企業綠色技術轉型：需求、競爭與政策
——基于多階段博弈模型

孫 蘭

（云南師范大學經濟與管理學院，云南昆明 650500）

21 世紀初期，在高速經濟發展、城市化建設和基礎設施建設需求的驅動下，我國進入了綠色工業革命（green industrial revolution）。近20 年來，我國不斷推進綠色低碳發展，支持綠色技術創新，提出了2030 年之前碳達峰以及2060 年之前實現碳中和的“雙碳”目標。我國已經成為環境可持續發展的世界領導者，取得了世界矚目的成就，并成為綠色工業革命技術應用的全球引領者。國務院新聞辦公室2020 年12 月21 日發布的《新時代的中國能源發展》白皮書顯示，我國2019 年碳排放強度較2005年下降了48.1%［1］，為實現“雙碳”目標積累了豐富經驗。作為最主要的經濟參與主體，企業須進行綠色技術轉型，改變先生產后治理的末端治理方式。綠色技術進步有效減少了環境污染的排放，是改善中國環境質量的關鍵手段［2］。

1 相關文獻綜述

節能減排、環境保護及可持續發展的綠色技術研發與采用已經引起了各國政府的關注，也是學術界研究的熱點問題之一。企業的綠色技術轉型，除了來自節能環保的綠色特征產品的市場需求以及企業間市場競爭的驅動之外，還受到政府部門規制及政策的助推。首先，綠色技術給企業帶來的利益通常是企業創新和采用新技術的首要動機。采用新技術給企業帶來的可能利益包括獲得市場份額、提高企業聲望以及降低不可預見的強制性政策風險等。消費者對環境價值態度的變化決定了綠色產品的需求拉動，隨著社會的進步和人們環保意識的提高，綠色產品需求市場在不斷擴大。同時，采用新的綠色技術也會通過媒體關注提高企業的聲望［3］。更重要的是，國家層面對企業采用綠色技術的政策，尤其是環境規制的不斷升級，使得企業面臨更大的政策性風險。企業率先進行綠色技術開發或采用是降低政策性風險，避免因被迫采用綠色技術而造成更大的損失［4］。我國目前在綠色技術創新方面尚無專門的法律法規，迫切需要建立健全綠色創新監管體系［5］。在此過程中，企業進行綠色技術創新與轉型的決策更須考慮政策性風險規避。

另外，同行業企業間的競爭對企業的綠色技術轉型決策起到重要作用。一方面，如果較多的企業都采用新的綠色技術，那么對于每家企業來說新市場需求帶來的利潤就會被分割，在這種情況下，其他企業采取綠色技術的決策會阻礙企業采取該技術的意愿，呈現出策略的替代性（strategic substitutability）；另一方面，如果較多的企業采用了新的綠色技術，也會增加政府部門實行較嚴格排放標準的可能性，強制所有的企業都必須采納新技術，那么企業為了避免后面被迫采納新的綠色技術而產生較高成本，也會提高其主動采納新技術的意愿，從而產生策略的互補性（strategic complementarity）［6］。

最后，政府部門的環境規制及政策是影響企業綠色技術轉型的重要因素。主要體現在兩個方面：第一，政府部門可能采取較嚴格的排放標準或者對碳排放等造成的污染實行財政稅收等規制，增加企業碳排放的成本，刺激企業開發和采取新的綠色技術。如萬攀兵等［7］的研究結果顯示，環境技術標準對于政策實施前污染排放強度更高、生產率更低、資本更新速度較慢和融資能力較強的企業具有更顯著的綠色轉型效果。政府實施激勵型環境規制工具促進企業綠色技術創新存在帕累托改進政策效果［8］。第二，政府部門對采取和應用綠色技術的產品進行消費補貼，或者對企業開發和采用綠色技術進行直接補貼，降低企業開發和采用綠色技術的成本，激勵企業的綠色技術轉型。

