“雙碳”目標下政府、制造業企業與消費者的三方博弈

摘 要：為促進企業生產碳減排，減少排放造成的空氣污染，本文采用演化博弈理論，研究了制造業在“雙碳”目標下的決策行為。本文建立了政府管理部門、制造業企業和消費者的演化博弈模型，對模型的演化路徑及演化規律進行理論與數值仿真。研究發現：政府、制造業企業和消費者三者博弈互動的最終結果是降低制造業企業碳排放；政府會主動實施碳減排政策，進而促進制造業企業選擇低碳策略，當生產低碳產品成本逐漸降低時，消費者也會選擇低碳購買；碳成本的增加和低碳行為的補貼加快了制造業企業轉向面對消費者的低碳戰略的步伐。

關鍵詞：“雙碳”目標；三方博弈；碳減排；策略演化；生產成本

本文索引：陳佳浩.<變量 2>[J].中國商論，2023（12）：-078.

中圖分類號：F062.2 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2023）06（b）--04

1 引言

2020年9月22日，第75屆聯合國大會一般性辯論上，我國明確提出“到2030年實現碳達峰，到2060年實現碳中和”的目標。在2020年12月召開的中央經濟工作會議上，確保實現碳達峰和碳中和被視為2021年八大關鍵任務的一部分。后來，這一目標在2021年兩會期間首次被納入政府工作報告。2021年3月15日舉行的中央財經委員會第九次會議強調，實現碳達峰和碳中和代表著深刻而廣泛的經濟社會系統變革。為了達成這一目標，我國必須將碳達峰和碳中和融入生態文明建設的總體框架，展現出毫不動搖的決心，力爭在2030年前完成碳達峰任務，并在2060年前實現碳中和。相較發達國家，我國在實現從碳達峰到碳中和的過程中所承諾的時間明顯縮短，我國經濟和能源結構需要以前所未有的力度向低碳化、無碳化深度調整，壓實地方和行業主體責任，推進各地區、各行業有序達峰。實現碳達峰、碳中和目標需要巨量投資，迫切需要加快發展綠色金融及全國碳排放交易市場，引導資源分配更加合理，促使資源更多地投向綠色低碳項目，從而推動綠色低碳經濟的發展。

改革開放以來，我國經濟得到了快速發展，但同時環境被消耗。環境雖然具有自我凈化的能力，但一旦生產活動超出了這個能力，就會對環境系統造成負面的影響。袁富華（2010）指出，平均而言，我國潛在經濟增長速度為9.5%，其中大約1.3個百分點的增長是以犧牲環境為代價的；新世紀伊始，環境成本對經濟增長的貢獻率平均達到了2個百分點。在我國經濟快速發展的過程中，制造業的發展占據了較高的地位，作為“世界工廠”，我國制造業的碳排放長期都位于最高水平，在建設低碳生產的制造業產業結構體系和推進全國“雙碳”目標的過程中發揮著重要作用。張志新（2022）等認為，“雙碳”目標可以通過促進制造業企業創新提高企業價值鏈地位推動制造業高質量發展。王旭、褚旭（2019）在制造業進行了一項研究，發現行業面臨的環境監管越強，越能促進更多的股本融資和政府補貼創新投入，較弱的影響限制基于信貸債權融資，綠色技術創新水平越高。由此可見，作為碳排放的重點行業，需要促進制造業盡快進行節能減排及低碳生產，這是我國達成“雙碳”目標的重要發力點。

演化博弈將博弈理論分析和動態演化過程分析結合起來，如今，在環境治理和政府決策執行領域，已普遍采納相關方法。徐瑩等（2018）通過建立政府監管部門與交通企業之間的演化博弈模型來研究監管成功率和第三方舉報率對政府策略選項的影響。從制造業行業來看，政府作為政策的制定者，其政策的制定會對制造業企業的策略選擇造成影響；而制造業企業的策略選擇會對產品的價格進行影響，并隨之對消費者的消費習慣與消費選擇進行影響；而消費者是否進行低碳購買會對政府的治理成本等方面帶來影響。因此，本文通過構建政府、制造業企業和消費者三方演化博弈模型，運用三方演化博弈理論及Matlab仿真分析方法，探究政府、制造業企業和消費者在低碳決策行為中的演化博弈趨勢及各方達到預期狀態所需的條件。這為政府管理部門制定政策提供了理論支持，同時為綠色低碳社會運行模式的發展提供了有價值的參考。

2 模型假設與構建

在本文中，政府、制造業企業和消費者作為三大博弈主體，在低碳發展的演化過程中，為實現各自利益最大化，需要根據其他兩個主體的策略選擇制定自己的策略。因此，在社會低碳化進程中，需要考慮以制造業企業、消費者和政府相關部門為博弈主體構建博弈模型。政府群體有“實施嚴格管理”和“實施寬松管理”兩種策略；制造業企業群體有“生產低碳產品”和“生產普通產品”兩種策略；消費者群體有“選擇綠色購買”和“不選擇綠色購買”兩種策略。本文構建由政府、制造業企業與消費者組成的三方演化博弈模型，各主體之間的關系如圖1所示。

假設政府相關部門選擇嚴格管理的概率為x（0≤x≤1），則選擇寬松管理的概率為1-x；博弈主體中，企業生產低碳產品概率為y（0≤y≤1），選擇生產普通產品概率為1-y；消費者購買低碳產品的概率為z（0≤z≤1），消費者購買普通產品的概率為1-z（見表1）。

