政府與開(kāi)發(fā)商關(guān)于被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展的演化博弈分析

李海波 李 巖 趙 麗 趙 輝 郝 爽

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

0 引 言

被動(dòng)式超低能耗建筑的出現(xiàn)為建筑節(jié)能領(lǐng)域指引了新的方向，提升建筑能效是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求和重要舉措，積極發(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑是建筑節(jié)能領(lǐng)域的重要任務(wù)，能夠全面提升建筑質(zhì)量，促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)業(yè)升級(jí)[1].目前被動(dòng)式超低能耗建筑在發(fā)展過(guò)程中存在一些問(wèn)題：由于缺少被動(dòng)式超低能耗建筑相關(guān)的建筑材料、設(shè)備系統(tǒng)和建造工法，使得初始成本高，開(kāi)發(fā)商考慮到巨大的資金壓力而謹(jǐn)慎投資；加之被動(dòng)式超低能耗建筑對(duì)施工程序和質(zhì)量的要求比較嚴(yán)格，細(xì)化、復(fù)雜的施工技術(shù)也成為其發(fā)展的制約因素.

目前不少省市考慮到上述問(wèn)題，出臺(tái)相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展，其中河北、河南、山東三地頒布政策數(shù)量較多3].結(jié)合三個(gè)地區(qū)的政策情況來(lái)看，現(xiàn)有政策大都關(guān)于質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，激勵(lì)政策的制定和實(shí)施仍處于起步階段，且執(zhí)行效果不佳，從而使得被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展推動(dòng)力不足.因此，推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑快速發(fā)展，要發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)得到國(guó)家的引導(dǎo)和支持，政府制訂并實(shí)施科學(xué)合理的激勵(lì)政策，勢(shì)在必行[2].

被動(dòng)式超低能耗建筑進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展階段[4].許多學(xué)者為推動(dòng)其發(fā)展對(duì)相關(guān)政策進(jìn)行研究，張時(shí)聰[5]等對(duì)既有低能耗建筑激勵(lì)政策匯總分析，提出推廣建議.郝生鑫[3]等解讀被動(dòng)式低能耗建筑現(xiàn)有政策，針對(duì)不同發(fā)展階段提出相應(yīng)建議.上述文獻(xiàn)對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑在我國(guó)的發(fā)展進(jìn)行了有益的探索，但都是對(duì)政策進(jìn)行理論分析，研究既有激勵(lì)政策的有效性和可復(fù)制性，很少考慮到政府與開(kāi)發(fā)商的互動(dòng)機(jī)制.因此，本文通過(guò)建立政府與開(kāi)發(fā)商的演化博弈模型，分析雙方的行為策略，為政府制定合理的激勵(lì)政策提供依據(jù).

1 演化博弈理論基礎(chǔ)

演化博弈理論為經(jīng)濟(jì)制度的復(fù)雜性、政策變遷過(guò)程中政府激勵(lì)約束機(jī)制和企業(yè)戰(zhàn)略管理等方面的研究提供強(qiáng)大的理論工具，是一個(gè)長(zhǎng)期戰(zhàn)略互動(dòng)模型[6].總體行為不會(huì)發(fā)生突然變化，隨著外部環(huán)境或參與者內(nèi)部認(rèn)知體系的變化而出現(xiàn)適應(yīng)性的創(chuàng)新行為，根據(jù)特定的動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程，具有較高收益的策略往往會(huì)取代較低收益的策略[7].演化博弈的具體分析過(guò)程如圖1所示.

圖1 演化博弈分析過(guò)程

2 政府與開(kāi)發(fā)商之間演化博弈模型的建立

2.1 模型假設(shè)

2.1.1 博弈雙方及行為策略

研究假定前提是政府和開(kāi)發(fā)商做為博弈雙方均為有限理性，且分別只存在兩種策略.在某一時(shí)刻t,就政府而言，將對(duì)被動(dòng)式超低能耗建筑的補(bǔ)貼看作一種投資行為，最終目的是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，其行為策略分為“激勵(lì)”和“不激勵(lì)”，對(duì)應(yīng)概率用“X”和“1-X”表示(0≤X≤1)；對(duì)開(kāi)發(fā)商而言，開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑導(dǎo)致增量成本較高，損害自身的經(jīng)濟(jì)效益，在政府補(bǔ)貼條件下，其行為策略分為“開(kāi)發(fā)”和“不開(kāi)發(fā)”，對(duì)應(yīng)概率用“Y”和“1-Y”表示(0≤Y≤1).政府與開(kāi)發(fā)商的博弈策略組合如表1所示.

