博弈論視角下的國際環境公共物品供給
——基于歐盟碳排放交易市場形成的分析

肖康康

（西南政法大學，重慶，401120）

一、問題的提出

自工業革命以來，各國工業化程度不斷加深，對煤炭、石油等化石能源的需求成倍增長，大量溫室氣體被排放到大氣環境中，形成日益嚴重的溫室效應[1]。世界各國出現了幾百年來歷史上最熱的天氣，厄爾尼諾現象、拉尼娜現象頻繁發生，給世界各國造成了巨大損失[2]。如何應對氣候變化是全球共同關注的問題，《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》在為發達國家設定減排義務的同時，也為國際社會創設了多種靈活減排方案，其中旨在控制溫室氣體排放的碳排放交易機制最為引人注目[3]。碳排放交易機制既能滿足減排目標，又能將履約成本降到最低，使減排成本配置最優化，在經濟效益和環境效益上具有顯著優勢[4]。實施該機制的根本目的在于控制溫室氣體排放，提供良好的大氣環境，環境的非競爭性、非排他性特征，使其具有了公共物品屬性。傳統理論認為，公共物品自身屬性決定了其無法由市場供給，因此需要政府進行干預。然而，氣候變化所產生的影響，往往是跨國家、跨地區、跨洲際的[5]，這意味著大氣環境無法像傳統公共物品一樣，簡單依靠政府供給，而更多依賴于跨國集體行動，通過國際社會的聯合行動來實現。但集體行動往往引發“集體困境”，公共選擇理論中最具代表性的集體行動模型，如“公地悲劇”、“集體行動的邏輯”均表明了理性的個人行為往往與集體目標相背離，最終導致公共物品的供給不能[6]。“理論是灰色的，而生活之樹長青”，在國際實踐中，我們仍經常觀察到諸如歐盟碳排放交易市場的建立等一系列成功的跨國集體行動，它們成功實現了環境公共物品的供給，其背后的原因是什么？這種現象在理論上又該如何闡釋？

以奧爾森和Oye[7]為代表的學者將其歸因于集體規模的大小，他們認為，假設總成本和總收益不變，人數越少，“搭便車”行為便越少，集體成員的收益份額也就越大。在某些小集團中，甚至不用依賴強制或者其他特殊手段就可以形成集體行動[8]。另外一部分學者，如Robert O. Keohane[9]認為，通過制度設計降低信息不對稱性、減少各國政府協商成本，使得跨國集體行動成為可能性。此外，Bergstrom[10]等學者從個體間“相互匹配”出發，將局中人分為合作者與不合作者，認為在匹配時，盡管局中人均意識到合作和不合作的指示是不完全的，但他們還是樂于成為合作者。盡管以上理論分析在一定程度上能夠為成功的跨國集體行動提供合理解釋，但其局限性也是顯而易見的。將集體規模的大小作為集體行動成功的因素，一方面，集體大小存在主觀判斷，何為“大”？何又為“小”？過于模糊的表述，難以為現實提供指引；另一方面，該理論僅能夠解釋靜態博弈模型，對動態博弈缺乏解釋力。制度設計無疑會促進集體行動，但在國際社會中，不存在凌駕于政府之上，擁有強制執行力的組織，這就使得制度設計缺乏強制力保障，該理論亦難以為成功的集體行動提供合理的解釋。Bergstrom的理論盡管意識到了個體之間的選擇會產生相互影響，但該解釋過于抽象，同時，該理論也同樣缺乏動態分析。

