歐盟航空業(yè)碳排放交易對(duì)策的博弈分析

柏龍彪

摘 要：

針對(duì)歐盟提出將航空業(yè)納入碳排放交易體系這一現(xiàn)狀，應(yīng)用博弈論建立航空公司是否選擇進(jìn)行減排來(lái)適應(yīng)碳排放交易體系的博弈模型，探討航空公司是否選擇進(jìn)行減排以及國(guó)家或者國(guó)家聯(lián)盟是否需要嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)管的內(nèi)在機(jī)理，對(duì)航空公司與國(guó)家或國(guó)家聯(lián)盟之間博弈關(guān)系的策略集進(jìn)行深入分析，并給出博弈模型的純策略和混合策略納什均衡的求解與分析，最后給出航空公司應(yīng)對(duì)歐盟提出的將航空業(yè)納入碳排放交易體系的對(duì)策建議，同時(shí)也給出了作為國(guó)家主體，如何合理健康的引導(dǎo)航空業(yè)走向更加環(huán)保的發(fā)展道路的對(duì)策與建議，為在政府影響下的航空業(yè)如何取得長(zhǎng)足發(fā)展提供有益的啟示。

關(guān)鍵詞：

航空碳排放交易體系；減排；納什均衡；博弈模型

中圖分類號(hào)：

F74

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2014）06005802

1 前言

航空運(yùn)輸已成為溫室氣體排放量增長(zhǎng)最快的一個(gè)來(lái)源，目前全球航空運(yùn)輸活動(dòng)釋放的二氧化碳量占全球總排放量的2%，但專家預(yù)計(jì)到2050年，航空排放的二氧化碳量將增加15%。根據(jù)不同交通方式所帶來(lái)的廢氣排放量進(jìn)行換算，從布魯塞爾到紐約的單個(gè)航班上平均每名旅客所帶來(lái)的廢氣排放量，相當(dāng)于在地面一名駕駛員行駛約45萬(wàn)公里所產(chǎn)生的空氣污染。隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，采用航空方式出行的旅客也越來(lái)越多。面對(duì)航空業(yè)所帶來(lái)的污染，2008年，歐盟通過(guò)了在歐盟碳排放配額交易體系中納入航空業(yè)納入的協(xié)議，即從2012年1月1日起，所有進(jìn)出歐盟區(qū)域的商業(yè)航班（包括歐盟自己內(nèi)部的航班）都必須符合歐盟制定的碳排放的標(biāo)準(zhǔn)，也就說(shuō)從歐盟機(jī)場(chǎng)出發(fā)和抵達(dá)從歐盟機(jī)場(chǎng)的所有商業(yè)運(yùn)營(yíng)的航班的碳排放，都要納入歐盟所制定的碳排放交易體系中。

目前，針對(duì)歐盟的這一做法，許多國(guó)內(nèi)學(xué)者給出了自己的觀點(diǎn)。宮輝研究了低碳風(fēng)暴對(duì)航空運(yùn)輸業(yè)的影響并提出了對(duì)策；于劍等對(duì)中國(guó)航空公司中歐市場(chǎng)的運(yùn)量受EU ETS（歐盟碳排放交易體系）的影響情況進(jìn)行了分析，并采用了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法，預(yù)測(cè)了EU ETS實(shí)施后中國(guó)航空公司的運(yùn)量；郭兆暉等對(duì)歐盟碳排放交易體系下各相關(guān)利益方的關(guān)系進(jìn)行了分析闡述。目前，國(guó)內(nèi)經(jīng)營(yíng)歐盟航線的中國(guó)國(guó)際航空公司，一直虧損，慘淡經(jīng)營(yíng)。EU ETS的提出，對(duì)于中國(guó)航空公司而言，無(wú)疑是雪上加霜。但是，對(duì)于中國(guó)航空公司是否選擇進(jìn)入歐盟運(yùn)輸市場(chǎng)，沒有進(jìn)行量化準(zhǔn)確的分析。為此，本文基于博弈論，建立了針對(duì)國(guó)內(nèi)航空公司運(yùn)營(yíng)歐盟航線的碳排放問題的不完全信息博弈模型，對(duì)國(guó)內(nèi)航空公司在歐盟航線碳排放問題上，如何與歐盟進(jìn)行碳排放博弈提供決策理論支持。

2 EU ETS博弈模型的建立

博弈論由于能夠針對(duì)博弈中的局中人之間相互作用行為，進(jìn)而影響相互之間的行動(dòng)決策以及決策的均衡問題，而被廣泛的用于經(jīng)濟(jì)、經(jīng)濟(jì)、管理等各個(gè)領(lǐng)域。

