤1)的可能性被社會公眾發現并曝光,此時,地方政府的將會被問責,此時的損失記為A,而社會資本也會受到相應的處罰并造成聲譽損失。

假設5在初始狀態下地方政府選擇嚴格的規制監管行為的比例為x(0≤x≤1),選擇不嚴格行為的比例則為1-x;社會資本選擇遵守規制行為的比例為y(0≤y≤1),選擇違反規制行為的比例則為1-y。

根據以上的假設及地方政府與社會資本的行為選擇分析,可以得到該博弈雙方的得益矩陣,如表1所示。

表1 地方政府與社會資本的行為選擇及得益矩陣

1.2 模型的構建

演化博弈中最常見的一種學習的動態模型是復制動態方程,即參與者群體采取某種行為的比例增長率是該純行為的效用與群體平均期望效用差的嚴格增函數[14],具體如式(1)所示:

(1)

因此,根據式(1),可得地方政府選擇嚴格的規制監管行為的復制動態方程為如式(2)所示。同理,可得社會資本選擇遵守規制行為的復制動態方程,如式(3)所示:

F(x)=x(1-x)[(Rg1+f+Cg2+

θA-Cg1-Rg2)-y(f+θA)]

(2)

F(y)=y(1-y)[(Cs2+θF-Cs1-ΔR)-x(θF-F)]

(3)

因此,式(2)與式(3)便組成了一個用于描述PPP模式下垃圾焚燒發電項目運營規制中地方政府與社會資本博弈雙方行為路徑選擇的二維動力系統。其中由式(2)及式(3)式所組成的二維動力系統有5個可能的均衡點,包括4個純策略行為均衡點(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)及1個混合策略行為均衡點(x*,y*)。其中x*=(Cs2+θF-Cs1-ΔR)/(θF-F),y*=(Rg1+f+Cg2+θA-Cg1-Rg2)/(f+θA),且x*要滿足0

2 博弈雙方行為路徑選擇的穩定性分析

由前文的分析可知,式(2)與式(3)是一個用于描述PPP模式下垃圾焚燒發電項目運營規制中地方政府與社會資本博弈雙方行為路徑選擇的二維動力系統。FRIEDMA[15]認為二維動力系統均衡點的穩定性可由該系統的雅克比矩陣的穩定性分析得到,而系統的雅克比矩陣可由式(4)給出,即:

(4)

當系統滿足:行列式D=detJ=a11a22-a12a21>0,跡T=trJ=a11+a22<0時,該系統的均衡點將成為演化穩定均衡點,即ESS點。結合式(2)、式(3)及式(4),可得出地方政府與社會資本博弈雙方行為路徑演化系統雅克比矩陣元素的a11,a12,a21,a22,其在5個均衡點處的具體取值如表2所示。

表2 均衡點處的雅克比矩陣元素的具體取值

表2中,p=-x*(1-x*)(f+θA),q=-y*(1-y*)(θF-F),而x*與y*的取值可以參照前文的計算結果。很明顯,在混合均衡點(x*,y*)處,由于跡T=trJ=a11+a22=0,故該點肯定不可能是ESS點。下面本文將對二維動力系統中其余4個純策略行為均衡點(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)的穩定性進行討論與分析。

命題1在條件①,Rg1-Cg1+f

證明在條件①與②下,通過雅克比矩陣的穩定性分析,其結果如表3所示,可知純策略均衡點(0,0)是系統的ESS點,由此命題1得證。

表3 條件①與②下的雅克比矩陣穩定性分析

命題2在條件③,Rg1-Cg1+f

證明在條件③與④下,通過雅克比矩陣的穩定性分析,其結果如表4所示,可知純策略均衡點(0,1)是系統的ESS點,由此命題2得證。

表4 條件③與④下的雅克比矩陣穩定性分析

命題3在條件⑤,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且F

證明在條件⑤與⑥下,通過雅克比矩陣的穩定性分析,其結果如表5所示,可知純策略均衡點(1,0)是系統的ESS點,由此命題3得證。

表5 條件⑤與⑥下的雅克比矩陣穩定性分析

命題4在條件⑦,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且Cs1-Cs2+ΔR<θF;或條件⑧,Rg1-Cg1>Rg2-Cg2且θF