跨國集體行動能否成功供給國際公共物品，關鍵在于各國之間能否形成博弈均衡[11]。各國在尋求本國利益最大過程中，進行動態博弈，讓收益大于成本是促成跨國集體行動的關鍵。當集體行動的倡議被提出后，各國相互觀望，根據自身情況，決定是否率先組織集體行動，成為組織者。在決策過程中，組織者必然考慮到“被搭便車”的損失，因此，它期望各國盡可能參與，共同分擔成本。只有在扣除被搭便車的損失和組織成本后，仍有一定收益時，組織該集體行動才成為可能。當集體行動被組織起來后，各國是否選擇加入，亦是基于成本和收益之間的理性考量，成本和收益大小關系決定了它會成為集體行動的參與者還是搭便車者。在這個動態博弈過程中，各國之所以會采取集體行動，均是在衡量成本和收益后所做出的理性選擇，但是否率先成為組織者以及是否參與，卻需要根據各國具體情況具體分析，即國家之間存在的異質性。我們看到，不同的跨國集體行動的組織者是不同的，如以經貿為主要合作目標的上海合作組織，其組織者主要是中國；同樣以經濟、貿易為主要合作目標的亞洲太平洋經濟合作組織，首先發起倡議的卻是澳大利亞。國家的異質性決定了該國將會成為集體行動的組織者、參與者還是搭便車者。

二、國家異質性下跨國集體行動的實現：一個博弈分析模型

（一）國家異質性下的國家行動

國家異質性是指國家與國家之間在政治、社會文化、經濟技術等方面存在一定的差異，這種差異將會使得一個國家在跨國集體行動中做出不同的選擇。以碳排放交易機制為例，假設其他條件不變的情況下，A國減排技術優于B國，即A國減排成本低于B國。因A國和B國之間減排技術的異質性，在排放等量的CO2時，B國減排成本高于A國，B國需要付出更多的減排成本。因此，在其他條件不變的情況下，要求減排等量的CO2時，A國的積極性高于B國，A國相較于B國而言，對集體行動更為積極。

（二）博弈分析

1.模型假設。假設1：環境與可交易的產品相當，可在市場上流通，能給人帶來收入，環境可以通過貨幣衡量，并且一國收入全部投入環境公共物品供給中①事實上碳排放交易機制中，碳排放量確實和收入相關，碳排放額度不夠，需要使用貨幣去購買足夠的碳排放額度，碳排放額度充足，則可以通過出售的方式，獲得經濟利益.。

假設2：環境公共物品的供給需要三個國家共同采取跨國集體行動。Ha代表各國的總收入，總收入是外生給定的約束變量，a=1,2,3。

假定3：環境公共物品的供給需要一定的成本，這些成本包括一定會產生的必然成本，如信息溝通成本、協商成本，以及一些特殊成本，如大氣環境公共物品供給中的建立碳交易所的成本。這些成本總和用c來表示。

假設4：一個國家在采取跨國集體行動前其環境總量②此處將環境當做產品來看待，假如采取保護環境的措施，不存在搭便車現象，則行動者可以享受到更好的環境.為Ia，采取環境集體行動后，每個國家可享受到集體行動提供的環境量為B，提供環境公共物品總和為.為便于分析，假設每個國家提供的環境公共物品均相等，為b（同時假設b＞c）③一般而言，收益大于成本是組織或參與集體行動的前提條件，但也存在成本大于收益的情形.，即一個國家要么參與環境公共物品的供給，供給量為b，要么選擇搭便車，供給量為0。由于一國全部收入均投入環境建設，則有：Ha=Ia+Ba。

假定5：各國家的環境效用由采取跨國集體行動前環境總量Ia和集體行動提供的環境量Ba決定，參照朱憲辰、李玉連（2007）[12]效用函數：ua=ua(Ia,B)=Ia+αaB+IaB。其中αa表示各國的偏好特征，基于不同國家生活理念、生活方式的不同，對環境有不同的偏好，IaB表示原有環境和集體行動的所提供的環境因為國際制度或者自然原因，他們之間并不是簡單的線性關系。根據Ha=Ia+Ba，上述方程可變式為：ua= ua(Ia,B)=（Ha-Ba）+αaB+（Ha-Ba）B。由此，將各國偏好（αa）和總收入（Ha）同時引入了各國博弈過程中。

