基于混合策略博弈的我國工業碳減排分析

●秦念茹 李小強

基于混合策略博弈的我國工業碳減排分析

●秦念茹 李小強

碳排放問題隨著工業化進程的加劇以及環境問題的日益凸顯已經引起人們的關注。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系。結果發現：加大工業碳排放處罰力度、提高政府監督效率以促進工廠工業碳減排行為的推進；提升補貼力度、強化監管技術創新、降低監督成本、將工業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體系等，以促使地方政府參與工業碳減排；強化社會公眾參與工業碳減排監督的支持力度，以提升社會公眾參與監督的積極性，進而有效抑制工廠的工業碳排放行為。最后，針對性地提出工業碳減排的對策建議，以期能夠提升我國工業碳減排的效率，促進工業的低碳化持續化發展。

工業 碳排放 混合策略 博弈

IPCC第四次評估報告指出，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重威脅著人類賴以生存的環境，而人類活動被認為是引起全球變暖的主要原因，其中人類工業生產活動是最主要的原因。隨著我國經濟的快速增長，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位于世界首位。隨著全國大范圍霧霾等環境問題的日益凸顯，如何從根源上減少碳排放量已經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，中國各行業都要把節能減排或減少二氧化碳排放列入“十二五”規劃。這些都已經說明，我國政府已經相當重視碳排放問題，并已經把碳排放作為一個硬性指標。此外眾多的國內外學者也對工業的低碳路徑和措施進行了廣泛而深入的研究。然而在相關的文獻中對于工業碳減排的各參與主體的行為方式以及相互之間的博弈關系的研究還比較少，筆者認為工業碳減排首先需要厘清各參與主體及其相互之間的博弈關系。鑒于此，本文從混合策略博弈的視角探討工業碳減排的各行為主體間的博弈關系，并針對性地提出相應的對策建議。

一、工業溫室氣體減排中的參與主體及其行為分析

1.政府主體。在工業碳減排行為的推進過程中，各主體作用的發揮都是建立在政府的主導基礎之上，碳減排作為一個社會性質的行動，其準公共物品的特征也要求了地方政府應該發揮著重要的作用。特別是在中國，特有的制度特征和一些地區落后的經濟條件也要求政府應該盡力完善低碳技術的市場體系與市場激勵機制，解決可能出現的市場失靈，努力營造推進工業碳減排的環境，引導其他各參與主體的積極性，更重要的是起到監督和管理的作用。就政府而言，工業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碳減排方面也起到了至關重要的作用。中央政府根據整體環境狀況頒布相應的工業碳減排的政策，此時地方政府不僅僅是中央政府政策的執行者，也是地方利益的代表，既要完成中央政府的政策任務又要追求地方經濟的發展。因此在討論工業碳減排參與主體政府的行為時，不但要討論地方政府與工廠之間的博弈關系，與中央政府的博弈關系也是不容忽視的。

2.工廠主體。在中國，工業大多以工廠為單位進行發展和運作，工廠是工業碳排放的主要源頭，也是推進中國工業碳減排不可或缺的主體之一。特別是技術相對落后、規模相對較小的工廠造成了更多的碳排放和環境污染，以工廠為單位的主體為追求利益最大化，缺少碳減排和環境治理的動機，同時由于治理成本過高而規避必要的環境治理和碳減排，工廠更傾向于逃避相關責任，盡量減少工業碳減排造成的費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自身工業碳排放對環境造成的污染。就工業生產的根本主體工廠而言，單靠市場很難真正推進碳減排，政府的參與不可或缺，政府的決策行為必須達到一定條件才可能使工廠有意愿進行自愿的碳減排。從工廠的利益最大化角度出發，只有政府的監督成本大于其盈利水平時，工廠的碳排放成本增加將導致其利潤的下降時，工廠才會具有降低碳排放量的意愿；相反，即便政府進行監管力度再大若沒有實質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行工業的碳減排。

二、工業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）模型假設及博弈模型。假設一，兩個工業工廠，分別為工廠1和工廠2，工廠為同質性；假設二，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；假設三，兩個工廠都進行碳減排的收益分別為R，一個工廠碳減排，另一個工廠碳排放，則碳減排的工廠的收益為R1，碳排放的工廠的收益為R2；兩個工廠都進行碳排放的收益為r；假設四，工廠1和工廠2進行工業碳減排的概率分別為P1和P2。