證明在條件⑦與⑧下,通過雅克比矩陣的穩定性分析,其結果如表6所示,可知純策略均衡點(1,1)是系統的ESS點,由此命題4得證。

表6 條件⑦與⑧下的雅克比矩陣穩定性分析

3 行為路徑選擇演化博弈的情景仿真分析

本研究接下來將利用matlab軟件,對不同情景下的雙方行為選擇演化過程進行數值仿真分析。在仿真之前,假設x=0.5,y=0.5,θ=0.5。

情景1當Rg1-Cg1+f

根據以上的情景,假設各參數取值如下:Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=5,f=3。通過仿真分析,其結果如圖1所示,地方政府與社會資本的行為選擇演化結果為(不嚴格,違反規制),這與命題1的結論相一致,且社會資本向違反規制行為收斂的速度更快。

圖1 情景1下的行為路徑選擇演化過程

其次,在情景1下,為進一步深入分析社會參與這一因素會對博弈雙方的行為路徑選擇產生怎樣的影響,在其他參數值不變的情況下,通過對θ分別取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后進行仿真分析,結果如圖2所示。由圖2所示的演化過程可知,隨著社會參與的不斷增加,地方政府向不嚴格行為收斂的速度存在明顯的遞減現象,而社會資本向違反規制行為收斂的速度也同樣遞減,但并不十分顯著。這說明社會參與的大小對地方政府及社會資本的行為選擇會形成一定的約束,且社會參與對地方政府的約束效果要顯著高于社會資本。

圖2 情景1下不同社會參與的演化過程

情景2當Rg1-Cg1+f

根據以上的情景,假設Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=20,θ=0.3,f=3。通過仿真分析,其結果如圖3所示,地方政府與社會資本的行為選擇演化結果是(不嚴格,違反規制),這與命題1的結論相一致。由圖3可知,在情景2下,社會資本剛開始時向遵守規制方向收斂,但很快就改變行為路徑,并迅速向違反規制方向收斂,且最后還先于地方政府收斂至穩定的狀態。

圖3 情景2下的行為路徑選擇演化過程

其次,在情景2下,通過對θ分別取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后進行仿真分析,結果如圖4所示。由圖4所示的演化過程可以發現,在社會參與較小的情況下,社會資本的行為路徑是先向遵守規制的方向收斂,隨后便迅速改變路徑方向并向違反規制行為快速收斂。隨著社會參與的不斷增加,社會資本的行為路徑發生了漂移,并快速向遵守規制行為方向收斂,此時雙方的演化結果為(不嚴格,遵守規制),這與命題2的結論相一致。這說明較高的處罰與聲譽損失能否對社會資本的違規行為進行有效約束,關鍵在于其被發現或曝光的可能性。對于地方政府而言,本研究發現一個有趣的現象,從圖4中可知,隨著社會參與的增加,在社會資本向遵守規制行為演化的過程中,地方政府向不嚴格行為收斂的速度卻是在遞增的,這似乎有悖于常理。對此不合理現象的一個可能解釋就是地方政府存在“搭便車”的行為,也就是當社會參與很高時,由于社會資本受到社會的有力監督,其違反規制的行為將會得到有力的約束,因此,社會的高度參與無意中扮演了地方政府的監管角色,從而減少與分擔了地方政府監管的壓力與責任,而地方政府也就放松了監管。

圖4 情景2下不同社會參與的演化過程

情景3當Rg2-Cg2-θA

根據以上的情景,假設各參數取值如下:Rg1=7,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=12,F=5,θ=0.3,f=3。通過仿真分析,其結果如圖5所示,地方政府與社會資本的行為選擇演化結果為(嚴格,違反規制),這與命題3的結論相一致。由圖5可知,在情景3下,社會資本迅速向違反規制方向進行收斂,而地方政府開始時也在向不嚴格行為方向收斂,但在某一時間步長之后,其行為路徑開始改變,并緩慢向嚴格行為方向收斂。這說明在問責的力度較大時,即使社會參與不高,也會對地方政府不嚴格的行為產生較強的約束作用,并迫使其采取嚴格的規制監管行為,只是效果不太明顯。

圖5 情景3下的行為路徑選擇演化過程

其次,在情景3下,通過對θ分別取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后進行仿真分析,結果如圖6所示。由圖6的演化結果可知,在情景3下,隨著社會參與的不斷增加,地方政府的行為選擇從不嚴格向嚴格發生了漂移,且其向嚴格行為收斂的速度是遞增的,而社會資本向違反規制行為的收斂速度是遞減的,但不太明顯。這說明在社會參與十分小的情況下,即使問責的力度較大,只要地方政府采取不嚴格的行為能夠獲得較大的利益時,其依然會有采取不嚴格行為的傾向。只要適當增加社會參與的程度,那么在問責的力度較大的情況下,地方政府不嚴格的行為就會得到約束,并迫使其采取嚴格的監管行為,只是這一效果不太明顯。只有在社會參與較大以及問責的力度較大的情況下,地方政府嚴格的監管行為才會得到有力的推動。