2.國家行動與博弈均衡。英國首相帕麥斯頓曾就國家與國家之間的關系，有過經典論斷，“國家與國家之間，沒有永遠的敵人，也不存在永遠的朋友，唯利益永恒。”國家的每一個決策，無不是在成本和收益之間經過精細考量后，做出的理性選擇。在跨國集體行動建議被提出后，首先需要一個組織者，對于一國而言，如果其不組織該集體行動，則其環境收益為Ia。如果其決定組織且剩余兩國選擇成為搭便車者，該國環境收益為：（Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c；若一個國家決定參與，另一個國家選擇不參與，那該國收益為：（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b-c；如剩余兩國均選擇參與，則該國收益為：（Ha-b）+αa3b+（Hab）3b-c。

由此可知，如果一國選擇組織集體行動，其收益可能為（：Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c（；Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b-c（；Ha-b）+αa3b+（Ha-b）3b-c，對該組織國而言，三者中（Ha-b），αa，b,c均為固定值，因此在剩余兩國均選擇搭便車時，組織國收益最小，為（：Hab）+αab+（Ha-b）b-c。參與提供公共物品的人越多，分擔成本的人也就越多，其組織者分擔的成本就越少，收益就越多，反之，其收益就越少。因此，只有在滿足（：Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c＞Ha,即時，該國才會組織該跨國集體行動。由是，有命題1。

命題1：一國在不知道他國的效用信息時，只有滿足時，該國才有可能采取跨國集體行動。

若上述條件滿足后，剩余兩國是否參與該集體行動，仍取決于該決策國對成本和收益的衡量。a國是否參與取決于其對預期結果的衡量：

若a國預期會有兩國參與，其仍不參與的收益為：Ha+αa2b+Ha2b，其參與的收益為：（Hab）+αa3b+（Ha-b）3b。當Ha+αa2b+Ha2b＞（Ha-b）+αa3b+（Ha-b）3b,即αa+Ha＜3b+1時，該國將選擇不參與，成為搭便車者。

若a國預期僅有一國參與，其不參與的收益為：Ha+αab+Hab，其參與的收益為：（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b。當 Ha+αab+Hab＞（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b時，即αa+Ha＜2b+1時，該國將選擇不參與，成為搭便車。其中，b為固定值，因此3b+1和2b+1均為固定值，且3b+1＞2b+1。

于是，得出命題2：

命題2：組織者組織集體行動后，只有當αa+Ha＞2b+1時，才有可能有國家選擇參與該集體活動，當αa+Ha＜2b+1時，無論其他國家做出何種選擇，該國均會選擇成為搭便車者。當αa+Ha＞3b+1時，無論其他國家做出何種選擇，該國一定會參與集體行動。

盡管上述命題說明了總收入（Ha）和偏好（αa）在一個國家進行決策中的影響，但并沒有將不同國家之間的總收入（Ha）和偏好（αa）進行比較，從而顯示出各國異質性對其決策的影響。我們假設，基于全球信息化的逐步實現，各國之間的總收入（Ha）和偏好（αa）是共同知識，并假設H1＞H2＞H3, α1＞α2＞α3。因此有H1+α1＞H2+α2＞H3+α3。又因為三者效用方程同為ua= ua(Ia,B)=（Ha-Ba）+αaB+（Ha-Ba）B，由是我們可以得出，一國總收入越高，對環境偏好越高，其越可能獲得更大的效用，也越可能成為跨國集體行動的組織者。因為H2+α2＞H3+α3，根據命題2，當αa+Ha＞2b+1時，組織者組織集體行動后，才可能有國家選擇參與該集體活動，由是可以得出，國家2比國家3更容易成為參與者。由于各國異質性的存在，即各國總收入（Ha）和偏好（αa）的不同，在跨國集體行動中，各國將選擇性的成為組織者、參與者和搭便車者。三國在跨過集體行動中的博弈過程，可轉化為圖1：

