基于區(qū)塊鏈技術(shù)的雙寡頭企業(yè)綠色生產(chǎn)博弈分析與研究

時(shí)宗野，鄭 躍，2

（1.淮北師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 淮北 235000；2.安徽省高校管理大數(shù)據(jù)研究中心，安徽 淮北 235000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得矚目的成績(jī)，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的資源枯竭與環(huán)境惡化等問題也日趨嚴(yán)重，以犧牲環(huán)境的方式換來的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)弊大于利，迫使我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)型.推動(dòng)企業(yè)向綠色生產(chǎn)轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的微觀動(dòng)力.在此背景下，探究如何有效推動(dòng)企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)具有重要的理論與實(shí)踐價(jià)值.

企業(yè)綠色生產(chǎn)是指以節(jié)能、降耗、減污為目標(biāo)，以管理和技術(shù)為手段，實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)全過程污染控制，使污染物的產(chǎn)生量最少化的一種綜合措施［1］.企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)意味著企業(yè)在原材料采購(gòu)、新設(shè)備的更新以及綠色技術(shù)的研發(fā)等環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生更多的成本，并且市場(chǎng)上綠色產(chǎn)品與非綠色產(chǎn)品區(qū)分度不明顯增加綠色產(chǎn)品需求的不確定性，這些因素會(huì)降低企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)的積極性.為了解決市場(chǎng)機(jī)制激勵(lì)不足的問題，政府通過補(bǔ)貼［2-5］、綠色產(chǎn)品認(rèn)證［6］等方式鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn).然而，政府補(bǔ)貼等行為缺乏有效的監(jiān)督與反饋機(jī)制，很多企業(yè)在接受補(bǔ)貼后仍然進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)，這種道德風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的環(huán)境污染后果需要政府來承擔(dān).由此可見，通過政府補(bǔ)貼等方式促進(jìn)企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)有其不足之處.

面對(duì)市場(chǎng)失靈、政府失靈的難題，迫切需要革命性的技術(shù).區(qū)塊鏈技術(shù)作為第四次科技革命的代表［7］，其廣泛的應(yīng)用前景得到世界各國(guó)的重視.區(qū)塊鏈（Block-chain）的本質(zhì)是去中心的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，其核心技術(shù)包括P2P網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、加密簽名算法、分布式一致性算法、賬戶與存儲(chǔ)模型［8-10］.在綠色生產(chǎn)領(lǐng)域中，區(qū)塊鏈的去中心化、開放性、不可篡改、可追溯性等特征能有效降低供應(yīng)鏈上下游間的信息不對(duì)稱，有助于更好地管理綠色供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)［11-14］.區(qū)塊鏈可以通過P2P機(jī)制淡化組織邊界，使企業(yè)在生產(chǎn)研發(fā)過程中以更低的成本在區(qū)塊鏈上配置生產(chǎn)研發(fā)等資源，從而降低綠色生產(chǎn)成本［15-16］.區(qū)塊鏈的數(shù)字雙胞胎機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)物流、信息流和價(jià)值流的統(tǒng)一，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，使企業(yè)降低綠色生產(chǎn)的組織成本和生產(chǎn)成本［17］.區(qū)塊鏈的可追溯性使政府在沒有可靠第三方監(jiān)管的情況下，清晰查明資金流向，避免道德風(fēng)險(xiǎn)帶來的損失［18］.

綜上所述，現(xiàn)有研究大多考慮政府補(bǔ)貼、綠色產(chǎn)品認(rèn)證等方式促進(jìn)綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而政府與企業(yè)間的信息不對(duì)稱會(huì)產(chǎn)生道德風(fēng)險(xiǎn)行為.政府是有限理性的，政府補(bǔ)貼只能分?jǐn)傄徊糠制髽I(yè)研發(fā)成本，企業(yè)綠色生產(chǎn)成本過高的問題仍沒得到解決，綠色生產(chǎn)成本依然是制約企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)的最大約束條件.而區(qū)塊鏈技術(shù)與綠色生產(chǎn)的有機(jī)結(jié)合可以消除信息不對(duì)稱，有效解決綠色生產(chǎn)長(zhǎng)期存在的技術(shù)欠缺和融資困難的難題，其相關(guān)特性為降低企業(yè)綠色生產(chǎn)成本提供新的思路.因此，基于區(qū)塊鏈技術(shù)可以降低企業(yè)綠色生產(chǎn)成本并消除政企之間的信息不對(duì)稱，本文將構(gòu)建雙寡頭企業(yè)博弈模型，探討在不同政策下企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)的決策過程，所得結(jié)論為政府有效推動(dòng)企業(yè)向綠色生產(chǎn)轉(zhuǎn)型提供一定的決策依據(jù).

