水泥窯協(xié)同處置RDF產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)化博弈分析

王 琦

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082）

1 研究背景

水泥窯協(xié)同處置這項(xiàng)技術(shù)從20世紀(jì)70年代起就逐漸被人們認(rèn)可并被廣泛地應(yīng)用起來(lái)。在加拿大的勞倫斯水泥廠，水泥窯協(xié)同處置技術(shù)進(jìn)行了初次試驗(yàn)，隨后美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的十多家水泥廠紛紛進(jìn)行了試驗(yàn)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，2006年歐洲水泥行業(yè)廢物協(xié)同處置節(jié)省煤碳18%(約5Mt)，減少二氧化碳排放8Mt。張霞、花明等分析了發(fā)達(dá)國(guó)家水泥窯協(xié)同處理廢物的現(xiàn)狀，一些歐洲國(guó)家燃料替代率達(dá)50%以上[1]。丁瓊、彭政等人分析了歐盟水泥窯協(xié)同處置的主要經(jīng)驗(yàn)與挑戰(zhàn)，水泥窯協(xié)同處置提高了水泥工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，也提高了水泥企業(yè)的生存能力[2]。趙濤、周志剛等以水泥的生產(chǎn)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，研究了水泥工業(yè)開發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的可能性與延展性，依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論設(shè)計(jì)了生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，并總結(jié)出水泥工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的途徑0。

2 產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成

水泥窯協(xié)同處置RDF產(chǎn)業(yè)鏈由兩個(gè)行業(yè)的相關(guān)企業(yè)構(gòu)成，一是垃圾處理處置行業(yè)的相關(guān)企業(yè)，二是水泥生產(chǎn)企業(yè)，這兩類企業(yè)的相互合作是構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈、實(shí)現(xiàn)廢物再生利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的首要條件。

本產(chǎn)業(yè)鏈的合作對(duì)于垃圾處理處置企業(yè)而言是將垃圾經(jīng)過(guò)預(yù)處理（破碎、分選等）后制成高熱值的替代燃料 RDF；而對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)而言，合作的行為是指接受并購(gòu)買RDF。垃圾處理處置企業(yè)在生產(chǎn)RDF的過(guò)程中會(huì)引進(jìn)技術(shù)、添加設(shè)備，水泥生產(chǎn)企業(yè)也會(huì)面臨同樣的問(wèn)題，增加設(shè)備、原有生產(chǎn)工藝的改造都會(huì)產(chǎn)生一定的成本，所以產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成需要兩類企業(yè)具備互惠互利的基本條件，以下就來(lái)討論兩個(gè)行業(yè)逐步走向合作的演變過(guò)程。

3 企業(yè)博弈模型及分析

產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建基礎(chǔ)源于合作，設(shè)垃圾處理處置企業(yè)選擇合作時(shí)生產(chǎn)制備 RDF的單位投資成本為Cj；不合作時(shí)處理垃圾的支付成本為CK；而水泥生產(chǎn)企業(yè)選擇合作時(shí)，購(gòu)買RDF作為替代燃料的成本為Cm，不合作時(shí)使用傳統(tǒng)燃料的投入成本為Cn，得意矩陣如表1所示。

表1 水泥生產(chǎn)企業(yè)與垃圾處理處置企業(yè)博弈的得益矩陣

在此博弈中兩博弈方可自由選擇，但唯有雙方都選擇合作產(chǎn)業(yè)鏈才能構(gòu)成，因此(合作,合作)構(gòu)成本博弈的帕累托上策均衡。在這里，討論實(shí)現(xiàn)（合作，合作）均衡所需滿足的條件。

4 復(fù)制動(dòng)態(tài)和進(jìn)化穩(wěn)定策略

本博弈以有限理性假設(shè)為前提，有些企業(yè)的理性層次不高，不會(huì)從選擇最初就找到最佳策略，所以在選擇中有些企業(yè)采取合作策略，而其他則不然。設(shè)選擇合作的企業(yè)占總企業(yè)數(shù)量的比值為：x（0≤x≤1），則不合作的占比為 1-x。推導(dǎo)過(guò)程如下：

（1） 對(duì)于垃圾處理處置企業(yè)而言，期望得益為：

群體平均得益為：

（2） 對(duì)于水泥生產(chǎn)企業(yè)而言，推導(dǎo)方法相同，復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

可知x=1是該博弈的進(jìn)化穩(wěn)定策略。無(wú)論初始的x水平落在區(qū)間（0，1）何處，最終都會(huì)穩(wěn)定于x=1處，即企業(yè)選擇合作。這說(shuō)明只要RDF的價(jià)格低于平時(shí)采購(gòu)傳統(tǒng)燃料的費(fèi)用，水泥生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)摒棄舊的生產(chǎn)方式來(lái)選擇合作。

5 政府行為對(duì)進(jìn)化博弈的影響

由以上的分析可以得出企業(yè)選擇合作的演化路徑，即在垃圾處理處置企業(yè)的增量成本較低且替代燃料RDF定價(jià)合理的前提下，企業(yè)會(huì)轉(zhuǎn)化為合作型企業(yè)。但在沒有政府干預(yù)的情況下這種前提條件較難實(shí)現(xiàn)，故引入政府補(bǔ)助。

設(shè)政府給予垃圾處理處置企業(yè)的補(bǔ)貼為S，給予水泥生產(chǎn)企業(yè)的補(bǔ)貼為T。

（1）在政府補(bǔ)貼下，垃圾處理處置企業(yè)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

當(dāng)政府補(bǔ)貼大于垃圾處理處置企業(yè)增量成本時(shí)，垃圾處理處置企業(yè)有利可圖，都會(huì)選擇合作策略；反之，企業(yè)的選擇會(huì)發(fā)生分歧，有部分企業(yè)會(huì)向合作型企業(yè)演進(jìn)，但其他企業(yè)則不愿意合作。

（2） 在政府補(bǔ)貼下，水泥生產(chǎn)企業(yè)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

方程的解為x=0、x=1。

在政府補(bǔ)助可為水泥生產(chǎn)企業(yè)節(jié)省燃料消耗費(fèi)用時(shí)，水泥生產(chǎn)企業(yè)都愿意選擇合作，但企業(yè)的增量成本和原材料定價(jià)受補(bǔ)助額度的影響，所以說(shuō)政府的補(bǔ)貼對(duì)企業(yè)的選擇產(chǎn)生了重要的作用。

綜上，通過(guò)對(duì)水泥窯協(xié)同處置RDF產(chǎn)業(yè)鏈中兩類企業(yè)的博弈分析可以得出：

（1）構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵是各行業(yè)中的企業(yè)是否可以在相互關(guān)系中得到利益。

（2）垃圾處理處置企業(yè)生產(chǎn) RDF的增量成本和水泥生產(chǎn)企業(yè)燃料的費(fèi)用變化影響著合作是否成功。

6 結(jié)論

在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的道路上構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)瞧髽I(yè)發(fā)展的必然模式，但是單純依靠企業(yè)的自發(fā)行為不易完成合作均衡，在引入政府補(bǔ)助措施后會(huì)大大增加企業(yè)選擇合作的概率，由此可以得出政府主體在產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建的過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用。故應(yīng)該充分發(fā)揮政府在其中的調(diào)控作用，制定符合實(shí)際需求的優(yōu)惠政策以及相關(guān)支持，使水泥窯協(xié)同處置RDF產(chǎn)業(yè)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)發(fā)展。