袁汝華,孫雨欣

(1.河海大學(xué)商學(xué)院,江蘇 南京 211100; 2.河海大學(xué)水利經(jīng)濟(jì)研究所,江蘇 南京 211100)

調(diào)水工程水價是水資源管理的核心環(huán)節(jié),是工程前期制定投融資方案、保障后期調(diào)水工程良性運(yùn)行和發(fā)揮效益的重要基礎(chǔ)[1]。調(diào)水工程水價定價主要模式為由政府宏觀調(diào)控定價,成本加成法核算水價,鮮有買賣雙方簽訂價格。如南水北調(diào)東線、中線工程綜合考慮了工程的各種因素,在“保本、還貸、微利”的原則上制定供水價格。由于當(dāng)前我國水利工程存在定價機(jī)制不完善、執(zhí)行水價比成本水價低等問題[2],價格無法作為杠桿調(diào)節(jié)水資源的需求,導(dǎo)致市場失靈。因此,深化水利工程水價改革對完善調(diào)水工程水價形成機(jī)制、解決水價偏低和水資源配置效率低等問題意義重大,而我國電價深化改革中多元競爭主體格局為水價改革提供了思路。

2021年《關(guān)于“十四五”時期深化價格機(jī)制改革行動方案的通知》的印發(fā),明確了水利工程供水水價的改革方向。2022年,中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會修訂了《水利工程供水價格管理辦法》與《水利工程供水定價成本監(jiān)審辦法》?！端こ坦┧▋r成本監(jiān)審辦法》借鑒城鎮(zhèn)生活水價,提出準(zhǔn)許成本加合理收益的水價模式[3],順應(yīng)了改革的方向。在定價方式上,打破了只由政府定價的局面,鼓勵社會資本方參與水利工程,由此水價利益相關(guān)者增多。為了對調(diào)水工程供水合理定價,在價格機(jī)制改革的背景下,有必要對調(diào)水工程水價利益相關(guān)者進(jìn)行研究。

目前,國內(nèi)外已有對調(diào)水工程水價的側(cè)重區(qū)域[4]、計(jì)價方式[5-6]、測算方法[7-8]、水價利益相關(guān)者的研究主要聚焦于農(nóng)業(yè)水價改革,從對農(nóng)業(yè)水價改革利益相關(guān)者進(jìn)行定義[9]開始,之后進(jìn)行識別與分類[10],挖掘利益相關(guān)者的利益訴求與所處立場,用定性、定量的方式展現(xiàn)農(nóng)業(yè)水價利益相關(guān)者群體之間的關(guān)系[11],探索合理分擔(dān)農(nóng)業(yè)水價機(jī)制。而對于調(diào)水工程利益相關(guān)者的研究目前主要集中于生態(tài)價值補(bǔ)償利益相關(guān)者[12-14]、調(diào)出區(qū)與調(diào)入?yún)^(qū)水資源價值[15]以及調(diào)水工程可持續(xù)供應(yīng)鏈利益相關(guān)者[16]的研究。隨著PPP模式的推廣,部分學(xué)者開始從演化博弈的角度分析利益相關(guān)者行為策略,建立利益主體之間的博弈。如陳浩等[17]通過建立供水與用水企業(yè)之間的博弈研究水價策略;馬立偉等[18]運(yùn)用進(jìn)化博弈理論對地區(qū)農(nóng)業(yè)水價制度進(jìn)行優(yōu)化;榮智等[19]構(gòu)建了政府與社會資本方博弈模型,動態(tài)地研究分析影響政府監(jiān)管的因素;吳兆丹等[20]探究了水利風(fēng)景區(qū)PPP項(xiàng)目政府與社會資本方利益協(xié)調(diào)行為策略;Jia等[21]通過構(gòu)建政府、社會資本與消費(fèi)者三方演化博弈模型,闡述在PPP項(xiàng)目獨(dú)特支付機(jī)制下利益相關(guān)方低碳技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散的演化機(jī)制。