大量的文獻集中于政府環境規制或補貼等財政政策對企業綠色技術研發的影響以及政府最優政策規制的設計等，如王欣欣［9］的研究表明，我國費用型環境規制對綠色創新的影響相對較小，而投資型環境規制通過激勵企業研發投入，對綠色技術創新產生積極正向作用。在不同的市場激勵型環境規制政策下，企業選擇資源捕獲和價值創造兩種綠色技術創新的模式也不同［10］。但也有研究表明，環境規制政策的實施并不能顯著提升重污染行業技術創新水平，可是研發投入的增加和資本驅動型的經濟發展模式可以明顯促進重污染行業綠色技術創新的改善［11］。環境規制政策的實施對工業行業綠色技術創新的影響存在明顯的滯后效應［12］。政府部門的補貼政策對綠色技術創新的調節和促進作用、風險投資和研發投入都對綠色技術創新產生積極的促進作用［13］；但是補貼政策的設計應考慮到需求不確定性的影響，否則難以達到其調節的目標比（如采用綠色技術的企業達到一定比例）［14］。環境規制與政府研發資助均對綠色技術創新有顯著正向影響，其中政府研發資助影響效應更大，兩者互補耦合更有利于促進綠色技術創新［15］。當可造成污染的產品需求的價格彈性較小或者為污染賦稅成本較高時，較高的排放稅收的政策能夠激勵綠色技術創新，可以通過稅收和補貼的組合政策達到社會效益最優［16］，且最優的環境稅率小于邊際環境損失，最優的研發補貼為正值。環境稅率和研發補貼的政策組合不僅能夠最大限度地提升技術創新企業研發投入水平，從而更好地發揮綠色技術創新誘導效應，還能促進環境與社會雙重福利的增長［17］。

此外，已有文獻還從產業聚集、低碳城市試點政策、用電定價設計機制等方面，對推進綠色技術創新和提高綠色生產效率的影響因素進行了探索和研究。從全國總體來看，高技術產業集聚對綠色技術創新績效具有顯著的促進作用［18］；低碳城市試點政策能夠在一定程度上誘發企業整體層面的綠色技術創新［19］；用電定價設計機制可以顯著提高試點城市內高碳排放企業的綠色技術創新水平［20］，并且不同領域可再生資源（風能、太陽能）發電的電價設計機制也會影響本地區的技術創新投資［21］。我國生物質發電企業在專業化程度、產業鏈完善程度、廢棄物處理量和運營能力等方面存在差異，因此企業間的綠色技術創新效率也存在顯著差異［22］。而且，我國工業企業綠色創新路徑的演變過程也受外直接投資技術溢出程度的深刻影響［23］。

綜上，目前的相關研究多探究市場需求、行業競爭及政府政策3 個方面，鮮少涉及企業綠色技術轉型的作用機制。基于此，本研究構建了一個多階段多寡頭博弈模型，研究企業在市場需求、市場競爭以及政府政策三方面作用下的綠色技術轉型決策機制。由于綠色技術本身或消費者對綠色產品的態度導致綠色產品的市場需求是不確定的，如果政府部門的政策制定忽略了需求不確定性，可能無法達到政策激勵企業綠色技術轉型的目標，或者要付出較高的成本才能達到預期目標。企業是否進行綠色技術轉型，實際上取決于其阿羅替代效應（Arrow's replacement effect），即企業現存產品的盈利能力與企業更新這些產品（或發明新產品）的動機之間的矛盾［24］。而政府的政策設計正是通過影響企業的阿羅替代效應來影響其決策。

本研究模型在綠色市場需求不確定的條件下設計了一個政府部門的相機政策策略：如果需求較高，綠色特征產品受到市場的認可，并且采用綠色技術的企業較多時，綠色技術的行業自愿接受水平較高，政府部門采用較嚴格規制的可能性較大，即規定所有企業都采取綠色技術；但是，當綠色特征產品的需求較低，或者采用綠色技術的企業較少時，為了助推企業的綠色技術轉型，政府部門采取消費補貼政策的可能性更大。企業對政府事后管理決策的預期影響其事前投資決策。通過建立多階段多寡頭的博弈模型，主要圍繞以下幾個方面的問題展開研究：（1）該博弈納什均衡的存在性以及找到納什均衡的算法；（2）在保證行業的整體利潤不受到較大沖擊的前提下分析政府策略的作用機制；（3）與單一的確定性政策相比較，政府部門采取相機政策策略對企業綠色技術轉型的影響。

2 模型的建立及假設

2.1 博弈過程描述

考慮一個生產一類耐用產品的N（N＞2）個廠商組成的多寡頭行業市場。當一種新的綠色技術研發成功并可應用于該產品的生產時，所有廠商可以選擇支付一筆固定費用購買并安裝該技術，替換原來的生產技術。采用綠色生產技術的產品具有綠色特征，與原來的傳統產品存在部分替代作用，表現為綠色特征產品與傳統特征產品的橫向差異；縱向上的差異體現在綠色特征產品與傳統特征產品質量的差異，也反映在兩種特征產品的市場價格上。為了刻畫在企業綠色技術轉型中市場需求、企業間的競爭以及政府政策的交互作用機制，構建四階段兩個市場的多寡頭博弈模型如下：

