協同視角下的高排放企業碳減排三方演化博弈分析

胡子坤，張 浩，2*

（1.淮北師范大學經濟與管理學院，安徽淮北 235000；2.中國科學技術大學公共事務學院，安徽合肥 230026）

在經濟全球化的時代，各國的工業化水平、人民的生活水平得到了快速提升，但是生態環境問題卻日益嚴峻。全球氣候問題愈發地威脅到人類社會的可持續發展。截至2021 年，全球二氧化碳排放量已高達340億噸[1]，伴隨著碳排放的逐年攀升，全球地表平均溫度在21世紀預計將上升1.1～6.4℃，為了積極地應對和解決全球性氣候問題，聯合國與各國政府召開了多次氣候變化大會，并與各國達成了《巴黎協定》等合作協議，這表明應對全球氣候問題已刻不容緩[2-3]。

我國十四五規劃制定了“2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和”的目標，而高排放企業是碳排放的主要來源之一，企業如何選擇生產和排放行為是順利實現碳減排目標的關鍵。然而，難以完全將企業碳超排行為負外部性內部化，是企業違規碳排放行為屢禁不止的重要原因。在當前社會公眾環保意識越來越強烈的背景下，第三方環保組織在企業碳排放中的監督中發揮著越來越重要的作用，已成為一股不可忽視的力量。因此，有必要厘清高排放企業、地方政府和第三方組織在碳減排過程中的利益關系，分析三者之間的相互作用機理，充分調動第三方組織監管作用，提高企業碳減排積極性，以期為我國實現“雙碳”目標提供借鑒和參考。

1 文獻綜述

科學分析碳排放治理主體之間的內在關系是制定碳減排與促進經濟增長等相關政策的重要方面。周澤輝等[4]構建博弈模型研究低碳服務商第三方監督下企業的碳減排行為及其演化，環保社會第三方具有公共性、專業性、中立性及組織性的特點[5]，結果表明環保第三方監督機構加大監督力度，有利于推動企業實現碳減排，同時，加大第三方監督力度可以提高政府監管效率，緩解政府壓力，督促企業合規排放[6]，加大對不履行監管職責的第三方監管機構的處罰力度，也會推動三方主體向理想的低碳模式轉變[7]，在環境污染治理中，中國環境污染治理體系發展的必然趨勢，是多元化參與的第三方治理[8-9]，營利性的第三方組織監督地方政府的環境績效能夠促進環境的治理[10]，而確定合理的初始投資是第三方治理企業達到良好治污效果的關鍵因素[11]，此外，以環保非政府組織為代表的非正式環境規制也能夠有效地降低碳排放[12]。

有些學者進一步將媒體的關注和監督引入環境治理中，比如，媒體壓力會顯著抑制企業的碳排放[13]，新聞媒體作為第三方的監管機構可以有效抑制企業的違規碳排放[14-15]，促進企業的綠色清潔生產[16]，媒體關注能夠提高地方政府進行環境污染治理的投入水平[17]，從時間效應上來看，媒體關注對地方政府環境治理的投入具有時間連續性[18]，并且，媒體關注還有利于促進企業的環保投資[19]，媒體壓力越大，重污染企業會更傾向于綠色轉型[20]。同時新媒體技術也為公眾參與環境治理提供了新機遇，研究表明，公眾通過新媒體渠道參與環境治理的效果明顯優于傳統渠道[21-22]，為了更好地發揮媒體曝光、信息披露[23-24]對環境污染治理的積極作用，首先需要營造一個良好的外部監督環境以降低媒體的曝光成本[25]，其次，需要樹立立體式全媒體為我所用、多元化媒體表達的理念[26]，理順輿論監督的體制機制，構建科學、合理的輿論監督機制[27]，最后需要搭建新媒體環保互動平臺[28]，促進環保社會組織和媒體的協同參與[29]。

上述學者的研究成果均有啟發，但是通過梳理目前的相關文獻，發現仍存在一定的局限性：第一，雖然目前有大量文獻意識到第三方組織在環境治理中的重要作用，但是很少用于碳減排的研究當中；第二，雖然有文獻建立了三方博弈模型來研究企業的碳減排，但是鮮有將第三方組織、政府和高排放企業同時置于一個框架中進行統一研究。鑒于此，運用演化博弈及MATLAB仿真的方法，構建高排放企業、地方政府和第三方組織的三方動態演化博弈模型，分析企業碳減排行為的演化穩定策略和各主體達到理想狀態的條件，并探討三者的相互機制及影響企業碳減排的主要因素。

