本發(fā)明涉及節(jié)能項(xiàng)目效益分享率，特別是合同能源管理模式下的節(jié)能效益分享率計(jì)算模型。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)政府對(duì)節(jié)能減排和綠色經(jīng)濟(jì)的重視，節(jié)能意識(shí)已深入各行各業(yè)，合同能源管理作為一種基于市場(chǎng)的新興節(jié)能模式，具有用能單位零投入、風(fēng)險(xiǎn)小、節(jié)能效益好等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)伴隨著我國(guó)節(jié)能服務(wù)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能服務(wù)公司的自身實(shí)力也在不斷增強(qiáng)，越來(lái)越多的用能企業(yè)選擇與節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行合作。但是目前我國(guó)的節(jié)能服務(wù)市場(chǎng)仍存在資金、信譽(yù)、分配機(jī)制不完善等問(wèn)題，在節(jié)能公司與用能單位就節(jié)能項(xiàng)目談判時(shí)，雙方?jīng)]有任何談判基礎(chǔ)，很難達(dá)成一致意見(jiàn)，協(xié)商節(jié)能效益分配時(shí)間可能較長(zhǎng)，不利于節(jié)能項(xiàng)目的推進(jìn)實(shí)施。

本專(zhuān)利結(jié)合合同能源管理的基本概念及其發(fā)展?fàn)顩r，提出一種基于博弈模型的節(jié)能項(xiàng)目效益分配方法，利用其對(duì)節(jié)能項(xiàng)目的效益分享進(jìn)行分配額度計(jì)算，以便建立節(jié)能公司與用能單位的談判基礎(chǔ)，促進(jìn)雙方在效益分配上達(dá)成一致意見(jiàn)，加快推進(jìn)節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有合同能源管理效益分配的困難之處，提供一種基于博弈模型的節(jié)能項(xiàng)目效益分配方法，能夠?yàn)楣?jié)能公司與客戶提供節(jié)能效益分配的方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是：當(dāng)節(jié)能公司與用能單位不存在委托代理時(shí)，計(jì)算節(jié)能效益分享率，其特征在于，

(1)我們假設(shè)在整個(gè)能源合同管理項(xiàng)目中，雙方可獲得的最大總收益為r，bi為單位i的效益分配額；ki為單位i的利潤(rùn)分配比例；fi為單位i所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；ii為單位i的資源投入系數(shù)；ei為單位i的工作努力程度系數(shù)(i＝1,2,……,n)。

(2)根據(jù)權(quán)責(zé)對(duì)等的原則，單位i的收益分享比率ki是fi、ii和ei的函數(shù)，如式(1)所示：

ki(fi,ii,ei)＝(fi,ii,ei)(1)

(3)由于節(jié)能公司和用能單位不存在委托代理問(wèn)題，所以雙方資源投入系數(shù)和工作努力程度系數(shù)均可為雙方觀測(cè)，其相對(duì)大小可以協(xié)商確定。

(4)對(duì)于各方承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，則需要通過(guò)專(zhuān)家打分法和模糊分析法加以確定。

我們首先將風(fēng)險(xiǎn)的度量劃分為三個(gè)維度即技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用層次分析法，對(duì)每一層次各指標(biāo)的重要性成對(duì)的進(jìn)行兩兩比較，做出相對(duì)重要性的判斷，這些判斷用數(shù)值表示出來(lái)，并把第i個(gè)指標(biāo)對(duì)第j個(gè)指標(biāo)的相對(duì)重要性的估計(jì)值記做bij，得判別矩陣為b：

其中:b1表示技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，b2表示環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，b3表示作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)而可求得風(fēng)險(xiǎn)度量指標(biāo)權(quán)重的特征向量vi，可表示為式(2)：

并設(shè)w＝(v1,v2,v3)。

運(yùn)用專(zhuān)家打分法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)集的指標(biāo)向量，設(shè)評(píng)價(jià)集為p＝{無(wú)，低，較低，中等，較高，高}。根據(jù)三種因素處于不同評(píng)價(jià)程度的關(guān)系，對(duì)各因素的高低進(jìn)行評(píng)價(jià)，然后統(tǒng)計(jì)所有專(zhuān)家的評(píng)價(jià)結(jié)果，并把每個(gè)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果折合成[0,1]區(qū)間的數(shù)值，這樣就可以得到因素的模糊向量，將上述三個(gè)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果合并成一個(gè)矩陣，可以得到從b到p的模糊關(guān)系矩陣h。在每位專(zhuān)家給hij項(xiàng)指標(biāo)打分后，再對(duì)各指標(biāo)的得分進(jìn)行歸一化處理，使得評(píng)分滿足打完分后對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)在每項(xiàng)評(píng)語(yǔ)下的得分分別取平均值，得出最終得分，并以其作為對(duì)應(yīng)的隸屬度，從而得出評(píng)價(jià)指標(biāo)向量hi：