綜上,已有較多學(xué)者從利益相關(guān)者的角度研究農(nóng)業(yè)水價,但很少有學(xué)者將目光聚焦于調(diào)水工程水價。目前調(diào)水工程水價定價改革正處于初始階段,因此本文從利益相關(guān)者角度出發(fā),通過構(gòu)建水價利益相關(guān)者之間的演化博弈模型,探究制定調(diào)水工程水價的最優(yōu)策略與影響因素,以期為制定合理的引江補(bǔ)漢工程水價提供思路。

1 演化博弈模型的建立

1.1 調(diào)水工程水價利益相關(guān)者

調(diào)水工程水價涉及眾多的利益主體:政府、水源地公司、受水區(qū)公司、工程投資方、居民和用水部門等,不同利益相關(guān)者的利益訴求不同,在不同方面影響調(diào)水工程水價的定價。政府建設(shè)調(diào)水工程不是盈利,而是滿足用水戶對于水資源的需求,由此可以看出兩者在一定方面存在利益的共同性,因此在博弈模型中政府只發(fā)揮監(jiān)督責(zé)任。用水戶是調(diào)水工程的直接受益者,其承受能力是決定調(diào)水工程水價定價的關(guān)鍵因素,用水戶承受能力越強(qiáng),水價浮動范圍越大。調(diào)水工程項(xiàng)目以政府投資為主導(dǎo),銀行貸款為支撐,較少部分為社會資本方投資。作為投資方的社會資本方,其利益訴求為在風(fēng)險承受能力之內(nèi)獲取合理收益。投資通過影響調(diào)水工程成本,進(jìn)而影響其水價。

引江補(bǔ)漢工程是引長江水至漢江,為南水北調(diào)中線工程提供后續(xù)水源,從而緩解漢江中下游面臨的生態(tài)環(huán)境壓力。圖1以一般調(diào)水工程利益相關(guān)者為基礎(chǔ),通過引江補(bǔ)漢工程水流與資金流的流向角度,梳理引江補(bǔ)漢工程水價的利益相關(guān)者,實(shí)線為水流,虛線為資金流。借鑒文獻(xiàn),結(jié)合對調(diào)水工程水價利益相關(guān)者的實(shí)際分析,選擇政府、社會資本方以及用水戶作為博弈主體進(jìn)行博弈分析。

1.2 用水戶與政府完全信息靜態(tài)博弈

政府與用水戶之間有關(guān)用水效率問題,涉及水權(quán)、用水量、激勵機(jī)制、信用問題等幾個方面。水權(quán)問題不清晰,易導(dǎo)致公水悲劇。水權(quán)的無償取得,造成了水資源配置效率低,政府需要采取一定的懲罰措施,使浪費(fèi)的水權(quán)流動起來。對于有償使用,政策性低價造成了越用水越劃算的不合理現(xiàn)象,因此政府采用兩部制或階梯等方法進(jìn)行計(jì)量,從而激勵用水戶提高用水效率。用水戶使用權(quán)申請上體現(xiàn)了信用問題,若用水戶在申請用水權(quán)使用時,前一年達(dá)到制定的用水效率值,則用水戶存在信用,若未達(dá)到,則政府對用水戶降低用水額,以此督促用水戶用水效率的提高。由于調(diào)水工程水價涉及面較廣,不同的調(diào)水工程供水保證率與水質(zhì)等皆不相同。為了方便計(jì)算,假設(shè)調(diào)水工程供水保證率可以達(dá)到供需平衡且不存在水質(zhì)問題,政府采取措施對不同用水效率的用水戶進(jìn)行一定獎勵或懲罰的成本為c,用水戶高用水效率時的機(jī)會成本與收益分別為f與r,同時政府得到一定的社會福利為g。若用水戶用水不節(jié)制,造成水資源浪費(fèi),用水效率降低,政府會受到一定的社會福利損失m,同時用水戶也將因此得到政府的處罰d。根據(jù)以上假設(shè)得到政府與用水戶的策略收益矩陣,見表1。