2 問題描述與模型假設

2.1 問題描述與假設

由于受到信息不充分性、非對稱性、個體知識的有限性等不可避免的因素的影響，地方政府、高排放企業和第三方組織都是具有有限理性的群體。本模型包括三個博弈參與群體：地方政府、高排放企業和第三方組織。

假設1：高排放企業可以采取的策略有“減排”和“不減排”，高排放企業采取先進的生產技術和碳減排技術而未超排，在碳排放交易市場出售碳排放權獲得的收益為A1，減排時企業所付出的生產成本為B1，其中包括人力、物力和財力等，企業減排時獲得的間接收益為A2，其中包括合作商的偏好、新市場的優先進入權、政策偏好等收益；高排放企業通過產品銷售獲得的直接收益為A3，未減排時企業所付出的生產成本為B2。

假設2：違規排放行為會造成環境的破壞，損害公民的利益，地方政府對高排放企業進行處罰，處罰金額為D，第三方組織在進行監督時對高排放企業進行曝光，使得企業遭受的聲譽等損失為M，企業減排時給地方政府帶來的潛在收益為N。

假設3：地方政府可以采取的策略有“積極監管”和“消極監管”，地方政府按照國家政策要求積極監管時，付出一定的監管成本B3，其中包括人力、物力和財力等，地方政府積極監管時對采取減排措施進行合規排放的高排放企業的補貼為C1，在高排放企業進行超排時地方政府所付出的環境治理成本為B4，地方政府實行積極監管使得企業減排所獲得的政績獎勵為F，同時地方政府在消極監管時，幾乎不采取相關干預手段促使企業違規排放行為的發生而被第三方組織曝光造成的公信力、聲譽等損失為E。

假設4：第三方組織可以采取的策略有“曝光”和“不曝光”，第三方組織對高排放企業進行曝光時產生的費用為G，這種曝光行為是對社會公眾有利的，此時第三方組織實行曝光獲得來自政府的資助為C2，獲得來自公眾的資助為C3。

假設5：在地方政府、高排放企業和第三方組織三個參與主體博弈的初始階段，高排放企業采取“減排”策略的概率為x，采取“不減排”策略的概率為1-x；地方政府采取“積極監管”策略的概率為y，采取“消極監管”策略的概率為1-y；第三方組織采取“曝光”策略的概率為z，采取“不曝光”策略的概率為1-z。其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1。具體的參數含義如表1。

表1 相關參數及含義

根據高排放企業、地方政府與第三方組織的行為策略，可以得到三者之間的博弈組合共有8 種，高排放企業、地方政府和第三方組織的策略組合收益如表2。

表2 高排放企業、地方政府和第三方組織的行為策略組合及收益

表3 局部均衡點的特征值取值

2.2 模型構建與分析

復制動態方程和演化穩定策略是演化博弈的兩個十分重要的方面。復制動態方程是用于描述決策者采用特定策略頻度的動態微分過程，可分析決策者的策略演化過程。通過該微分方程分析高排放企業、地方政府與第三方組織的策略演化路徑。

高排放企業選擇“減排”的期望收益、“不減排”的期望收益、平均期望收益分別為：

構造高排放企業行為策略的復制動態方程為：

地方政府選擇“積極監管”的期望收益、“消極監管”的期望收益、平均期望收益分別為：

構造地方政府行為策略的復制動態方程為：

第三方組織選擇“曝光”的期望收益、“不曝光”的期望收益、平均期望收益分別為：

構造第三方組織行為策略的復制動態方程為：

將復制動態方程F(x)、F(y)、F(z)進行聯立，得到高排放企業、地方政府和第三方組織的演化博弈復制動態系統：

相應的雅可比矩陣如下式：

根據李雅普諾夫穩定性條件，當雅可比矩陣的所有特征值都是負實數時，相應的平衡點是穩定點，即λ1＜0,λ2＜0,λ3＜0；當所有特征值都是正實數時，相應的平衡點是一個不穩定點；當特征值同時包含負實數和正實數時，相應的平衡點是鞍點。

3 數值仿真

為了分析高排放企業、地方政府和第三方組織的行為策略演化結果，以2020 年到2030 年前碳達峰為仿真區間，根據上述復制動態方程和穩定條件，參考孫夙鵬等[30]學者研究的部分指標數值，對各個參數進行合理的賦值。設A1=0.2，A2=0.1，A3=0.3，B1=0.8，B2=0.3，B3=0.9，B4=0.7，C1=0.1，C2=0.2，C3=0.1，D=0.8，E=0.2，F=0.2，G=0.4，M=0.2，N=0.9，設置高排放企業、地方政府和第三方組織的初始概率分別為：x0=0.25，y0=0.35，z0=0.4，運用MATLAB2016b 軟件進行數值仿真，結果如圖1。

