契约视角下秸秆能源化逆向供应链协调建模与政策仿真研究

As the energy crisis and environmental pollution problems become more and more prominent, straw energy received widespread attention. However, the orderly development of straw energy has always been plagued by collaboration and profit distribution mechanism among different subjects of the reverse supply chain of straw energy in our country. Therefore, the core obstacle to the healthy development of the supply chain of straw energy is grasped comprehensively by comparing the characteristics of biomass energy development at home and abroad. Based on this, the hypothesis model of straw acquisition efficiency is built, various factors to the straw raw material supply and behavior characteristic of different subjects are refined through the structural equation. Based on Multi-Agent computational experimental method, a computational experiment system that can describe the agents’ behavior characteristics will be built. Then, the project will analyze the game behavior between different subjects under different contracts and explore the evolution law of interbehavior among the government, farmers, brokers, biofuels companies and consumers. Accordingly, the mechanism of contract incentives are optimized to ensure that the profit equilibrium. Finally, the policy suggestionwill be proposed to ensure the straw raw material supply and the harmonious development of supply chain of straw energy respectively from the national macroscopic level and enterprise level by system dynamics.

随着能源危机和环境污染等问题越来越突出，秸秆能源化得到了广泛关注。然而，原料的收购和储运、秸秆能源化逆向供应链上各主体之间的协作模式以及利益分配机制始终困扰着我国秸秆能源化的有序发展。为此，本项目通过比较国内外生物质能开发的特点，全面掌握我国秸秆能源化供应链健康发展的核心障碍；基于此，构建秸秆收购效率假设模型，通过结构方程模型的结论提炼秸秆原料供应的影响因素以及供应链各主体的行为特征；基于Multi-Agent构建能够反映供应链多主体属性和行为的计算实验模型系统，进而分析不同契约模式下各主体间的博弈行为，探讨政府、农户、经纪人、生物燃料企业以及用户之间交互行为的演化规律，从而优化契约激励措施以保证各主体利润均衡；最终运用系统动力学，分别从国家宏观层面和企业层面为我国秸秆能源化的原料供应保障机制及供应链协调发展提出可操作的政策建议。

随着经济的快速发展，能源短缺和环境污染成为世界关注的焦点问题。推动循环经济发展，既是顺应国际绿色发展潮流的必然趋势，也是我国推动绿色转型的客观要求。作为农业大国，通过大力发展生物质能促进农村循环经济的技术路径得到了广泛关注。本项目以生物质能领域的秸秆发电供应链为研究对象，提出以下研究目标：1）以缓解能源危机和环境污染为目标，发掘我国农村循环经济发展的技术路径，立足于秸秆能源化研究，分析秸秆发电供应链存在的问题。2）分析契约模式下，农户、秸秆经纪人、电厂之间的博弈过程。3）鉴于秸秆电厂投资成本较高，早期的风险评估尤为重要，本项目将对秸秆电厂投资项目风险评估的预测模型进行研究。.通过三年的项目实施，本项目的主要研究进展及成果包括以下三方面：1）发展生物质能是助力我国农村循环经济的有效途径，以我国农村秸秆、生活垃圾等生物质能开发为研究对象，提出了我国乡村精准治理的技术路径。2）基于生物质能领域的秸秆发电问题，以种植户为调研对象设计开发了调查问卷APP，基于调研数据和专家建议，利用机器学习算法设计了农户售卖秸秆原料意愿的预测模型，其主要因素包括附近是否存在帮助其收割、打捆和运输的秸秆经纪人，耕地分散程度和劳动力以及政府对售卖秸秆农户是否提供补贴。在此基础上，建立两阶段价格契约模式下电厂、经纪人和农户的收益模型，得到系统最优下秸秆原料的收购量以及销售价格。3）以我国11个秸秆大省管辖的县域作为研究对象，应用历史数据和机器学习分类算法，对农业主产区县域投建秸秆电厂项目的适宜性进行评估，研究表明，极端梯度提升算法可以实现对秸秆电厂建设项目的适宜性评价，评价结果将为优化秸秆电厂的布局提供理论基础。目前基于本项目的研究成果包括核心期刊论文2篇，实用新型专利一个和软件著作权一个。另有3篇项目资助论文正处于审稿阶段。