基于博弈论的节能量保证型epc合同决策分析

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1、基于博弈论的节能量保证型EPC合同决策分析摘要：合同能源管理(EPC)是一种以未来节约的能源费用支付节能项目成本的节能管理机制。节能量保证型EPC模式中，耗能企业负责为项冃融资，节能服务公司提供项冃的全程服务并向客户企业保证一定的节能效益。若达不到承诺值，节能服务公司向客户进行补偿，若超出承诺值，客户给予节能服务公司一定的奖励。合同决策问题是该模式应用中的重要问题。本文以节能量保证型EPC合同中初始项目投资、合同期限和超额节能效益奖励的决策问题为研究对象，建立了客户和节能服务公司之间的决策博弈模型，分析二者的最优合同决策。数值试验结果表明，该方法不仅能让客户企业

2、和节能服务公司均受益，还可以有效提高项目的投资报酬率，并且较高的节能服务公司技术水平和客户初始耗能水平能产生更高的节能效率。关键词：合同能源管理；节能量保证；Stackelberg博弈；混合整数非线性规划中图分类号：F206文章标识码：A文章编号:1007-3221(2015)03-0112-08引言节能减排是我国进一步发展亟待解决的问题。我国多数耗能企业节能技术和管理方法落后，导致能源利用效率处在较低的水平上。传统的节能管理方法通常是节能技术/设备的购买与自运行模式，这种方法存在很多缺陷。首先，业主不具备专业的节能改造技术知识和经验，在节能方案制定和设备的选择

3、上可能不合理。其次，业主自运行项目可能导致设备使用方法不科学造成设备过快老化或没有达到预期的节能效果。最终导致节能效益不能弥补项冃投资。为解决传统节能管理方法中的问题，合同能源管理(En-orgyPerformanceContracting,简称EPC)机制被引入我国。该机制的运作需要用能客户与专门实施EPC项目的节能服务公司(EnergyServiceCompany,简称ESCO)签订合同，ESCO为客户提供节能改造项目的全过程服务。该模式中项目全程由拥有专业技术和经验的ESCO负责，使项冃设计和设备选择上更合理、运作更规范、节能效果更明显，有效降低用能企业的

4、技术风险，提高节能改造项目的成功率。EPC模式在我国经过十多年的发展，已经初具规模，截至2012年底，我国ESCO已达4175家，EPC项目年投资额557.65亿元。我国EPC市场屮应用最广的合同模式为节能效益分享型和节能量保证型。节能效益分享型模式中，ESCO负责项冃融资，双方在合同期内分享节能效益。然而，我国大多数ESCO虽具有良好的节能改造技术，却一般融资能力不强，但节能项目周期长，资金回收慢，若长期占用FSCO资金，则会限制ESCO开展项目的数量。而节能量保证型模式中，客户负责项目融资，ESCO向客户保证一定的节能效益，若合同期内未达到承诺值，ESCO向

5、客户给予补偿，若超出承诺值，客户给予ESCO-定的奖励。该模式由客户负责融资，客户一般具有充足的资金来源，可获得较低的融资成本，ESCO也可将更多资金投入于扩人业务规模或技术研发上。因此，节能量保证型模式更能促进我国EPC产业的快速发展。然而，节能量保证型EPC模式在推广应用过程中面临很多基本问题，英中主要合同参数的决策问题是困扰该模式快速发展的障碍之一。该模式中，合同期限、项目初始投资、承诺节能效益、超额节能效益奖励等合同参数的决策，关系到项冃节能效果，同时也关系到客户和ESCO最终获得的节能效益额。双方实施EPC项目的根本目的就是获得节能效益，实现双赢，因此

6、能否在合同参数决策上达成一致，直接关系到项目的顺利实施与否。对该问题进行科学研究并提出切实可行的方法，对于推动EPC机制在我国的发展具有重要意义。冃前，已有不少学者对EPC机制展开研究。国外相关文献主耍是EPC应用情况及可行性分析的研究以及ESCO发展状况的实证研究等，关于合同参数决策的研究相对匮乏。国内文献多数是工业和政府部门关于EPC产业发展现状、项目风险、融资及相关促进措施的研究。近几年，国内少数学者开始对EPC合同中涉及的合同参数决策以及节能效益分享问题展开了研究，主耍有以下几类。一是基于风险系数的决策方法。如文献构建了风险与收益对等的合同决策模型，认为

7、ESCO获得的效益应与项目总风险系数和ESCO总投资额成正比，但没有考虑项目总节能效益与此的关系。二是基于动态联盟谈判模型的决策方法。如文献和文献分别用动态联盟谈判模型和Shapley值理论研究EPC模式利益相关者合作基础上的效益分配以及合同决策问题，但现实屮ESCO和客户可能是非合作的，难以形成联盟。三是基于讨价还价理论的决策方法。如文文献构建了节能效益分享型模式中客户和ESCO的讨价还价模型，但该文提出的基于贴现因子的决策方法在实际中难以量化。四是基于动态博弈的决策方法。如文献建立了客户和ESCO关于合同期限和项目初始投资决策的动态博弈模型，用逆推法求解决策

8、结果，但忽略了这些决策对