碳排放收費對企業(yè)碳排放和產量決策的影響

趙劉威 彭振革 高鵬

摘? ? 要：針對政府碳減排目標下企業(yè)產量與減排決策問題，通過古諾競爭博弈模型，研究排放費用對市場結構、產量和排放水平的影響。從市場復雜性演化的內生視角出發(fā)，分析了市場競爭波動的內在機制。在邊際利潤調整的假設下，分析了排放費用對雙寡頭和自然壟斷市場的穩(wěn)定性及排放水平的影響。研究表明：當邊際排放費用隨著排放水平增加而增加時，雙寡頭壟斷是穩(wěn)定的;當邊際排放費用隨著排放水平增加而下降時，雙寡頭市場結構是不穩(wěn)定的，系統(tǒng)收斂于自然壟斷;壟斷情形下，均衡產出和均衡排放高于雙寡頭結構。

關鍵詞：碳排放;排放費用;古諾競爭;納什均衡

中圖分類號：F062.9? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-7394（2021）04-0095-09

當前，全球溫室效應日趨嚴重，發(fā)展低碳經濟、倡導節(jié)能減排，已成為各國促進經濟可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措之一[1]。排污收費是控制污染的重要舉措，是運用經濟手段把外部不經濟內化，以促使污染者積極開展治理。中國在《征收排污費暫行辦法》中明確指出，排污收費的目的是為了促進企業(yè)事業(yè)單位加強經營管理，節(jié)約和綜合利用資源、治理污染、改善環(huán)境。

由于減排政策對于減排目標的實現(xiàn)具有重要影響，因而基于政策選擇的情景分析以及相應的政策成本評估，就成為理論研究的前沿與焦點[2]。例如：石敏俊等人[3]基于動態(tài)CGE模型分析了碳稅、碳交易，以及碳稅與碳交易組合等不同政策的減排效果、經濟影響與減排成本，提出組合政策是較優(yōu)的政策選擇，可以在確保減排目標實現(xiàn)的同時降低行業(yè)減排壓力;段宏波和楊建龍[2]系統(tǒng)考察了基于碳定價和補貼的政策組合選擇對2030年碳達峰和非化石能源發(fā)展目標的差異化影響;Bi等人[4]運用動態(tài)CGE模型探討了碳市場、碳稅，以及兩者組合下碳減排政策的內在技術激勵差異所引起的綠色發(fā)展路徑的差異;Cao等人[5]研究了中國碳排放交易的動態(tài)CGE模型，表明碳稅和碳交易組合機制能夠以更低的碳價與福利成本實現(xiàn)相同的國家減排目標;肖謙等人[6]基于電力部門細分的遞推動態(tài)CGE模型，模擬了實現(xiàn)2030年國家自主貢獻目標背景下，不同碳交易政策組合情景的經濟影響。總體而言，相關研究主要以國家碳減排為背景，從宏觀層面采用CGE模型展開分析，并認為碳稅和碳交易在我國可以共同發(fā)揮作用，促進減排目標的實現(xiàn)。

同時，鑒于企業(yè)作為市場經濟的主體，更是國家推進減排目標實現(xiàn)的重要落實對象，基于微觀行為視角的減排政策對企業(yè)的影響、企業(yè)最優(yōu)決策，以及規(guī)制優(yōu)化研究也愈發(fā)得到學界關注。相應地，經典博弈論與優(yōu)化理論也被廣泛采納，以揭示碳減排問題的內在規(guī)律與微觀機理。例如：Mandell[7]運用擴展的“Weitzman價格與數量模型”，從效率的角度論證了采取碳交易和碳稅政策比實行單一政策具有更好的減排效果和經濟效率;張國興等人[8]運用信號博弈理論構建了企業(yè)與政府節(jié)能減排模型，探究了補貼額、違規(guī)成本等最優(yōu)邊界;王明喜等人[9]從微觀生產過程出發(fā)，基于成本最小化模型，剖析了碳排放約束下碳排放配額對企業(yè)最優(yōu)減排投資的影響;趙黎明和殷建立[10]建立了一個由政府作為碳減排總體計劃和控制的上層決策者，企業(yè)作為擁有碳減排自主決策權的下層決策者所構成的碳減排二層規(guī)劃決策模型，以解決復合型政策情形下政府和企業(yè)在減排與低碳效益之間的關系權衡;曹細玉和張杰芳[11]構建了供應鏈博弈模型，考察了碳稅和碳減排補貼背景下供應鏈碳減排決策優(yōu)化與協(xié)調問題;Zhang等人[12]則研究了碳交易和碳稅組合政策下，處于壟斷地位的耐用品制造商對出售與租賃兩種營銷模式的最優(yōu)選擇問題。由于高碳行業(yè)的特殊性，寡頭市場結構被廣泛應用于碳減排問題的研究。Orlov和Grethe[13]基于改進的STAGE模型，研究了在產品市場完全競爭和古諾寡頭壟斷兩種情況下，碳稅對俄羅斯經濟的經濟影響;Wang和Zhou[14]通過構建Nash-Cournot寡頭壟斷市場均衡模型，研究了碳配額分配對碳成本轉嫁率的影響;Creti和Sanin[15]研究表明，競爭性的碳交易市場也會對污染性古諾企業(yè)產生合并激勵，并較好解釋了美國RGGI與歐盟EU-ETS規(guī)制下電力行業(yè)合并的動因。

