计及LCA碳排放的源荷双侧合作博弈调度研究

为实现新型电力系统的低碳经济目标,提出一种计及生命周期评价(lifecycleassessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先,考虑灵活可调度的柔性负荷,构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后,运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放,并结合碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。最后,基于合作博弈策略,建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型,并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明,所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量,有效促进系统低碳经济的发展。

“双碳”目标下政企及第三方检测机构三方演化博弈分析

针对政府低碳规制下,制造商与第三方机构合谋寻租,导致市面上“伪绿色产品”频现等问题,构建由政府监管部门、制造商和第三方检测机构组成的三方参与主体演化博弈模型。在此基础上,探讨各参与主体演化博弈稳定策略组合及实现条件。通过数值仿真分析,阐明制造商寻租及投机成本、生产高绿色和低绿色产品成本差值、第三方检测机构寻租成本及收益、政府监管部门对制造商及第三方机构的奖惩力度等因素对三方参与主体策略选择及系统优化稳定性的影响,以期为“双碳”目标下政府激励与监管政策制定提供参考。

考虑多重不确定性与电碳耦合交易的多微网合作博弈优化调度

双碳背景下,构建低碳运行的能源系统是实现“双碳”目标的重要方向与实施路径。为了促进多微网系统内部能源的本地消纳以及低碳经济运行,该文对不确定性环境下多微网系统的合作运行及电碳耦合交易展开研究。首先,对于每个微网,构建了电转气碳捕集系统相耦合的热电联产运行模式,基于地方碳交易市场和阶梯碳交易机制,提出了多能源微网的低碳运行模型;其次,考虑到新能源发电和电力市场电价都存在不确定性的实际情况,采用机会约束和鲁棒优化的方法,以降低不确定性影响;再次,基于纳什谈判理论,建立了多个微网电碳耦合的合作博弈模型,各微网主体可同时参与到上级能源市场和地方能源市场中进行电能和碳排放配额的交易;最后,将非凸的合作博弈问题分解为两个线性可求解的子问题,进一步采用交替方向乘子法对问题进行求解。通过算例验证,该文所提方法可以有效提升各微网经济效益并减少碳排放。

碳限额约束下双渠道供应链减排成本分担演化博弈研究

碳限额背景下,考虑到碳减排技术的高成本,双渠道供应链中的制造商倾向于与零售商共担成本以减少企业风险。对制造商和零售商碳减排成本分担冲突问题进行研究,有助于供应链协同减排,促进国家实现碳减排目标。本文针对一个制造商和一个零售商组成的双渠道供应链系统,运用演化博弈模型研究碳限额约束下的减排成本分担及减排策略(投资碳减排技术和购买碳排放配额)选择问题,并分析价格调控机制对演化稳定策略的影响。研究发现:存在(制造商不投资,零售商不投资)、(制造商投资,零售商不投资)和(制造商不投资,零售商投资)三种演化稳定策略;进一步,当引入价格调控机制时,双渠道供应链系统在策略(制造商投资,零售商投资)上也能形成稳定。此外,通过仿真分析验证了上述理论结果,并讨论了不同情形下的产品批发价格、减排技术成本、碳交易成本、成本分担比例对制造商和零售商共同分担碳减排技术成本意愿的影响。

基于主从博弈的含碳捕集与热电联产综合能源系统优化运行

为了合理地分配综合能源系统中各主体之间的利益,促进能源低碳化,文中基于主从博弈框架建立了含碳捕集系统的综合能源系统优化调度模型,降低了热电联产机组的碳排放量和系统的运营成本。文章构建碳捕集、电转气和热电联产的联合运行模型,在考虑综合需求响应的基础上,建立综合能源系统各主体的收益模型;构建一主多从的Stackelberg博弈模型,由于构建的优化模型具有高维、非线性非凸的特点,数值方法难以求解,传统启发式算法容易陷入局部最优且收敛速度较慢,因此提出一种新型天牛郊狼算法结合二次规划的分布式算法。以北方某工业园区为算例进行验证,分析结果表明,文中提出的模型及求解算法与传统模型相比,有效地降低了综合能源系统的运行成本和碳排放量,提高了可再生能源的消纳能力。