圖1 三方的行為選擇演化

由圖1可以看出，上述依照現實情況推理而進行的參數賦值使得系統演變為不良的狀態。高排放企業傾向于選擇不減排策略，地方政府傾向于選擇消極監管策略，第三方組織傾向于選擇不曝光策略，由此可能導致我國無法在2030年如期的實現碳達峰目標。此時A1+A2-B1+B2＜0，-B3+D＜0，C2+C3-G＜0，企業通過減排所獲得的收益不能彌補企業減排時的費用。在這種情況下，企業無論如何都不會采取減排策略。基于此，將對相關影響因素進行數值的調控，力圖找出改變系統由不良狀態向理想狀態轉變的重要途徑。

（1）高排放企業減排成本B1

企業是理性的經濟人，主要的目標就是實現利潤最大化，面對碳減排，企業首要考慮的就是減排成本。因此，在控制其他參數不變的情況下，對高排放企業的減排成本進行調控，結果如圖2，圖中橫坐標代表時間，縱坐標代表企業選擇碳減排的概率，曲線代表企業的行為演化路徑。與此同時，觀察三方主體的行為選擇變化，結果如圖3。

圖2 減排成本對高排放企業行為選擇的影響

圖3 減排成本對三方行為選擇的影響

由圖2可知，高排放企業選擇“減排”的概率與企業減排成本呈負相關關系。隨著企業減排成本B1以每次0.1 的速率從0.8 減少至0.2，企業選擇碳減排的概率增長幅度呈現先增大后減小的趨勢，這是由于減排成本越低，高排放企業對減排成本的變化越不敏感。圖3 分別呈現了B1=0.8 和B1=0.2 時三方主體的行為選擇，從圖3 中可以看出，隨著企業減排成本的減小，三者的行為選擇都會向良性方向轉變。這說明，減排成本的持續降低對于高排放企業碳減排始終具有積極影響，同時也會減輕政府的監管壓力。但是減排成本的降低離不開政府對減排技術的持續研發投入，當企業碳減排行為對減排成本已經不夠敏感時，政府對減排技術的持續研發投入會造成政策效用減弱以及資源低效率配置，這顯然難以實現政府的科學決策。

（2）企業在碳交易市場出售剩余碳排放權獲得的收益A1

全國碳排放權交易市場是實現碳達峰和碳中和目標的核心政策工具之一，是利用市場機制控制和減少溫室氣體排放、推動經濟發展綠色低碳轉型的一項重要制度創新。高排放企業未超排時可以將剩余的碳排放權拿到碳交易市場進行出售從而獲得收益，超排的企業也可以去碳交易市場購買所需數量的碳排放權，控制其他參數不變，對企業出售剩余碳排放權的收益進行調控，結果如圖4。圖中橫坐標代表時間，縱坐標代表企業行為選擇概率，曲線代表高排放企業行為演化路徑。

圖4 碳排放權收益對企業行為選擇的影響

由圖4可知，高排放企業選擇碳減排的比例與高排放企業在碳排放交易市場出售碳排放權獲得的收益呈正相關關系。隨著企業出售碳排放權獲得的收益A1以每次0.1 的速率從0.2 增加到0.8，企業剛開始時選擇碳減排策略的概率增長幅度較大，但是隨著收益的進一步增加，企業選擇減排策略的概率增長幅度變化愈發的不明顯，這主要是因為對于高排放企業而言，在碳排放權交易市場上獲得的收益對企業總收益的影響較小。在圖5 中，分別表示了A1=0.2和A1=0.8 時三方主體的行為選擇，從圖中可以看出，隨著企業出售剩余碳排放權收益的增加，高排放企業趨向于選擇減排，同時，地方政府選擇積極監管和第三方組織選擇曝光的概率也會相應的降低。

圖5 碳排放權收益對三方行為選擇的影響

（3）企業碳減排間接收益A2

企業進行碳減排的一個重要因素是碳減排所帶來的間接收益，在控制其他參數不變的情況下，對高排放企業碳減排的間接收益進行調控，結果見圖6，圖中橫坐標代表時間，縱坐標代表企業選擇碳減排的概率，曲線代表企業的行為演化路徑。

