双轮驱动下CCUS技术扩散机制：政策规制与碳源投资的演化博弈-SEIR模型研究

本研究通过构建政府-碳源企业的演化博弈与SEIR传播动力学耦合模型，揭示碳捕集利用与封存（CCUS）技术在政策压力与投资驱动下的扩散规律。结果表明，碳价超过420元/吨时扩散速率提升3.2倍，组合政策可使技术采纳率从17.3%增至82.6%，为碳中和目标下能源安全与减排协同提供理论支撑。

　　

Section snippets

Literature review

碳捕集利用与封存（CCUS）技术包含CO₂捕集、运输、利用与封存四个关键环节。自1970年代以来，该技术最初由油气公司推动，主要用于提高原油采收率（EOR）和天然气净化。挪威的Sleipner项目标志着地下CO₂封存的里程碑。随着气候问题加剧，CCUS已从产品净化转向电力、钢铁等高碳行业的减排应用。

Problem description

在CCUS技术扩散中，政府、电厂和油气企业构成三大核心主体。政府通过多元政策工具强化监管，同时引导电厂与油气企业建立碳-能协同投资行为。作为主要技术采纳方，电厂的投资决策直接决定CCUS项目的实施规模与速度。

Model construction

我们基于政府与燃煤电厂的策略收益构建二维演化博弈模型。为保持正文简洁，复制动态方程的详细推导见附录A，此处直接给出策略演化的微分方程组：

F(x) = dx/dt = x(1-x)[αF - C_gq - (αF + Φq - B)y]

F(y) = dy/dt = y(1-y)[x(Φq + Fα) + (e₁-e₂)p₂q - (1-ρ)c₂q]

该微分系统描述了政府监管策略（主动/被动）与电厂减排策略（主动/被动）的交互演化过程。

Simulation setup and design

本研究使用MATLAB 2016a进行数值模拟，以验证复制动态的理论预测。所有参数均基于政策文件、行业统计和既往研究设定，而非随意假设。参数值及其来源详见表B.1。基于理论识别的均衡机制，我们设计了四种典型情景（强监管-高激励、弱监管-低成本等），模拟不同政策组合下CCUS技术的扩散路径与稳定状态。

Conclusions

本研究通过构建政府-电厂-油气企业三方参与的演化博弈-SEIR融合模型，揭示了CCUS技术扩散的关键机制。结果表明：在双重成本约束下，政府监管与电厂减排策略呈现负向收敛，被动纳税概率达68.7%；系统演化强烈依赖初始条件，政府干预需达到临界阈值（如碳价＞420元/吨时扩散速率提升3.2倍）；单一监管下技术采纳率仅17.3%，而组合政策可将其提升至82.6%。该研究为平衡能源安全与碳减排提供了创新理论框架和政策启示。