個人碳賬戶建設的三方演化博弈分析

呂靖燁 范欣雅

摘 要：“螞蟻森林”是支付寶平臺推出的一種個人碳賬戶，它的行為主體包括了企業組織、政府、用戶、環境。應用演化博弈的方法，選取了其中三個主要行為主體即政府、企業組織和用戶，建立個人碳賬戶建設中的三方演化博弈模型，通過復制動態方程分析三方參與主體的演化穩定策略，并運用數值仿真分析進一步驗證博弈研究。研究結果表明，政府支持和企業運行都會影響用戶是否使用“螞蟻森林”，從而影響用戶運行個人碳賬戶，但得到政府支持對于建設“螞蟻森林”項目、建設個人碳賬戶更為重要。通過研究這一博弈，進一步了解個人碳賬戶建設中不同行為主體的行為過程，其中政府具有關鍵的引導與支持作用，在此基礎上各方還需協作并行，以推動我國個人碳賬戶的建設。

關鍵詞：產業經濟;“螞蟻森林”;演化博弈;復制動態方程;個人碳賬戶

中圖分類號：F 224

Abstract：“Ant Forest” is a kind of personal carbon account launched by Alipay platform.The main actors of “Ant Forest” include business organizations，governments，users，and the environment.This paper applies evolutionary game method，selects three main actors，namely government，enterprise organizations and users，to establish a threeparty evolutionary game model in the construction of personal carbon accounts，analyzes the evolutionary stability strategy of the threeparty participants by replicator dynamic equations，and further validates the game using numerical simulation study.The research results show that both government support and enterprise operation can influence whether users use ant forest，thus affecting whether users run personal carbon accounts.However，government support is more important for the construction of “ant forest” project and personal carbon accounts.Studying the game can help governors understand the behavior process of different actors in the construction of personal carbon account，in which the government plays a key role of guidance and support.On this basis，all parties need to cooperate and parallel in order to promote the construction of personal carbon account in China.

Key words：industrial economics;ant forest;evolutionary game;replicator dynamic equation;personal carbon account

0 引言

碳排放權交易是各國或各地區推出的一種市場機制，目的是為了促進二氧化碳的減排工作，也就是把二氧化碳視為一種商品，對其排放權進行交易。《巴黎協定》是繼《京都議定書》后第二份有法律約束力的氣候協議[1]。在此大背景下，任何經濟體的發展都面臨低碳轉型的重大壓力[2-3]。我國碳市場發展起步較晚，在“十二五”規劃時才明確提出了建立全國統一碳市場的目標，即利用市場機制來控制碳排放、推動我國經濟低碳發展轉型的制度創新[4]。2017年，國家發改委正式宣布啟動碳排放權交易體系，意味著全國統一碳交易市場即將推出，我國碳市場即將成為全球最大的碳交易系統。當前，作為世界上碳排放量很高的國家，在減少溫室氣體排放方面，中國正在面臨越來越大的國際和國內壓力[5]。而我國碳市場依舊存在地區間標準不統一、效果差異化、有些地區的法律法規還不健全以及相應的基礎設施建設不完善等問題。

2016年8月，支付寶正式推出個人碳賬戶——“螞蟻森林”。這種低碳創新形式可以滿足消費者和企業價值兩方面需求，同時減少對生態資源的破環，最終達到可持續發展的目的[6-8]。作為目前全球最大的個人碳賬戶平臺，“螞蟻森林”倡導用戶們多用步行或者騎自行車替代開車，鼓勵用戶們在線繳納水費、電費、網費等來代替開車出行繳納。這些行為所節省的碳排放量經過計算，會轉化成虛擬的“綠色能量”，在累積到一定數值后，用戶就可以申請種樹，“螞蟻森林”和其公益合作伙伴就會在指定區域種一棵真樹，或守護相應面積的保護地，同時給用戶授予一張專屬植樹證書，從而激勵用戶的低碳環保行為。2018年2月，聯合國開發計劃署（UNDP）在北京發布的《中國碳市場研究報告2017》中著重介紹了“螞蟻森林”這一款中國互聯網產品，并且對于“螞蟻森林”在全球碳市場中的貢獻和實踐意義進行了表彰。在同年9月，聯合國防治荒漠化公約的第十三次締約方大會上，“螞蟻森林”又一次響應了由中方推動的《“一帶一路”防治荒漠化合作機制》，對其提出了具體的措施：“螞蟻森林”將會投入2億元的資金，以滿足項目在資金、技術、資源等方面需求。

