縱向關聯市場、環境政策強度和中國環保產業的發展

何歡浪，陳 璐

(1.上海對外經貿大學 國際經貿學院，上海 201620;2.東北農業大學 文法學院，哈爾濱 150030)

內容提要：在開放經濟背景下，本文通過構建基于縱向關聯市場的博弈模型分析環境政策強度對我國環保產業發展的影響。研究表明，由于中國和發達國家在環保產品生產技術和環境政策強度方面存在差距，當中國和發達國家環保產品的生產技術差距較大時，中國可以通過提高環境政策強度而獲得更多環保產品的市場份額；環保產業的存在可以提高一國的環境政策強度，發達國家由于擁有更為先進的環保產業，其環境政策的強度將高于發展中國家。雖然中國政府提高環境政策的強度會在一定程度上削弱中國下游產業的出口競爭力，卻可以減少對外國環保產品的依賴，有利于扶持本國環保產業的發展。

環保產業①的發展是由環境政策驅動的，如何設計環境政策，以協調本國環保產業發展和外國環保產品進口的關系，協調出口產業和環保產業之間的矛盾，在開放經濟背景下構建縱向關聯的市場模型進行相關理論研究更有實際意義。本文的理論框架源自20世紀90年代以來發展的基于縱向關聯市場框架下的戰略性貿易政策模型[1-3]，這些模型不僅將研究視角限定于最終產品市場，而且假定最終產品在賣到消費者手中之前需要經過中間產品的加工處理過程，分析的重點多是政府如何通過貿易政策擴大中間產品的市場份額。本文試圖在一個存在縱向關聯市場的垂直貿易體系中分析環境稅政策對環保產業發展的影響，并提出政府制定最優戰略性環境政策時需要考慮環境政策對環保產業的影響。

一、研究模型的提出

考慮一個兩國出口到第三國的雙寡頭模型，假定存在兩個出口國，北方國家(n國，發達國家)和南方國家(s國，中國)，兩個國家均存在一個壟斷的上游產業廠商和一個壟斷的下游產業廠商。上游產業廠商生產同質的環保產品，用于降低下游產業廠商的單位污染排放。兩國的下游廠商可以通過購買上游的環保產品生產同質的下游最終產品。兩國的下游廠商將生產的最終產品出口至第三國，兩國消費者不消費最終產品。企業的污染排放伴隨著下游企業的生產產生，損害當地的環境，政府對污染排放征收環境稅，以最大化本國的社會福利。

兩出口國生產的下游最終產品為Xj,j=s,n。最終產品在第三國市場進行產量競爭，其市場需求函數是P=A-B(Xn+Xs)，其中P為產品價格，A為市場容量。為了分析簡便，假定兩國生產最終產品的加工成本都是常數C，即南北企業生產最終產品的生產技術是一樣的。假設企業的污染排放伴隨著下游企業的生產產生，假設其污染排放函數是ε(Xj)>0,j=s,n，滿足ε′(Xj)>0，ε″(Xj)≥0，說明企業的污染排放是產量的凸函數。

上游廠商生產環保產品，其邊際成本為cj,j=s,n。假設北方國家在生產環保產品上具有技術優勢，即cn0，但是w″(aj)≤0，說明減排的邊際效率隨著環保產品的數量遞減，反映了減排的技術難度是隨著環保產品的數量而增加。

政府使用環境稅為工具調整本國的環境政策，各國選擇的環境稅的水平為tj,j=s,n。假設其邊際損害水平為νj,j=s,n，如果政府僅僅考慮環境污染外部性的情況，其最優的環境政策為tj=νj,j=s,n。若政府選擇的環境稅小于邊際損害水平tj<νj,j=s,n，定義國家j使用戰略性環境政策[2]。

博弈過程分為三個階段：第一階段，政府選擇環境稅的水平；第二階段，給定環境稅水平，各國上游廠商分別向下游廠商提供環保產品，并在相互分割的兩國環保產品市場上開展產量競爭；第三階段，給定環保產品價格下，兩出口國下游廠商在第三國最終產品市場上展開產量競爭。下面將采取逆向歸納法對模型進行求解。