圖6 情景3下不同社會參與的演化過程

情景4當Rg2-Cg2

根據以上情景,假設各參數取值如下:Rg1=15,Rg2=10,Cg1=5,Cg2=2,Cs1=15,Cs2=10,ΔR=6,A=3,F=15,f=3。通過仿真分析,其結果如圖7所示,地方政府與社會資本的行為選擇演化結果為(嚴格,遵守規制)的策略組合,這與命題4的結論相一致,這也是PPP模式下垃圾焚燒發電項目運營規制的最理想狀態。且地方政府剛開始時的收斂的速度要快于社會資本,但經過某一時間步長之后,社會資本反超地方政府率先收斂到穩定的狀態。這說明在問責的力度不大的情況下,政治好評能有效激勵與引導地方政府主動采取嚴格的行為,然后在有力的地方政府監督及較大的處罰與聲譽損失的共同作用下,最終能夠實現(嚴格,遵守規制)這一理想的項目運營狀態。

圖7 情景4下的行為路徑選擇演化過程

其次,在情景4的條件下,通過對θ分別取值0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,然后進行仿真分析,結果如圖8所示。從圖8可知,隨著社會參與的不斷增加,地方政府向嚴格行為收斂的速度也同樣存在遞減的現象。而對于社會資本而言,在社會參與較小的情況下,其剛開始會向違反規制方向進行收斂,但很快就做出調整,并迅速向遵守規制的行為方向收斂,并達到穩定的狀態。這說明即使可以獲得較高的政治好評,地方政府依然會表現出“搭便車”的行為傾向,但不太明顯。而社會資本在利潤的驅動下始終有較強的違規動機,只不過在地方政府的嚴格監督、社會的高度參與,以及較大的處罰及聲譽損失情況下,其違規行為得到了有效的約束,最終促使其采取遵守規制的行為。

圖8 情景4下不同社會參與的演化過程

4 結論與建議

本研究通過應用演化博弈理論以及情景仿真分析方法,對PPP模式下垃圾焚燒發電項目運營規制中地方政府與社會資本的行為路徑選擇問題進行深入的探討與分析,結果表明:在利潤驅動下,社會資本有較強的動機采取違反規制的行為;社會參與對地方政府與社會資本的行為會產生不同的影響,其對地方政府的行為約束效果要顯著高于社會資本,且隨著社會參與的增加,地方政府會表現出明顯的“搭便車”行為;聲譽損失對社會資本的行為約束與社會參與的程度有關,只有在較高的社會參與下,較高的聲譽損失能促使其采取遵守規制的行為;在社會參與不高的情況下,較大的問責力度會對地方政府的不嚴格行為形成一定的約束作用,但是只要地方政府采取不嚴格行為能夠獲得較大的私利,其依然有采取該行為的傾向;較高的政治好評能有效激勵與引導地方政府采取嚴格的行為,以及在地方政府的嚴格監督、社會的高度參與,以及較大的處罰及聲譽損失情況下,社會資本的違規行為將得到有效的約束,并采取遵守規制的行為,最終實現(嚴格,遵守規制)的理想狀態。

因此,為提升政府在垃圾焚燒發電項目的運營決策及規制的有效性,對地方政府及社會資本在項目運營規制行為上的監督與約束,以保障PPP模式下垃圾焚燒發電項目的可持續發展,政府應建立建全政績考核及問責機制。具體措施包括將城市配套基礎設施的建設與完善納入到地方政府的績效考核體系當中;建立常態化的巡視制度,加大對地方政府垃圾焚燒發電PPP項目的巡視檢查,一經發現地方政府的不作為甚至是違紀行為,立即問責,且力度要大。其次,建立建全社會參與監督及市場聲譽機制。具體措施包括完善項目信息公開及公眾舉報渠道,鼓勵與支持相關科研機構或非政府組織開展對垃圾焚燒發電項目進行的科學調研;對于違規的社會資本,應及時對其違規行為進行曝光,并建立黑名單制度。