1 問題描述及符號(hào)定義

1.1 問題描述與假設(shè)

假設(shè)市場(chǎng)上有兩家技術(shù)能力不同的企業(yè)相互競(jìng)爭(zhēng)，為了消除信息不對(duì)稱造成的道德風(fēng)險(xiǎn)以及降低企業(yè)綠色生產(chǎn)成本，本文基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建雙寡頭企業(yè)博弈模型.為便于后續(xù)研究，作出以下假設(shè)：

（1）企業(yè)1 的技術(shù)水平高于企業(yè)2，即企業(yè)1 綠色生產(chǎn)邊際成本g1低于企業(yè)2 的綠色生產(chǎn)邊際成本g2；當(dāng)兩家企業(yè)生產(chǎn)方式相同時(shí)，進(jìn)行Nash博弈；當(dāng)兩家企業(yè)生產(chǎn)方式不同時(shí)，進(jìn)行Stackelberg博弈.

（2）區(qū)塊鏈技術(shù)可以消除政府與企業(yè)之間的信息不對(duì)稱，從而避免由企業(yè)道德風(fēng)險(xiǎn)行為造成的損失.

（3）隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展及其在企業(yè)綠色生產(chǎn)當(dāng)中的應(yīng)用，企業(yè)綠色生產(chǎn)成本會(huì)逐漸降低；政府通過區(qū)塊鏈對(duì)綠色生產(chǎn)的企業(yè)給予補(bǔ)貼，對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行征稅.

（4）假設(shè)兩企業(yè)的需求函數(shù)均為線性函數(shù)，需求函數(shù)受到消費(fèi)者產(chǎn)品意愿支付、產(chǎn)品價(jià)格以及替代產(chǎn)品價(jià)格的共同影響.綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品同質(zhì)，二者具有相互替代性.

1.2 符號(hào)定義

本文涉及的符號(hào)定義如表1所示.

表1 符號(hào)定義

2 模型建立與分析

2.1 模型構(gòu)建

企業(yè)1和企業(yè)2可以選擇綠色生產(chǎn)或傳統(tǒng)生產(chǎn)，因此將產(chǎn)生4種決策組合.

（1）當(dāng)企業(yè)1和企業(yè)2都進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)，即OO生產(chǎn)模式，此時(shí)有

企業(yè)1和企業(yè)2的收益函數(shù)分別為

（2）當(dāng)企業(yè)1進(jìn)行綠色生產(chǎn)，而企業(yè)2進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)，即GO生產(chǎn)模式，企業(yè)1與企業(yè)2形成Stackelberg博弈，此時(shí)有

從而得

（3）當(dāng)企業(yè)2進(jìn)行綠色生產(chǎn)，而企業(yè)1進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)，即OG生產(chǎn)模式，此模式與GO決策模式類似，具體計(jì)算過程不再贅述.企業(yè)1和企業(yè)2的收益函數(shù)為

（4）當(dāng)兩家企業(yè)都進(jìn)行綠色生產(chǎn)時(shí)，即GG生產(chǎn)模式，此時(shí)有

運(yùn)用逆向歸納法可以求得

命題1：兩家企業(yè)同時(shí)進(jìn)行綠色生產(chǎn)時(shí)，消費(fèi)者對(duì)綠色產(chǎn)品的支付意愿、政府補(bǔ)貼有正向作用；綠色生產(chǎn)邊際成本對(duì)企業(yè)綠色生產(chǎn)有負(fù)向作用；兩家企業(yè)選擇不同的生產(chǎn)方式時(shí)，消費(fèi)者對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的支付意愿、政府環(huán)境稅稅率對(duì)綠色生產(chǎn)的企業(yè)有正向作用.