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

表1 工業碳減排工廠之間的混合策略博弈模型

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

上述的分析基于兩個參與博弈的工廠具有同質性，下面討論一下不具有同質性的兩個工廠的混合博弈分析，首先假定假設工廠1規模比重為θ，其中0＜θ＜1。根據上述假設，兩個工廠均碳減排時工廠1的期望收益為2θR，工廠1碳減排而工廠2碳排放時的期望收益為θ（R1+R2），兩個工廠均碳排放時工廠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行工業碳減排意愿，令該意愿為Y，則滿足：Y1=f「θ（R1+R2）-2θr」，由R1+R2＞2r可知函數Y1是以θ為自變量的增函數，說明工廠的規模越大，進行工業碳減排的意愿和動機越強烈，反之，工廠規模越小越可能進行工業的碳排放。

（3）均衡結果。工業碳減排的工廠之間的混合博弈結果表明，同質狀態下在無外界因素的作用下很難能形成工廠之間的合作機制，只有在一個工廠進行工業碳減排的前提下，另一個工廠工業碳排放的收益越小，和一個工廠進行工業碳排放的前提下，另一個工廠工業碳減排的收益越大的兩者情況下，才可能實現工業的碳減排，而這一條件的實現往往是需要外力推動的。在非同質的狀態下，規模大的工廠進行工業碳減排的動機較大，規模小的工廠更傾向于工業的碳減排。然而，規模大的工廠也沒有理由一直付出，最終很可能導致越來越多的小規模工廠肆意進行工業碳排放的現象。

2.地方政府與工廠之間的混合策略博弈。

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

當圖紙需要升版時，自動出圖的優勢則更加明顯。當相關設計條件變化后，設計人員只需要修改三維模型，平面圖紙則利用update功能進行更新，大幅減輕了圖紙修改的工作量，提高了工作效率，有利于項目進度管理。同時，自動出圖還能避免一些人工繪圖帶來的錯誤或疏漏，有利于對設計質量的控制。

表2 工業碳減排政府與工廠之間的混合策略博弈模型

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

令工廠進行工業碳排放的期望收益為E1，工廠進行工業碳減排的期望收益為E'1，此時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督作用的政府的期望收益，令政府監督的期望收益為E2，政府不監督的期望收益為E'2，此時兩種期望收益分別為：

（3）均衡結果。工業碳排放政府與工廠之間的混合策略博弈分析可以看出，政府監督到工廠工業碳排放進行的罰款額度F與政府監督概率P2成反比，假定P2是固定的，當政府的懲罰力度加大和罰款數額增大時，工廠進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監督的成本C與工廠進行工業碳排放的概率P1成正比，假定P1是固定的，降低政府的監督成本將能夠提高政府對工廠工業碳排放監督的概率，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碳排放工廠的處罰力度，增加其進行碳排放的經濟成本，使其進行碳排放的成本大于其收益，進而從外部改變工廠的工業碳排放行為，同時通過減少政府的監督成本提高政府的監督效率，增加監督的覆蓋面也將有效地促進工廠碳減排行為的推進。

3.中央政府與地方政府之間的混合策略博弈。

（1）模型假設及博弈模型。中央政府和地方政府都是理性的個體；中央政府以大局為重，追求整體和社會利益的最大化；地方政府以區域為重，追求本地區的經濟發展業績；中央政府對于工業碳減排的政策都是正確的，只要地方政府認真貫徹都將得到很好的碳減排效果。在工業碳減排的實際過程中，中央政府和地方政府作為博弈的兩個主體，中央政府制度相關政策，監督地方政府進行工業的碳減排，因此選擇監督方式保證地方政府能夠順利實現工業碳減排。制定相關政策是中央政府的必然選擇，而在執行方面，地方政府也有自己的選擇權，可能執行中央政策實現工業碳減排，也可能不執行中央政府政策對工業的碳排放。因此，中央政府在工業碳減排博弈中的策略有（監管，不監管），地方政府在工業碳減排博弈中的策略有（執行，不執行）。對于中央政府而言，監管地方政府行為是有成本的；對于地方政府而言，實現工業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'1＜R1；R2為地方政府的原始收益。中央政府監管地方政府行為時需要付出成本的，令其成本為C1；同樣令地方政府執行工業碳減排和不執行碳減排政策成本分別為C2和C'2，其中滿足C2＞C'2，令地方政府執行中央政府的工業碳減排政策時將獲得中央政府給予的獎勵F1，地方政府若不執行中央政府的工業碳減排政策，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勵的力度，既滿足F2＞F1。

引入獎懲機制以后，地方政府執行中央政府的工業碳減排政策是有條件的，只有當滿足R2-C'2-F2＜R2-C2+F1，即滿足C2-C'2＜F1+F2時，引入的獎懲機制滿足上述條件，說明機制產生了效率，因此假定C2-F1＜C'2+F2。