圖6 企業碳減排間接收益對企業行為選擇的影響

由圖6可知，高排放企業選擇碳減排的概率與碳減排間接收益呈正相關關系。隨著企業碳減排間接收益A2以每次0.1 的速率從0.1 增加到0.7，企業剛開始選擇碳減排的概率增長幅度比較大，但是隨著減排收益的進一步增加，企業選擇碳減排的概率雖逐漸趨向于1但增長幅度明顯減小。這是由于，高排放企業碳減排的間接收益主要為消費者支持、新市場優先進入權、政府表彰等潛在經濟收益，這些間接收益可以幫助企業獲得競爭優勢，但難以在短期內轉化為對企業行為影響更大的直接經濟收益。因此，政府不僅應提升企業碳減排的間接收益，還要重視將企業間接收益及時轉化為直接經濟收益。

（4）政府監管成本B3

政府作為企業碳減排的最主要監督者，主要目的是促進高排放企業積極地進行碳減排以達到排放的最低標準及標準以下，同時在監督的過程中也能獲取一些收益來彌補財政上的負擔，因此監管成本是影響政府行為的重要因素。控制其他參數不變，對政府監管成本進行調控，觀察政府和高排放企業的行為選擇變化，地方政府的行為選擇變化如圖7，高排放企業的行為選擇變化如圖8。

圖7 政府監管成本對政府行為選擇的影響

圖8 政府監管成本對企業行為選擇的影響

由圖7可知，地方政府選擇積極監管的概率與地方政府積極監管的成本呈負相關關系。隨著地方政府積極監管的成本B3以每次0.1 的速率從0.9 減少至0.3，地方政府選擇積極監管的概率在不斷增加。具體來看，當B3從0.9 降至0.5 時，地方政府選擇積極監管的概率呈現快速增長的趨勢，當B3從0.5 降至0.3時，政府選擇積極監管的概率增速逐漸變緩。

由圖8可知，高排放企業選擇碳減排的概率與地方政府積極監管的成本呈現負相關關系。隨著地方政府積極監管的成本B3以每次0.1 的速率從0.9 減少至0.3，企業選擇碳減排的概率在不斷增加。具體來看，受政府積極監管行為選擇概率變化的影響，企業選擇減排的概率也呈現“快速增長到逐漸變緩”的增長趨勢。這說明，政府監管成本的降低可以改善企業碳減排行為，但并非監管成本越低政府管理效率越高，因為監管成本的降低需要引入先進的觀測設備、技術等，這本身已經存在資源的大量投入。因此，政府監管成本低不一定代表管理效率高，這在一定程度上表明，目前地方政府在監管中并未追求過于先進的監管技術是具有一定合理性的，同時也體現出引入第三方監管的必要性與重要性。

（5）政府對碳減排企業的補貼C1

補貼是政府調控企業行為經常采用的一種手段，政府的補貼對企業的碳減排起到一定的激勵作用，企業作為理性的經濟人，會對減排獲得的補貼、成本等因素進行綜合考慮，從而做出行為選擇。控制其他參數不變，對政府給予碳減排企業的補貼進行調控，地方政府的行為選擇變化如圖9，企業的行為選擇變化如圖10。

圖9 政府碳減排補貼對政府行為選擇的影響

圖10 政府碳減排補貼對企業行為選擇的影響

由圖10 可知，隨著政府的補貼C1以每次0.1 的速率從0.1 增加到0.7 時，高排放企業選擇碳減排的概率與政府補貼呈正相關關系。當補貼從0.1 增加到0.5 時，企業選擇碳減排的概率不斷增加且增長幅度比較大；當補貼從0.5 增加到0.7 時，企業選擇碳減排的概率增長幅度明顯變小了。隨著企業策略選擇的改善，政府會逐漸降低積極監管的概率，從而降低監管成本，因此，政府選擇積極監管的概率與政府給予減排企業的補貼呈負相關關系，如圖9。這表明，政府補貼存在一個合理的區間，過高或過低的補貼標準，效用已有所減弱，特別是部分地方政府為了短期內獲得政績而采取了過高的補貼標準，這顯然是政府財政的極大浪費。通過（1）至（5）的仿真分析說明，實施單一政策能夠改善企業碳減排行為，但可能會導致政策效率的降低與資源的浪費，需要將多種措施優化組合，構建政策體系。

（6）政府罰款D

約束機制是政府調控企業行為的另一種常用手段，企業作為理性的經濟人，也是趨利避害的，迫于政府的處罰，企業可能會改變策略，控制其他參數不變，調控政府罰款的大小，結果如圖11。

圖11 政府處罰對企業行為選擇的影響

由圖11 可知，高排放企業選擇碳減排的概率與政府罰款與呈正相關關系。隨著政府的罰款力度D以每次0.1 的速率從0.8 增加至1.4，企業選擇碳減排的概率不斷增加，這是由于企業考慮到超排的后果以及成本、收益的大小，得出超排是不明智的選擇。因此，隨著政府處罰力度的增加，高排放企業會更加傾向于選擇碳減排。