最后計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，如式(3)：：

進(jìn)而求出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，如式(4)：

fi＝c×c^t(4)

(5)在得出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)后，便可計(jì)算節(jié)能公司和客戶公司各自應(yīng)該分享的收益份額，如式(5)所示：：

(6)進(jìn)一步可以計(jì)算各主體的利潤(rùn)分配額，如式(6)所示：

當(dāng)節(jié)能公司與用能單位存在委托代理時(shí)，計(jì)算節(jié)能效益分享率，其特征在于：

(1)首先對(duì)模型中的有關(guān)變量和條件作出如下假設(shè)：

①節(jié)能公司和客戶公司都是理性人，均無(wú)法控制對(duì)方的成本投入，而只能通過(guò)調(diào)整自身的資源投入來(lái)最大化收益；

②收益分享率在各方投入資源前由合同確定事后無(wú)法調(diào)整，各方投入的成本不能為對(duì)方或獨(dú)立的第三方所觀測(cè)；

③整個(gè)項(xiàng)目期內(nèi)每期產(chǎn)生的節(jié)能收益相等；假設(shè)每期總的經(jīng)濟(jì)流入為r，r的大小由節(jié)能公司和客戶公司共同的資源投入決定；

④節(jié)能公司在項(xiàng)目初期的投入成本為c1，此后每期投入的固定運(yùn)營(yíng)成本為i1，并假設(shè)i1是c1的函數(shù)，即i1＝i1(c1)；

⑤客戶公司只在項(xiàng)目期初投入成本c2，在項(xiàng)目運(yùn)行期內(nèi)不再有成本投入，結(jié)合假設(shè)3、4、5，可知項(xiàng)目每期的收益r＝r[c1,i1(c1),c2]；

⑥假設(shè)節(jié)能公司和客戶公司的資金折現(xiàn)率分別為β1和β2；項(xiàng)目持續(xù)期為n；節(jié)能公司公司的收益分配率為k；

(2)根據(jù)上述假設(shè)，我們可以求出雙方的收益函數(shù)bi，如式(7)：

為了簡(jiǎn)化表達(dá)，設(shè)節(jié)能公司和用能單位的貼現(xiàn)因子分別為δ1和δ2。各自收益的最大化條件，如式(8)：

(3)令上面兩個(gè)等式相等便可求出此博弈的納什均衡解，如式(9)：

(4)假設(shè)節(jié)能公司每期投入的成本是初期投入成本的簡(jiǎn)單線性函數(shù)即i1(c1)＝αc1，則可以將上式簡(jiǎn)化為式(10)：

(5)進(jìn)一步可以計(jì)算各主體的利潤(rùn)分配額，如式(11)：

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是節(jié)能公司與用能單位存在委托代理關(guān)系時(shí)單位i的收益分享率的邏輯框圖；

圖2是節(jié)能公司與用能單位不存在委托代理關(guān)系時(shí)單位i的收益分享率邏輯框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖2所示，下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

某鋼鐵公司煉鋼車(chē)間現(xiàn)有3臺(tái)80噸轉(zhuǎn)爐(其中一臺(tái)在建)。三臺(tái)轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼266.4萬(wàn)噸，每天產(chǎn)鋼8000噸，每小時(shí)產(chǎn)鋼333噸鋼。在鋼鐵轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過(guò)程中，因溫度高的原因，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量蒸汽，部分蒸汽回收利用，但仍有部分蒸汽直接排放，造成了資源的流失，也對(duì)大氣環(huán)境造成了不良影響。為了保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗，某鋼鐵公司希望與節(jié)能公司合作通過(guò)建設(shè)轉(zhuǎn)爐蒸汽余熱發(fā)電站，即利用轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量蒸汽，推動(dòng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能，再將這部分電能直接并入轉(zhuǎn)爐高配室10kv電網(wǎng)，用于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)、有效、徹底再利用。整個(gè)系統(tǒng)可分為煙道蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)等。

