基于混合策略博弈的我國工業(yè)碳減排分析

秦念茹 李小強(qiáng)

摘 要：碳排放問題隨著工業(yè)化進(jìn)程的加劇以及環(huán)境問題的日益凸顯已經(jīng)引起人們的關(guān)注。本文基于混合策略博弈主要分析了工廠與工廠之間、政府與工廠之間、中央政府與地方政府之間、社會公眾與工廠之間的利益互動關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：加大工業(yè)碳排放處罰力度、提高政府監(jiān)督效率以促進(jìn)工廠工業(yè)碳減排行為的推進(jìn)；提升補(bǔ)貼力度、強(qiáng)化監(jiān)管技術(shù)創(chuàng)新、降低監(jiān)督成本、將工業(yè)污染治理情況納入到中央政府對地方政府的績效考核指標(biāo)體系等，以促使地方政府參與工業(yè)碳減排；強(qiáng)化社會公眾參與工業(yè)碳減排監(jiān)督的支持力度，以提升社會公眾參與監(jiān)督的積極性，進(jìn)而有效抑制工廠的工業(yè)碳排放行為。最后，針對性地提出工業(yè)碳減排的對策建議，以期能夠提升我國工業(yè)碳減排的效率，促進(jìn)工業(yè)的低碳化持續(xù)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：工業(yè) 碳排放 混合策略 博弈

中圖分類號：F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-4914（2014）09-078-03

IPCC第四次評估報(bào)告指出，近100多年來全球平均地表溫度升高了0.3℃～0.6℃，海平面平均升高了10～25cm。{1}全球普遍的氣候變暖嚴(yán)重威脅著人類賴以生存的環(huán)境，而人類活動被認(rèn)為是引起全球變暖的主要原因，其中人類工業(yè)生產(chǎn)活動是最主要的原因。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國能源的消耗總量和碳排放量也在逐年增加，目前我國的碳排放量已經(jīng)位于世界首位。隨著全國大范圍霧霾等環(huán)境問題的日益凸顯，如何從根源上減少碳排放量已經(jīng)成為政府亟待解決的問題。2011年3月16日，國家頒布的“十二五”規(guī)劃綱要要求，“十二五”期間，中國單位GDP二氧化碳排放量要比2010年降低17%左右，中國各行業(yè)都要把節(jié)能減排或減少二氧化碳排放列入“十二五”規(guī)劃。這些都已經(jīng)說明，我國政府已經(jīng)相當(dāng)重視碳排放問題，并已經(jīng)把碳排放作為一個(gè)硬性指標(biāo)。此外眾多的國內(nèi)外學(xué)者也對工業(yè)的低碳路徑和措施進(jìn)行了廣泛而深入的研究。然而在相關(guān)的文獻(xiàn)中對于工業(yè)碳減排的各參與主體的行為方式以及相互之間的博弈關(guān)系的研究還比較少，筆者認(rèn)為工業(yè)碳減排首先需要厘清各參與主體及其相互之間的博弈關(guān)系。鑒于此，本文從混合策略博弈的視角探討工業(yè)碳減排的各行為主體間的博弈關(guān)系，并針對性地提出相應(yīng)的對策建議。

一、工業(yè)溫室氣體減排中的參與主體及其行為分析

1.政府主體。在工業(yè)碳減排行為的推進(jìn)過程中，各主體作用的發(fā)揮都是建立在政府的主導(dǎo)基礎(chǔ)之上，碳減排作為一個(gè)社會性質(zhì)的行動，其準(zhǔn)公共物品的特征也要求了地方政府應(yīng)該發(fā)揮著重要的作用。特別是在中國，特有的制度特征和一些地區(qū)落后的經(jīng)濟(jì)條件也要求政府應(yīng)該盡力完善低碳技術(shù)的市場體系與市場激勵(lì)機(jī)制，解決可能出現(xiàn)的市場失靈，努力營造推進(jìn)工業(yè)碳減排的環(huán)境，引導(dǎo)其他各參與主體的積極性，更重要的是起到監(jiān)督和管理的作用。就政府而言，工業(yè)碳減排的參與方不單單局限于地方政府，中央政府在我國工業(yè)碳減排方面也起到了至關(guān)重要的作用。中央政府根據(jù)整體環(huán)境狀況頒布相應(yīng)的工業(yè)碳減排的政策，此時(shí)地方政府不僅僅是中央政府政策的執(zhí)行者，也是地方利益的代表，既要完成中央政府的政策任務(wù)又要追求地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此在討論工業(yè)碳減排參與主體政府的行為時(shí)，不但要討論地方政府與工廠之間的博弈關(guān)系，與中央政府的博弈關(guān)系也是不容忽視的。