2.1 博弈模型的假設(shè)和構(gòu)建

在模型中假設(shè)有一個(gè)追求社會(huì)福利最大化、社會(huì)收益最大化的國(guó)家聯(lián)盟（歐盟）和一個(gè)有自身收益函數(shù)的航空公司（中國(guó)航空公司，意即中國(guó)所有經(jīng)營(yíng)歐盟航線的航空公司），國(guó)家聯(lián)盟作為社會(huì)福利的代表，對(duì)航空公司的減排進(jìn)行檢查監(jiān)督。該模型將國(guó)家聯(lián)盟和航空公司的關(guān)系抽象成監(jiān)督與被監(jiān)督關(guān)系，省去了國(guó)家聯(lián)盟內(nèi)部的委托代理關(guān)系，國(guó)家聯(lián)盟被看作一個(gè)black box，也就是國(guó)家聯(lián)盟的執(zhí)行部門完全以社會(huì)福利最大化為行動(dòng)準(zhǔn)則。因此，模型中的局中人（Players）只有兩個(gè)：一個(gè)為代表社會(huì)福利最大化的國(guó)家聯(lián)盟；另一個(gè)為實(shí)施航空運(yùn)輸服務(wù)可能偷逃碳排放的航空公司，于是構(gòu)建EU ETS博弈模型。

在EU ETS博弈模型中，假設(shè)歐盟是代表追求社會(huì)福利最大化、社會(huì)收益最大化的一個(gè)國(guó)家聯(lián)盟，而和中國(guó)航空公司是追求自身收益最大化的經(jīng)營(yíng)歐盟航線的航空公司。作為社會(huì)福利最大化代表的國(guó)家聯(lián)盟對(duì)經(jīng)營(yíng)歐盟航線的中國(guó)航空公司進(jìn)行減排監(jiān)督。該EU ETS博弈模型中，國(guó)家聯(lián)盟（歐盟）和經(jīng)營(yíng)歐盟航線的中國(guó)航空公司之間存在監(jiān)督與被監(jiān)督的博弈關(guān)系，為簡(jiǎn)化考慮問題省去了國(guó)家聯(lián)盟內(nèi)部存在的委托代理關(guān)系。在EU ETS博弈模型中將國(guó)家聯(lián)盟（歐盟）看作為black box，即歐盟對(duì)減排的監(jiān)督是以歐盟社會(huì)福利最大化作為其行動(dòng)準(zhǔn)則。所以，在EU ETS博弈模型中存在兩個(gè)局中人（Players）：起監(jiān)督作用的國(guó)家聯(lián)盟（歐盟）和存在偷逃碳排放的航空公司。

在EU ETS博弈模型中，中國(guó)航空公司存在決策的行動(dòng)集合假設(shè)為A1={執(zhí)行減排任務(wù)，不執(zhí)行減排任務(wù)}；歐盟組織存在選擇決策的行動(dòng)集合假設(shè)為A2={實(shí)施監(jiān)管，不監(jiān)管}。同時(shí)在EU ETS博弈模型中中國(guó)航空公司非常清楚自己的決策對(duì)歐盟組織的決策選擇的影響，反之亦然，即在博弈模型中的每一個(gè)參與者的信息是完全信息。中國(guó)航空公司與歐盟組織關(guān)于減排的博弈模型如圖1所示，其博弈矩陣如表1所示。

在EU ETS博弈模型中，假設(shè)歐盟組織的支付為：R′為航空公司減排，歐盟增加的收益，僅包括歐盟航空公司市場(chǎng)份額變大增加的收益和空客公司增加的收益，C′為歐盟監(jiān)管增加的成本，包括對(duì)空域進(jìn)行升級(jí)管理等產(chǎn)生的成本，L1為由于航空票價(jià)增加，入歐旅游的中國(guó)游客減少導(dǎo)致歐盟旅游收入的減少量；L2為由于航空公司不減排，結(jié)果是歐盟的整體環(huán)境狀態(tài)出現(xiàn)惡化。

在EU ETS博弈模型中，假設(shè)中國(guó)航空公司的支付為：R1為中國(guó)航空公司在進(jìn)行減排的情況下運(yùn)營(yíng)歐盟航線的基本收益，C為中國(guó)航空公司在進(jìn)行減排（改善飛機(jī)運(yùn)行條件如購(gòu)買新機(jī)型、更換飛機(jī)部件，減少業(yè)載等）的情況下運(yùn)營(yíng)歐盟航線增加的成本和減少的收益；R2為中國(guó)航空公司在沒有進(jìn)行減排的情況下運(yùn)營(yíng)歐盟航線的基本收益，顯然R2>R1， D為中國(guó)航空公司沒有進(jìn)行減排（不改善飛機(jī)運(yùn)行條件、不減少業(yè)載等）的情況下得到的處罰（D>>C）。