不同碳税政策对外包再制造的影响

为研究外包再制造模式下不同碳税政策对再制造供应链的影响,考虑3种碳税政策:统一碳税政策、单向提高新产品碳税政策和单向降低再造品碳税政策,基于外包再制造模式构建原始制造商和再制造商博弈模型,对比3种碳税政策对企业最优决策及环境的影响。结果表明:在单向提高新产品碳税政策下,两种产品的零售价最高,在统一碳税政策下,新产品的需求量最高,再造品的需求量最低;原始制造商可以提高单位外包费来刺激再造品需求;当再造品与新产品单位碳排放的比值低于再造品支付价格的折扣系数时,政府对两种产品征收不同的碳税价格能够降低对环境的影响,刺激再造品需求。该研究可为政府选择恰当的碳税政策提供依据,为企业在碳税政策下的运营决策提供理论支持。

环境规制下政府监管与企业协作配送策略演化稳定性研究

政府和企业联盟是协作配送低碳减排的主要参与者,研究政企之间的利益关系对于促进减排具有重要意义。在我国环境规制政策的背景下,借助演化博弈理论探讨了政府监管决策对企业联盟协作配送策略选择的演化过程,建立了政府监管和企业联盟协作低碳配送的演化博弈模型。随后进行数值仿真,模拟政府和企业联盟的动态演化过程,得到4种稳定均衡策略。研究结果表明,政府初始监管比例越大,企业联盟趋向于稳定策略的速度越快。政府应提高监管意愿,设置高于阈值的环境税率,引导企业联盟协作低碳配送,从而达到低碳减排的目的。

碳交易政策下低碳建筑利益相关者演化博弈分析

低碳建筑有助于推进建筑业低碳转型,促进低碳社会建设,实现我国“双碳”战略目标。为推动低碳建筑的发展,从碳交易视角出发,构建了以政府、消费者及开发商为利益主体的三方演化博弈模型,并借助Matlab数值仿真了各主体在不同条件下的演化稳定策略。结果表明:碳交易政策有助于低碳建筑市场的发展;在碳交易政策下,政府能以较低的奖惩措施影响开发商和消费者的策略选择;与开发商相比,消费者对有关经济激励及碳交易政策更加敏感,政府应该更加重视消费者在低碳建筑市场中的作用。

考虑碳-绿证的多主体多园区合作博弈优化调度

在“双碳”背景下,多园区联合调度发展迅速,需考虑如何兼顾多园区的经济性、环保性以及对新能源的消纳能力。提出考虑碳-绿证的多园区合作博弈调度策略。根据各园区功能特性建立多园区系统框架,并以园区运营商为领导者,储能电站、风电场和电网为跟随者,组建多主体联盟;利用碳-绿证配额机制对多园区新能源消纳量以及碳排放量进行分段量化,改善园区碳排放和风光消纳情况;选取功率交互贡献度作为合作博弈中Shapely法的权重,均衡各园区的成本和收益。仿真分析表明,所提模型和策略有效提高了园区的经济性和环保性,保证了联盟中各主体的收益平衡。

财政激励下主产区粮食低碳生产“稳中求进”策略——基于演化博弈模型的分析

2022年“中央一号文件”提出要牢牢守住保障国家粮食安全这条底线,而提升粮食综合生产能力是国家粮食安全、有效防范和抵御各类风险挑战、促进粮食生态可持续发展和推动农业领域碳排放目标的重要保障。本文以提升粮食综合生产能力、粮食低碳可持续发展能力的财政专项补贴为激励手段,构建粮食主产区政府、粮食生产者和社会组织三方演化博弈模型,通过模拟仿真分析在不同财政激励程度下对提升粮食综合生产能力、粮食低碳生态可持续发展能力的政策影响。研究结果表明:三方博弈主体在财政激励影响下,最终可达到粮食主产区政府激励、粮食生产者支持和社会组织保障的稳定均衡状态。故此,应强化粮食增产财政激励、加强财政转移支付精度、优化财政资金导向作用和注重粮食保障财政倾斜等发展策略,实现粮食低碳生产“稳中求进”。

政府碳税与补贴政策对独立再制造模式的影响

政府为促进再制造产业的发展,采取碳税和补贴政策,而两种政策对再制造产业的影响效果不同.为分析政府碳税政策与补贴政策对独立再制造的影响,基于政府两种政策构建原始制造商与再制造商博弈模型,对比分析政府补贴和碳税政策对最优解的影响.结果表明:碳税政策会提高两种产品的单位零售价格,补贴政策会降低两种产品的单位零售价格,但是,两种政策都增加再制造产品的需求量;补贴政策提高废旧产品回收率,当消费者对再制造产品的偏好较大时,碳税政策才提高废旧产品回收率;碳税政策对环境产生的总影响最小,当单位再制造产品对环境产生的影响较小时,补贴政策才减少对环境的影响.管理启示:政府实施碳税政策时,碳税额度不要过高;政府采取补贴政策时,只有补贴额度大于某一额度时,采取补贴政策更有利于再制造产业发展,否则,采取碳税政策更优.