2.工廠主體。在中國，工業(yè)大多以工廠為單位進(jìn)行發(fā)展和運(yùn)作，工廠是工業(yè)碳排放的主要源頭，也是推進(jìn)中國工業(yè)碳減排不可或缺的主體之一。特別是技術(shù)相對落后、規(guī)模相對較小的工廠造成了更多的碳排放和環(huán)境污染，以工廠為單位的主體為追求利益最大化，缺少碳減排和環(huán)境治理的動機(jī)，同時(shí)由于治理成本過高而規(guī)避必要的環(huán)境治理和碳減排，工廠更傾向于逃避相關(guān)責(zé)任，盡量減少工業(yè)碳減排造成的費(fèi)用損失和將其成本外部化，形成“奧爾森困境”{1}，使社會公眾和地方政府承擔(dān)自身工業(yè)碳排放對環(huán)境造成的污染。就工業(yè)生產(chǎn)的根本主體工廠而言，單靠市場很難真正推進(jìn)碳減排，政府的參與不可或缺，政府的決策行為必須達(dá)到一定條件才可能使工廠有意愿進(jìn)行自愿的碳減排。從工廠的利益最大化角度出發(fā)，只有政府的監(jiān)督成本大于其盈利水平時(shí)，工廠的碳排放成本增加將導(dǎo)致其利潤的下降時(shí)，工廠才會具有降低碳排放量的意愿；相反，即便政府進(jìn)行監(jiān)管力度再大若沒有實(shí)質(zhì)性地觸碰工廠的根本利益，工廠仍然有碳排放的獲利空間，工廠通常會選擇搭便車也不可能進(jìn)行工業(yè)的碳減排。

二、工業(yè)減排的各參與主體的混合策略博弈分析

1.工廠與工廠之間的混合策略博弈。

（1）模型假設(shè)及博弈模型。假設(shè)一，兩個(gè)工業(yè)工廠，分別為工廠1和工廠2，工廠為同質(zhì)性；假設(shè)二，工廠之間的信息是非對稱的工廠之間無法事先判斷對方將采取的何種策略；假設(shè)三，兩個(gè)工廠都進(jìn)行碳減排的收益分別為R，一個(gè)工廠碳減排，另一個(gè)工廠碳排放，則碳減排的工廠的收益為R1，碳排放的工廠的收益為R2；兩個(gè)工廠都進(jìn)行碳排放的收益為r；假設(shè)四，工廠1和工廠2進(jìn)行工業(yè)碳減排的概率分別為P1和P2。

工業(yè)碳排放的收益大于碳減排的收益，即滿足R2>R1，R2>R，工業(yè)碳排放導(dǎo)致非帕累托最優(yōu)，即滿足2R>R1+R2，在一個(gè)工廠碳減排的同時(shí)，另一工廠碳排放的收益最大，即滿足R2>R，在一工廠碳排放的同時(shí)，另一工廠碳減排受益雖小于R，但大于r。由此，形成了表1的工業(yè)碳排放工廠之間的混合策略博弈分析。

（2）博弈分析。因?yàn)閮蓚€(gè)工廠為同質(zhì)性，以工廠1的先行博弈進(jìn)行分析，其策略選擇取決于期望收益的大小。

工廠1進(jìn)行工業(yè)碳減排的期望收益為：E1=P2R+（1-P2）R1；工廠1進(jìn)行工業(yè)碳排放的期望收益為：E2=P2R2+（1-P2）r。當(dāng)滿足E1-E2>0時(shí)，工廠1將有動力主動進(jìn)行工業(yè)的碳減排，即滿足如下條件：