表1 政府與用水戶的策略收益矩陣

假設(shè)r-f>f>f-d,即r>2f時,高用水效率行為策略給用水戶帶來的收益大于低用水效率行為策略,所以無論政府是否采取措施,用水戶都將傾向于選擇高用水效率行為策略。由于g-c

假設(shè)f>r-f>f-d,此時當(dāng)政府選擇有措施策略時,用水戶將選擇高用水效率行為策略;反之當(dāng)政府選擇無措施策略時,用水戶將選擇低用水效率行為策略。若d-c<0,無措施策略是政府的最優(yōu)策略,此時存在納什均衡(政府無措施,用水戶低用水效率)。

假設(shè)f>f-d>r-f,低用水效率行為策略給用水戶帶來的收益大于高用水效率行為策略,所以無論政府是否采取措施,用水戶都將傾向于選擇低用水效率行為策略。若d-c>0,則政府的最優(yōu)策略是有措施策略,此時存在納什均衡(政府有措施,用水戶低用水效率)。反之若d-c<0,由于g-c

綜上,政府與用水戶之間完全信息靜態(tài)博弈存在3種納什均衡,分別為(無措施,高用水效率)、(無措施,低用水效率)、(有措施,低用水效率),其中當(dāng)r>2f時,政府無措施策略,用水戶高用水效率行為策略是政府所期望的理想狀態(tài)。在該狀態(tài)下,用水戶高用水效率行為存在一定的內(nèi)生動力,因此從用水戶的收益和成本的角度,政府可以增加對高用水效率用水戶的獎勵,同時通過水權(quán)市場降低高用水效率的機(jī)會成本,抬高水權(quán)市場的門檻。

1.3 政府、社會資本方與用水戶三方演化博弈

1.3.1基本假設(shè)

假設(shè)1博弈主體。博弈中涉及有限理性的政府、社會資本方與用水戶3個不同的參與群體,為非對稱博弈,群體間存在信息不對稱。

假設(shè)2政府積極調(diào)控,即投入一定的人力、物力、財力等對調(diào)水工程水價進(jìn)行調(diào)控,對積極參與調(diào)水工程建設(shè)的社會資本方與用水戶給予一定的獎勵或補(bǔ)助,其概率為x。若消極調(diào)控,則政府對于調(diào)水工程水價不采取任何措施干預(yù)社會資本方與用水戶是否參與調(diào)水工程建設(shè),其概率為1-x。

假設(shè)3社會資本方積極參與調(diào)水工程建設(shè)運(yùn)行概率為y;采取各種方式力求自身獲得更多利益,即投機(jī)主義概率為1-y。

假設(shè)4用水戶參與調(diào)水工程水價定價,對完善水價形成機(jī)制提出需求,推動由市場決定價格形成機(jī)制,并進(jìn)行監(jiān)督的行為概率為z,用水戶在水價制定過程中不行使其參與權(quán)與監(jiān)督的概率為1-z。

假設(shè)5變量參數(shù)。為構(gòu)造三方演化博弈矩陣,相關(guān)變量定義如下:R1為政府采取消極調(diào)控策略時得到的社會效益;C1為政府采取積極調(diào)控策略時付出的人力、物力、財力等成本;R2為政府采取積極調(diào)控策略時得到的社會收益,可以使水資源配置效率提高;H為政府采取積極調(diào)控策略,發(fā)現(xiàn)社會資本方投機(jī)主義時進(jìn)行及時鼓勵得到的績效考核收益;M為政府采取消極調(diào)控策略時,用水戶發(fā)現(xiàn)社會資本方投機(jī)主義,對其投訴使政府產(chǎn)生的損失;G為社會資本方與用水戶合作時政府獲得的額外收益;R3為社會資本方采取積極努力策略時的收益;C2為社會資本方采取積極調(diào)控策略時的成本;R4為社會資本方采取投機(jī)主義策略時的收益;D為當(dāng)社會資本方積極努力,政府對社會資本方的政策性補(bǔ)助或激勵措施,以保障其合理的收益,以及當(dāng)政府消極調(diào)控時,用水戶未發(fā)現(xiàn)社會資本方投機(jī)主義,仍然獲取的政策性補(bǔ)助;F為用水戶選擇參與策略時,社會資本方積極努力,兩者合作的額外收益;R5為用水戶采取參與策略時的收益;C3為用水戶采取參與策略時的成本;S1為政府積極調(diào)控時,水資源合理配置、促進(jìn)用水戶節(jié)水,用水戶增加的收益,即減少的水費(fèi);S2為社會資本方積極努力時用水戶的額外收益;S3為政府對參與監(jiān)督且提出需求的公眾的獎勵支出;k為政府消極調(diào)控時,用水戶發(fā)現(xiàn)社會資本方投機(jī)主義的概率。