考虑绿证和碳排放权交易的电力市场协同减碳效应与仿真

为解决电力行业降碳问题,同时考虑绿证和碳排放权交易机制,对两种交易机制的协同降碳效果进行定量分析,建立以各厂商利润最大化为目标的双层博弈模型,分析可再生能源配额比例和碳减排率对厂商决策行为的影响。针对免费碳配额的分配提出一种新的碳配额核定策略,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件将双层模型转化为单层模型进行求解。研究结果表明:新的碳配额核定策略既可以促进可再生能源发展,抑制煤电增长,又可以减少碳排放,助力“双碳”目标实现。该研究为各厂商联动及通过优化配置资源结构推动能源转型提供了参考。

基于不同碳配额交易路径的供应链减排决策研究

供应链成员可通过内部和外部碳交易市场进行碳配额交易,不同的交易路径决定了企业的碳减排决策。本文分析了碳配额交易路径选择、企业碳减排量、供应链成员利润等影响因素,构建了供应链成员仅在外部碳交易市场和分别在内外部碳交易市场进行碳配额交易的Stackelberg博弈模型,求解得到了相应情形下的最优批发价格、最优订购数量和最优碳减排量。通过算例,重点分析了内部碳交易价格和零售商碳配额对供应链成员碳减排量、批发价格、订购数量和利润的影响。研究表明:内外部碳交易路径共存能够提高零售商的产品订购数量,降低其订购价格,并提高供应链成员的碳减排量和利润;政府对零售商碳配额的合理分配可以促进供应链成员相互分担碳减排压力,提高了供应链的整体碳减排效益。

碳数据质量合规与企业寻租监管——演化博弈视角下第三方核查监管制度的完善研究

保证碳数据质量合规是碳数据二元功能发挥的前提。但现行碳数据质量合规第三方核查监管制度(下称监管制度)对企业碳数据造假寻租行为的监管乏力。构建由监管部门、企业与核查机构共同参与的演化博弈系统,利用数理经济学分析方法进行模型推导和数值仿真,探究关键因素变动对博弈系统演化稳定状态跃迁的影响与启示,可在厘清博弈主体行为逻辑的基础上探究匡补现行监管制度缺损的方案。研究发现:(1)监管部门的行为选择受到多种因素的影响而具有复杂性,且监管部门客观监管能力的提高需和其他关键参数协同作用才能显著提升演化速度;(2)“寻租联盟”内部成员之间的行为选择相互影响且具有一致性;(3)利用法律的利导性功能可弥补“数据利他主义”不能提振企业“报告合规碳数据”意愿的不足,但需满足一定的量化约束条件以保证博弈系统稳定性;(4)企业与核查机构的行为选择具有明显的成本遵循特征,寻租成本、碳数据造价成本、违规核查成本等是影响博弈系统演化稳定状态跃迁的关键因素。锚定碳数据质量合规目标,可从提升合规动力、提高监管能力和增大造假压力三个方面着手完善现行监管制度。

考虑碳排放分摊的综合能源服务商交易策略

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了多综合能源服务商合作博弈运行模型,将综合能源服务商碳排放成本引入优化目标函数,并利用分布式算法求解最优能源交易量和交易费用。基于由修改的IEEE 39节点电网和12节点气网构成的多综合能源服务商系统进行仿真分析,验证了所提模型和方法的有效性。

碳交易背景下动力电池梯次利用的回收策略研究

“双碳”目标背景下,退役动力电池如何实现低碳处理是亟待解决的难题。基于演化博弈理论,构建碳交易背景下动力电池梯次利用的三方主体的演化博弈模型,并借助系统动力学方法进行模拟仿真,研究三方主体的最终演化状态以及相关因素对演化路径的影响。结果表明:动力电池回收再利用产业链中三方主体最终在政府引入碳交易、回收处理商选择梯次利用、汽车生产企业消极回收处达到稳定均衡状态;政府策略决定了回收处理商的策略选择,增加补贴和提高罚金都会提高回收处理商选择梯次利用的概率,增加对汽车生产企业的补贴也能提高积极回收的概率。最后提出研究启示,政府应该尽快将新能源汽车行业纳入碳交易市场中,明确其在退役动力电池回收方面的监管作用,促进汽车生产企业积极回收,加快新能源汽车行业实现“碳中和”的目标。