工程預(yù)算由節(jié)能公司作為投資主體，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的用能狀況診斷、設(shè)計(jì)、施工、節(jié)能量檢測(cè)、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)。為確保享受財(cái)稅優(yōu)惠政策，節(jié)能公司需要借助具有合同能源管理備案的公司作為優(yōu)惠政策申報(bào)主體。

本項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期限為6年(某鋼鐵公司保證提供機(jī)組正常工作的條件和時(shí)間)，在運(yùn)營(yíng)期內(nèi)，節(jié)能公司擁有其投資所形成全部資產(chǎn)的所有權(quán)和使用權(quán)等一切權(quán)力，并將所發(fā)電量按照合同商定價(jià)格出售給某鋼鐵公司，以此獲得項(xiàng)目的收益；運(yùn)營(yíng)期滿后，節(jié)能公司將其投資所形成的全部資產(chǎn)無(wú)償移交給某鋼鐵公司。

此模式下，某鋼鐵公司可以實(shí)現(xiàn)“零投資、零風(fēng)險(xiǎn)”，且運(yùn)營(yíng)期滿后免費(fèi)獲得后期收益。

結(jié)合本案例，下面介紹上文所述的emc項(xiàng)目收益分析的模型的具體運(yùn)用。

根據(jù)案例資料，可以得出與收益分析模型有關(guān)的各參數(shù)：

項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期限：t＝6年

節(jié)能公司的資源投入：

(1)與項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)的期初投入＝c1萬(wàn)元

為維持節(jié)能設(shè)備運(yùn)作，在項(xiàng)目期內(nèi)每期需要付出的成本＝i1＝人工工資+水費(fèi)+設(shè)備維護(hù)費(fèi)+借款財(cái)務(wù)費(fèi)用

在此，假設(shè)上述運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的各費(fèi)用在隨期初投入變化時(shí)，其所占比例不變，因而根據(jù)案例資料可知：

(2)i1＝(2％+3％+3％+4％)c1＝0.12c1萬(wàn)元

某鋼鐵公司的資源投入：

(3)為進(jìn)行節(jié)能改造，而發(fā)生的期初誤工成本＝c2萬(wàn)元

項(xiàng)目建成后，可節(jié)能發(fā)電量為每年＝qkwh,而q由節(jié)能公司和某鋼鐵公司共同的資源投入決定，所以每年的發(fā)電量為＝q(c1,c2)。

某鋼鐵公司的市場(chǎng)電價(jià)為0.7元/kwh.節(jié)能公司和某鋼鐵公司的6年資金貼現(xiàn)現(xiàn)值系數(shù)均為5.08。

在此不考慮稅收以及節(jié)能設(shè)備在項(xiàng)目結(jié)束后的殘值。用效益分配方法計(jì)算emc合同可達(dá)成的節(jié)能供電價(jià)格p元/kwh。

有了以上數(shù)據(jù)，可以得出合同雙方執(zhí)行合同的項(xiàng)目收益：

節(jié)能公司的項(xiàng)目收益＝δ1[p*q[c1,c2]-i1(c1)]-c1

某鋼鐵公司的項(xiàng)目收益＝δ2[0.7-p]*q[c1,c2]-c2

根據(jù)納什均衡條件可得出合同的均衡供電價(jià)格

表示節(jié)能公司每資源投入對(duì)發(fā)電量的貢獻(xiàn)，同理表示某鋼鐵公司的額外一單位資源投入對(duì)發(fā)電量的貢獻(xiàn)。可以根據(jù)節(jié)能公司以往的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)來(lái)推斷出來(lái)，由案例可看出2981萬(wàn)元的項(xiàng)目初始投入帶來(lái)的發(fā)電量為2524×104kwh，故可假設(shè)而對(duì)于則只能根據(jù)歷史相類(lèi)似的項(xiàng)目來(lái)計(jì)算，可以認(rèn)為它與節(jié)能公司的數(shù)值相同，或者簡(jiǎn)單的假設(shè)其值為1。從而帶入數(shù)據(jù)可以計(jì)算出emc合同預(yù)期可達(dá)成的節(jié)能供電價(jià)格為0.42元/kwh。