1.3.2構(gòu)建演化博弈模型

根據(jù)三方演化博弈模型的基本假設(shè)與變量參數(shù)(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)得出政府、社會資本方與用水戶不同策略組合下的收益矩陣,如表2所示。

表2 三方博弈的收益矩陣

1.3.3演化博弈模型分析

1.3.3.1復(fù)制動態(tài)方程

根據(jù)表2,設(shè)政府采取積極調(diào)控策略與消極調(diào)控策略時的期望收益分別為Q11與Q12,政府的平均期望收益為Q1,則有:

Q11=(R2-C1+G)yz+(R2-C1)y(1-z)+

(R2-C1+H)(1-y)z+(R2-C1+

H)(1-y)(1-z)

(1)

Q12=(R1+G)yz+R1y(1-z)+(R1-

kM)(1-y)z+R1(1-y)(1-z)

(2)

Q1=xQ11+(1-x)Q12

(3)

構(gòu)造政府行為策略的復(fù)制動態(tài)方程為

H-C1-R1-Hy+kMz-kMzy)

(4)

社會資本方行為策略的復(fù)制動態(tài)方程為

C2-R4+Dx+Fz+Dkz-Dkzx)

(5)

用水戶行為策略的復(fù)制動態(tài)方程為

(6)

1.3.3.2三方演化博弈均衡點(diǎn)及穩(wěn)定性分析

聯(lián)立博弈三方行為策略的復(fù)制動態(tài)方程,組成三維動力系統(tǒng)。通過三維動力系統(tǒng),得到其雅可比矩陣,可以分析出特征值與平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。三維動力系統(tǒng)的雅可比矩陣為令F(x)=F(y)=F(z)=0,解得存在10個局部均衡點(diǎn),其中P9((C2-R3-F+R4-Dk)/(D-Dk),(H-C1-R1+R2+kM)/(H+kM),1),P10((C2-R3+R4)/D,(H-C1-R1+R2)/H,0)。此外,存在滿足的范圍為{(x,y,z)|0

(7)

將均衡點(diǎn)代入式(7)得到該點(diǎn)的雅克比矩陣,每個雅可比矩陣可得到3個特征值。表3為部分均衡點(diǎn)的特征值及穩(wěn)定性條件。

表3 部分雅可比矩陣特征值及穩(wěn)定性條件

由于三維動力系統(tǒng)雅可比矩陣特征值的參數(shù)較多,單個參數(shù)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。為了便于分析,主要討論社會資本方獲取的政策性補(bǔ)助、用水戶與社會資本方合作時社會資本方的收益,以及社會資本方在采取兩種策略時的利潤對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響變化。假設(shè)參數(shù)滿足R5+S5>C3,C1-R2+R1<0,k∈(0,1),依據(jù)表4可以得到以下兩種情形:

表4 均衡點(diǎn)局部穩(wěn)定性

情形1當(dāng)C2-D-F-R3+R4>0時,即社會資本方采取投機(jī)主義策略時的收益大于采取積極努力策略時的利潤、獲取的政策性補(bǔ)助以及用水戶與社會資本方合作社會資本方的收益之和時,雅可比矩陣的特征值均為負(fù)的均衡點(diǎn)為D6(1,0,1)。