考虑电动汽车共享储能特性的园区综合能源系统低碳运行

园区综合能源系统拥有高效的能源利用率,然而其储能设备前期投入较高等问题仍然明显。为此,提出了计及电动汽车集群共享储能特性的园区综合能源系统低碳调度模型。首先,介绍了园区综合能源系统的运行框架,分别建立了用户及含有碳排放权交易机制的微网运营商模型。其次,充分挖掘多类型电动汽车的集群可调度潜力,制定了利用电动汽车作为储能单元的运行策略。然后,为使园区中各主体利益最大化,构建了含多用户与微网运营商的主从博弈模型。最后,以某市园区综合能源系统为研究对象进行分析。结果表明,所建立的模型不仅能降低园区中用于储能设备的成本,而且可以有效减少碳排放,实现微网运营商与用户聚合商之间的双赢。

旅游利益相关者低碳环境责任行为及相互影响研究——基于动态演化博弈的分析

旅游管理主体、服务供给主体、旅游消费主体作为旅游业最核心的利益相关者,在旅游目的地环境保护与碳减排进程中具有十分重要的责任和义务.旅游利益相关者间的低碳环境责任行为存在利益冲突,各主体低碳环境责任行为相互影响、相互制约.以周庄低碳旅游示范区为例,通过分析旅游利益相关者低碳环境责任行为,构建三方演化博弈模型,对博弈系统均衡点进行稳定性分析与仿真分析.研究表明:三方主体策略选择相互影响,不同利益相关者的低碳环境责任行为策略选择都将影响博弈系统的演化趋势;不同约束条件下,演化博弈系统存在四种不同的演化稳定策略组合,其中旅游管理主体做好低碳宣传、服务供给主体积极减排降碳、旅游消费主体积极参与低碳旅游是最理想的演化稳定状态.研究结果可为旅游业低碳化发展目标下各利益相关者的合作共赢管理提供理论参考.

“政银保”模式下不同激励政策对海洋碳汇质押融资的影响

海洋碳汇质押融资作为涉海企业融资渠道的重要补充,其发展前景广阔但面临多重风险挑战。为有效破解涉海企业融资困境,考虑政府的政策引导作用,提出“政银保”协同的海洋碳汇质押融资模式,并构建政府参与下涉海企业、银行和保险机构的三方演化博弈模型,运用数值仿真探究不同激励政策对市场参与主体策略选择的影响。仿真结果表明:(1)政府采取贷款贴息措施、风险补偿措施和保险补贴措施,均能对海洋碳汇质押融资市场参与主体的参与意愿起到一定积极作用。(2)贴息、补贴和风险补偿相结合的综合激励政策效果最佳。(3)在不同发展阶段应采用不同的政策激励措施:发展前期宜重点采取事后风险补偿政策,发展过渡期着重采用贴息和补贴相结合的政策,发展成熟期可仅对保险机构进行适当补贴。研究结论可为现阶段海洋碳汇质押融资发展的扶持政策提供理论参考。

基于演化博弈分析的可持续航空燃油与碳市场协同减排研究

面对全球气候变化的严峻挑战,航空业作为温室气体排放的重要领域,其减排行动对于实现全球气候目标至关重要。可持续航空燃油(SAF)作为一种具有显著减排潜力的替代能源,其推广与应用成为航空业减排的关键。然而,SAF的广泛应用需要政府和航空公司的共同努力与协作。本文旨在通过博弈论的视角,构建政府与航空公司的双方演化博弈模型,分析SAF与碳市场协同减排机理。研究结果表明,合理的碳市场机制能够使航空公司通过加注SAF在实现减排的同时在碳市场中获益,进而激励SAF的规模化应用;降低SAF的采购价格以及对航空公司加注SAF提供政策激励措施,同样可以促进SAF的应用,实现减排目标。基于此,本文建议政府在初期通过设置较低的减排目标和提供研发支持,促进SAF技术的成熟和市场接受度。随着市场的发展,逐步提高碳配额要求和碳价,以激励航空公司增加SAF的使用比例,实现长期减排目标。本文的研究在推动SAF和碳市场协同减排中的决策中,为政府部门和航空公司提供了理论依据和实践指导,有助于促进航空业的绿色转型和可持续发展。