公平偏好对碳捕捉与封存项目产业化发展的影响分析

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2021.0368

摘要/Abstract

摘要：

随着全球气候变暖问题日益严峻，碳捕捉与封存（CO₂capture and storage，CCS）项目的产业化发展得到了各国政府的广泛关注。公平偏好的存在，使得参与者在做出决策时，不仅关乎自身的绝对收益，更加关注项目合作中利益分配的公平性。基于此，针对CCS产业化运营过程中能源企业存在的公平偏好和资金约束问题，本文构建了能源企业、CCS运营商和银行间的演化博弈模型，重点讨论了能源企业不同公平偏好类型对三方之间策略互动的影响及其敏感性分析。仿真结果表明：（1）在不存在公平偏好与存在竞争性偏好的情况下，均难以实现CCS产业化运营模式的有效推广，且竞争性偏好更不利于CCS产业化运营模式发展；（2）在存在社会福利偏好的情况下，较高的偏好系数才能推动CCS产业化运营模式进入帕累托状态，并且随着偏好系数的提升，促进效果更为显著；（3）银行和CCS运营商参与意愿的提高，均对CCS的产业化运营起到积极影响，其中前者的影响效果更为显著，且在社会福利偏好的影响下效果进一步放大；（4）能源企业较高的CCS技术合作运营成本对CCS项目的产业化发展存在负面影响，但社会福利偏好能提高能源企业对投资成本的承受意愿，从而降低这种负面影响。以上结论，可从公平偏好、金融机构和运营成本等角度为推动CCS产业化发展提供对策建议和理论指导。

关键词: CCS产业化运营, 公平偏好理论, 资金约束, 演化博弈理论

Abstract:

As the problem of global climate change， the industrial development of CO₂ Capture and Storage （CCS） projects attracts extensive attention from governments around the world. The fairness preference makes participants who make decisions pay more attention to the fairness of benefit distribution in cooperation than to their own absolute benefits. In the industrialization operation model of CCS， energy enterprises are in the core position， and their fairness preference will directly affect the success of the model. It aims at the fairness preference and the capital constraint of energy enterprises in the process of CCS industrial operation in this paper. An evolutionary game model between energy enterprises， CCS operators and banks is constructed. The different fairness preference types on the strategic interaction among the three parties and its sensitivity analysis are presented. Taking Guohua Shenmu Oxygen Enriched Combustion Transformation Project as an example， a simulation analysis is provided. Simulation results are shown as follows. （1） In the absence of fair preference or competitive preference， it is difficult for CCS to effectively promote the industrialization operation， and the competitive preference of participants is even worse for the long-term operation of CCS industrialization projects. （2） In the case of social welfare preference， the higher the preference coefficient， the more conducive to promote the industrialization of CCS project into the Pareto state. （3） The improvement of the participation willingness of banks and CCS operators have a positive impact on the industrial operation of CCS， among which the former has a more significant effect， and the effect is further amplified under the influence of social welfare preference. （4）The high operating cost of CCS technology cooperation among energy enterprises has a negative impact on the industrial development of CCS projects， but the social welfare preference can improve the willingness of energy enterprises to bear the investment cost， so as to reduce this negative impact. Hence， in order to promote the sustainable development project of CCS industrialization， it is very necessary to guide the fair preference of participants， stimulate the enthusiasm of financial institutions to participate， and reduce the operating cost of CCS.

Key words: CCS industrialization operation, fairness preference theory, capital constraint, evolutionary game theory

中图分类号:

X324

丁黎黎,郭志蒙,白雨,王萍. 公平偏好对碳捕捉与封存项目产业化发展的影响分析[J]. 中国管理科学, 2024, 32(4): 187-197.

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图/表 12

图1

表1

能源企业公平偏好的不同表现类型"

类型	参数范围	解释
不存在公平性偏好	$α = 0$	企业仅关注自身得益的情况
竞争性偏好	$- 1 < α < 0$	企业关注相对得益，若利益分配少于他人，那么其效用就会下降
社会福利偏好	$0 < α < 1$	企业具有一定的利他倾向，即使所获得的利益少于他人，其效用值仍给予正的权重

表1

表2

相关参数符号及其含义"

主体	符号	含义
能源企业	$R$	不采用CCS技术时的生产经营收益
	$S p$	开展CCS技术合作时获得的政府补贴
	$C p 1$	开展CCS技术合作时的运营成本
	$C p 2$	不开展CCS技术合作时的运营成本
	$α$	公平偏好系数
	$f$	单位碳排税率
	$G$	碳排放量
	$λ$	能源企业分得的CO₂销售收益比率
	$v$	能源企业开展合作的前期沉没成本
CCS运营商	$Δ R 1$	积极合作时双方获得的CO₂销售总收益
	$Δ R 2$	消极合作时双方获得的CO₂销售总收益
	$S q$	政府补贴
	$C q 1$	积极合作时的运营成本
	$C q 2$	消极合作时的运营成本
银行	$S b$	提供绿色信贷后获得的政府补贴
	$M$	贷款总额
	$C b$	绿色信贷业务成本
	$i$	绿色信贷利率
	$r$	绿色信贷业务违约率