(一)最終產品市場競爭

在博弈的第三階段，兩出口國的下游廠商在第三國的最終產品市場上進行產量競爭。給定環保產品的價格ps、pn，以及下游生產環節的成本一致為C。兩國下游廠商的利潤函數為：

πjD=PXj-CXj-pjaj-tj[ε(Xj)-w(aj)],j=s,n

(1)

對式(1)取產量的一階條件，

(2)

(3)

同時，企業也可以選擇是否購買環保產品。如果購買，其最優的環保產品數量為對式(1)取環保產品數量的一階條件：

(4)

pj=tjw′(aj)=tj(1-aj),j=s,n

(5)

(二)環保產品市場

在博弈的第二階段，兩國上游廠商將各自生產的環保產品分別銷售給兩國的下游廠商，給定各國環境稅收水平，上游廠商的利潤函數為：

(6)

對式(6)取環保產品產量的一階條件為：

(7)

二、發達國家(北方國家)壟斷了環保產品

徐嵩齡(1999，2000)[4-5]、傅京燕(2004)[6]引用OECD環保產業報告，提出主要發達國家(加拿大除外)是國際環境貿易的出超國，而發展中國家全為國際環境貿易的入超國。這里考慮一個極端的情況：發達國家壟斷環保產品的生產，而發展中國家不生產環保產品。

(一)均衡的環保產品

將式(5)邊際需求函數代入式(7)邊際供給函數，可以得到最優的環保產品價格和產量為：

(8)

(9)

式(8)是一個典型的壟斷產品定價，說明環保產品的價格和其自身的成本相關之外，還和一國的環境稅收水平相關。由式(9)知道要保證環保產品生產存在的必要條件是aj>0，即需要滿足tj>cn,j=s,n，由此得到引理1：

引理1：當北方壟斷生產環保產品時，國家j要有環保產品市場存在的必要條件是環境稅高于生產環保產品的邊際成本，即tj>cn,j=s,n。

(二)社會福利以及均衡環境稅的決定

在博弈的第一階段，政府通過選擇環境稅水平而最大化社會福利，一國的社會福利函數包含了本國上游廠商和下游廠商的利潤以及污染所帶來的環境損害成本。由于使用了“第三國”模型，在福利函數中不需要考慮消費者剩余效應，南方國家和北方國家唯一的差距就是南方國家沒有生產環保產品，北方國家不僅生產環保產品，而且還出口到南方，兩國的福利函數分別可以寫為：

(10)

(11)

(12)

等式(12)右邊第一項就是邊際環境損害，第二項是最終產品的利潤攫取，第三項是環保產品的利潤攫取。在最終產品市場中只要保證市場容量A足夠大，則第二項最終產品的利潤攫取必然為負，說明降低環境政策標準有利于下游企業的出口。

引理1說明tn>v，保證第三項為正，并且第三項環保產品的利潤攫取效應隨著環境稅tn的提高而增加。若tn≈cn，第三項環保產品的利潤攫取接近于零。此時tncn，政府的環境政策強度越高，第三項的環保產品利潤攫取效應越大。如果第三項的環保產品的利潤攫取效應高于第二項的最終產品利潤攫取效應，政府有使用嚴格環境政策的動機，即tn>v，說明政府會使用環境稅高于邊際環境損害的環境政策。

政府是否使用高于邊際環境損害的環境政策，中間的權衡主要有兩個，一是第三國市場的市場容量水平A，市場容量越大，在第三國市場的利潤攫取效應越大；二是現有的環境水平，如果現有的環境水平越高，其在環保產品市場上的利潤攫取也越大。相對于Barrett(1994)[7]僅考慮最終產品，也就是等式(12)右邊第二項，最優環境稅僅僅取決于市場容量水平A；在有了環保產業的縱向垂直約束下，北方使用戰略性環境政策的動機減弱，甚至會使用環境稅高于邊際環境損害的環境政策。

