基于博弈論的煤礦企業實施綠色開采動力分析

[摘 要]受資源稟賦和能源技術發展制約，當前乃至較長時期內煤炭依然是我國的主要能源，實施綠色開采是我國煤炭工業可持續發展的必然要求。本文從博弈論角度，分析了我國煤炭綠色開采中政府與企業的博弈過程，給出了三種納什均衡結果，顯示煤炭企業實施綠色開采的動力嚴重不足。基于增加企業效用和提高政府效率兩個原則，提出了政策建議。

[關鍵詞]綠色開采 博弈分析 納什均衡

一、引言

煤炭在我國能源資源儲量中占到90%以上，目前在我國能源的生產和消費中煤炭達到70%的比例，無論是相對于石油、天然氣等傳統的化石能源，還是相對于風能、太陽能、生物能等新興的可再生能源，煤炭在我國的能源體系中都占有絕對的主體地位。從我國的能源資源稟賦和新興能源技術的發展潛力來說，在未來較長時間中，我國會依然處于依賴煤炭資源的局面。

雖然經濟和社會發展對煤炭的需求量很大，但一個不容忽視的問題也擺在了人們面前，由于煤炭資源稟賦的先天性缺陷，再加上我國資源性產品的價格制度不合理，同時公眾的環境保護意識較為薄弱，煤炭開采已造成了礦區的環境破壞和污染。2003年，中國工程院院士錢鳴高在我國首次提出了煤炭綠色開采的概念，并對綠色開采的技術體系進行了闡述。

二、博弈過程的闡釋

下文分析中英文字母代表的變量如下：

R－ 企業的收入

C－ 企業采用綠色開采技術的費用

Q－ 企業的排污量

A(Q) － 政府檢查企業的罰金所得

K－ 政府檢查企業的成本

a－ 政府檢查企業的概率

b－ 企業采用綠色開采技術的概率

博弈參與人有兩類，分別是政府和煤炭企業。假設二者都是以經濟利益最大化為行動準則。政府檢查企業的成本為K，如果企業存在問題則對其罰款，假定罰金同企業的排污量有關，用A(Q)來表示，是關于排污量Q的一個函數。可以將罰金視為企業的一項支出，同時罰金所得視為政府執行檢查的收益，政府可以選擇檢查或者不檢查。企業的收入為R，如果采用綠色開采技術，需要承擔一定的額外費用C。政府與企業的支付矩陣見圖。

圖中有四個不同的支付戰略，每一個支付戰略代表政府和企業的收益狀況，其中第一個元素代表政府的收益，第二個元素代表企業的收益。在企業選擇采取綠色開采技術的情況下，其開采過程達到了政府的要求，企業無需繳納罰金，但企業為采用技術承擔了費用C，其收益為R-C，如果此時政府選擇執行檢查，將支出檢查費用K，其收益為﹣K，如果此時政府選擇不執行檢查，其收益為0；在企業選擇不采取綠色開采技術的情況下，其開采過程沒有達到政府的要求，如果此時政府選擇執行檢查，企業需要繳納罰金A(Q)，由于企業無需承擔因采用技術而帶來的費用C，其收益為R- A(Q)，政府在獲得罰金的同時也付出了檢查成本K，其收益為A(Q)-K，如果此時政府選擇不執行檢查，企業無需繳納罰金，其收益為R，政府的收益為0。

假設政府和企業對彼此的支付函數和戰略空間有充分的了解，而且彼此在選擇自己的行動時不知道其他參與人的選擇，因此以下從完全信息靜態博弈的角度來分析整個博弈過程。

1. 當A(Q)-K≤0時

在企業采取綠色技術時，政府的最優選擇是不檢查，在企業不采取綠色技術時，政府的最優選擇還是不檢查。剔除政府選擇執行檢查這一不理性的戰略，理性的企業在面臨政府不執行檢查的情況下，最優的選擇是不采取綠色開采技術，將獲得最大收益R。

可見，當政府的罰金所得不足以彌補其檢查成本時，博弈達到一個剔除劣戰略的納什均衡（不檢查，不采用技術）。

2.當A(Q)-K＞0時，博弈的進行將出現兩種情況

（1）當R-C≤R- A(Q)時

在政府選擇執行檢查時，企業的最優選擇是不采取綠色開采技術，在政府選擇不執行檢查時，企業的最優選擇還是不采取綠色開采技術。剔除企業選擇采取綠色技術這一不理性的選擇，理性的政府在面對不采用技術的企業的情況下，其最優選擇是選擇執行檢查。