2.2 求解EU ETS博弈模型

在EU ETS博弈模型中，歐盟傾向認(rèn)為中國(guó)的航空公司是機(jī)會(huì)主義者，一旦存在機(jī)會(huì)，中國(guó)航空公司應(yīng)該會(huì)減少在減排方面的投入，不可能嚴(yán)格執(zhí)行歐盟碳排放協(xié)議的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行減排，在這種情況下歐盟和中國(guó)航空公司就構(gòu)成了嚴(yán)格競(jìng)爭(zhēng)的博弈雙方，并且在EU ETS博弈模型中只存在競(jìng)爭(zhēng)而不存在合作的機(jī)會(huì)。若歐盟進(jìn)行監(jiān)管，則中國(guó)航空公司的選擇是進(jìn)行減排；若歐盟不進(jìn)行監(jiān)管，則中國(guó)航空公司的選擇是不減排；若中國(guó)航空公司減排，則歐盟選擇不進(jìn)行監(jiān)管；若中國(guó)航空公司不減排，則歐盟選擇進(jìn)行監(jiān)管。整個(gè)EU ETS博弈循環(huán)往復(fù)，沒有調(diào)和的空間存在。因此混合策略納什均衡是歐盟和中國(guó)航空公司之間的博弈結(jié)果。

在表1中，如果用θ代表歐盟進(jìn)行監(jiān)管的概率，1-θ為歐盟不進(jìn)行監(jiān)管的概率，用λ表示中國(guó)航空公司選擇減排的概率，1-λ表示中國(guó)航空公司不選擇減排的概率，為此求解EU ETS博弈模型的混合戰(zhàn)略納什均衡。

在λ一定的情況下，歐盟組織對(duì)中國(guó)航空公司減排情況監(jiān)管和不監(jiān)管所得到的期望收益是相同，即：

3 EU ETS博弈模型的討論分析

對(duì)EU ETS博弈模型得到的混合戰(zhàn)略納什均衡進(jìn)行討論分析，得到關(guān)于EU ETS博弈的命題。

命題1：加大對(duì)中國(guó)航空公司選擇不減排的懲罰力度，歐盟對(duì)中國(guó)航空公司進(jìn)行減排監(jiān)管的可能性降低，而中國(guó)航空公司選擇減排的可能性增加。

加大對(duì)中國(guó)航空公司不減排的懲罰，意味著D增大，根據(jù)式（5）得到的碳排放混合戰(zhàn)略納什均衡，由式（5）對(duì)D進(jìn)行偏導(dǎo)，結(jié)果如式（6）所示：

由于θD<0，λD>0，因此，θ與D成負(fù)相關(guān)，λ與D正相關(guān)，也就是說(shuō)當(dāng)D增大時(shí)，θ隨之變小，λ隨之變大，說(shuō)明當(dāng)對(duì)中國(guó)航空公司不減排的懲罰力度越大，歐盟對(duì)中國(guó)航空公司不減排的監(jiān)管可能性降低，而中國(guó)航空公司反而會(huì)自覺加大減排的可能性。

命題2：當(dāng)中國(guó)航空公司越是增加在減排方面的投入，則歐盟組織越應(yīng)該加大對(duì)中國(guó)航空公司減排的監(jiān)管。

當(dāng)中國(guó)航空公司增加在減少碳排放方面的投入時(shí)，說(shuō)明中國(guó)航空公司在進(jìn)行減排增加的成本C越大，根據(jù)式（5）得到的碳排放混合戰(zhàn)略納什均衡，由式（5）對(duì)C進(jìn)行偏導(dǎo)，結(jié)果如式（7）所示：

由于θC>0，在D一定的時(shí)候，θ與C是正相關(guān)的，θ隨著C的增大而增大，就應(yīng)該加大對(duì)航空公司碳排放監(jiān)管的力度。原因是國(guó)內(nèi)的航空公司在減排方面的投入C越大，說(shuō)明該公司的規(guī)模越大且潛力也大，對(duì)歐盟社會(huì)環(huán)境的影響也越大，歐盟越應(yīng)該對(duì)中國(guó)航空公司的嚴(yán)格監(jiān)管。

命題3：歐盟進(jìn)行監(jiān)管的成本越高，中國(guó)航空公司進(jìn)行減排的可能性越小。

歐盟進(jìn)行監(jiān)管的成本越高，意味著C′越大，根據(jù)混合戰(zhàn)略納什均衡對(duì)C′求偏導(dǎo)，可得：

由于λC′<0，在給定D的情況下，C′越大而λ越小，即歐盟進(jìn)行監(jiān)管的成本越高，中國(guó)航空公司進(jìn)行減排的可能性越小。

命題4：當(dāng)中國(guó)航空公司不進(jìn)行減排得到的收益與航空公司投入資本進(jìn)行減排所得到的收益之間的差額越大，就越應(yīng)該對(duì)中國(guó)航空公司的減排任務(wù)加強(qiáng)監(jiān)管的力度。