(13)

式(13)右邊第二項和第三項都為負，ts

命題1：環保產業的存在使得提供環保產品的國家有動機提高環境政策強度。

由引理1和命題1知道環保產品市場是政府政策驅動的，只有當政府的制定的環境政策水平到了一定程度才有環保產業的存在。發達國家(北方國家)已有的環境水平很高，其環保產業發達程度必然好于發展中國家，而環保產業的良好發展，發達國家就更有動機使用嚴格的環境政策，并促使發達國家進入了一個良性的循環。

三、南北國家都生產環保產品

假設南方國家生產環保產品，在一個分割的兩國環保產品市場中給定環境稅水平下，各國上游廠商分別向下游廠商提供環保產品，并在兩國環保產品市場上開展產量競爭，假設南方國家在生產環保產品上技術落后，其生產環保產品的邊際成本高于北方國家生產環保產品的邊際成本，即cn

(一)均衡的環保產品

在博弈的第三階段，下游最終產品的市場結構不會改變，其最優的出口水平也不會變化。在博弈的第二階段，上游的環保產品市場結構從北方壟斷變為南北雙方開展數量(古諾)競爭，環保產品生產廠商在南北國家市場上的利潤函數為：

(14)

(15)

式(14)和式(15)分別是在北方國家和南方國家環保產品市場中，南方和北方環保企業的利潤函數。定義anj和asj分別為j國環保企業在北方和南方國家環保產品市場中的份額。南方國家和北方國家的環保市場相互分割，對式(14)和式(15)分別求關于環保產品數量的一階導，可以得到j國環保企業在i國的均衡環保產品數量aij，國家i環保產品的數量ai和價格pi為：

(16)

(17)

(18)

在南方國家，北方環保企業生產環保產品的必要條件是ts>2cn-cs。在北方壟斷條件下，南方存在環保產品市場的條件是ts>cn。由于cn2cn-cs。南方環保企業在本國生產環保產品的必要條件是ts>2cs-cn>cs，北方環保企業在南方國家生產環保產品的條件是ts>cn，而本國環保企業生產環保產品的條件是ts>2cs-cn。由此有引理2：

引理2：當南北國家環保企業開展競爭時，南方國家的環境政策水平ts∈[cn，2cs-cn]時，只有北方國家企業生產環保產品；當環境政策水平ts∈[2cs-cn，]，兩國環保企業進行數量競爭。

引理2印證了引理1，說明無論環保產業的市場結構如何，環保產業是受環境政策驅動。如果南方國家生產環保產品技術比較落后，環保產業的出現可能有一個漸進過程，先是北方國家的環保企業提供環保產品，而隨著南方國家的環境政策趨于嚴格，南方國家環保企業也開始提供環保產品。由式(16)容易發現：

(19)

(20)

根據式(19)和(20)，無論在北方還是南方的環保產品市場，南方上游環保企業生產的環保產品數量總是隨著環境稅的上升而提高。北方上游企業的環保產品數量隨環境稅的變化，取決于兩國之間生產環保產品的技術差距，如果技術差距不是很大，即cs<2cn，則北方環保企業生產的環保產品隨著環境稅的上升而提高。如果技術差距很大，即cs>2cn，則提高環境稅的水平，將降低北方環保企業的環境產出水平，由此可以得到命題2：

命題2：當環保產品生產的技術差距很大時，技術先進的企業生產環保產品不再是環境政策驅動，而是隨著環境政策的強度上升，失去一些市場份額。

當南北方國家環保產品生產的技術差距很大時，環保產品的市場結構將影響到環保企業的生產。在環保產業是北方壟斷時，北方環保產業是環境政策驅動的，但是當有南方環保企業競爭下，北方環保產業可能不再是環境政策驅動。命題2的政策蘊含在于，當發達國家環保企業和中國環保企業的生產技術相差較大，滿足cs>2cn，中國政府加強環境政策強度可以減少對外國環保產品的依賴，從而可以扶持本國環保產業的發展。另外，對于某一個國家的環境產出水平，容易發現：