和意愿進(jìn)行工業(yè)的碳減排，這也是達(dá)到工業(yè)碳減排帕累托的最優(yōu)效果的條件。由式（1）也可以看出增加R1-r的值和減少R2-R的值都將增加工廠對于工業(yè)碳減排的概率，即在一個(gè)工廠進(jìn)行工業(yè)碳減排的前提下，另一個(gè)工廠工業(yè)碳排放的收益越小；一個(gè)工廠進(jìn)行工業(yè)碳排放的前提下，另一個(gè)工廠工業(yè)碳減排的收益越大，這兩種情況下越可能形成最優(yōu)的帕累托效果。

上述的分析基于兩個(gè)參與博弈的工廠具有同質(zhì)性，下面討論一下不具有同質(zhì)性的兩個(gè)工廠的混合博弈分析，首先假定假設(shè)工廠1規(guī)模比重為θ，其中0<θ<1。根據(jù)上述假設(shè)，兩個(gè)工廠均碳減排時(shí)工廠1的期望收益為2θR，工廠1碳減排而工廠2碳排放時(shí)的期望收益為θ（R1+R2），兩個(gè)工廠均碳排放時(shí)工廠1的期望收益為2θr。以碳減排和碳排放的收益差作為衡量工廠是否進(jìn)行工業(yè)碳減排意愿，令該意愿為Y，則滿足：Y1=f「θ（R1+R2）-2θr」，由R1+R2>2r可知函數(shù)Y1是以θ為自變量的增函數(shù)，說明工廠的規(guī)模越大，進(jìn)行工業(yè)碳減排的意愿和動機(jī)越強(qiáng)烈，反之，工廠規(guī)模越小越可能進(jìn)行工業(yè)的碳排放。

（3）均衡結(jié)果。工業(yè)碳減排的工廠之間的混合博弈結(jié)果表明，同質(zhì)狀態(tài)下在無外界因素的作用下很難能形成工廠之間的合作機(jī)制，只有在一個(gè)工廠進(jìn)行工業(yè)碳減排的前提下，另一個(gè)工廠工業(yè)碳排放的收益越小，和一個(gè)工廠進(jìn)行工業(yè)碳排放的前提下，另一個(gè)工廠工業(yè)碳減排的收益越大的兩者情況下，才可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)的碳減排，而這一條件的實(shí)現(xiàn)往往是需要外力推動的。在非同質(zhì)的狀態(tài)下，規(guī)模大的工廠進(jìn)行工業(yè)碳減排的動機(jī)較大，規(guī)模小的工廠更傾向于工業(yè)的碳減排。然而，規(guī)模大的工廠也沒有理由一直付出，最終很可能導(dǎo)致越來越多的小規(guī)模工廠肆意進(jìn)行工業(yè)碳排放的現(xiàn)象。

2.地方政府與工廠之間的混合策略博弈。

（1）模型假設(shè)及博弈模型。條件假定和參數(shù)設(shè)定同上以小節(jié)相同，這里增加一點(diǎn)，即假定工廠進(jìn)行工業(yè)碳排放的概率是P1，政府進(jìn)行監(jiān)督的概率是P2。一般來說，政府的監(jiān)督概率越大，工廠碳排放概率就會越小。

（2）博弈分析。這是一個(gè)工廠主體先行的博弈模型，工廠為尋求自身的利益最大化，將會進(jìn)行工業(yè)碳排放，此時(shí)的政府從社會福利最大化角度需要降低工廠的碳排放，使工業(yè)工廠進(jìn)行碳減排。從收益角度而言，只有當(dāng)工廠進(jìn)行碳減排的期望收益大于碳排放時(shí)，工廠才可能有意愿進(jìn)行工業(yè)的碳減排。因此，討論工廠進(jìn)行碳排放和碳減排兩種策略的期望收益。