基于上述對博弈三方的描述及相關的假設，博弈收益矩陣如表2所示。

由表2可知，政府嚴格管理的期望收益、寬松管理的期望收益及平均期望收益分別為：

由式（1）可知，政府復制動態方程為：

同理，制造業企業復制動態方程為：

同理，消費者部門復制動態方程為：

3 算例分析

本文通過Maltab軟件對模型進行仿真分析來確保模型的可靠性，能更直觀地觀察模型的演化過程。

（1）政府部門、企業、消費者策略概率變化對策略演化的影響分析

政府部門、企業、消費者三方策略同時變化對策略演化結果的影響如圖2所示。由圖2可知，無論三者的策略概率如何取值，企業生產“低碳產品”和政府部門“嚴格監管”的意愿趨近1的速度始終大于消費者購買“低碳產品”的意愿，且最終都會收斂于1，即最終制造業企業會選擇“生產低碳產品”策略，政府會選擇“嚴格監管”策略，消費者會選擇“購買低碳產品”策略。仿真結果表明：在消費者選擇“購買低碳產品”、企業選擇“生產低碳產品”和政府部門選擇“嚴格監管”的意愿不強時，企業和政府部門會率先采取更多生產低碳產品和嚴格監管的策略，企業承擔社會責任，進行低碳化生產，同時政府部門通過獎勵、補貼等政策來幫助企業進行低碳產品的生產與宣傳。當消費者選擇“購買低碳產品”、企業選擇“生產低碳產品”、政府部門選擇“嚴格監管”的意愿較強時，企業只需要付出較少的宣傳成本，就能增加收益；政府部門只需付出較少的監管成本，就能獲得監管收益。

雖然消費者一般會選擇性價比高的產品，很少主動關心產品是“普通產品”還是“低碳產品”，但是當政府選擇“嚴格監管”、企業選擇“生產低碳產品”后，政府會進行低碳社會建設的引導，制造業企業和其經銷商會對低碳產品進行宣傳，市場上的低碳產品會越來越多，而普通產品的占比隨之減少，因此最終消費者會選擇購買低碳產品。

（2）參數Rg2、Cm對策略演化的影響分析

本文分別在給定x、y、z的初始值為（0.2，0.2，0.2）的基礎上，設置不同參數Rg2、Cm分析碳交易政策對政府、制造業企業的策略選擇影響。

消費者購買低碳產品為政府帶來社會收益Rg2對政府部門朝選擇“嚴格監管”的演化結果的影響如圖3所示。仿真結果表明：隨著Rg2的不斷增加，消費者購買低碳產品越多，給政府帶來的社會收益越大，政府選擇“嚴格監管”的意愿就越強。當消費者選擇“購買低碳產品”使政府部門獲得更多的社會收益時，更多的社會收益會使政府部門嚴格監管的意愿增強，進而加強對企業的獎勵與補貼，使企業生產更多的低碳產品，并對低碳產品進行更多宣傳，促使消費者選擇購買低碳產品，提高為政府部門帶來的社會收益。

企業生產低碳產品的技術成本Cm對企業朝選擇“生產低碳產品”的演化結果的影響如圖4所示。仿真結果表明：隨著Cm的不斷減少，企業生產低碳產品的技術成本不斷下降，企業選擇“生產低碳產品”的意愿越來越強。當企業生產低碳產品的技術成本越來越小時，企業會自發地研究和生產低碳產品。由圖4可知，當Cm=15時，曲線以較慢的趨勢，而當Cm=10或Cm=5時，曲線是一個較快的速度趨向1，表明技術成本的減少對企業生產低碳產品的影響是較大的，此時需要政府部門通過技術補貼或獎勵的方式促進企業進行低碳生產，減少企業生產的技術成本，企業也需要積極研發低碳技術，形成低碳生產的規模。

4 結語

本文研究了政府、制造業企業和消費者為實現“雙碳”目標的各種策略，通過構建三方演化博弈模型，對各策略下的系統穩定性和演化結果進行了分析，并利用Matlab軟件仿真得出以下結論：

（1）當消費者選擇“購買低碳產品”為政府帶來更大的社會收益時，政府選擇“嚴格監管”的概率演化速度更快。這表明政府在“雙碳”目標的執行中占據著主導地位，扮演著不可或缺的角色。因此，政府應選擇全面合理的監管系統，建立完善的碳排放檢測程序，完善監管制度及補貼與懲罰程序，以降低政府的監管成本，提高管理效率。同時，采取政策激勵制造業企業生產低碳產品。

（2）當企業生產低碳產品的技術成本降低時，企業選擇“生產低碳產品”的概率演化速度更快。這表明制造業企業生產低碳產品受技術成本的影響較大，政府部門可以通過提高對制造業企業的補貼與獎勵，減少企業生產低碳產品的技術成本，并提供一定的政策扶持，有助于推動制造業企業選擇“生產低碳產品”。制造業企業應積極進行創新轉型，形成生產低碳產品的規模，進而降低生產成本，加大生產低碳產品，承擔企業應承擔的社會責任，讓利消費者，刺激消費者從購買普通產品到購買低碳產品的轉變。

（3）消費者能在“購買低碳產品”中獲得更大的收益，且收益更大時，選擇“購買低碳產品”的意愿更強。消費者應培養低碳思想，減少購買“含碳量”高的產品，轉變成購買“低碳產品”，使社會低碳化，進而使每個人都能從低碳化社會中獲益。

綜上所述，在實現“雙碳”目標的過程中，無論各個部門采取什么策略，最終都會選擇朝“低碳發展”的方向發展，政府部門會選擇“嚴格監管”，制造業企業會選擇“生產低碳產品”，消費者會選擇“購買低碳產品”。

參考文獻

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