個人碳賬戶是碳市場的一個分支。碳賬戶是將碳減排量儲存在一個賬戶內，用所積累的碳減排量兌換福利。我國在個人碳賬戶的研究方面起步較晚，主要是將個人與組織的碳排放量聯系在一起[9]。個人碳交易的概念是由Fleming在1996年率先提出的，具體內容包括給每個居民平均分配一定碳排放權，進而通過市場化交易機制構建，從而激勵居民積極響應政府碳減排政策[10-12]。目前，學術界公認個人碳交易在理論上有三大難題：一是個人碳排放的監控測算成本太高;二是個人碳排放標準和模式的確定存在爭議;三是綠色環保信息披露力度不夠。然而，區塊鏈、人工智能、云計算、大數據等新科技的不斷發展對上述問題的研究提供了新的思路[13]。現有碳交易研究主要面向生產領域，針對消費領域碳減排的研究則很少，如何使個人碳賬戶普及到民眾生活中是學者們共同關注的問題。

目前關于個人碳交易模式和運行機制的研究很少，而且國內開展相關研究的學者也較少。作為降低碳排放的一個有效手段，個人碳交易可以對上游碳交易機制和碳稅進行補充，因此對個人碳交易模式和運行機制研究迫在眉睫。綜上所述，本文以“螞蟻森林”為例，分析了個人碳賬戶建設中各行為主體之間的關系，建立三方演化博弈模型，通過復制動態方程分析三方參與主體的演化穩定策略，并運用數值仿真分析進一步驗證博弈研究。從而進一步了解個人碳賬戶建設中不同行為主體的行為機制，以推動我國個人碳賬戶的建設，為未來我國個人碳賬戶的建立和發展提供參考依據。

1 博弈模型及假設

馮·諾伊曼和摩根斯坦共同出版了《博弈論與經濟行為理論》，正式建立了博弈論的理論體系[14]。博弈論作為一種公認的數學理論，已逐漸成為解決許多關鍵問題的強大數學工具，幫助兩個或多個實體在面對利益沖突時可以做出最佳決策，以確保自己的利潤最大化或付出最小化[15-16]。與傳統博弈理論不同，演化博弈更符合現實條件，它跳出了完全理性人和信息完全對稱的束縛，讓博弈者通過不斷地接觸、試錯來調整策略，最終達到一種動態平衡[17]。

1.1 博弈模型

1.1.1 政府

政府的策略有2種：支持企業運行“螞蟻森林”與不支持企業運行“螞蟻森林”。“螞蟻森林”公益項目自上線以來，得到了政府的大力支持，一方面，政府可以為個人碳賬戶的營運創造良好的政策環境，另一方面，政府也會通過財政補貼、直接撥款、稅收減免等方式對其提供資金支持，進而促進“螞蟻森林”的發展。

1.1.2 “螞蟻森林”企業

低碳背景下，政府與企業的目的都是節能與減排，以響應國家號召。但是，政府的基礎設施建設以及人力資源成本會制約企業是否運行“螞蟻森林”。因此，企業有兩種策略選擇：運行和不運行。“螞蟻森林”的主辦方為阿里巴巴集團，通過向企業注入運行資金，來維持網絡平臺的正常運作。平臺自身也需要不斷進行更新與完善，開發新功能增強平臺的吸引力。在這個過程中，既加強了用戶對平臺的使用粘性，又帶動了用戶使用支付寶平臺的其他功能。

1.1.3 用戶

用戶的策略有2種：使用“螞蟻森林”與不使用“螞蟻森林”。在“螞蟻森林”平臺中，支付寶將用戶所節省的碳排放量計算為虛擬的“綠色能量”，一方面增強了用戶之間的溝通交流，另一方面滿足了用戶低碳生活的期望。

1.2 模型假設

1）博弈規則。

博弈首先由政府行動，選擇是否支持企業運行“螞蟻森林”，其策略集合為（支持，不支持）;隨后由企業行動，選擇是否運行“螞蟻森林”，策略集合為（運行，不運行）;最后用戶行動，選擇是否使用“螞蟻森林”，策略集合為（使用，不使用）。