表1 雙方的博弈策略組合

2.1.2 損益參數(shù)假設(shè)

結(jié)合被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)政府和開(kāi)發(fā)商雙方的博弈策略組合，提出損益參數(shù)假設(shè)，如表2所示.

表2 損益參數(shù)假設(shè)

2.2 模型建立

根據(jù)上述假設(shè)，政府與開(kāi)發(fā)商雙方博弈支付矩陣如表3所示.

表3 雙方博弈支付矩陣

期望收益函數(shù)，t時(shí)刻，博弈雙方的期望收益如下，

(1)政府采取激勵(lì)策略時(shí)的期望收益

E1=Y(S1+A3-C3-C4)+(1-Y)(S1-C2-C3-C4)=Y(A3+C2)+S1-C2-C3-C4

(2)政府采取不激勵(lì)策略時(shí)的期望收益

E2=YS1+(1-Y)(S1-C2)=YC2+S1-C2

(3)政府的平均期望收益

E12=XE1+(1-X)E2=XYA3-X(C3+C4)+YC2-S1-C2

(4)開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑的期望收益

E3=X(R1-C1+A2+C4)+(1-X)(R1-C1)=X(A2+A4)+C4+R1-C1

(5)開(kāi)發(fā)商不開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑的期望收益

E4=XR1+(1-X)R1=R1

(6)開(kāi)發(fā)商的平均期望收益

E34=YE3+(1-Y)E4=XYC4-YC1+R1

根據(jù)演化博弈的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程公式，政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

開(kāi)發(fā)商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

2.3 演化博弈模型穩(wěn)定性分析

2.3.1 政府單方策略穩(wěn)定性分析

令F(X)=0,解得X1=0,X2=1，Y*=C3+C4/A3,當(dāng)開(kāi)發(fā)商在政府激勵(lì)下建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑給政府帶來(lái)的收益大于開(kāi)發(fā)商建設(shè)普通建筑政府花費(fèi)的治理成本和宣傳被動(dòng)式超低能耗建筑花費(fèi)的成本時(shí)，政府選擇采取激勵(lì)措施來(lái)推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展，因此A3>C3+C4.

對(duì)X求導(dǎo)得：

圖2

圖3

2.3.2 開(kāi)發(fā)商單方策略穩(wěn)定性分析

令F(Y)=0,解得Y1=0,Y2=1,X*=C1/(C4+A2)，當(dāng)開(kāi)發(fā)商選擇開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑獲得的收益以及政府給予的補(bǔ)貼大于開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑的增量成本時(shí)，開(kāi)發(fā)商愿意開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑，因此C4+A2>C1.

對(duì)Y求導(dǎo)得：

圖4

圖5

2.4 演化穩(wěn)定策略的漸進(jìn)穩(wěn)定性分析

根據(jù)相關(guān)定理和文獻(xiàn)得出雅可比矩陣如下：

由上述分析得到5個(gè)均衡點(diǎn)：(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)、(X*,Y*),當(dāng)均衡點(diǎn)滿足行列式detJ>0且跡trJ<0時(shí)，此點(diǎn)可視為局部演化穩(wěn)定策略(ESS).根據(jù)矩陣中行列式與跡的求法，對(duì)上述五個(gè)均衡點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，結(jié)果如表4所示.

表4 演化博弈系統(tǒng)雅克比矩陣分析

2.5 演化博弈結(jié)果分析

政府和開(kāi)發(fā)商關(guān)于被動(dòng)式超低能耗建筑行為策略的博弈演化趨勢(shì)如圖6所示.直線X=X*和Y=Y*將封閉區(qū)域劃分成四部分，在右上角區(qū)域二者的博弈趨于最優(yōu)均衡解，即政府采取激勵(lì)策略，開(kāi)發(fā)商建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑；在左下角區(qū)域二者的博弈趨于最劣均衡解，即政府采取不激勵(lì)策略，開(kāi)發(fā)商不建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑.要使系統(tǒng)以最大概率收斂于最優(yōu)均衡，需要增大右上角區(qū)域的面積，降低左下角區(qū)域的面積，應(yīng)進(jìn)一步降低X*和Y*的值.

圖6 博弈演化趨勢(shì)圖

根據(jù)X*=C1/(C4+A2)，增量成本C1與X*成正比，開(kāi)發(fā)商收益A2和資金補(bǔ)助成本C4與X*成反比.政府通過(guò)推廣應(yīng)用被動(dòng)式超低能耗建筑的關(guān)鍵技術(shù)、建造工法以及提高開(kāi)發(fā)商建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑的資金補(bǔ)助C4等措施降低增量成本C1，同時(shí)也可達(dá)到提升開(kāi)發(fā)商收益A2效果，使X*得以降低.