(21)

由此得到引理3：無論在哪個國家，其環保產業的需求隨著環境稅的提高而上升。

和北方壟斷生產環保產品一樣，提高環境稅會增加下游最終產品企業對環保產品的需求，從而提高上游環保產品的產量。

(二)社會福利以及均衡環境稅的決定

南北國家的社會福利函數為：

(22)

(23)

福利函數主要由三部分組成：第一部分為最終產品的利潤，隨著環境稅的提高，利潤下降。環境稅上升使得企業的環境稅支出成本上升，企業購買環保產品的成本也上升，政府的稅收假設在福利函數中全部返還給了消費者。第二部分為環保產業部門的利潤，由命題2知道如果南北環保企業技術差距很大時，在北方國家提高環境稅時，北方環保企業的市場份額下降，而南方環保企業的市場份額上升，但是環保產品的價格隨著環境稅提高而上升。所以，在環保產品生產技術差別很大時，環境稅提高對北方環保企業的利潤攫取不確定。當技術差別較小時，環境稅的上升提高了北方環保企業的利潤。在南方國家，環境稅的上升有利于南方環保企業利潤的提高。第三部門為環境損害，環境稅上升既降低了最終產品的份額，又提高了環保產品的生產，兩方面都有利于環境損害的降低。

(24)

當cs<5cn時候，第三項可能為正。若為正，說明環境稅提高有利于環保產品生產商的利潤攫取；若環保產業部門增加的利潤攫取大于第二項最終產品部門失去的利潤，則北方最優的均衡環境稅可能大于邊際環境損害。當cs>5cn，則政府完全沒有動機提高環境稅水平，因為提高環境稅不利于最終產品在第三國的競爭，而且不利于本國環保企業在本國的利潤攫取，由此可以得到命題3：

命題3：當環保產品的南北生產技術差距很大時，如cs>5cn，北方政府完全沒有提高環境稅的動機。當環保產品的南北生產技術差距不是很大時，如cs<5cn，北方政府可能會提高環境稅來促進本國環保產業的發展。

當南北國家環保產品生產技術差距很大時，北方環保企業在競爭中占據優勢，政府不需要通過提高環境政策強度來補貼本國環保企業，而是降低環境政策強度來補貼下游出口企業。當技術差距較小時，北方政府可能需要通過提高環境政策強度補貼上游環保企業。

命題3進一步呼應了命題2的結論，當發達國家環保企業和中國環保企業的生產技術相差很大，滿足cs>5cn。中國政府加強環境政策強度可以減少對外國環保產品的依賴，從而可以扶持本國環保產業的發展。根據分析式(12)和式(24)，無論南北環保企業的技術差距是什么樣的，式(12)最優的環境稅將大于式(24)的最優環境稅，說明環保產品市場結構從北方壟斷轉為南北方相互競爭時，北方環保企業從環保產業攫取的利潤降低，使得北方政府使用嚴格環境政策的動機減弱。

(25)

命題4：在南方國家，北方環保企業技術高于南方環保企業技術，則南方國方必然使用環境稅低于邊際環境損害的戰略性環境政策。

與北方國家不同，此時存在三個效應：一是下游產品出口的利潤攫取，提高環境政策強度不利于下游企業的出口，不利于其利潤攫取；二是上游環保企業的利潤攫取，提高環境政策強度有利于其利潤攫取；三是下游最終產品的成本效應，從命題2可知南北環保產品生產技術差距很大時，如果提高環境政策強度，南方環保企業提供的環保產品份額上升，北方環保企業提供的環保產品份額下降，從而南方國家的環保產品市場中，低效率高成本的環保產品份額上升，下游最終產品購買環保產品的成本上升。所以，提高環境政策強度更加不利于下游企業的出口。只要北方環保企業的生產技術高于南方環保企業，即滿足，cn