情形2當(dāng)C2-D-F-R3+R4<0時,即社會資本方采取投機(jī)主義策略時的收益小于社會資本方采取積極努力策略時的利潤、獲取的政策性補(bǔ)助以及用水戶與社會資本方合作社會資本方的收益之和時,雅可比矩陣的特征值均為負(fù)的均衡點(diǎn)為D8(1,1,1)。

2 演化博弈仿真分析

政府、社會資本方與用水戶三方演化博弈模型研究的最終目的是演化博弈主體均獲利,即政府積極調(diào)控,促使社會資本方與用水戶積極參與調(diào)水工程水價形成過程。為了更加直觀地了解演化博弈的結(jié)果,運(yùn)用MATLABR2021b版本軟件對演化博弈模型進(jìn)行仿真,參數(shù)設(shè)置為C1=1,R1=0.5,R2=2,C2=3,M=1,H=0.5,R3=2,C3=1.5,R4=0,D=1,F=1,R5=1,S3=0.8,k=0.5。

2.1 三方初始意愿對演化博弈策略的影響

通過對具體參數(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真,可以驗(yàn)證政府、社會資本方與用水戶在滿足設(shè)定約束條件的情況下,三方演化博弈主體能夠隨時間演化到穩(wěn)定策略。如圖2所示,在初始意愿值為x=0.5,y=0.5,z=0.5時,在滿足上述設(shè)定條件的情況下,三方演化博弈主體最終演化至x=1,y=1,z=1,即漸近穩(wěn)定點(diǎn)D8(1,1,1)的博弈策略子集。

圖2 初始意愿對演化博弈策略的影響

2.2 改變R2對政府策略的影響

在假定其他參數(shù)不變的情況下,R2不同取值時仿真結(jié)果如圖3所示。

圖3 R2對政府策略選擇的影響

由圖3可知,R2越大,政府選擇采取積極調(diào)控策略概率趨向于1的速度越快,即政府選擇積極調(diào)控行為策略的意向越大;但當(dāng)R2=1.5時,政府選擇策略的行為處于無法收斂狀態(tài)。因此,對于政府而言,積極調(diào)控策略有利于鼓勵社會資本方積極參與調(diào)水工程,用水戶與社會資本方協(xié)商調(diào)水工程水價,發(fā)揮市場作用,當(dāng)政府采用積極調(diào)控策略的成本超過消極調(diào)控成本、政府采取積極調(diào)控策略時得到的社會經(jīng)濟(jì)收益及用水戶參與時政府積極調(diào)控所獲得的公信力與社會福利之和時,政府采取消極調(diào)控策略為最優(yōu)策略。

2.3 改變D、F對社會資本方策略的影響

在假定其他參數(shù)不變的情況下,D與F分別取值時,仿真結(jié)果如圖4所示。

圖4 D、F對社會資本方策略選擇的影響

當(dāng)D=0.4或F=0.4時,社會資本方選擇積極參與策略概率趨向于1的速度最慢,說明當(dāng)社會資本方獲得政策性補(bǔ)助較小時,選擇積極努力策略的主動性比較差。隨著D或F的不斷增大,社會資本方采取積極努力策略概率收斂于1的速度越快,說明社會資本方獲得的收益越大,社會資本方主動性增強(qiáng)越大,積極參與水利工程建設(shè)的可能性就越大。從D與F整體來看,當(dāng)社會資本方獲取的政策性補(bǔ)助與用水戶和社會資本方兩者合作的額外收益之和越大,社會資本方選擇積極努力策略概率收斂于1的速度越快,反之收斂于0的速度越快。

2.4 改變S3對用水戶策略的影響

在假定其他參數(shù)不變的情況下,根據(jù)S3不同取值進(jìn)行數(shù)值仿真,得到用水戶策略選擇演化路徑的仿真結(jié)果。

由圖5可知,在前提參數(shù)假設(shè)的情況下,當(dāng)S3>0.6時用水戶選擇采取參與策略的概率收斂于1,且S3越大時,用水戶選擇參與策略概率收斂于1的速度越快。因此,對于用水戶而言,當(dāng)采取參與策略時政府對用水戶的激勵越大,選擇參與策略的概率越大;但當(dāng)用水戶參與的成本超過參與收益與政府獎勵收益之和時,用水戶將采取不參與策略。