根據圖1以及命題1、命題2，三國跨國集體行動所提提供的環境公共物品總量如下：

根據上述分析可見，國家異質性的存在，即總收入（Ha）和偏好（αa）差異，使得各國在跨國集體行動中，做出了不同策略選擇：某些國家在跨國集體行動中，將會積極組織，成為組織者。在組織者出現后，其他國家根據自身情況的不同，分別作出策略選擇，或成為參與者、或成為搭便車者。在（1）的情形下，首先組織集體活動的國家不但得不到收益，而且將會被其他國家搭便車。因此，此時各國將相互觀望，等待組織者出現，然后選擇成為搭便車者。集體物品的供給將無法實現。從（2）（3）（4）中，我們可以看到，當組織者的收益大于成本時，跨國集體行動將會被組織起來，此時，在特定條件下，其他國家會選擇參與或搭便車，可以實現部分集體物品的供給，甚至是完全的集體物品供給。

當今世界格局，少數國家掌握著世界上大多數財富，世界各國經濟發展極度不平衡。與此同時，自工業革命以來，經濟發展向來都與環境問題相伴而生，經濟高速發展的同時，生態環境也面臨著嚴重損害，現今世界經濟發展已達到一定水平，但環境狀況卻愈發不容樂觀，世界各國對美好生活環境的需求越來越強烈，正紛紛試圖為我們共同的環境貢獻一份力量。但環境屬于典型的公共物品，面對集體行動的困境，全球環境公共物品該如何實現供給已然成為當今世界熱議的話題。

三、國際環境公共物品供給的成功范例：對歐盟碳排放交易市場形成的現實考察

歐盟碳排放交易市場（簡稱“EU ETS”）是世界上最大④2017年之后.中國將成為世界第一大碳排放交易市場.詳見國際碳交易：中國將成為全球碳排放權交易第一大市場!http：//news.huishoushang.com/139563.html，2017-10-14/2019-6-10.、最成功的碳排放交易所[13]。Ellerman[14]認為歐盟在第一階段（2005-2007）碳排放減少額達21億噸，約占歐盟碳排放總量的3%。2005-2010年，歐盟碳排放交易制度的成功實施，使其碳排放量減少8%左右[15]，提前完成其在《京都議定書》中減少8%碳排放量的減排承諾。2005-2016年，歐盟碳排放交易市場碳減排量達26%[16]。然而，截止2008年，我國溫室氣體排放量卻高居世界第一，2013年，我國人均碳排放量超過歐盟，達7.2噸[17]，面臨國內外巨大的減排壓力。哥本哈根氣候會議上，我國承諾到2020年CO2排放量相比2005年下降40%-50%，這一目標比美國提出的17%、歐盟提出的30%都要高，也超出了《巴厘路線圖》對發展中國家的要求[18]。在這種情形下，對歐盟碳排放交易市場進行分析變得更具現實意義。

歐盟碳排放交易本質上是一種控制CO2排放量的制度設計，其最終目的是為了應對全球氣候變化問題。氣候變化問題的國際性，決定了碳排放交易具有國際性，其提供的收益——良好的大氣環境，具有公共物品屬性[19]。盡管世界各國均意識到氣候問題關系著各國共同命運，良好的大氣環境為一國經濟、社會、生活所必需，但正是因為大氣環境的公共物品屬性，各國也意識到：假如由其組建碳排放交易市場，其減排收益必然會被它國或多或少的分享。由是各國起初均在觀望，等待著其他國家來負擔碳排放交易市場建立的成本，而由其坐享碳減排收益。歐洲共45個國家⑤此處僅將歐洲作為一個整體來分析，盡管氣候變化是全球性問題，但距離越遙遠，其影響就越小，對過于遙遠的國家進行分析，其說明力較弱.，將歐盟作為一個整體看待（相當于27國組成的一個大國），由其成員國（27個）共同做出碳減排承諾，如果說歐盟內部是依賴強制手段使得各國加入碳排放交易市場的話，那么挪威、冰島、列支敦士登三個非歐盟國家的加入無疑是完全自愿的，這種自愿也為分析歐盟碳排放交易市場提供了分析價值。事實上，無論是挪威等三國還是歐盟內部成員國，在國與國之間，主權應相互尊重，強制是戰爭的導火索。《京都議定書》訂立于1997年，而歐盟碳排放交易市場于2003年才得以建立，2005開始正式運行，挪威于2015才申請加入，冰島、列支敦士登也是在歐盟碳排放交易市場運行一段時間后自愿選擇加入。歐洲剩余15國，則并未加入該碳排放交易市場。從歐盟碳排放交易市場的碳減排效果來看，顯然該碳交易市場的建立是一個成功的跨國集體行動，實現了較好的國際環境公共物品的供給。