2）政府、企業和用戶均是經濟意義上的有限理性。三者都遵循低碳背景。

2 模型分析

通過對模型的假設，建立起政府-企業-用戶的三方博弈模型，其擴展式博弈模型如圖1所示。

三方博弈模型分為三部分，政府、企業、用戶分別做出選擇，根據選擇得出不同的策略組合。

由模型假設及擴展式三方博弈樹，可以得出在不同的策略組合下各博弈主體的支付矩陣[18-20]與三方博弈收益值，見表1和表2。

2.1 穩定進化策略

2.1.1 政府的復制動態方程

2.2 綜合分析

對三方演化博弈復制動態方程的分析后可以看出，在博弈過程中共有8種策略組合，即（1，1，1），（1，1，0），（1，0，1），（1，0，0），（0，1，1）（0，1，0）（0，0，1）（0，0，0）。三方博弈不會固定地收斂于某一特定的穩定策略集合，但是，當初始狀態為（1，1，1）策略時，政府支持企業運營“螞蟻森林”和企業自主選擇運營“螞蟻森林”都能夠有效發揮作用，并且用戶也趨向于使用“螞蟻森林”，這也是低碳背景下企業運行“螞蟻森林”的理想狀態。

3 數值仿真

0，z0的取值與模型分析中的一致。

3.1 政府的支持與企業運行初始比例變化對演化結果的影響

圖2的5組數據表示當政府支持x不斷增大，企業運營y和用戶使用z不變時的情形，分別代表x=0.1，y=0.1，z=0.1;x=0.2，y=0.1，z=0.1;x=0.3，y=0.1，z=0.1;x=0.4，y=0.1，z=0.1;x=0.5，y=0.1，z=0.1;圖3的5組數據表示當企業運營y不斷增大，政府支持x與用戶使用z不變時的情形，分別代表

x=0.1，y=0.1，z=0.1;

x=0.1，y=0.2，z=0.1;

x=0.1，y=0.3，z=0.1;

x=0.1，y=0.4，z=0.1;

x=0.1，y=0.5，z=0.1。

從圖2可以看出，當政府趨向于支持企業運營時，用戶逐漸趨向于使用“螞蟻森林”;從圖3可以看出，當企業趨向于運營“螞蟻森林”時，用戶也逐漸趨向于使用“螞蟻森林”;同時，隨著政府支持企業運營的初始值不斷增大，用戶趨于使用“螞蟻森林”的速度也變快，企業也存在這個規律。將圖2與圖3進行比較可以得出，當政府支持企業運營與企業自主選擇運營的初始值相同時，政府的支持使得用戶趨向于使用“螞蟻森林”的速度快于企業自主選擇，因此，得到政府支持對于建設“螞蟻森林”項目、建設個人碳賬戶更為重要些。

3.2 政府的支持與企業運營的效果對比

為了更直接比較政府支持企業運營與企業自主選擇運營的情況，繪制了圖4。圖4的2組數據分別代表了

從圖4可以看出，當政府支持的初始值較高且企業自主運營的初始值較低，以及政府支持的初始值較低且企業自主運營的初始值較高時，較高的政府支持初始值使得用戶以更快的速度趨于使用“螞蟻森林”，比極高的企業運行初始值的效果好，因此，政府的支持往往能更好、更迅速起到建設個人碳賬戶的效果。

4 結語

本研究基于低碳的現實背景，分析了在政府是否支持與企業自主運營的基礎下，用戶是否選擇使用“螞蟻森林”的行為機制，通過復制動態方程分析三方參與主體的演化穩定策略，并運用數值仿真分析進一步驗證博弈研究，得出以下結論與啟示。

1）政府的支持和企業的自主選擇都會影響用戶是否使用“螞蟻森林”，從而影響用戶運行個人碳賬戶。政府的支持對于運行“螞蟻森林”起到非常重要的支持作用，不僅為個人碳賬戶的營運創造了良好的政策環境支持，還通過財政補貼、直接撥款、稅收減免等方式對其提供資金支持，進而促進“螞蟻森林”的發展，也促進了個人碳賬戶的建設發展。

2）相較于企業的自主選擇，政府的支持對于建設“螞蟻森林”更為重要。這是因為“螞蟻森林”在運行的過程中沒有自身獨創的核心技術，形成的技術壁壘較低，這種模式很容易被其他企業或平臺復制。同時，“螞蟻森林”給用戶的現實生活沒有帶來真正的福利，最終的種樹獎勵證書是只是精神層面的滿足，由于“綠色能量”的積累時間比較長，用戶熱情所持續時間較短，導致用戶粘性不穩定。但是，政府的支持會為“螞蟻森林”的運行提供良好的政策環境，幫助培養民眾的低碳理念，養成綠色消費行為，進而實現了經濟效益和社會效益的雙贏。