通過對比圖10 和圖11 可以發現，政府補貼和政府罰款都會促使高排放企業選擇碳減排策略。但是不同點在于，以相同的幅度調控C1和D，在改變C1的情況下，企業的收斂速度要比在改變D的情況下收斂速度更快，企業選擇碳減排策略的概率也更高，這說明相較于罰款，對高排放企業實施減排補貼對企業碳減排行為的影響更大。

（7）政府、公眾對第三方組織的資助金額C2、C3

政府對企業碳排放的監督并不能夠做到全方位的實時監督，政府的能力也是有限的。在現代互聯網快速發展的背景下，越來越多的人，比如公眾、媒體、環保組織等通過第三方組織參與到企業碳排放的監督中來，對于高排放企業的超排現象，會實時進行曝光，從而得到廣泛關注和有針對性的處理，第三方組織的監督作用日益得到重視和發揮，控制其他參數不變，調控政府、公眾對第三方組織的資助金額大小，結果如圖12、圖13。

圖12 政府、公眾資助對第三方組織行為的影響

圖13 政府、公眾資助對企業行為選擇的影響

由圖12可知，政府、公眾對第三方組織的資助與第三方組織選擇曝光的概率呈正相關關系。隨著政府的資助力度C2以每次0.1的速率從0.2增加到0.5，公眾的資助力度C3以每次0.1 的速率從0.1 增加到0.4，第三方組織選擇曝光的概率快速增大，政府與公眾的資助也是第三方組織的主要經濟來源。與此同時，可以從圖13中看出，伴隨著第三方組織選擇曝光的概率不斷增大，高排放企業選擇碳減排的概率也不斷增加，因為高排放企業的超排現象一旦被第三方組織發現，就會被曝光，導致企業遭受損失，由此可以得出第三方組織的積極曝光可以促進高排放企業進行碳減排。

（8）第三方組織的曝光成本G

第三方組織對高排放企業進行曝光時，會產生一定的成本，在控制其他參數不變的情況下，對第三方組織的曝光成本進行調控，結果如圖14和15。

圖14 曝光成本對第三方組織行為選擇的影響

由圖14 可知，第三方組織選擇曝光行為的概率與曝光成本呈現負相關關系。隨著第三方組織曝光成本G的不斷降低，第三方組織會以更大的概率選擇曝光，第三方組織也是理性的經濟人，出于對成本的考慮，如果曝光的成本過高，會使得第三方組織遭受損失，此時第三方組織對高排放企業超排行為進行曝光的概率就會比較低，所以曝光成本是影響第三方組織行為選擇的一個十分重要的因素。由圖15可知，高排放企業選擇減排的概率與曝光成本也呈現負相關關系，這是因為曝光成本的降低，使得第三方組織選擇曝光行為的概率增大。相應地，企業選擇減排行為的概率也會變大。

4 管理啟示

基于有限理性假設，針對我國經濟發展中不可回避的碳排放問題，構建了碳減排過程中高排放企業、地方政府和第三方組織的三方演化博弈模型及其動態復制方程，解出了10 個均衡點并根據李雅普諾夫穩定性條件對8 個演化穩定點成立的條件進行了分析，通過MATLAB2016b 軟件工具，分析了參數對三方行為演化的影響，得出以下管理啟示：

（1）重視政策效率，設計高效組合策略。一方面，降低企業減排成本、政府監管成本以及提高碳減排間接收益、碳排放權收益等措施的實施是必要的；另一方面，政府需將相關政策設定在效率最高的范圍內，使得相關政策措施發揮最優的效用，并將降低企業減排成本、政府監管成本以及提高碳減排收益等措施組合使用，構建高效率的政策組合。

（2）轉變工作理念，引導為主處罰為輔。一方面，政府需要建立嚴格的管理制度，制定合理的處罰標準，在對減排企業實行補貼時，要注重補貼政策的可持續性；另一方面，要將行政處罰與財政補貼充分結合起來，優先考慮通過提高補貼力度進一步引導高排放企業進行碳減排，優化高排放企業環境行為。

（3）完善監管方式，發揮第三方監督作用。一方面，地方政府應制定第三方組織監督的激勵機制，鼓勵更多的社會組織、公眾、自媒體參與，營造良好的第三方監督氛圍；另一方面，地方政府應與第三方組織合作建立信息互動反饋平臺，暢通第三方參與監管的渠道，降低第三方監督成本，使得第三方組織能夠更好地融入地方政府的監管工作。