接下來，將用上文闡釋的理論模型來分析歐洲碳排放交易市場形成的內在機理。該理論模型強調國家之間存在異質性，因為異質性的存在，某些國家將會率先組織集體行動，其后各國預測其他各國將會采取的策略，根據自身情形，在進行成本和收益衡量后，選擇參與或搭便車。即在碳排放交易市場形成過程中，歐洲各國均能夠意識到大氣環境的重要性，也明白建立碳排放交易市場所帶來的收益，但基于各國之間具體情況的差異和他國的決策不同，做出的策略選擇不同，扮演的角色也存在差異。

歐盟碳排放交易市場這一跨國集體行動的實現過程，可以分為兩個階段，一個是組織階段；另一個是參與階段。在此過程中基于歐盟整體和其他歐洲國家之間的異質性以及對他國策略選擇的預測，某些國家愿意成為組織者，其他國家理性的選擇成為參與者或搭便車者。在這個過程中，碳排放交易市場能否建立的關鍵在于其能否給各國帶來凈收益，而凈收益的大小又取決于國家的異質性，主要是指國家收入和減排技術的差異所導致的減排成本不一樣，以及對環境偏好不同等。其動態博弈過程見圖2.

在歐盟碳排放交易市場建立過程中，歐盟27國作為一個整體，顯然是該跨國集體行動的組織者。在全球氣溫不斷升高的背景下，歐盟在組織該集體行動之前，意識到若其不組織該集體活動，必然面臨大氣環境變化所引發的一系列安全問題，包括經濟安全、能源安全、生活安全等。其組織該活動的預期在于其他國家將陸續加入該碳排放交易市場，共同分擔成本，從而減緩，甚至是消除氣候變化帶來的威脅。2017年，據世界銀行統計，歐盟27國GDP總和占歐洲和中亞GDP總和的80.63%[20]。伴隨經濟高速發展而來的還有嚴重的環境問題，歐盟成員國諸如英國、德國、法國、比利時等，均是工業革命的先驅者，高能耗、高污染導致的環境問題層出不窮，世界八大公害中倫敦煙霧事件、比利時馬斯河谷事件均發生在歐盟成員國，均源于大氣污染。如果存在 H1+α1＞H2+α2＞H3+α3的情形，那么歐盟毫無疑問是H1+α1。在歐盟碳排放交易市場建立過程中，歐盟諸國顯然屬于的情形，即歐盟碳排放交易市場一旦建立，其收益必然被其他國家搭便車，也正是因為這樣，該跨國集體行動案例才具有研究價值。歐盟對大氣環境的偏好以及GDP總量是歐洲各國的共同知識，歐盟意識到自己應當承擔組織者的角色，歐洲各國也預測到了該結果。因此，2003年，歐盟通過了《建立歐盟溫室氣體排放配額交易機制的指令》（以下簡稱《2003年排放交易指令》），2006年，又以決定形式確立歐盟15國碳排放量（以下簡稱《2006年分解指令》），2010修改該指令，確定歐盟27國碳減排量，此后，分別于2008、2009年分別對《2003年排放交易指令》進行修訂，并就各國銜接機制進行一系列立法規制，逐步完善了歐盟碳排放交易市場。

