政府补贴视角下港口岸电使用中的囚徒困境破解与弹性解决方案研究

为解决航运公司在港口岸电使用中面临的囚徒困境（Prisoner's Dilemma）问题，研究人员构建了包含政府、港口运营商和双航运公司的三级供应链模型，通过纳什均衡分析发现：无政府干预时，航运公司因燃料成本与岸电费用博弈陷入非合作均衡；引入补贴后，岸电采用率显著提升，囚徒困境效应减弱。该研究为港口绿色转型提供了政策设计依据，成果发表于《Journal of Sea Research》。

　　

随着全球航运业碳排放问题日益严峻，船舶在港期间的辅助发动机燃油污染已成为港口城市环境治理的顽疾。数据显示，2022年中国船舶排放贡献了非道路移动源24.2%的碳氢化合物和32.5%的氮氧化物（NO_x
），其中60%的排放发生在港口相关活动中。尽管中国主要港口岸电设施覆盖率已超40%，但实际利用率不足10%，这种"建而不用"的困境背后，是航运公司受燃料价格波动与岸电成本博弈驱动的非合作决策。

为破解这一难题，上海海事大学的研究团队在《Journal of Sea Research》发表研究，创新性地构建了政府-港口-双航运公司的三级供应链博弈模型。通过对比补贴与非补贴场景下的纳什均衡，团队发现：当燃料成本f处于低位（01/2）可将均衡推向"双用岸电（UU）"的稳定状态。这项研究首次量化了补贴政策对岸电推广的阈值效应，为政府制定差异化补贴标准提供了理论支撑。

研究采用博弈论建模方法，核心包括：（1）基于Singh和Vives模型的航运公司货运量竞争框架；（2）政府补贴δ与岸电单价w的动态关联设计；（3）四种策略组合（NN/UN/NU/UU）的收益矩阵构建；（4）燃料成本f与补贴水平δ的参数敏感性分析。研究特别引入二元指示函数Ι（1=使用岸电，0=不使用）来量化决策行为。

研究结果揭示三个关键发现：

1. 无补贴下的均衡困境：燃料价格低于1/3时，航运公司陷入NN均衡，虽明知集体采用岸电（UU）可提升总收益，但个体最优选择仍是拒绝投资，形成典型囚徒困境。当3/7

2. 补贴的调节作用：政府每单位补贴δ增加，使岸电采用者的利润增长率（?π₁
   ^UN*
   /?δ）显著高于非采用者。当δ>1/2时，港口可将岸电收费w^UU*
   提升至(1+δ)/2，形成政府-港口-航运公司的三方共赢。

3. 政策临界值：补贴存在"黄金区间"——δ∈(1/2,3/4)时，能完全消除NN均衡区域；但当δ>5/9后，过度补贴反而会缩小UU的稳定域，说明政策力度需与燃料价格联动调控。

在讨论部分，作者指出该研究的实践价值：通过测算发现，当燃料价格f=3/7时，政府只需设置δ=0.5的补贴（相当于岸电价格的50%），即可使UU均衡概率提升至72%。这为《港口船舶岸电管理办法》中"差别化电价"条款提供了量化依据。研究同时警示，单一价格补贴可能引发港口企业抬高岸电费用的道德风险，建议配套实施碳排放权交易（ETS）等组合政策。

这项研究的创新性在于将传统囚徒困境理论拓展至绿色航运场景，首次证明政府补贴可作为"协调信号"破解供应链合作僵局。后续研究可进一步纳入港口竞争、异质航运企业等复杂因素，以完善政策工具箱。当前成果已应用于长三角某港口的岸电推广试点，实证数据显示补贴政策实施后岸电利用率提升至31%，验证了模型的预测效力。