基于演化博弈的既有建筑节能改造市场主体合作行为研究

乔婉贞，郭汉丁

（天津城建大学a.经济与管理学院；b.生态宜居城市与可持续发展建设管理研究中心，天津300384）

既有建筑节能改造是实现可持续发展战略目标的重要组成部分，对于加快我国经济转型、创建绿色生态文明社会具有重要意义. 我国现存既有建筑面积520 亿m2，其中节能建筑仅10 亿m2[1]，大量高能耗建筑带来的社会环境问题亟待解决，既有建筑节能改造刻不容缓. 合同能源管理（energy performance contracting，简称EPC）是既有建筑节能改造市场的有效运作模式，然而节能服务公司（energyservicecompany，简称ESCO）因成为项目的高风险承担方致使其内在驱动力不足，业主因节能收益的不科学分配导致其内源动力萎靡，市场发展核心主体合力难以形成.黄凌云指出，在既定资源和目标约束下，参与者之间的合作行为往往会实现“1+1＞2”的集成效果[2].然而由于价值取向差异性和利益诉求矛盾性的存在，ESCO 与业主的合作行为具有复杂性和不确定性，这必然引发ESCO 服务水平良莠不齐，业主节能改造配合度不高，供需主体之间合作共识不易达成，甚至会背离合作方向，阻碍既有建筑节能改造市场发展.因此，如何在主体间寻求一种良好的动态合作关系，以实现共同投资和共同受益，是我国既有建筑节能改造市场发展进程中亟需深入探讨的重要议题.

目前，国内外学者已从激励机制、风险管理、收益分配等方面研究既有建筑节能改造市场主体行为.激励机制方面，Labanca N[3]探索了欧盟多国建筑节能服务市场，发现既有建筑节能改造存在外部性，实施激励政策是促使外部性内部化的必要手段.Azizi N[4]揭示了政府激励政策的落实程度与业主改造积极性正比例相关. 风险管理方面，Lee P[5]通过问卷调查识别出EPC 项目存在投资回收期长、收益不确定、还款能力模糊等风险，发现业主改造积极性会伴随这些不确定性风险产生波动.陶凯[6]探索了既有建筑节能改造市场内外部环境的不确定性变化以及项目主体关系的复杂特征，得到环境因素、项目特征是影响主体风险共担的关键因素.收益分配方面，Bertoldi P[7]指出EPC项目收益分配直接影响参与方利益，收益分配是否合理决定项目成败.胡伟[8]基于利益相关者理论，提出应综合考虑参与方风险承担能力与资源投入，以实施ESCO 与业主之间的节能收益分配.张文杰[9]基于委托代理理论探究EPC 模式下节能改造项目超额收益的分配问题，发现当参与者无法收回前期投入成本时，会导致合同关系破裂.既有文献多从静态视角对影响既有建筑节能改造市场主体行为的因素展开研究，追求单一主体目标的最优，对于多主体合作行为选择的研究较少，尤其是对业主与ESCO 之间合作行为的研究尚属鲜见. 因此，有必要将演化博弈和合作共赢纳入既有建筑节能改造市场分析框架中进行动态探索，为市场发展过程中各主体科学决策提供理论指导，促进多主体合作下既有建筑节能改造市场共赢发展.

基于此，本文从探寻我国既有建筑节能改造市场主体合作障碍角度出发，以合作共赢为理念，构建既有建筑节能改造市场主体合作行为演化博弈模型，探讨主体合作行为博弈策略，分析影响主体合作行为的关键因素，并根据博弈分析结果提出促进市场主体合作共赢的对策建议，以期推动我国既有建筑节能改造市场健康发展.

1 模型基本假设与构建

1.1 博弈模型选定与主体界定

演化博弈将博弈理论与动态演化过程理论融为一体，在有限理性下不同群体间反复博弈的过程中，不断模仿与改进以寻找稳定均衡点，直到形成群体间都满意的最佳决策集合[10].演化博弈应用广泛，尤其在多主体参与的局中人合作行为选择方面具有较强的适应性，因此在多种合作机制的建立中常常被采用.

既有建筑节能改造具有公共物品属性，政府作为直接受益主体之一，在市场中主要扮演引导者和监管者的角色，市场能否健康有序发展很大程度上取决于业主与ESCO 两大核心结构性主体的行为选择.因此，本文以业主与ESCO 为博弈分析的研究对象，对其他辅助性主体的行为策略不作重点分析.

1.2 模型基本假设

业主、ESCO 两方博弈基于以下假设.

假设1：业主与ESCO 均为限理性人.