根據(jù)Y*=(C3+C4)/A3，政府宣傳所花費(fèi)的成本C3和資金補(bǔ)助成本C4與Y*成正比，政府收益A3與Y*成反比.在上述提升對(duì)開(kāi)發(fā)商資金補(bǔ)助C4的情況下，C4增大的幅度小于政府宣傳所花費(fèi)的成本C3的降低幅度和政府收益A3的提升幅度，使Y*得以降低.

3 被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展策略

通過(guò)研究被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展過(guò)程中政府和開(kāi)發(fā)商行為的演化博弈模型發(fā)現(xiàn)，政府宣傳成本、政府補(bǔ)貼以及開(kāi)發(fā)商建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑的增量成本制約著被動(dòng)式超低能耗建筑的發(fā)展.結(jié)合上述演化博弈結(jié)果分析提出以下三項(xiàng)建議：

(1)提高宣傳效率.

研究結(jié)果表明，政府宣傳成本并非投入越高宣傳效果越好，不可盲目投入.制定專(zhuān)門(mén)計(jì)劃，防止宣傳成本過(guò)度投入增加政府財(cái)政壓力，可以結(jié)合大眾的喜好，利用抖音、微博等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)宣傳被動(dòng)式超低能耗建筑典型案例和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)推出一批深度報(bào)道，分享被動(dòng)式超低能耗建筑特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)和激勵(lì)政策，增強(qiáng)公眾的認(rèn)知度和接受度，營(yíng)造出良好社會(huì)氛圍.

(2)采取多元化財(cái)政補(bǔ)貼.

發(fā)揮好被動(dòng)式超低能耗建筑專(zhuān)項(xiàng)資金的引導(dǎo)作用，吸引更多社會(huì)資金投入到被動(dòng)式超低能耗建筑行業(yè)中；政府可以適當(dāng)降低被動(dòng)式超低能耗建筑開(kāi)發(fā)商在銀行的貸款利率、減輕稅收以提高開(kāi)發(fā)商對(duì)開(kāi)發(fā)被動(dòng)式超低能耗建筑獲得收益的期盼；給予被動(dòng)式超低能耗建筑專(zhuān)有部品部件生產(chǎn)企業(yè)一定的優(yōu)惠政策，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展.

(3)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與人才培養(yǎng).

限制開(kāi)發(fā)商投資被動(dòng)式超低能耗建筑的最重要因素是成本，通過(guò)直接財(cái)政補(bǔ)貼對(duì)降低施工增量成本起到一定的作用，但最終還是應(yīng)從強(qiáng)化技術(shù)支撐和人才培養(yǎng)入手降低施工增量成本.首先堅(jiān)持企業(yè)自主創(chuàng)新的主體地位，鼓勵(lì)被動(dòng)式超低能耗建筑龍頭企業(yè)加大研發(fā)投入，同時(shí)政府可以建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑創(chuàng)新平臺(tái)，開(kāi)展相關(guān)技術(shù)、建材的研發(fā)；其次支持高校多學(xué)科交叉融合的教學(xué)模式，培養(yǎng)高層次的被動(dòng)式超低能耗建筑設(shè)計(jì)、研發(fā)人員，對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，為被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展提供人才保障.

4 結(jié) 語(yǔ)

本文探討了政府與開(kāi)發(fā)商關(guān)于被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展策略問(wèn)題，運(yùn)用演化博弈理論對(duì)政府與開(kāi)發(fā)商的決策行為進(jìn)行分析，使我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的決心和意志通過(guò)發(fā)展被動(dòng)式超低能耗建筑得以體現(xiàn).研究結(jié)果表明：增量成本是影響開(kāi)發(fā)商建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑的重要因素，開(kāi)發(fā)商對(duì)政策的執(zhí)行效果會(huì)制約著政府的行為策略，政府可通過(guò)提高宣傳效率、采取多元化財(cái)政補(bǔ)貼、加強(qiáng)技術(shù)支撐和人才培養(yǎng)等方面提高開(kāi)發(fā)商建設(shè)被動(dòng)式超低能耗建筑的意愿，從而，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，樹(shù)立政府公信力，推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑高質(zhì)量發(fā)展.本文的研究考慮到政府與開(kāi)發(fā)商的互動(dòng)機(jī)制，有助于政府推動(dòng)被動(dòng)式超低能耗建筑發(fā)展的過(guò)程中激勵(lì)策略的調(diào)整.