表3 工業碳減排中央政府與地方政府之間的混合策略博弈模型

（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碳排放的混合策略博弈。令地方政府執行中央政府工業碳排放政策的概率是P1，中央政府對地方政府的監管的概率是P2。一般來說，中央政府的監管概率越大，地方政府執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，不會執行中央政府的工業碳減排政策，此時的中央政府從社會福利最大化角度需要監管地方政府的碳排放行為。從收益角度而言，只有當地方政府執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行中央政府的碳減排政策。因此，討論地方政府執行中央政府政策和不執行中央政府政策兩種策略的期望收益。

令地方政府執行中央政府工業碳減排政策的期望收益為E1，地方政府不執行中央政府工業碳減排政策的期望收益為E'1，此時兩種期望收益分別為：

令中央政府監管地方政府的期望收益為E2，中央政府不監督地方政府的期望收益為E'2，此時兩種期望收益分別為：

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

地方政府是否執行中央政府政策的概率則與中央政府的監管成本和獎懲力度有關。在一方面既定的情況下，地方政府執行中央政府政策的概率與中央政府的監督成本呈反比，與獎懲力度呈正比，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行中央政府的工業碳減排政策。

實際上，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現（執行，不監管）的納什均衡，即滿足P1趨向于1，而P2趨向于0。根據前述分析，F2與P1呈正比，C2-C'2與P2呈正比，因此從這兩個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展。一方面，可以加大對不執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行策略；另一方面，可以通過建立有效的激勵機制，例如中央政府提高對地方政府執行政策的補貼和鼓勵，通過降低C2-C'2的成本差，使中央政府逐漸采用不監管策略。

三、結論及對策建議

本文對工業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行了分析。結果發現：工廠為了自身利益最大化，不會自覺參與工業碳減排，必須借助外部的激勵與約束機制；政府可以通過加大對工業碳排放工廠的處罰力度、提高政府的監督效率、增加監督的覆蓋面可以有效地促進工廠的工業碳減排行為的推進；地方政府執行中央政府政策的概率與中央政府的監督成本呈反比，與獎懲力度呈正比，需要中央政府強化懲罰機制和補貼激勵機制，以減小監管成本；對參與工業碳減排行動的社會公眾進行激勵，通過減少參與成本和提升參與收益，可以有效的鼓勵社會公眾參與工業碳減排的監督中。根據博弈結論，本文提出幾點政策建議，以求解決我國工業碳減排效率低下的問題，改善城市生態環境。

（1）推動科技創新，降低工業碳減排和政府的監督成本。技術的創新是現代經濟增長的主動力②，這里主要是從政府監督技術創新和工業生產低碳技術創新，促進工業的碳減排和環境改善。政府監督技術創新，可以有效地降低監督測成本，提升監督的有效性；工業生產低碳技術創新可以降低工業碳減排的成本，提升減排的效率，使得工廠等各參與主體自覺參與工業的碳減排。因此，我們必須加快完善國家技術創新體系，以技術創新推動工業碳減排目標的實現。

（2）建立健全激勵約束機制。激勵是通過財政補貼、稅收減免等激勵措施，鼓勵各參與主體積極參與工業碳減排，主要包括中央政府對地方政府的激勵、政府對工廠的激勵、政府對社會公眾的激勵等。約束是對各參與方消極參與工業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碳減排和環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化對地方政府的約束；政府對工廠等工業污染源直接生產者進行污染處罰等手段強化約束。同時可以引入第三方的約束機制，主要包括公眾、非政府組織和媒體等，調動整個社會的力量強化對工業碳減排的監督，在減少監督成本的同時提升監督的效率。

（3）調整工業產業結構，推動低碳企業的普及與發展。各級政府應該積極的調整當地產業結構，盡快淘汰那些高能耗、高排放、低效率的企業。大力推動科技型企業和低能耗、低排放企業的發展。促進企業間的并購，使一些規模大、技術先進、效率高的企業收購那些技術落后的企業，實現資源的重組，使得效率提升，排放減少。同時，樹立低碳生產的理念，積極宣傳低碳環保，給企業的高管開設低碳環保培訓班，使得低碳生產的理念真正地進入到企業中，融入企業文化和生產中，進而促進企業進行低碳環保改革，推動低碳企業的普及與發展。

[1]蒙瑞海.我國工業碳源減排的博弈分析［J］.生態經濟，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.礦山地質環境治理主體間的博弈分析[J].中國人口·資源與環境，2012，22，（11）:124-129.

（作者單位：東北林業大學經濟管理學院 黑龍江哈爾濱 150040）

（責編：若佳）

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1004-4914（2014）09-078-03