（1）在第0 階段，N個廠商在單一產品市場上進行多寡頭古諾競爭，廠商i以邊際成本生產傳統產品t。

（2）在第一階段，市場上出現一種綠色技術，N個廠商同時作出是否選擇支付固定費用采用該技術的決策。如果廠商i采用綠色技術，則替代原來的傳統技術，按照邊際成本生產綠色產品；未采用綠色技術的廠商按照原來的邊際生產成本生產傳統產品。企業在作出決策之后，對綠色產品進行的投資使得市場需求的不確定性得以消除。

（3）在第二階段，政府部門觀察到綠色產品市場需求的實現值以及企業的行動之后，作出采取執行嚴格標準的規制或消費價格補貼的策略組合如下：

（4）在第三階段，如果政府部門采取了嚴格標準的規制，那么在第一階段沒有采用綠色技術的企業按照固定費用購買并安裝新技術。在這種情況下，N個廠商都只生產綠色產品，在單一產品市場上進行多寡頭古諾競爭。如果在第二階段政府部門沒有采取嚴格標準的規制，那么將形成在第一階段采用綠色技術的企業生產綠色特征產品，以及沒有采用綠色技術的企業生產傳統產品兩個市場的多寡頭競爭。所有廠商選擇是否采用綠色技術并決定其生產水平，使得第3 階段的期望凈利潤達到最大。

博弈的過程和決策順序如圖1 所示。

圖1 企業綠色技術采用的多階段序貫博弈過程

2.2 模型假設

為了分析上述博弈模型的納什均衡，對模型作出如下假設：

假設1：對產品市場需求的假設。包括：

（1）如果市場上只有傳統產品，那么市場總需求的反函數為：

（2）如果市場上只有綠色產品，那么市場總需求的反函數為：

假設2：投資安裝該項綠色技術創新的能耗降低或環境凈化對經濟體帶來的價值足夠大，政府部門的決策只依賴于綠色市場的需求：如果市場需求高，政府部門采取嚴格的新標準規制；而如果市場需求低，政府部門采取消費價格補貼的政策。即：

在假設2 下，政府部門的決策是在觀察到采用綠色技術廠商的占比，以及綠色特征產品市場需求的條件下作出的。通過權衡綠色技術創新的社會價值、綠色產品的市場需求以及企業參與綠色轉型意愿三方面，政府作出采取嚴格標準的規制還是進行消費補貼的決策。雖然政府決策屬于事后管理，但是企業對政府事后管理決策的預期將影響到其事前決策。這個博弈模型符合以市場為主導、政府政策為宏觀調控手段的經濟管理模式。

2.3 廠商的策略與支付

如果廠商i不采用綠色技術，則以由于政府采取嚴格規制政策的概率，其在第三階段按照固定成本F投資采用綠色技術；以由于政府采取消費價格補貼政策的概率，其在第三階段生產傳統產品與其他未采用綠色技術的企業以及采用了綠色技術的企業同時進行市場競爭。所以廠商i在第三階段預期凈利潤的現值可以表示為：

如果廠商i采用綠色技術，其固定成本是，同樣面臨兩種可能的結果：第三階段市場上只有綠色產品概率，市場上既有傳統產品又有綠色產品概率。所以廠商i在第三階段預期凈利潤的現值可以表示如下：

3 均衡分析

3.1 第三階段：廠商的均衡策略及均衡利潤水平

3.1.1 只有綠色產品的單一市場

在只有綠色產品的單一市場情形下，產品的需求-價格函數的反函數如式（2）所示，并且所有廠商的單位生產成本都為。經過常規的計算，即可得到在均衡狀態下，廠商i的生產水平如下：

3.1.2 綠色產品和傳統產品并存的市場

將均衡的生產水平代入式（5）（6），得到均衡狀態下的價格水平及其相應的均衡利潤水平，進而得到各企業的均衡凈利潤水平。以和分別表示在兩種市場并存的條件下廠商的均衡利潤水平，與內生變量有關，并且綠色產品價格補貼對需求-價格體系的影響使得企業的利潤水平與 有關。

3.2 第一階段：廠商的是否采納綠色技術的決策分析

企業不采納新的綠色技術的預期凈利潤為：

3.3 均衡結果

在參數選取具有經濟意義的情況下，即能夠保證在任何一種情況下廠商的生產產量非負、市場均衡價格非負，則可以得出下面的結論：

定理在上述模型的假設條件下，在適當的參數選取范圍內，令，則存在，廠商不采納綠色技術、廠商采納綠色技術是一個納什均衡。

由上述分析可知，生產傳統產品的單位成本越高的廠商，越傾向于采納新的綠色技術進行綠色轉型。令，從生產成本最高的第N個廠商開始，比較在N個廠商生產傳統產品的多寡頭競爭中第N個廠商的凈利潤水平，以及第N個廠商采納綠色技術生產綠色產品、N-1 個廠商生產傳統產品在兩種市場競爭中均衡狀態下第N個廠商的凈利潤水平。如果第N個廠商的凈利潤水平因綠色轉型而提高，則其有動機進行轉型，再來檢驗第N-1 個廠商是否有動機進行綠色轉型，依次進行下去，直到對于廠商來說，進行綠色轉型會使得其利潤水平下降，則廠商不采納綠色技術、廠商采納綠色技術是一個納什均衡。