表2

表3

能源企业、CCS运营商及银行间三方演化博弈矩阵"

博弈参与者				CCS运营商
博弈参与者				积极合作	消极合作
能源企业	开展CCS技术合作	银行	提供绿色信贷业务	$?????????? R + λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p - α [(2 λ - 1) Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C q 1 - S q]$	$?????????? R + λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p - α [(2 λ - 1) Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C q 2 - S q]$
				$(1 - λ) Δ R 1 - C q 1 + S q$	$(1 - λ) Δ R 2 - C q 2 + S q$
				$(1 - r) i M - C b + S b$	$(1 - r) i M - C b + S b$
			不提供绿色信贷业务	$R - C p 2 - f G - v$	$R - C p 2 - f G - v$
				$0$	$0$
				$0$	$0$
	不开展CCS技术合作	银行	提供绿色信贷业务	$R - C p 2 - f G$	$R - C p 2 - f G$
				$0$	$0$
				$- C b$	$- C b$
			不提供绿色信贷业务	$R - C p 2 - f G$	$R - C p 2 - f G$
				$0$	$0$
				$0$	$0$

表3

表4

不考虑公平偏好下各均衡点的局部稳定性"

均衡点	特征值			符号	稳定性
均衡点	$λ 1$	$λ 2$	$λ 3$	符号	稳定性
$(0,0, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(1,0, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(0,1, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(0,0, 1)$	$λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G$	$0$	$C b$	-,N,+	不稳定点
$(1,1, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(1,0, 1)$	$- [λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G]$	$(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	+,N,N	不稳定点
$(0,1, 1)$	$λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G$	$0$	$C b$	-,N,+	不稳定点
$(1,1, 1)$	$- [λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G]$	$- [(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)]$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	+,N,N	不稳定点

表4

表5

存在竞争性偏好下各均衡点的局部稳定性"

均衡点	特征值			符号	稳定性
均衡点	$λ 1$	$λ 2$	$λ 3$	符号	稳定性
$(0,0, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(1,0, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(0,1, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(0,0, 1)$	$λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 2 - C P 1 - i M + S p + C q 2 - S q]$	$0$	$C b$	-,N,+	不稳定点
$(1,1, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(1,0, 1)$	$- {λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 2 - C P 1 - i M + S p + C q 2 - S q]}$	$(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	+,N,N	不稳定点
$(0,1, 1)$	$? λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 1 - C P 1 - i M + S p + C q 1 - S q]$	$0$	$C b$	-,N,+	不稳定点
$(1,1, 1)$	$- {λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 1 - C P 1 - i M + S p + C q 1 - S q]}$	$- [(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)]$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	+,N,N	不稳定点

表5

表6

存在社会福利偏好下各均衡点的局部稳定性"

均衡点	特征值			符号	稳定性
均衡点	$λ 1$	$λ 2$	$λ 3$	符号	稳定性
$(0,0, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(1,0, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(0,1, 0)$	$- v$	$0$	$- C b$	-,N,-	鞍点
$(0,0, 1)$	$λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 2 - C P 1 - i M + S p + C q 2 - S q]$	$0$	$C b$	N,N,+	不稳定点
$(1,1, 0)$	$v$	$0$	$(1 - r) i M + S b - C b$	+,N,N	不稳定点
$(1,0, 1)$	$- {λ Δ R 2 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 2 - C P 1 - i M + S p + C q 2 - S q]}$	$(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	N,N,N	不确定
$(0,1, 1)$	$? λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 1 - C P 1 - i M + S p + C q 1 - S q]$	$0$	$C b$	N,N,+	不稳定点
$(1,1, 1)$	$- {λ Δ R 1 - C p 1 - i M + S p + C p 2 + f G - α [(2 λ - 1) Δ R 1 - C P 1 - i M + S p + C q 1 - S q]}$	$- [(1 - λ) (Δ R 1 - Δ R 2) - (C q 1 - C q 2)]$	$- [(1 - r) i M + S b - C b]$	N,N,N	不确定

表6

表7

参数值的设定"

$Δ R 1$	$Δ R 2$	$λ$	$R$	$C P 1$	$C P 2$	$S p$	$f$	$G$	$S q$	$C q 1$	$C q 2$	$C b$	$S b$	$M$	$i$	$r$	$v$
28	20	0.4	250	16	8	3	0.2	100	3	10	8	5	5	25	0.2	0.2	5

表7

图2

图3

图4

图5

参考文献 22

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