令工廠進(jìn)行工業(yè)碳排放的期望收益為E1，工廠進(jìn)行工業(yè)碳減排的期望收益為E'1，此時(shí)兩種期望收益分別為：

博弈的過程是兩者之間的利益選擇，因此還需要考慮起監(jiān)督作用的政府的期望收益，令政府監(jiān)督的期望收益為E2，政府不監(jiān)督的期望收益為E'2，此時(shí)兩種期望收益分別為：

（3）均衡結(jié)果。工業(yè)碳排放政府與工廠之間的混合策略博弈分析可以看出，政府監(jiān)督到工廠工業(yè)碳排放進(jìn)行的罰款額度F與政府監(jiān)督概率P2成反比，假定P2是固定的，當(dāng)政府的懲罰力度加大和罰款數(shù)額增大時(shí)，工廠進(jìn)行碳減排的可能性也將隨之增大。上述博弈分析還可以看出政府對工業(yè)監(jiān)督的成本C與工廠進(jìn)行工業(yè)碳排放的概率P1成正比，假定P1是固定的，降低政府的監(jiān)督成本將能夠提高政府對工廠工業(yè)碳排放監(jiān)督的概率，從而降低工廠碳排放的可能性。綜上所述，政府可以通過加大對工業(yè)碳排放工廠的處罰力度，增加其進(jìn)行碳排放的經(jīng)濟(jì)成本，使其進(jìn)行碳排放的成本大于其收益，進(jìn)而從外部改變工廠的工業(yè)碳排放行為，同時(shí)通過減少政府的監(jiān)督成本提高政府的監(jiān)督效率，增加監(jiān)督的覆蓋面也將有效地促進(jìn)工廠碳減排行為的推進(jìn)。

3.中央政府與地方政府之間的混合策略博弈。

（1）模型假設(shè)及博弈模型。中央政府和地方政府都是理性的個(gè)體；中央政府以大局為重，追求整體和社會利益的最大化；地方政府以區(qū)域?yàn)橹?，追求本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展業(yè)績；中央政府對于工業(yè)碳減排的政策都是正確的，只要地方政府認(rèn)真貫徹都將得到很好的碳減排效果。在工業(yè)碳減排的實(shí)際過程中，中央政府和地方政府作為博弈的兩個(gè)主體，中央政府制度相關(guān)政策，監(jiān)督地方政府進(jìn)行工業(yè)的碳減排，因此選擇監(jiān)督方式保證地方政府能夠順利實(shí)現(xiàn)工業(yè)碳減排。制定相關(guān)政策是中央政府的必然選擇，而在執(zhí)行方面，地方政府也有自己的選擇權(quán)，可能執(zhí)行中央政策實(shí)現(xiàn)工業(yè)碳減排，也可能不執(zhí)行中央政府政策對工業(yè)的碳排放。因此，中央政府在工業(yè)碳減排博弈中的策略有（監(jiān)管，不監(jiān)管），地方政府在工業(yè)碳減排博弈中的策略有（執(zhí)行，不執(zhí)行）。對于中央政府而言，監(jiān)管地方政府行為是有成本的；對于地方政府而言，實(shí)現(xiàn)工業(yè)碳減排也是有成本的。令R1為地方政府碳減排為中央政府帶來的收益，R'1為地方政府碳排放為中央政府帶來的收益，其中滿足R'1C'2，令地方政府執(zhí)行中央政府的工業(yè)碳減排政策時(shí)將獲得中央政府給予的獎(jiǎng)勵(lì)F1，地方政府若不執(zhí)行中央政府的工業(yè)碳減排政策，地方政府將受到中央政府給予的懲罰F2。其中懲罰的力度要高于獎(jiǎng)勵(lì)的力度，既滿足F2>F1。