表1 給出10 個案例廠商綠色轉型博弈模型的模擬結果。按照的順序將廠商進行排序，先計算（即所有的廠商都不采納新技術）時各廠商的均衡利潤水平，在表1 的最后一列可以看出，廠商的均衡利潤水平隨著其生產傳統產品的單位成本的增加而減小；再模擬當第10 個廠商采用綠色技術生產綠色產品而其他9 個廠商都不采納綠色技術繼續生產傳統產品的情況，從表1 中這行結果可以看出，廠商10 的凈利潤是0.602，比不采納綠色技術的凈利潤0.007 高，可以斷定，廠商10 有動機采用綠色技術；然后再模擬只有廠商10 和廠商9 采用綠色技術的情況，從表1中這行結果可以看出，采取綠色技術的兩個廠商的均衡凈利潤是0.317，廠商9 的凈利潤大于時的0.195，所以可以斷定廠商9 有動機采用綠色技術。繼續模擬廠商10、廠商9、廠商8 都采用綠色技術（）的情況發現，廠商8 采取綠色技術的凈利潤0.228 小于不采取的凈利潤0.336。根據定理，此時找到了一個納什均衡：廠商10 和廠商9 選擇采納綠色技術，其他廠商不采納。即。則，10 個廠商在均衡狀態下的生產水平為：；均衡利潤水平為：

表1 10 個案例廠商綠色轉型的博弈模型模擬結果

根據模型中政府部門的政策設計，當綠色市場需求較高時所有企業都必須采用綠色技術，在這種情況下，不能判斷出企業采取綠色技術的意愿隨著市場需求變化的情況，所以，為了研究企業自愿進行綠色轉型與綠色市場需求之間的關系，對案例企業固定的取值，對賦予不同取值時，模擬均衡狀態下采取綠色技術的企業數。圖2 顯示了在的不同取值下對應的均衡狀態下綠色轉型的企業數目，的不同取值代表綠色市場需求較低時的不同情況。模擬結果表明，綠色市場的預期需求增加，則進行綠色轉型的企業也會增加。

圖2 均衡狀態下綠色市場需求對案例企業綠色轉型的影響

4 政府部門采取相機行動策略對企業綠色轉型的影響

本研究構建的模型中引入了政府部門的相機行動策略，即在綠色性質產品的市場需求較高的條件下，政府部門采取嚴格的標準規制策略，要求所有的企業都采納新的綠色技術；而在綠色市場需求比較低迷的條件下，政府部門提供綠色產品價格補貼，激勵企業進行綠色技術轉型。

4.1 相機行動策略比不采取任何政策干預策略更激勵企業進行綠色轉型

首先考慮一個沒有任何政府調控政策，完全依靠市場需求和競爭驅動的基礎模型。與政府部門相機行動策略相比，在綠色市場需求較低時，沒有了政府的價格補貼，企業進行綠色轉型的預期凈利潤減少；在綠色市場需求較高時，沒有政府的強制轉型要求，企業只有在轉型帶來更高凈利潤時才會選擇轉型。所以在以上兩種情況下，只依靠市場需求和競爭的驅動，企業實施綠色轉型的動機都會減弱。

4.2 相機行動策略比確定的嚴格標準規制策略下的行業預期凈利潤高

嚴格標準規制策略可以達到所有企業同時進行綠色轉型，但是將帶來行業預期凈利潤的損失。如果采取嚴格標準的規制政策，所有企業在第一階段都會選擇采納新的綠色技術，采用綠色技術后每家企業預期的凈利潤為，模擬結果如表1 中的最后一列所示；如果考慮到企業采用綠色技術的固定成本，則行業的預期總凈利潤水平為：

4.3 相機行動策略比確定的補貼政策策略更激勵企業進行綠色轉型

得到“相機行動策略比提供確定的補貼策略更激勵企業進行綠色轉型”這個結論也是顯然的。在政府提供同等補貼力度的情況下，如果綠色市場需求較低，政府的相機行動策略和提供確定補貼策略給企業帶來的預期凈利潤相同；而在綠色市場需求較高的情況下，政府的相機行動策略要求企業必須進行綠色轉型，而補貼策略只能使部分企業發生綠色轉型。所以，總的來說，政府采取相機行動策略更能激勵企業進行綠色轉型。