總體而言，近年來碳減排研究領域涌現(xiàn)出豐碩的成果，為碳減排政策工具的選擇提供了較為堅實的理論支撐。但是，關于企業(yè)碳減排的研究通常建立在標準的理性個體行動模型之上，并因此引發(fā)了其尚不足以支撐政策分析的質疑[16]：假設同質和理性的經濟參與者[17]，而忽略了參與者的有限理性[18-19]，及其多樣化的行為策略，以及與其他參與者的相互作用;相關研究強調對于均衡結果的考察，但相對忽視均衡形成過程、動態(tài)調整過程及動態(tài)環(huán)境下均衡穩(wěn)定性的問題[20-21]。實際上，由于對現(xiàn)實的解釋力不足，主流經濟學所依賴的完全理性假設愈發(fā)遭受理論界的質疑，相對地，有限理性假設更貼近現(xiàn)實[22]。同時，企業(yè)所面臨的碳減排體系與產品市場是一個復雜的系統(tǒng)，而企業(yè)的“有限理性”意味著他們無法確定實現(xiàn)目標的最佳行動方案，需要不斷地調整才能適應通常無法預測的變化[17，23]。更為重要的是，受到外在和內在環(huán)境的影響，現(xiàn)實經濟主體在行為和能力方面也是異質的[24]，企業(yè)之間很難做到相同預期，決策過程并不符合新古典經濟學的最大化和均衡假設。異質預期由經濟學家William A. Brock于1997年最早提出[25]，已成為現(xiàn)代預期管理的理論基石;其核心思想是，現(xiàn)實經濟中不同行為主體會因信息不完全、認知局限、預測模型差異等形成不同的預期，這是與經典理性預期相對的;同時，他們也會根據結果變化反饋學習而改變自身行為;相應地，經濟結果取決于所有經濟主體的預期，預期的異質性則是經濟波動的關鍵因素[26]。異質預期可以直接觸發(fā)碳減排市場的起伏，所引起的波動表現(xiàn)為由需求驅動的金融市場或實體經濟波動，或者減慢供給沖擊消失的速度。更為重要的是，當預期異質性積累到一定程度后，整個碳減排經濟體系會產生爆炸式行為，遠離穩(wěn)定增長路徑，陷于無效的、分散的多重均衡中。已有學者明確指出，在碳減排與低碳轉型中，應對利益相關主體的有限理性與異質性行為特征予以充分關注，以洞察其對實現(xiàn)可持續(xù)低碳轉型造成的障礙[27-28]。

部分產業(yè)組織研究方面的文獻提出了環(huán)境稅是否會導致污染企業(yè)反競爭行為的問題。例如：Benchekroun[29]發(fā)現(xiàn)，根據污染存量來征收排放稅，可以在寡頭污染行業(yè)中誘導穩(wěn)定的卡特爾化形成;Katsoulacos[30]發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)排放稅應該嚴格小于寡頭和壟斷企業(yè)排放的邊際外部損害成本，并且隨著企業(yè)的數量增加而增加。不完全競爭條件下，排放費用對產量的影響一直是學者們關注的問題[30-31]。排放費用對產出的影響意味著最優(yōu)稅收應嚴格小于寡頭和壟斷企業(yè)排放的邊際外部損害成本[32]。在寡頭壟斷的情況下，也有研究表明，當市場結構是內生的，最優(yōu)排放稅隨著企業(yè)數量的增加而增加[33]，這意味著環(huán)境當局應該實施更弱的環(huán)境法規(guī)[34]。盡管靜態(tài)古諾雙寡頭已經被廣泛地研究[35-41]，然而動態(tài)調整過程和動態(tài)環(huán)境下的古諾-納什均衡穩(wěn)定性的研究卻較少。原因之一可能是，靜態(tài)模型中的古諾-納什均衡往往是動態(tài)調整過程的穩(wěn)定均衡，因此從動態(tài)模型中得到的成果較少。

上述大部分研究都考慮了市場結構為外生變量時，排放費用對產出和排放的影響。本研究考慮了當市場結構是內生時，排放費用對產出和排放水平的影響。首先，考慮了雙頭壟斷情形下，排放費用對古諾-納什均衡漸近穩(wěn)定性的影響。如果均衡是穩(wěn)定的，雙頭壟斷就會持續(xù)，否則一個公司將退出市場，形成市場壟斷。將時間離散化，我們證明了雙寡頭情形下古諾-納什均衡的穩(wěn)定性或不穩(wěn)定性取決于排放費用的水平。然后，證明了同樣的結果也可以從對策的勢能函數中得到。勢能函數用于確定多重均衡時可能出現(xiàn)的納什均衡[42]。納什均衡如果不能最大限度地發(fā)揮博弈的潛在功能，則是動態(tài)不穩(wěn)定的[43]。相比之下，最大化博弈勢能函數的納什均衡是隨機穩(wěn)定的。若從長遠來看，當噪聲趨于零時，幾乎可以肯定系統(tǒng)平衡是隨機穩(wěn)定的，且位于某一個小領域內。