命題2：在GO生產(chǎn)模式中，企業(yè)1綠色產(chǎn)品的價(jià)格和企業(yè)2傳統(tǒng)產(chǎn)品的價(jià)格與γ正相關(guān)；在GG生產(chǎn)模式中，綠色產(chǎn)品的價(jià)格與γ呈正相關(guān).即γ越小，綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品的價(jià)格越小.

命題3：兩家企業(yè)都進(jìn)行綠色生產(chǎn)時(shí)，政府補(bǔ)貼對(duì)產(chǎn)品價(jià)格有負(fù)向作用，對(duì)企業(yè)收益有正向作用；兩家企業(yè)選擇不同的生產(chǎn)方式時(shí)，政府補(bǔ)貼對(duì)綠色產(chǎn)品價(jià)格有負(fù)向作用，對(duì)綠色生產(chǎn)企業(yè)收益有正向作用；政府補(bǔ)貼對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品價(jià)格有正向作用，對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)收益有負(fù)向作用.

2.2 企業(yè)綠色生產(chǎn)決策演化博弈分析

演化博弈中認(rèn)為博弈主體是有限理性的，2個(gè)企業(yè)的決策相互影響，雙方需要不斷的獲取對(duì)方的信息進(jìn)行策略調(diào)整，這樣才能尋找到最優(yōu)策略.2個(gè)企業(yè)博弈收益矩陣如表2所示.

表2 企業(yè)收益矩陣

假設(shè)企業(yè)1選擇綠色生產(chǎn)的概率為x，進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)的概率為1-x；企業(yè)2進(jìn)行綠色生產(chǎn)的概率為y，進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)的概率為1-y.

令U1表示企業(yè)1進(jìn)行綠色生產(chǎn)的期望收益，U2表示企業(yè)1進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)的期望收益，Uˉ表示企業(yè)1的平均收益，則有

同理，令V1表示企業(yè)2進(jìn)行綠色生產(chǎn)的期望收益，V2表示企業(yè)2進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)的期望收益，Vˉ表示企業(yè)2的平均收益，則有

從而，這兩個(gè)企業(yè)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程分別是

根據(jù)上式可以得到演化博弈的平衡點(diǎn)如下：（1，1），（1，0），（0，1），（0，0），（x1，y1），其中

3 仿真分析

利用Matlab對(duì)上述復(fù)制動(dòng)態(tài)方程進(jìn)行數(shù)值仿真，取初始值aG=102,aO=100,β=0.2,n=20,g1=40,g2=60.

3.1 企業(yè)1和企業(yè)2綠色生產(chǎn)決策的演化

從圖1可知，當(dāng)政府補(bǔ)貼、環(huán)境稅稅率和綠色成本降低幅度均適中時(shí)，兩家企業(yè)都會(huì)向綠色生產(chǎn)進(jìn)行演化.技術(shù)相對(duì)落后的企業(yè)2只有當(dāng)政府補(bǔ)貼、環(huán)境稅率提高到一定水平，同時(shí)通過區(qū)塊鏈技術(shù)使綠色生產(chǎn)成本降低到一定幅度，才會(huì)進(jìn)行綠色生產(chǎn).而企業(yè)1的技術(shù)更加先進(jìn)，綠色生產(chǎn)成本也更低，容易在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶占先機(jī)，當(dāng)政府進(jìn)行適中補(bǔ)貼時(shí)，企業(yè)1進(jìn)行綠色生產(chǎn).

圖1 m=10,k=0.5,γ=0.7 時(shí)雙寡頭企業(yè)策略的演化

從圖2可知，當(dāng)政府補(bǔ)貼值較高、環(huán)境稅率適中和綠色生產(chǎn)成本降低幅度較大時(shí)，兩家企業(yè)都能較快進(jìn)行綠色生產(chǎn).其中企業(yè)2 通過區(qū)塊鏈技術(shù)能夠較大幅度的降低綠色生產(chǎn)成本，政府補(bǔ)貼進(jìn)一步提高后，企業(yè)2會(huì)較快地向綠色生產(chǎn)演化.企業(yè)1由于技術(shù)更加先進(jìn)，政府補(bǔ)貼增加后，進(jìn)行綠色生產(chǎn)有利于企業(yè)1綠色產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)1會(huì)更快地進(jìn)行綠色生產(chǎn).