引入獎(jiǎng)懲機(jī)制以后，地方政府執(zhí)行中央政府的工業(yè)碳減排政策是有條件的，只有當(dāng)滿足R2-C'2-F2

（2）博弈分析。在該博弈中，無論是地方政府還是中央政府均不存在純策略的納什均衡，因此引入概率因素，研究中央政府和地方政府的工業(yè)碳排放的混合策略博弈。令地方政府執(zhí)行中央政府工業(yè)碳排放政策的概率是P1，中央政府對地方政府的監(jiān)管的概率是P2。一般來說，中央政府的監(jiān)管概率越大，地方政府執(zhí)行中央政府政策的概率也越大。地方政府為尋求自身的利益最大化，不會執(zhí)行中央政府的工業(yè)碳減排政策，此時(shí)的中央政府從社會福利最大化角度需要監(jiān)管地方政府的碳排放行為。從收益角度而言，只有當(dāng)?shù)胤秸畧?zhí)行碳減排政策的期望收益大于碳排放收益，地方政府才可能有意愿執(zhí)行中央政府的碳減排政策。因此，討論地方政府執(zhí)行中央政府政策和不執(zhí)行中央政府政策兩種策略的期望收益。

令地方政府執(zhí)行中央政府工業(yè)碳減排政策的期望收益為E1，地方政府不執(zhí)行中央政府工業(yè)碳減排政策的期望收益為E'1，此時(shí)兩種期望收益分別為：

E1=P2（R2-C2+F1）+（1-P2）（R2-C2） （6）

E'1=P2（R2-C'2+F2）+（1-P2）（R2-C'2） （7）

令中央政府監(jiān)管地方政府的期望收益為E2，中央政府不監(jiān)督地方政府的期望收益為E'2，此時(shí)兩種期望收益分別為：

E2=P1（R1-C1-F1）+（1-P1）（R'1-C1+F2） （8）

E'2=P1R1+（1-P1）R'1 （9）

（3）均衡結(jié)果。上述中央政府與地方政府的工業(yè)碳減排的混合博弈分析表明，中央政府的監(jiān)管概率大小取決于地方政府執(zhí)行中央政府政策和不執(zhí)行中央政府政策的成本之差，以及中央政府的獎(jiǎng)懲力度。在一方面既定的情況下，中央政府的監(jiān)督概率與成本差呈正比關(guān)系，與獎(jiǎng)懲力度呈反比關(guān)系。從地方政府的期望收益角度而言，提高中央政府的獎(jiǎng)懲力度和降低執(zhí)行與不執(zhí)行中央政府政策的成本差，將促使地方政府執(zhí)行中央政府的政策。

地方政府是否執(zhí)行中央政府政策的概率則與中央政府的監(jiān)管成本和獎(jiǎng)懲力度有關(guān)。在一方面既定的情況下，地方政府執(zhí)行中央政府政策的概率與中央政府的監(jiān)督成本呈反比，與獎(jiǎng)懲力度呈正比，特別是增大中央政府的懲罰力度將有效地促使地方政府執(zhí)行中央政府的工業(yè)碳減排政策。

實(shí)際上，在中央政府與地方政府的博弈模型中，最理想的局面和策略是實(shí)現(xiàn)（執(zhí)行，不監(jiān)管）的納什均衡，即滿足P1趨向于1，而P2趨向于0。根據(jù)前述分析，F(xiàn)2與P1呈正比，C2-C'2與P2呈正比，因此從這兩個(gè)方面著手將有效地使中央政府和地方政府的博弈均衡向最理想的方面發(fā)展。一方面，可以加大對不執(zhí)行中央政府政策的地方政府的懲罰力度，通過提高F2促使地方政府采取執(zhí)行策略；另一方面，可以通過建立有效的激勵(lì)機(jī)制，例如中央政府提高對地方政府執(zhí)行政策的補(bǔ)貼和鼓勵(lì)，通過降低C2-C'2的成本差，使中央政府逐漸采用不監(jiān)管策略。