1? ? 基本問題描述及假設

假設市場上該類產品的銷售價格是線性逆需求函數：[pt=a-bQt]。其中，[a，b>0]分別表示產品的溢價和寡頭壟斷的價格抑制效應常數;并且[Qt=q1t+q2t]，表示兩企業(yè)在市場供應量的總和[36]。同時，企業(yè)的非線性生產成本函數為[Ciqit=cq2it]，其中邊際成本[c]均為正數，且[a>c]。排放收費是關于排放水平的函數，具體為：[Cei，tμ=?μi，t+φμ2i，t/2]。因此，邊際排放費用為[dCei，tμ/dμi，t=?+?μi，t];其中[μi，t=εqi，t]，且[ε>0]，表示單位產出的排放量[39-41]。當[φ<0]時，有[0qi，t-?/εφ]，此時邊際排放費用是關于[μi，t]（排放水平）遞減;當邊際排放費用為0時，生產者的總排放成本達到最大值。若[φ>0]，邊際排放費用隨著排放水平不斷增加。因此，企業(yè)利潤可表示為：

企業(yè)為縮小當前產出與均衡產出之間的差距，會不斷調整產出量。本研究假定企業(yè)通過邊際利潤方法調整下一階段的產出，即[ψit=?∏i/?qi]，這意味著存在調整能力限制。具體來說，產出動態(tài)調整方程的形式為：

其中：[qi，t]和[qi，t+1]分別表示在[t]和[t]+1時期企業(yè)[i]的產出;[β]表示調整速度，且[0<β<1]。若[β=0]，則表示企業(yè)[i]在各個時間段不進行產出的調整;當[β=1]，則表示企業(yè)[i]在各個時間段對產出的調整是完全即時的。調整能力約束反映了新招聘、新機器的購買、新工廠的開業(yè)等。而調整[β>1]也是可能的，本研究不考慮這種情況。

為保證系統(tǒng)古諾-納什均衡的穩(wěn)定性，這里不導出顯式解，而是考慮在系統(tǒng)均衡處計算的雅可比矩陣的特征值，并觀察系統(tǒng)在這些均衡處的定性行為。

2? ? 模型分析

為更好地研究排放費用對企業(yè)決策的影響，本文對無排放費情形和有排放費情形企業(yè)的決策進行了對比分析。

2.1? ?無排放費情形

首先，證明不存在排放費用時，古諾-納什均衡的穩(wěn)定性。此時，企業(yè)的利潤函數為以下形式：

2.2? ?有排放費情形

當有排放費時，在雙寡頭壟斷的情況下，企業(yè)的利潤函數分別表示為：

圖3展示了市場結構（雙寡頭、壟斷）和排放費用（增加或減少）對總均衡排放的影響。當[φ<0]時，排放費用隨著排放水平下降而下降。由壟斷機制和設定的參數值，解得[φ1.06];當[φ>0]時，排放費用隨著排放水平增加不斷增加。 對于所有的[φ>0]和[φ<0]部分，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡是穩(wěn)定的。若超過閾值[-b+2c/ε2]，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡變得不穩(wěn)定，并系統(tǒng)收斂到壟斷情形。在這種情形下，總均衡排放嚴格大于雙寡頭壟斷下的排放量。

2.3? ?勢博弈

3? ? 討論與總結

本文基于市場結構的形成及演化內生推動的視角，研究排放費用對企業(yè)產出和碳排放水平的影響，考慮了市場結構對排放收費水平的敏感性，并通過寡頭競爭的古諾-納什均衡的穩(wěn)定性來進行衡量和測度。研究發(fā)現(xiàn)：如果排放費用隨著排放水平增加而增加，則古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡總是穩(wěn)定的;如果排放費用隨著排放水平增加而降低，那么只在一定的排放費用函數范圍內，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡是穩(wěn)定的，超過這一閾值，就會失去其穩(wěn)定性，市場結構隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)收斂于穩(wěn)定的壟斷。

當排放費用隨著排放水平增加而下降時，企業(yè)傾向于不斷擴大生產規(guī)模，從而容易導致壟斷市場的形成。此時，市場的總產出和排放量均高于雙寡頭情形。盡管本文沒有探討最優(yōu)排放收費，但注意到，如果排放稅確實對市場結構敏感，尤其假如它們隨著企業(yè)數量的減少而減少，那么將會減少市場競爭、增加排放水平。因此，在排放收費制度和標準的制定中，必須考慮排放的外部損害邊際成本。如果損害隨著排放水平增加，那么排放費用也應增加。可是，由于大規(guī)模生產者可能具有與環(huán)保當局談判的資格，經過談判，它們既可以增加總排放量，又在生產方面具有更大的競爭優(yōu)勢。這種情形下，就要重新考慮并調整排放收費的效率問題了。

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責任編輯? ? 王繼國