綜合以上的分析可以回答環保產業的發展是否和戰略性環境政策不可協調的問題。環保產業發展和戰略性環境政策使用存在矛盾，但是這個矛盾是可協調的。發達國家往往使用比較嚴格的環境政策，因為其環保產業上攫取的利潤可能可以高于其在最終產品失去的利潤。由于環保產業的生產技術較低，發展中國家提高環境稅可以擴大其環保產品的市場份額，但是提高環境稅可能不利于發展中國家利用發達國家低成本的環保產品，發展中國家往往沒有提高環境稅的動機，引致發展中國家的環保產業發展就會陷入“降低環境政策-更多使用發達國家環保產品—本國環保產品份額減少”的困境。為了走出這個困境，在利用發達國家環保產品時，如何更加好地使用“市場換技術”就顯得相當重要，只有環保產品的生產技術進步了才能使得發展中國家進入發達國家類似的良性循環。簡而言之，就是環保產業技術進步對協調環保產業發展和戰略性環境政策使用有重要的作用。

四、結論和政策含義

在開放經濟背景下，本文在一個兩國出口到第三國的雙寡頭模型中分析環境政策強度對環保產業發展的影響。兩出口國國內均存在兩家具有縱向市場關聯的廠商，上下游企業分別生產環保產品和最終產品，兩國之間存在環保產品的貿易，最終產品出口至第三國。政府對下游企業產生的污染征收環境稅，而環保產品可以用來降低下游最終產品生產的污染排放。環保產業是環境政策驅動的，無論市場結構如何，只有當環境政策強度達到一定程度，下游企業才會選擇使用環保產品。

由于南方國家和北方國家在環保產品生產技術和環境政策強度方面存在差距，當北方國家壟斷生產環保產品時，南方國家必然使用環境稅低于邊際環境損害的戰略性環境政策，而北方國家可能會使用環境稅高于邊際環境損害的環境政策，即環保產業的存在使得提供環保產品的國家有動機提高環境政策強度。當南北國家都生產環保產品，南方國家為了利用低成本的北方環保產品，仍舊會使用戰略性環境政策。環保產品的生產技術差距將影響北方國家的環境政策選擇，當環保產品的南北生產技術差距很大時，北方政府使用戰略性環境政策；當環保產品的南北生產技術差距較小時，北方政府可能會提高環境稅來促進本國環保產業的發展。

協調上游環保產業發展和下游產業出口之間的矛盾關鍵在于提高本國環保產業的技術水平，中國應加大環保產業的技術創新，降低環保產品的生產成本，促使中國環保產業的發展走出“降低環境政策強度—更多使用發達國家環保產品—本國環保產品市場份額減少”的困境，而走入“提高環境政策強度—使用更多的本國環保產品—攫取更多的環境利潤”的良性循環。

根據結論，本文提出如下政策建議：第一，盡管發達國家環保企業和中國環保企業的生產技術差距較大，中國政府仍然可以通過加強環境政策強度，減少對外國環保產品的依賴，扶持本國環保產業的發展。第二，在開放經濟下，環保產業的發展除了可以提高下游出口企業的污染減排水平外(通過提高國家環境政策強度)，還可以通過環保產品出口，從國際市場上賺取環境利潤，我國可以通過發展環保產業來實現環境治理的目的。第三，各地在引進環保產業FDI時既要重視“數量”，更要重視其“質量”，更好地利用外國先進的減排技術提高中國環保企業的生產技術水平。

注釋：

① 環保產業(Environmental Protection Industry)主要是指國民經濟結構中為污染防治、生態保護與修復提供產品和服務支持，以滿足人的環境需求，促進經濟社會可持續發展的產業，或者一般化地定義為滿足用戶的環境需求并從而創造出經濟價值的產業。參見徐嵩齡(1999，2000)。