圖5 S3對用水戶策略選擇的影響

3 結(jié)論與建議

引江補(bǔ)漢工程總投資約650億元,可研批復(fù)靜態(tài)總投資582.35億元,主要來源于銀行貸款和資本金。其中銀行貸款約占工程總靜態(tài)投資的44%,其余資本金由中央預(yù)算內(nèi)投資和業(yè)主共同籌集。引江補(bǔ)漢工程的建設(shè)具有顯著的社會、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益,但盈利能力弱,有必要進(jìn)行建設(shè)資金籌措、供水成本及水價形成機(jī)制研究。

3.1 結(jié)論

a.通過演化博弈模型研究表明,當(dāng)演化博弈參數(shù)條件滿足C3-R5-S3<0,C1-R2+R1<0且C2-D-F-R3+R4<0時,達(dá)到(積極調(diào)控,積極努力,參與)策略的理想狀態(tài)。理想狀態(tài)是促使水價利益相關(guān)者達(dá)到三方共贏的局面,即政府選擇積極調(diào)控的凈收益大于消極調(diào)控獲得的收益,社會資本方投機(jī)主義時收益小于積極努力時的凈收益、政策性補(bǔ)助以及用水戶與社會資本方合作額外收益三者之和,用水戶參與時的凈收益大于不參與時的收益。

b.對于政府,積極調(diào)控收益越大,選擇積極調(diào)控策略的積極性就越高,獲取的收益越小,政府的主動性就會放緩;當(dāng)政府獲取的收益不足以支撐其付出的成本時,政府傾向于選擇消極調(diào)控策略。

c.對于社會資本方,隨著政府的政策性補(bǔ)助以及與用水戶之間合作的額外收益增大,社會資本方將主動采取積極努力策略,但社會資本方對政府政策性補(bǔ)助的敏感度高于與用水戶之間合作的額外收益。

d.從用水戶的角度出發(fā),政府對參與監(jiān)督且提出需求的公眾獎勵支出越高,用水戶采取參與策略的意愿越強(qiáng)烈。當(dāng)政府對參與監(jiān)督且提出需求的公眾獎勵支出不足以支撐參與策略凈收益時,用水戶不參與策略為最優(yōu)策略。

3.2 建議

a.堅(jiān)持兩手發(fā)力,積極推行調(diào)水工程水價改革,做好響應(yīng)調(diào)水工程水價改革的響應(yīng)工作。改變調(diào)水工程水價只由政府定價的局面,分清政府與市場的作用,留出市場發(fā)揮空間,建立由市場決定的價格機(jī)制,同時避免出現(xiàn)A-J效應(yīng)。在用水權(quán)方面,嘗試提高取得水權(quán)的成本,建立用水權(quán)市場化交易。

b.確定合理的社會資本回報率,鼓勵社會資本方與用水戶合作協(xié)商定價,或通過招投標(biāo)、競爭性談判等方式形成價格,提高工程盈利能力。在水價定價過程中,既要考慮社會資本方的合理回報,又要考慮用水戶承受能力與社會公眾利益等因素,盡量采取社會資本方與用水戶協(xié)商溝通、簽訂買賣合同定價等方式,充分反映利益相關(guān)者關(guān)于水價的意見與訴求,符合市場化導(dǎo)向。

c.建立水價動態(tài)調(diào)整機(jī)制。在物價水平、水資源豐缺等自然規(guī)律與用水戶承受能力等因素變化時,博弈主體接收到的信息不同其策略選擇不同,因此水價需要根據(jù)不同因素的變化進(jìn)行一定的調(diào)整。在調(diào)價程序上,應(yīng)定期調(diào)價與臨時調(diào)價相結(jié)合;在調(diào)價方式上,可采用公式調(diào)價、基準(zhǔn)比價機(jī)制和市場測試調(diào)價等方式,同時建立供水價格與終端用戶水價調(diào)整的聯(lián)動機(jī)制。