當(dāng)中國(guó)航空公司不進(jìn)行減排所得到的收益與航空公司投入資本進(jìn)行減排得到的收益之間的差額越大，意味著R2-R1差額增大，根據(jù)（5）式得到碳排放的混合戰(zhàn)略納什均衡，對(duì)R2-R1進(jìn)行求偏導(dǎo)，結(jié)果如式（9）所示：

由于θ（R2-R1）>0，在D一定的時(shí)候，R2-R1與θ是正相關(guān)的關(guān)系，θ隨著R2-R1的增大而增大，因此政府應(yīng)該強(qiáng)化監(jiān)管航空公司的碳排放工作，中國(guó)航空公司才不會(huì)為了自身收益的最大化而冒險(xiǎn)不進(jìn)行減排。

4 結(jié)論及建議

歐盟單方面的將航空業(yè)納入歐盟“碳排放配額交易體系”，嚴(yán)重違反了WTO貿(mào)易協(xié)定，有可能引發(fā)貿(mào)易雙方的惡性競(jìng)爭(zhēng)。因此，對(duì)于這個(gè)問題，從我國(guó)政府和我國(guó)航空公司

的利益出發(fā)，也本著對(duì)全人類的持續(xù)發(fā)展，環(huán)保問題的解決，提出以下建議：

（1）WTO對(duì)于單方面違反世貿(mào)規(guī)定的行為，應(yīng)及時(shí)予以阻止并重申公平競(jìng)爭(zhēng)的重要性，防止引發(fā)惡性競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而導(dǎo)致世界貿(mào)易活動(dòng)的退化。

（2）從全人類可持續(xù)發(fā)展的角度，各行各業(yè)的從業(yè)人員應(yīng)該本著對(duì)地球負(fù)責(zé)的態(tài)度，減少碳排放，減少環(huán)境污染，低碳生活。低碳生活，對(duì)于個(gè)人來(lái)講，可以從購(gòu)買碳足跡著手，如盡量乘坐公共運(yùn)輸工具，而不采用私人運(yùn)輸工具，參加植樹活動(dòng)；對(duì)于企業(yè)來(lái)講，可以增大科研經(jīng)費(fèi)的投入，生產(chǎn)更加環(huán)保的運(yùn)輸工具。

對(duì)于將航空業(yè)納入碳排放交易體系，各個(gè)國(guó)家和政府都可以采用如下方法：①加大對(duì)航空公司不減排的懲罰力度，借此降低各國(guó)政府對(duì)航空公司碳排放的監(jiān)管力度，這樣航空公司自覺選擇減排的可能性就會(huì)增加；②當(dāng)航空公司在減排方面的投入越大，說(shuō)明公司的規(guī)模越大，越應(yīng)該擔(dān)負(fù)起減少碳排放的責(zé)任，與此同時(shí)，各個(gè)國(guó)家越應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)管。③各國(guó)政府對(duì)于航空業(yè)碳排放的監(jiān)管檢查成本是比較大的，因此各國(guó)政府應(yīng)該制定激勵(lì)措施，積極引導(dǎo)航空公司在減排方面增加投入，如對(duì)于在航空碳排放領(lǐng)域具有突出貢獻(xiàn)的航空公司應(yīng)該予以一定的獎(jiǎng)勵(lì)，促使航空公司在這一方面的投入穩(wěn)步增長(zhǎng)，使航空碳排放取得長(zhǎng)足發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]宮輝.低碳風(fēng)暴對(duì)航空運(yùn)輸業(yè)的影響及對(duì)策[J].綜合運(yùn)輸，2010，（1）：5558.

[2] 于劍，王文濤，李航. EU ETS對(duì)中國(guó)航空公司中歐市場(chǎng)運(yùn)量的影響分析[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)， 2011，2，Vol.29 No.1：4245.

[3]郭兆輝，李普，廉桂萍.對(duì)歐盟民航業(yè)碳排放收費(fèi)問題的透視[J]. 內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版）， 2010.5，Vol.42 No.3：1216.

[4] 秦悅銘，陳其霆.歐盟航空業(yè)碳排放交易新規(guī)則研究綜述[J].科學(xué)管理研究， 2011.6， Vol.29 No.3：7175.

[5] 朱·弗登博格，讓·梯若爾.博弈論[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社， 2002.

[6] 謝識(shí)予.經(jīng)濟(jì)博弈論[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 1998.

[7]文軍.航空運(yùn)輸安全監(jiān)管的博弈分析[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)， 2008.3， Vol.18 No.3：8387.