政府与开发商关于被动式超低能耗建筑发展的演化博弈分析

李海波 李 岩 赵 丽 赵 辉 郝 爽

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075000)

0 引 言

被动式超低能耗建筑的出现为建筑节能领域指引了新的方向，提升建筑能效是推动经济社会可持续发展的必然要求和重要举措，积极发展被动式超低能耗建筑是建筑节能领域的重要任务，能够全面提升建筑质量，促进节能产业升级[1].目前被动式超低能耗建筑在发展过程中存在一些问题：由于缺少被动式超低能耗建筑相关的建筑材料、设备系统和建造工法，使得初始成本高，开发商考虑到巨大的资金压力而谨慎投资；加之被动式超低能耗建筑对施工程序和质量的要求比较严格，细化、复杂的施工技术也成为其发展的制约因素.

目前不少省市考虑到上述问题，出台相关政策标准来推动被动式超低能耗建筑发展，其中河北、河南、山东三地颁布政策数量较多3].结合三个地区的政策情况来看，现有政策大都关于质量验收标准和节能设计标准，激励政策的制定和实施仍处于起步阶段，且执行效果不佳，从而使得被动式超低能耗建筑发展推动力不足.因此，推动被动式超低能耗建筑快速发展，要发展关键技术，同时得到国家的引导和支持，政府制订并实施科学合理的激励政策，势在必行[2].

被动式超低能耗建筑进入规模化发展阶段[4].许多学者为推动其发展对相关政策进行研究，张时聪[5]等对既有低能耗建筑激励政策汇总分析，提出推广建议.郝生鑫[3]等解读被动式低能耗建筑现有政策，针对不同发展阶段提出相应建议.上述文献对被动式超低能耗建筑在我国的发展进行了有益的探索，但都是对政策进行理论分析，研究既有激励政策的有效性和可复制性，很少考虑到政府与开发商的互动机制.因此，本文通过建立政府与开发商的演化博弈模型，分析双方的行为策略，为政府制定合理的激励政策提供依据.

1 演化博弈理论基础

演化博弈理论为经济制度的复杂性、政策变迁过程中政府激励约束机制和企业战略管理等方面的研究提供强大的理论工具，是一个长期战略互动模型[6].总体行为不会发生突然变化，随着外部环境或参与者内部认知体系的变化而出现适应性的创新行为，根据特定的动态调整过程，具有较高收益的策略往往会取代较低收益的策略[7].演化博弈的具体分析过程如图1所示.

图1 演化博弈分析过程

2 政府与开发商之间演化博弈模型的建立

2.1 模型假设

2.1.1 博弈双方及行为策略

研究假定前提是政府和开发商做为博弈双方均为有限理性，且分别只存在两种策略.在某一时刻t,就政府而言，将对被动式超低能耗建筑的补贴看作一种投资行为，最终目的是推动经济社会可持续发展和推进生态文明建设，其行为策略分为“激励”和“不激励”，对应概率用“X”和“1-X”表示(0≤X≤1)；对开发商而言，开发被动式超低能耗建筑导致增量成本较高，损害自身的经济效益，在政府补贴条件下，其行为策略分为“开发”和“不开发”，对应概率用“Y”和“1-Y”表示(0≤Y≤1).政府与开发商的博弈策略组合如表1所示.

表1 双方的博弈策略组合

2.1.2 损益参数假设

结合被动式超低能耗建筑发展现状，根据政府和开发商双方的博弈策略组合，提出损益参数假设，如表2所示.

表2 损益参数假设

2.2 模型建立

根据上述假设，政府与开发商双方博弈支付矩阵如表3所示.

表3 双方博弈支付矩阵

期望收益函数，t时刻，博弈双方的期望收益如下，

(1)政府采取激励策略时的期望收益

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

(2)政府采取不激励策略时的期望收益

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)开发商开发被动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)开发商不开发被动式超低能耗建筑的期望收益

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

(6)开发商的平均期望收益

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

根据演化博弈的复制动态方程公式，政府的复制动态方程：

开发商的复制动态方程：

2.3 演化博弈模型稳定性分析

2.3.1 政府单方策略稳定性分析

令F(X)=0,解得X1=0,X2=1，Y*=C3+C4/A3,当开发商在政府激励下建设被动式超低能耗建筑给政府带来的收益大于开发商建设普通建筑政府花费的治理成本和宣传被动式超低能耗建筑花费的成本时，政府选择采取激励措施来推动被动式超低能耗建筑发展，因此A3>C3+C4.

对X求导得：

图2

图3

2.3.2 开发商单方策略稳定性分析

令F(Y)=0,解得Y1=0,Y2=1,X*=C1/(C4+A2)，当开发商选择开发被动式超低能耗建筑获得的收益以及政府给予的补贴大于开发被动式超低能耗建筑的增量成本时，开发商愿意开发被动式超低能耗建筑，因此C4+A2>C1.