在歐國各國策略選擇過程中，一方面，組織者只有在預期會有其他國家參與，共同分擔成本，使得其收益大于成本時，該組織者才會產生組織動力；另一方面，只有在各國意識到參與該集體活動，能夠獲得收益時，它們才會選擇成為參與者，否則它們會理性的選擇成為搭便車者。在歐盟碳排放交易市場形成過程中，將挪威、冰島、列支敦士登作為一個整體看待，據國際貨幣基金組織（IMF）數據顯示，挪威人均GDP全世界排名第3，冰島排名第5，盡管并未公布列支敦士登人均GDP的數據信息，但根據往年預測，其人均GDP將會超過16萬美元，位居世界第一，此外，挪威和冰島生活品質分別位于世界第一和第二[21]，顯然它們滿足α2+H2＞2b+1，即選擇參與的收益將會大于選擇不參與。而剩余15國，其GDP總和數額較小、減排技術不發達、大氣污染現象也并不嚴重，因此，對這些國家而言，α3+H3＜3b+1,這些國家理性的選擇不參與，成搭便車者。

為更加清晰的闡釋歐盟碳排放交易市場的形成機理，假設H1=10，H2=8,H3=2,α1=0.9,α2=0.7,α3=0.1,b=3,c=2。將其代入圖3，可得：

如圖3所示，若歐盟率先組織建立碳排放交易市場，即使僅挪威、冰島、列支敦士登等部分國家參與，剩余國家選擇搭便車，其收益52.4大于其不組織10，歐盟正是認識到這一點才有積極組織該跨國集體行動的動力，而挪威、冰島、列支敦士登這三個國家，發現其參與的收益56.3大于其不參與的收益34.1，因而，基于理性選擇，它們必然會選擇參與。至于剩余15國，其參與的損失大于其不參與的損失，即參與的收益小于不參與的收益，因此，它們選擇成為搭便車者。

概而言之，歐盟碳排放交易市場的形成是源于歐洲各國在國家收入、減排技術、環境偏好等方面存在異質性，進而各國展開動態博弈后產生的跨國集體行動的產物，其實現機理為：首先由歐洲地區，GDP總量最大、對大氣環境質量需求最高的歐盟率先組織碳排放交易市場的建設；此后，人均GDP均位于世界前五，對環境品質要求較高的挪威、冰島、列支敦士登選擇參與歐盟碳排放交易市場；歐洲剩余15國基于自身利益的理性選擇，成為了搭便車者。由此可知，在需要世界各國共同參與跨國集體行動，提供國際公共物品時，由收入較高、對該公共物品偏好較大的國家率先組織，其后，若那些因國際公共物品的提供，獲益較小的國家，也積極參與該跨國行動的話，哪怕存在部分國家不參與集體活動，國際公共物品還是可以順利得以供給。

四、結論

環境屬于典型的公共物品，它的供給往往超越了國界，需要世界各國采取一致行動，然而跨國集體行動往往陷入“集體行動的困境”。在梳理前人理論模型的基礎上，構建以國家異質性以及策略選擇互動性為基礎的動態博弈模型，得出：基于國家異質性的普遍存在，以及對各國策略選擇的有效預測上，在成本——收益的理性衡量下，某些國家將會率先組織跨國集體行動，之后，其他國家也會基于類似的策略選擇方式，成為參與者或搭便車者。歐洲碳排放交易市場即是一個典型范例：GDP總量最大、對大氣環境質量需求最高的歐盟，率先組織建設歐盟碳排放交易市場，其后，基于自身利益考量，人均GDP最高，對生活品質有較高要求的挪威、冰島以及列支敦士登選擇成為參與者，其余15過則選擇成為搭便車者。