复合碳政策下政府与化工企业行为博弈分析
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摘要：针对碳税和碳交易相结合的复合碳约束政策下化工企业的策略选择问题，构建地方政府和化工企业的行为演化博弈模型，求出政府和化工企业行为的复制动态方程和均衡点，分析各均衡点的局部稳定性，得到了在一定条件下的策略演化趋势。研究表明：影响化工企业采取低碳方式生产的因素主要有企业低碳生产时的收益、企业进入碳交易平台的费用、碳税费用。并在此基础上，提出相应的建议。
关键词：碳税;碳交易政策;演化博弈;低碳生产
一、引言
随着经济的发展，由此带来的温室效应对整个地球生态系统造成的负面影响愈发凸显，环境问题也越来越受到全体社会的重视。近些年我国政府也开始关注到可持续的经济发展模式，出台了一系列的政策。化工企业是能源消耗和碳排放的大户，是碳减排的直接参与者，找出地方政府行为与企业行为的影响机制，实现政府与企业之间的平衡对我们的碳减排具有重大意义。
目前很多研究都是针对单一的碳减排政策，但由于现在环境问题的严峻，政府急需寻求多种政策来有效促进整个社会的低碳减排行为。本文分析在碳税与碳交易相结合的复合碳政策下政府与化工企业之间的博弈策略，通过数值模拟分析，可以在政府碳约束政策中找出影响化工企业低碳生产行为的因素。
二、模型的建立
（一）博弈主体
地方政府与化工企业两个主体，且这两个主体具有有限理性，拥有学习模仿能力。
（二）博弈主体行为策略集
地方政府的行为集合是（高碳排放配额，低碳排放配额），高碳排放配额是指政府向化工企业发放高碳排放配额，且初始碳配额足够企业使用，企业无需進入碳交易平台购入碳排放权，低碳排放配额是指政府发放低碳排放配额;化工企业的行为集合是（低碳方式生产，传统方式生产），低碳方式生产是指化工企业进行技术革新或者设备更新后进行生产，从而减少了碳排放量，传统方式生产是指企业依照原有生产方式进行生产，无任何促进碳排放减少的措施。
（三）基本假设
假设1：地方政府选择“发放低碳排放配额”策略的概率为x，选择“发放高碳排放配额”策略的概率为1-x。企业进行“低碳方式生产”的概率是y，进行“传统方式生产”的概率是1-y。
假设2：政府与企业的行为集合为（高碳排放配额，传统方式生产）时，企业的碳排放量刚好与政府发放的碳配额相等;政府与企业的策略集合为（低初始碳排放配额，低碳方式生产）时，企业还有碳排放额度的剩余。政府与化工企业的博弈图见图1。
假设3：企业进入碳交易平台所付出的成本由碳交易第三方机构收取，且企业在碳排放量超出或者低于初始分配碳排放额时，均会进入碳交易平台购买或者出售碳排放权。
假设4：政府向化工企业发放高碳排放配额时获得的收益Π1，政府向化工企业发放低碳排放配额时获得的收益Π2;政府设定的碳税率t，政府因企业进行传统方式生产对环境造成污染所付出的治理成本CG;政府发放低初碳排放配额时因政府形象提升获得的潜在收益a，主要是由于政府低碳理念带来的政府形象和民众满意度的提升;政府发放低初始配额且企业进行低碳方式生产时，政府给企业的奖励S。
假设5：企业进行传统方式生产时的碳排放量e1，采用传统方式生产获得的收益E1，在碳交易平台购入碳排放额度所付出的成本CD;企业因碳排放量超出发放的碳配额所受到政府的罚款T2;企业进行低碳方式生产时的碳排放量e2，采用低碳生产方式获得的收益E2，企业在碳交易平台上出售碳排放额度的收益E3;进入碳交易平台花费的成本CF。博弈双方需要的相关参数见表1。
根据图1，可以得到地方政府与化工企业在不同组合策略下的收益函数。
当政府选择发放高碳排放配额，化工企业选择传统方式生产，即选择的策略集合为（高碳排放配额，传统方式生产），地方政府的收益函数为：Π1-CG+e1t，化工企业的收益函数为：E1-e1t。
当政府选择发放高碳排放配额，化工企业选择低碳技术生产，即选择的策略集合为（高碳排放配额，低碳方式生产）时，地方政府的收益函数为：Π1+e2t，化工企业的收益函数为：E2-CF+E3-e2t。
当政府选择发放低初始碳排放配额，化工企业选择传统方式生产，即选择的策略集合为（低碳排放配额，传统方式生产）时，地方政府的综收益函数为：Π2+a-S+e2t，化工企业的收益函数为：E1-CD-CF-T2-e1t。
当政府选择发放低碳排放配额，化工企业选择低碳技术生产，即选择的策略集合为（低碳排放配额，低碳方式生产）时，地方政府的收益函数为：Π2+a-S+e2t，化工企业的收益函数为：E2+S+E3-CF-e2t。政府与化工企业演化博弈的收益矩阵见表2。
四、数值模拟分析
由表3可知，复合碳约束政策下，政府与化工企业的演化博弈系统有4个稳定策略，这4个稳定策略都有各自的稳定条件，当参数取值变化时，政府与化工企业的策略也有变化。
为了找出参数取值如何影响政府和企业的策略选择，运用MATLAB对演化博弈系统进行分析，仿真参数设置：政府发放高碳排放配额获得的收益Π1=130，政府发放低碳排放配额获得的收益Π2=110，政府发放低碳排放配额且企业进行低碳方式生产时，政府给企业的奖励S=20，政府发放低初碳排放配额时因政府形象提升获得的潜在收益a=15;企业进行传统方式生产获得的收益E1=180，化工企业采用低碳方式生产所获得的收益E2=130，化工企业因碳排放量超出碳配额所受到政府的罚款T2=25，化工企业进入碳交易平台付出的成本CF=15，企业在碳交易平台购入碳排放额度付出的成本CD=25，企业在碳交易平台出售多余碳排放额度获得的收益E3=30。在此次仿真中，结合上述分析结果，对参数CF、T2、S进行多次取值，并分析参数变化对策略选择的影响。化工企业进入碳交易平台付出的成本对策略选择比例的影响见图2所示。 1.由图2可知，化工企业进入碳交易平台付出的成本的增加几乎不会对政府行为选择产生影响，但会对减少化工企业选择低碳生产行为的比例。政府的罚款对策略选择比例的影响见图3所示。
2.从图3可以看出，政府对碳排放超出碳配额的化工企业的罚款的增加将减少政府发放低碳排放额的比例，但可以促使化工企业选择低碳生产行为。
五、結果分析
根据以上关于稳定策略和数值仿真分析，得到结论：企业进入碳交易平台的费用不会影响政府策略，但会对企业的策略选择产生影响，费用越高，越会抑制企业的低碳生产行为;企业采用低碳技术生产后节约的碳税成本的增加会促进企业选择低碳方式生产;政府的罚款的提高会减少政府选择发放低碳排放额的比例，但能促进化工企业的低碳生产行为。
六、结语
本文通过对政府与化工企业的策略演化博弈模型进行分析，并用MATLAB进行仿真分析，找出政府对企业低碳减排行为产生影响的政策因素，从而为政府政策的制定提供一定的理论依据。政府可以利用政策对企业进行调控，从而保证经济发展的同时，促进企业向节能减排的方向发展。
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（作者单位：江苏大学管理学院）
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