可見，當政府的罰金所得可以彌補其檢查成本，并且企業不采取綠色開采技術的收益超過采取綠色開采技術的收益時，出現了前文所提到的政府相機“開出”罰金這種情況，博弈達到了一個剔除劣戰略的納什均衡（檢查，不采用技術）。

（2）當R-C＞R- A(Q)時

在政府選擇執行檢查時，企業的最優選擇是采取綠色開采技術，在政府選擇不執行檢查時，企業的最優選擇是不采取綠色開采技術；當企業采取綠色開采技術時，政府的最優選擇是不檢查，當企業不采取綠色開采技術時，政府的最優選擇是檢查。

可以看出，在這種情況下，博弈無法達到一個純戰略納什均衡，而是會達到一個混合戰略納什均衡。下面采用支付等值法來分析這一均衡。

①假定政府檢查的概率為a，在a給定的情況下：

企業采用綠色開采技術的收益為π（a，1）=（R-C）×a＋（R-C）×（1-a）

＝ R-C

不采用綠色開采技術的收益為π（a，0）=（R- A(Q)）×a＋R×（1-a）

= R- A(Q) ×a

令π（a，1）=π（a，0）

得a*=

②假定企業采取綠色開采技術的概率為b，在b給定的情況下：

政府執行檢查的收益為π（1，b）=（﹣K）×b＋（A(Q)-K）×（1-b）

= A(Q)-b A(Q)- K

不執行檢查的收益為π（0，b）=0

令π（1，b）=π（0，b）

得b*=

可以看出，這一混合戰略納什均衡結果是：a*= ，b*=

對于這一以概率形式給出的納什均衡結果，可以從以下兩方面來理解。

其一：當a＜a*時，企業不采取綠色開采技術的收益高于采取綠色開采技術時的收益，企業將選擇不采取綠色開采技術；與之相反，當a＞a*時，企業將選擇采取綠色開采技術；當a＝a*時，企業將選擇混合戰略，即以一定的概率選擇采取綠色開采技術。

當b＜b*時，政府檢查企業的收益高于不檢查時的收益，政府將選擇檢查企業；與之相反，當b＞b*時，政府將選擇不檢查企業；當b＝b*時，政府將選擇混合戰略，即以一定的概率選擇檢查企業。

其二：在現實經濟中，有b*比例的企業選擇采取綠色開采技術，有1-b*比例的企業選擇不采取綠色開采技術，政府機關則隨機檢查a*比例的煤炭企業。

三、結論

可以看出，在這一博弈局面中可能出現三種納什均衡結果，如下表所示。

政府與企業博弈的納什均衡結果圖

前兩種博弈結果達到了剔除劣戰略的納什均衡，它們都是一種純戰略納什均衡，即在現實中一旦符合假設的博弈信息出現，結果必然只有一種，而且是確定的。遺憾的是，前兩種結果都是不符合可持續發展要求的，在這兩種納什均衡的結果中，企業都選擇了不采用綠色開采技術，其原因有兩個：一是政府的檢查所得不足以彌補其檢查成本，政府放棄對企業監督的后果是企業放棄采用綠色開采技術；二是即使政府的檢查所得可以彌補其檢查成本，政府對企業進行檢查，但企業采取綠色開采技術的邊際所得小于其邊際成本，企業寧愿接受處罰也不采取綠色開采技術。

第三種納什均衡結果達到了混合戰略納什均衡，它在現實中如果發生，則局中人的行為方式是不確定的。對于政府與煤炭企業博弈這一混合戰略納什均衡結果而言，我們希望的是煤炭企業以盡可能大的概率選擇采取綠色開采技術，一旦企業這樣做了，政府選擇檢查的意愿也會相應減弱，因為政府檢查企業不會獲得罰金所得，當然從另一方面來說這也符合政府部門的利益，因為它可以將有限的資源用于別處來為公眾謀取更大的福利。從均衡結果來看，b的值越大，企業選擇采取綠色開采技術的可能性越高，因此，通過降低政府檢查成本K或增大處罰力度A(Q)，可以使這一納什均衡的結果符合可持續發展的要求，促進企業采取綠色開采技術。

四、政策建議

通過上文的分析，明確了煤炭企業與政府的博弈對推行綠色開采技術的影響過程和結果，本著促進煤炭企業實現可持續發展的原則，提出以下政策建議。

（1）增加煤炭企業采用綠色開采技術的效益。（2）提高處罰力度。（3）積極倡導企業開展綠色開采技術創新。（4）提高政府的監督能力。

參考文獻：

[1]韓景程.過渡期替代能源的選擇[J].中外能源 2008，8

[2]錢鳴高.綠色開采的概念與技術體系[J].煤炭科技 2003 ，4