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

背景技術(shù)：

隨著我國政府對節(jié)能減排和綠色經(jīng)濟的重視，節(jié)能意識已深入各行各業(yè)，合同能源管理作為一種基于市場的新興節(jié)能模式，具有用能單位零投入、風(fēng)險小、節(jié)能效益好等優(yōu)點。同時伴隨著我國節(jié)能服務(wù)業(yè)的發(fā)展，節(jié)能服務(wù)公司的自身實力也在不斷增強，越來越多的用能企業(yè)選擇與節(jié)能服務(wù)公司進行合作。但是目前我國的節(jié)能服務(wù)市場仍存在資金、信譽、分配機制不完善等問題，在節(jié)能公司與用能單位就節(jié)能項目談判時，雙方?jīng)]有任何談判基礎(chǔ)，很難達成一致意見，協(xié)商節(jié)能效益分配時間可能較長，不利于節(jié)能項目的推進實施。

本專利結(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)能項目效益分配方法，利用其對節(jié)能項目的效益分享進行分配額度計算，以便建立節(jié)能公司與用能單位的談判基礎(chǔ)，促進雙方在效益分配上達成一致意見，加快推進節(jié)能項目實施。

技術(shù)實現(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)能項目效益分配方法，能夠為節(jié)能公司與客戶提供節(jié)能效益分配的方法。

實現(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，計算節(jié)能效益分享率，其特征在于，

(1)我們假設(shè)在整個能源合同管理項目中，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的利潤分配比例；fi為單位i所承擔(dān)的風(fēng)險系數(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，其相對大小可以協(xié)商確定。

(4)對于各方承擔(dān)的風(fēng)險系數(shù)，則需要通過專家打分法和模糊分析法加以確定。

我們首先將風(fēng)險的度量劃分為三個維度即技術(shù)風(fēng)險，環(huán)境風(fēng)險和作業(yè)風(fēng)險。運用層次分析法，對每一層次各指標(biāo)的重要性成對的進行兩兩比較，做出相對重要性的判斷，這些判斷用數(shù)值表示出來，并把第i個指標(biāo)對第j個指標(biāo)的相對重要性的估計值記做bij，得判別矩陣為b：

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

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

并設(shè)w＝(v1,v2,v3)。

運用專家打分法確定評價指標(biāo)集的指標(biāo)向量，設(shè)評價集為p＝{無，低，較低，中等，較高，高}。根據(jù)三種因素處于不同評價程度的關(guān)系，對各因素的高低進行評價，然后統(tǒng)計所有專家的評價結(jié)果，并把每個因素的評價結(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，將上述三個因素的評價結(jié)果合并成一個矩陣，可以得到從b到p的模糊關(guān)系矩陣h。在每位專家給hij項指標(biāo)打分后，再對各指標(biāo)的得分進行歸一化處理，使得評分滿足打完分后對每項指標(biāo)在每項評語下的得分分別取平均值，得出最終得分，并以其作為對應(yīng)的隸屬度，從而得出評價指標(biāo)向量hi：

最后計算風(fēng)險系數(shù)，如式(3)：：

進而求出風(fēng)險系數(shù)，如式(4)：

fi＝c×c^t(4)

(5)在得出風(fēng)險系數(shù)后，便可計算節(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)進一步可以計算各主體的利潤分配額，如式(6)所示：

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

(1)首先對模型中的有關(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，均無法控制對方的成本投入，而只能通過調(diào)整自身的資源投入來最大化收益；

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

③整個項目期內(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)能公司在項目初期的投入成本為c1，此后每期投入的固定運營成本為i1，并假設(shè)i1是c1的函數(shù)，即i1＝i1(c1)；

⑤客戶公司只在項目期初投入成本c2，在項目運行期內(nèi)不再有成本投入，結(jié)合假設(shè)3、4、5，可知項目每期的收益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)：

為了簡化表達，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單線性函數(shù)即i1(c1)＝αc1，則可以將上式簡化為式(10)：

(5)進一步可以計算各主體的利潤分配額，如式(11)：

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，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)系時單位i的收益分享率邏輯框圖。

具體實施方式

如圖1-圖2所示，下面結(jié)合實例對本發(fā)明進行更詳細的描述。

實施例1

某鋼鐵公司煉鋼車間現(xiàn)有3臺80噸轉(zhuǎn)爐(其中一臺在建)。三臺轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼266.4萬噸，每天產(chǎn)鋼8000噸，每小時產(chǎn)鋼333噸鋼。在鋼鐵轉(zhuǎn)爐冶煉生產(chǎn)過程中，因溫度高的原因，設(shè)備會產(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，也對大氣環(huán)境造成了不良影響。為了保護環(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)過程中產(chǎn)生的大量蒸汽，推動發(fā)電機組產(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)，從而實現(xiàn)能源的循環(huán)、有效、徹底再利用。整個系統(tǒng)可分為煙道蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)、汽輪發(fā)電機系統(tǒng)等。

工程預(yù)算由節(jié)能公司作為投資主體，負責(zé)項目的用能狀況診斷、設(shè)計、施工、節(jié)能量檢測、項目運營。為確保享受財稅優(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)惠政策申報主體。

本項目運營期限為6年(某鋼鐵公司保證提供機組正常工作的條件和時間)，在運營期內(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格出售給某鋼鐵公司，以此獲得項目的收益；運營期滿后，節(jié)能公司將其投資所形成的全部資產(chǎn)無償移交給某鋼鐵公司。

此模式下，某鋼鐵公司可以實現(xiàn)“零投資、零風(fēng)險”，且運營期滿后免費獲得后期收益。

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

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)：

項目運營期限：t＝6年

節(jié)能公司的資源投入：

(1)與項目建設(shè)有關(guān)的期初投入＝c1萬元

為維持節(jié)能設(shè)備運作，在項目期內(nèi)每期需要付出的成本＝i1＝人工工資+水費+設(shè)備維護費+借款財務(wù)費用

在此，假設(shè)上述運營期內(nèi)的各費用在隨期初投入變化時，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＝0.12c1萬元

某鋼鐵公司的資源投入：

(3)為進行節(jié)能改造，而發(fā)生的期初誤工成本＝c2萬元

項目建成后，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)。

某鋼鐵公司的市場電價為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)備在項目結(jié)束后的殘值。用效益分配方法計算emc合同可達成的節(jié)能供電價格p元/kwh。

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

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

某鋼鐵公司的項目收益＝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格

表示節(jié)能公司每資源投入對發(fā)電量的貢獻，同理表示某鋼鐵公司的額外一單位資源投入對發(fā)電量的貢獻。可以根據(jù)節(jié)能公司以往的項目經(jīng)驗來推斷出來，由案例可看出2981萬元的項目初始投入帶來的發(fā)電量為2524×104kwh，故可假設(shè)而對于則只能根據(jù)歷史相類似的項目來計算，可以認為它與節(jié)能公司的數(shù)值相同，或者簡單的假設(shè)其值為1。從而帶入數(shù)據(jù)可以計算出emc合同預(yù)期可達成的節(jié)能供電價格為0.42元/kwh。