假设2：业主为参与博弈的局中人O，ESCO 为参与博弈的局中人E，每个主体各自均有两种行为策略：业主会为了提高室内舒适度、减少用能支出而选择积极参与节能改造的合作策略，也会在衡量自身付出成本和节能收益的过程中选择消极参与节能改造的不合作策略，即{合作，不合作}；ESCO 存在因看重自身信誉、履行社会责任而选择提供高质量节能服务的合作策略，也存在为谋取超额收益使用低质节能材料和“偷懒”的投机心理，选择提供低质量节能服务的不合作策略，即{合作，不合作}.

假设3：初始时刻，业主选择“合作”策略的比例为x，选择“不合作”策略的比例为1-x；ESCO 选择“合作”策略的比例为y，选择“不合作”策略的比例为1-y；其中0≤x，y≤1.

假设4：既有建筑节能改造市场不存在激励、监管等其他约束条件.

在既有建筑节能改造市场，对各参数做出如下设定：业主与ESCO 双方均采取合作策略获得的收益为R；业主市场交易成本为CO，ESCO 市场交易成本为CE；在合作过程中的风险损失为S；业主选择不合作获得的收益为Q；ESCO 选择不合作获得的收益为q；α为业主的收益分配比例系数；μ 为业主的风险分担比例系数，且α，μ∈（0，1），其中α 越小表示业主分配到的收益越少，μ 越小表示业主越不愿意承担合作风险.

1.3 支付矩阵构建

由以上基本假设得到业主与ESCO 策略交往的支付矩阵，如表1 所示.

表1 业主、ESCO 策略交往的支付矩阵

1.4 收益期望函数

（1）设业主采取合作策略、不合作策略的期望收益分别为O11、O12，业主平均收益为O1，则

（2）设ESCO 采取合作策略、不合作策略的期望收益分别为E11、E12，ESCO 平均收益为E1，则

2 演化稳定策略求解

2.1 业主动态合作行为演化博弈策略分析

由式（1）、（3）得到业主复制动态方程为

对式（7）进行求导得到

令F（x）=0，解得x=0，x=1，y*分别讨论如下.

图1 业主在3 种情况下复制动态相位

2.2 ESCO 动态合作行为演化博弈策略分析

由式（4）及式（6）得到ESCO 复制动态方程为

对式（9）进行求导得到

分别讨论如下.

图2 ESCO 在3 种情况下复制动态相位

2.3 业主与ESCO 系统稳定演化博弈策略分析

综合以上分析，用一个二维平面坐标轴表示博弈双方的复制动态关系，以展现系统内演化趋势，如图3所示.

图3 系统演化情况

图3 描述了既有建筑节能改造市场发展过程中业主与ESCO 行为交互的动态过程，分别存在两个演化稳定点O（0，0）和C（1，1）.其中：O点表示业主采取消极的不合作策略，ESCO 采取提供低水平节能服务的不合作策略；C点表示业主采取积极的合作策略，ESCO 采取提供高水平节能服务的合作策略. 另外，系统中仍存在两个不平衡点B（0，1）、A（1，0）及鞍点在以D点为界的右上方区域，系统将朝帕累托最优均衡点C（1，1）演化，在以D点为界的左下方区域，系统将朝帕累托劣均衡点O（0，0）演化.

3 基于动态演化博弈的参数分析

由图3 可知系统中存在C（1,1）和O（0,0）两个演化方向，系统演化方向取决于鞍点D的变化轨迹.根据鞍点D（x*，y*）的表达式，当选择合作策略获得的收益R、市场交易成本CO和CE、合作中的风险损失S、收益分配比例系数α 和风险分担比例系数μ 发生变化时，点D会移动. 下面分别讨论不同参数波动时收敛结果的变化情况.

（1）选择合作策略获得的收益R.对于点D存在即当合作带来的收益不断增大时，D点会朝左下方移动，右上方区域面积增大，系统演化方向为C（1，1）.产生这种情况的原因在于业主与ESCO的经济属性，高收益往往会使投资者趋之若鹜.因此，增加合作收益S会增大主体选择合作策略的比例，促使系统朝帕累托最优均衡点演化.

（2）市场交易成本CO和CE. 根据鞍点D表达式，存在由此可以看出，伴随市场交易成本的增大，x、y值逐渐减小，即业主采取积极的合作策略的比例在降低，ESCO 提供高质量的改造服务的合作策略的比例也在降低.出现这种情况的原因在于业主与ESCO 均具有趋利属性，高成本往往会使其望而却步，降低市场交易成本可以使稳定均衡点朝向C（1，1）收敛.

（3）合作中的风险损失S.在鞍点处0，这意味着当业主与ESCO 合作过程中的风险损失增加时，鞍点D将朝C（1,1）点移动，D点右下方区域面积增大，系统将朝O（0，0）方向演化.这是因为既有建筑节能改造存在诸多风险，主体出于对自身利益的追逐与对其他参与方的不信任，均不愿意主动承担高风险带来的经济损失，这势必会影响两者合作态势的形成.