圖2 m=15,k=0.5,γ=0.5 時(shí)雙寡頭企業(yè)策略的演化

從圖3可知，當(dāng)政府補(bǔ)貼適中、環(huán)境稅率高和綠色生產(chǎn)成本降低幅度較大時(shí)，企業(yè)2受到政府規(guī)制的影響，進(jìn)行傳統(tǒng)生產(chǎn)的成本會(huì)增加，隨著環(huán)境稅率的提高，企業(yè)2迫于政府環(huán)境規(guī)制的壓力，最終會(huì)轉(zhuǎn)向綠色生產(chǎn).企業(yè)1對(duì)政府高壓管制更敏感，環(huán)境稅率提高后，企業(yè)1比企業(yè)2更快地進(jìn)行綠色生產(chǎn).

圖3 m=10，k=0.8，γ=0.5 時(shí)雙寡頭企業(yè)策略的演化

從圖4可知，當(dāng)政府補(bǔ)貼高、政府環(huán)境管制寬松和綠色生產(chǎn)成本降低幅度大時(shí)，對(duì)市場(chǎng)上的兩類企業(yè)來說，這樣的政策極大提高企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)的積極性，兩類企業(yè)都會(huì)迅速進(jìn)行綠色生產(chǎn).

圖4 m=20，k=0.4，γ=0.3 時(shí)雙寡頭企業(yè)策略的演化

4 結(jié)論與建議

基于區(qū)塊鏈技術(shù)降低企業(yè)綠色生產(chǎn)邊際成本并消除政企之間的信息不對(duì)稱，本文構(gòu)建雙寡頭企業(yè)生產(chǎn)決策演化博弈模型.考慮不同政策引導(dǎo)下企業(yè)生產(chǎn)決策的動(dòng)態(tài)演化過程，結(jié)果表明：

企業(yè)綠色生產(chǎn)邊際成本是企業(yè)選擇綠色生產(chǎn)的最大約束條件.中小型企業(yè)由于技術(shù)壁壘，融資困難，綠色生產(chǎn)成本過高，在高壓環(huán)境下很可能被市場(chǎng)逐漸淘汰.因此，政府需要構(gòu)建“區(qū)塊鏈+綠色生產(chǎn)”技術(shù)平臺(tái)，讓更多的中小型企業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，降低綠色生產(chǎn)技術(shù)壁壘，提高資源配置效率，降低綠色生產(chǎn)成本，激勵(lì)企業(yè)向綠色生產(chǎn)轉(zhuǎn)型.

政府需要加強(qiáng)宣傳，培育環(huán)保型消費(fèi)觀念.消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)是企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)最重要的激勵(lì)來源之一.如果消費(fèi)者沒有環(huán)保意識(shí)，就不會(huì)對(duì)綠色產(chǎn)品給予較高的意愿支付，企業(yè)進(jìn)行綠色生產(chǎn)的積極性將會(huì)下降.因此，政府需要通過宣傳教育，培育和弘揚(yáng)環(huán)保型消費(fèi)觀念，提高企業(yè)綠色生產(chǎn)積極性.

當(dāng)綠色產(chǎn)品和傳統(tǒng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上同時(shí)存在時(shí)，隨著區(qū)塊鏈技術(shù)降低綠色生產(chǎn)成本，兩種產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格均會(huì)下降；隨著政府補(bǔ)貼的增加，兩種產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格也會(huì)下降；當(dāng)市場(chǎng)上僅有綠色產(chǎn)品時(shí)，隨著企業(yè)綠色生產(chǎn)成本的下降，兩家企業(yè)綠色產(chǎn)品價(jià)格均會(huì)下降.

政府可以通過區(qū)塊鏈技術(shù)平臺(tái)監(jiān)督企業(yè)是否進(jìn)行綠色生產(chǎn)，根據(jù)市場(chǎng)反應(yīng)合適的調(diào)整補(bǔ)貼和環(huán)境稅率激勵(lì)企業(yè)，同時(shí)企業(yè)利用區(qū)塊鏈技術(shù)降低生產(chǎn)成本，在三者協(xié)調(diào)機(jī)制共同作用下，有效推動(dòng)企業(yè)向綠色生產(chǎn)轉(zhuǎn)型.