4.4 相機行動策略下政府補貼力度的增加會激勵企業綠色轉型

在其他參數保持不變的情況下，表2 展示了納什均衡時政府補貼額度的臨界值。結果發現：（1）隨著政府補貼額度的增加，有更多廠商愿意選擇綠色轉型。值得注意的是，即使沒有政府補貼，仍然有兩個廠商愿意進行綠色轉型。相對于企業的單位生產成本而言，政府的補貼力度遠高于企業單位生產成本時才會促使一個企業完成綠色轉型，而且總體來說，轉型的企業數目越多，政府價格補貼的刺激效果越不顯著，如圖3 所示，當有9 個企業進行了轉型之后，補貼力度提高到企業單位生產成本的50 倍之多時仍未能使所有企業發生轉型。（2）政府的價格補貼政策能夠增加企業在綠色市場上的凈利潤，提高企業在綠色市場的競爭力。

圖3 納什均衡下政府補貼政策對案例企業綠色技術轉型的影響

表2 政府補貼對案例企業綠色轉型影響的模擬結果

5 結論與啟示

5.1 結論

通過以上分析，得到結論如下：

（1）如果具有綠色特征的產品不能完全代替傳統產品，那么在市場競爭環境下，生產率水平較低的企業更容易發生綠色技術轉型。

（2）在競爭市場上，綠色市場的需求是企業發生綠色技術轉型的主要驅動力。采用綠色技術給產品帶來性能或質量的提高，使綠色產品與傳統產品在縱向上的差異越大，綠色產品的需求越高，較傳統產品的競爭力越強，則更多企業自愿進行綠色轉型的動機越強，從而使得整個行業對新的綠色技術的自愿接受水平越高。

（3）與忽視市場需求的不確定性、直接采取確定的政策相比，政府采取相機策略更有助于激勵更多企業實施綠色技術轉型；同時，如果采取單一確定的消費補貼政策，那么在市場需求較高時會造成政府財政的過度支出，增加激勵成本，而采取單一確定的嚴格標準規制策略，在市場需求較低時會大幅降低行業的整體利潤水平，對行業的發展造成阻礙。

5.2 啟示

以上結果表明，促進傳統制造業企業綠色技術轉型的過程是市場上多參與主體以及政府部門之間的動態協調過程，企業在進行技術轉型的決策時須同時考慮市場需求的不確定性、參與主體之間的競爭以及政策不確定性的影響。進一步，對于生產效率落后、競爭力較差的企業，更應該敏銳把握新技術的變革以及政府政策的宏觀調控方向，率先采納新技術、實現轉型升級，爭得市場先機，提高生產效率和競爭優勢。從政府政策角度來看，對于一項新的綠色技術的出現，政府往往都不會直接采取“一刀切”的政策，而是先觀察市場行為，再不斷地進行政策調整。比如我國新能源汽車的推進過程，新能源汽車推出的初期，市場需求不確定性較大，政府采取購置稅補貼的鼓勵政策，各汽車企業紛紛進行綠色轉型，但是隨著新能源汽車市場逐漸穩定、規模逐步擴大、技術不斷升級，政府逐步取消補貼政策，這一過程正符合本研究中的模型設計。

5.3 進一步研究方向

在本研究的基礎之上，今后可以進一步改進模型并作更深入分析。（1）本研究模型中，政府部門的行動策略是外生設計的，并沒有在真正意義上作為博弈的一個參與人決定其均衡的調控水平，所以，未來可以將政府部門作為一個參與人，其目標是最大化社會的總福利，在均衡狀態下決定其最優的政策方案，內生地確定其采取的消費補貼水平和嚴格標準的實施條件，使得模型更好地貼合實際。（2）本研究中只考慮了綠色技術的采用過程，即當前已經出現一種新的綠色技術，并且企業可以通過購買授權或專利使用該項技術，未來可以考慮將綠色技術的R&D 和采用過程融合在一個模型中，進一步分析市場需求、企業競爭和政府政策對技術的研發與采用兩個方面的影響。一般來說，在市場競爭環境下，更多企業采用新技術會侵蝕新技術對研發企業帶來的市場優勢，所以鼓勵新技術采用的政策往往會阻礙企業的技術研發動機，如此，設計政府的規制和政策時，兼顧對引領企業的技術研發的激勵和對其他同行企業新技術采用的助推將是一個更有意義的課題。