根據以上結論，提出如下對策建議：“螞蟻森林”取得的成功是基于政府、企業、組織與公眾多方協作并行，一方面需要國家政府的出面參與，另一方面需要各大企業和平臺不斷地踐行綠色低碳理念，創新公益內容，增強使用者的公益參與感，進而鼓勵公眾主動選擇低碳行為，讓環保生活具有趣味性，讓低碳成為一種生活習慣，同時也為個人碳賬戶的發展提供一種有效的路徑。

作為目前全球最大的個人碳賬戶平臺，“螞蟻森林”是一種典型的企業主導、組織合作、政府支持、公眾參與的個人碳賬戶類型，這種多方合作從而達到共贏的項目是值得推廣與學習的。中國是一個負責任的大國，也始終在全球氣候變化領域積極貢獻著自己的力量。

參考文獻：

[1]田永.低碳“三農”與碳交易抵消機制的關聯性研究——基于碳交易驅動鄉村振興低碳化發展的分析[J].價格理論與實踐，2019（08）：46-51.

[2]李斌，陳斌.環境規制、財政分權與中國經濟低碳轉型[J].經濟問題探索，2017（10）：156-165.

[3]陳詩一.中國各地區低碳經濟轉型進程評估[J].經濟研究，2012（08）：33-45.

[4]張昕.全國碳市場建設的新要求與行動[J].環境保護，2019，47（16）：9-12.

[5]朱美鳳，魏景賦.產業內貿易、FDI對我國三大經濟圈CO2排放影響研究[J].技術與創新管理，2018，39（05）：606-610+628.

[6]周朝波，覃云.碳排放交易試點政策促進了中國低碳經濟轉型嗎？——基于雙重差分模型的實證研究[J].軟科學，2020，34（10）：36-42+55.

[7]林伯強.中國低碳轉型[M].北京：科學出版社，2011.

[8]劉姝寧，楊朝均.中國低碳創新的研究脈絡演進及熱點領域分析[J].技術與創新管理，2020，41（01）：24-33.

[9]曹云夢，江宏川，鄭惠梓，曹勇宏.“螞蟻森林”建立機制分析與發展建議[J].管理觀察，2019（23）：97-100.

[10]陳紅敏.個人碳交易研究進展與展望[J].中國人口·資源與環境，2014，24（9）：30-36.

[11]劉琦鈾，張成科，石平，黃而代.個人碳交易理論視域下的節能汽車選擇及減排效果分析[J].工業工程與管理，2020，25（05）：75-82.

[12]劉自敏，朱朋虎.遞增階梯電價的分檔電量優化設計——基于個人碳交易視角[J].財經問題研究，2020（04）：38-46.

[13]吳嘉瑩，毛慶慶，董炳燦.大數據時代下個人碳賬戶的可持續發展研究——以螞蟻金服為例[J].時代金融，2019（14）：103-107+1.

[14]NEUMANN V，MORGENSTERN O.Theory of games and economic behavior[M].CHAM：Springer，2020.

[15]CHENG L F，LIU G Y，HUANG H Q，et al.Equilibrium analysis of general Npopulation multi-strategy games for generationside longterm bidding：An evolutionary game perspective[J].Journal of Cleaner Production，2020（276）：124123-124139.

[16]CHENG? L，YU? T，ZHANG? X，et al.Parallel cyberphysicalsocial systems based smart energy robotic dispatcher and knowledge automation：concepts，architectures and challenges[J].IEEE Access，2019（07）：25727-25762.

[17]雙莎莎，何建佳.基于博弈論的低碳企業合作穩定性分析[J].技術與創新管理，2017，38（03）：320-326.

[18]呂靖燁，楊華.政府對碳市場監管的三方演化博弈研究——基于羅爾斯主義社會福利函數視角[J].煤炭經濟研究，2019，39（03）：77-82.

[19]姚翠友，羅宗，楊艷紅，平艷茹.京津冀地區農村養老機制的演化博弈分析[J].系統科學學報，2020（02）：100-104.

[20]韓瑩，陳國宏.政府監管與隱形契約共同作用下集群企業創新合作的演化博弈研究[J].中國管理科學，2019，27（11）：88-95.

（責任編輯：嚴 焱）