对Y求导得：

图4

图5

2.4 演化稳定策略的渐进稳定性分析

根据相关定理和文献得出雅可比矩阵如下：

由上述分析得到5个均衡点：(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)、(X*,Y*),当均衡点满足行列式detJ>0且迹trJ<0时，此点可视为局部演化稳定策略(ESS).根据矩阵中行列式与迹的求法，对上述五个均衡点进行稳定性分析，结果如表4所示.

表4 演化博弈系统雅克比矩阵分析

2.5 演化博弈结果分析

政府和开发商关于被动式超低能耗建筑行为策略的博弈演化趋势如图6所示.直线X=X*和Y=Y*将封闭区域划分成四部分，在右上角区域二者的博弈趋于最优均衡解，即政府采取激励策略，开发商建设被动式超低能耗建筑；在左下角区域二者的博弈趋于最劣均衡解，即政府采取不激励策略，开发商不建设被动式超低能耗建筑.要使系统以最大概率收敛于最优均衡，需要增大右上角区域的面积，降低左下角区域的面积，应进一步降低X*和Y*的值.

图6 博弈演化趋势图

根据X*=C1/(C4+A2)，增量成本C1与X*成正比，开发商收益A2和资金补助成本C4与X*成反比.政府通过推广应用被动式超低能耗建筑的关键技术、建造工法以及提高开发商建设被动式超低能耗建筑的资金补助C4等措施降低增量成本C1，同时也可达到提升开发商收益A2效果，使X*得以降低.

根据Y*=(C3+C4)/A3，政府宣传所花费的成本C3和资金补助成本C4与Y*成正比，政府收益A3与Y*成反比.在上述提升对开发商资金补助C4的情况下，C4增大的幅度小于政府宣传所花费的成本C3的降低幅度和政府收益A3的提升幅度，使Y*得以降低.

3 被动式超低能耗建筑发展策略

通过研究被动式超低能耗建筑发展过程中政府和开发商行为的演化博弈模型发现，政府宣传成本、政府补贴以及开发商建设被动式超低能耗建筑的增量成本制约着被动式超低能耗建筑的发展.结合上述演化博弈结果分析提出以下三项建议：

(1)提高宣传效率.

研究结果表明，政府宣传成本并非投入越高宣传效果越好，不可盲目投入.制定专门计划，防止宣传成本过度投入增加政府财政压力，可以结合大众的喜好，利用抖音、微博等网络平台宣传被动式超低能耗建筑典型案例和先进经验，重点推出一批深度报道，分享被动式超低能耗建筑特点优势和激励政策，增强公众的认知度和接受度，营造出良好社会氛围.

(2)采取多元化财政补贴.

发挥好被动式超低能耗建筑专项资金的引导作用，吸引更多社会资金投入到被动式超低能耗建筑行业中；政府可以适当降低被动式超低能耗建筑开发商在银行的贷款利率、减轻税收以提高开发商对开发被动式超低能耗建筑获得收益的期盼；给予被动式超低能耗建筑专有部品部件生产企业一定的优惠政策，促进全产业链高质量发展.

(3)加强技术创新与人才培养.

限制开发商投资被动式超低能耗建筑的最重要因素是成本，通过直接财政补贴对降低施工增量成本起到一定的作用，但最终还是应从强化技术支撑和人才培养入手降低施工增量成本.首先坚持企业自主创新的主体地位，鼓励被动式超低能耗建筑龙头企业加大研发投入，同时政府可以建设被动式超低能耗建筑创新平台，开展相关技术、建材的研发；其次支持高校多学科交叉融合的教学模式，培养高层次的被动式超低能耗建筑设计、研发人员，对从业人员进行技能培训，为被动式超低能耗建筑发展提供人才保障.

4 结 语

本文探讨了政府与开发商关于被动式超低能耗建筑发展策略问题，运用演化博弈理论对政府与开发商的决策行为进行分析，使我国实现“碳中和”的决心和意志通过发展被动式超低能耗建筑得以体现.研究结果表明：增量成本是影响开发商建设被动式超低能耗建筑的重要因素，开发商对政策的执行效果会制约着政府的行为策略，政府可通过提高宣传效率、采取多元化财政补贴、加强技术支撑和人才培养等方面提高开发商建设被动式超低能耗建筑的意愿，从而，带动相关产业发展，树立政府公信力，推动被动式超低能耗建筑高质量发展.本文的研究考虑到政府与开发商的互动机制，有助于政府推动被动式超低能耗建筑发展的过程中激励策略的调整.