三、結(jié)論及對策建議

本文對工業(yè)碳減排過程中工廠與工廠之間、政府與工廠之間、中央政府與地方政府之間以及在公眾參與等各行為主體間的混合策略博弈進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：工廠為了自身利益最大化，不會自覺參與工業(yè)碳減排，必須借助外部的激勵(lì)與約束機(jī)制；政府可以通過加大對工業(yè)碳排放工廠的處罰力度、提高政府的監(jiān)督效率、增加監(jiān)督的覆蓋面可以有效地促進(jìn)工廠的工業(yè)碳減排行為的推進(jìn)；地方政府執(zhí)行中央政府政策的概率與中央政府的監(jiān)督成本呈反比，與獎(jiǎng)懲力度呈正比，需要中央政府強(qiáng)化懲罰機(jī)制和補(bǔ)貼激勵(lì)機(jī)制，以減小監(jiān)管成本；對參與工業(yè)碳減排行動的社會公眾進(jìn)行激勵(lì)，通過減少參與成本和提升參與收益，可以有效的鼓勵(lì)社會公眾參與工業(yè)碳減排的監(jiān)督中。根據(jù)博弈結(jié)論，本文提出幾點(diǎn)政策建議，以求解決我國工業(yè)碳減排效率低下的問題，改善城市生態(tài)環(huán)境。

（1）推動科技創(chuàng)新，降低工業(yè)碳減排和政府的監(jiān)督成本。技術(shù)的創(chuàng)新是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)增長的主動力{2}，這里主要是從政府監(jiān)督技術(shù)創(chuàng)新和工業(yè)生產(chǎn)低碳技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)工業(yè)的碳減排和環(huán)境改善。政府監(jiān)督技術(shù)創(chuàng)新，可以有效地降低監(jiān)督測成本，提升監(jiān)督的有效性；工業(yè)生產(chǎn)低碳技術(shù)創(chuàng)新可以降低工業(yè)碳減排的成本，提升減排的效率，使得工廠等各參與主體自覺參與工業(yè)的碳減排。因此，我們必須加快完善國家技術(shù)創(chuàng)新體系，以技術(shù)創(chuàng)新推動工業(yè)碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（2）建立健全激勵(lì)約束機(jī)制。激勵(lì)是通過財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免等激勵(lì)措施，鼓勵(lì)各參與主體積極參與工業(yè)碳減排，主要包括中央政府對地方政府的激勵(lì)、政府對工廠的激勵(lì)、政府對社會公眾的激勵(lì)等。約束是對各參與方消極參與工業(yè)碳減排的懲罰和約束，中央政府對地方政府的約束通過將工業(yè)碳減排和環(huán)境治理情況納入到對地方政府的績效考核中和其他處罰措施強(qiáng)化對地方政府的約束；政府對工廠等工業(yè)污染源直接生產(chǎn)者進(jìn)行污染處罰等手段強(qiáng)化約束。同時(shí)可以引入第三方的約束機(jī)制，主要包括公眾、非政府組織和媒體等，調(diào)動整個(gè)社會的力量強(qiáng)化對工業(yè)碳減排的監(jiān)督，在減少監(jiān)督成本的同時(shí)提升監(jiān)督的效率。

（3）調(diào)整工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動低碳企業(yè)的普及與發(fā)展。各級政府應(yīng)該積極的調(diào)整當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，盡快淘汰那些高能耗、高排放、低效率的企業(yè)。大力推動科技型企業(yè)和低能耗、低排放企業(yè)的發(fā)展。促進(jìn)企業(yè)間的并購，使一些規(guī)模大、技術(shù)先進(jìn)、效率高的企業(yè)收購那些技術(shù)落后的企業(yè)，實(shí)現(xiàn)資源的重組，使得效率提升，排放減少。同時(shí)，樹立低碳生產(chǎn)的理念，積極宣傳低碳環(huán)保，給企業(yè)的高管開設(shè)低碳環(huán)保培訓(xùn)班，使得低碳生產(chǎn)的理念真正地進(jìn)入到企業(yè)中，融入企業(yè)文化和生產(chǎn)中，進(jìn)而促進(jìn)企業(yè)進(jìn)行低碳環(huán)保改革，推動低碳企業(yè)的普及與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蒙瑞海.我國工業(yè)碳源減排的博弈分析[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2012，10（258）：111-115

[2] Mancur Lloyd Olson， Jr. The Logic of Collective Action： Public Goods and the Theory of Groups[M]. Harvard University Press，1965

[3] 呂軍，李利，侯俊東.礦山地質(zhì)環(huán)境治理主體間的博弈分析[J].中國人口·資源與環(huán)境，2012，22，（11）：124-129.

（作者單位：東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150040）

（責(zé)編：若佳）