（4）收益分配系数α.在D点处有此时既有建筑节能改造收益分配可从两个极端角度进行考虑.若将节能收益全部归业主所有，则D点朝C（1，1）方向移动，左下方面积增加，最终稳定策略为不合作；若ESCO 获得所有节能收益，则D点朝右上方移动，最终实现帕累托劣均衡O（0，0）.因此，如何统筹全局，寻找到合作双方都认同的收益分配系数，对于促进既有建筑节能改造市场主体合作共赢至关重要.

（5）风险分担比例系数μ. 在D点存在同样从两个极端角度考虑，若节能改造所有风险均由ESCO 承担，即当μ→0 时，D点朝C（0，0）方向移动，左下方面积增加，最终稳定策略为不合作；若所有风险均由业主承担，即μ→1，则D点朝右上方移动，最终稳定策略为不合作，两种情况下业主与ESCO合作共识均不易达成.因此，有必要设计合理的风险共担契约，以达到双方合作的理想均衡点.

4 促进既有建筑节能改造市场主体合作共赢的对策建议

基于模型分析结果，在不考虑其他主体的前提下，既有建筑节能改造市场发展需要业主与ESCO 两方主体共同努力、协同合作.建立合作共识、实现价值共创、优化收益分配、力求风险共担是促进既有建筑节能改造市场主体合作共赢的根本性策略.

（1）建立信任共识，奠定合作基础.合作双方交易成本是影响合作策略的主要因素，降低双方交易成本的关键在于业主与ESCO 之间的合作信任度，合作信任度取决于对节能信息的掌握程度.建筑节能服务平台是有效的信息披露渠道，能够保证节能信息的透明性与权威性，降低节能信息搜寻成本，有助于打破以往既有建筑节能改造项目因信息不对称而导致的主体间信任缺失.通过搭建建筑节能服务平台，ESCO 节能服务内容得到清晰展现，业主参与节能改造过程的途径更为便捷，并在全过程的参与中对ESCO 的节能服务水平更有信心，业主与ESCO 相互信任度加强，能有效降低交易成本，更易形成合作态势，为主体间合作发展奠定坚实基础.

（2）实现价值共创，注入合作活力.合作收益是影响主体合作行为选择的重要因素，通过价值共创做大市场供需主体所处系统，是增加合作收益的有效途径.实现价值共创首先需要业主与ESCO 改变以往只看重短期经济效益的心理，以长远的眼光将对方看作值得信赖的合作伙伴，充分考虑其利益诉求，在为合作方创造价值的同时，获得自身更大的利益空间，以最终实现各自的目标追求.在价值共创的过程中，各主体不再以自身利益最大化为唯一导向，而是从系统的角度出发追求整体综合效益最大化，形成市场价值共创发展氛围，以多主体协同下的系统作用力提高项目合作收益，为市场发展注入持续活力.

（3）优化收益分配，提供合作保障.收益分配是否合理是影响既有建筑节能改造市场主体合作共赢的关键因素.EPC 模式下，ESCO 通过与业主共享节能收益收回成本、获得利润.因此，在收益分配的过程中，ESCO 应秉承与业主互利互惠的收益共享理念，充分考虑各主体贡献度与资源投入量，建立公平视域下的收益分配机制，以寻求双方都满意的收益分配比例，达到双方合作的理想均衡点.除此之外，为了充分调动业主内源动力，ESCO 在保证自身利益的前提下，可进行适当的利益让渡，引导业主主动与其合作，提升合作成功率，为既有建筑节能改造市场业主与ESCO 合作提供有力保障.

（4）力求风险共担，提升合作效益.既有建筑节能改造存在诸多风险，风险共担是降低合作风险损失、提高项目综合效益的必要手段.双方应秉承“责利对等”的原则设计合理的风险分担机制，将风险共担体现在项目合作契约的设计中，以明晰的合同条款为载体对业主用能行为和ESCO 节能服务质量进行合理约束，以动态契约界定主体间的风险分担关系，并注入一定的柔性条款进行优化，借此满足风险分担比例系数动态调整的特征，降低项目合作失败的风险. 在此基础上，通过在既有建筑节能改造市场中贯彻风险共担理念，降低项目风险管理成本，通过提升合作整体效益的方式增加主体自身收益，从而实现利益相容、共赢合作.

5 结 语

本文运用演化博弈理论，基于行为人有限理性假设，构建了既有建筑节能改造业主与ESCO 两方群体的博弈模型，探讨其合作行为的动态演化过程.研究结果表明，减小合作风险、降低合作成本、合理的收益分配、风险分担可以帮助业主与ESCO 建立合作关系，达到合作共赢的演化均衡点. 因此，为优化实施既有建筑节能改造市场主体合作行为稳定策略，应从信任共识、价值共创、收益共享、风险共担等方面促成主体间达成良好的合作关系，以推动既有建筑节能改造市场健康有序发展.