楊仕輝，魏守道

(1. 暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510632；2. 廣東金融學(xué)院，廣東 廣州 510521)

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企業(yè)環(huán)境研發(fā)、產(chǎn)品差異化與政府環(huán)境管制*

楊仕輝1，魏守道2

(1. 暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510632；2. 廣東金融學(xué)院，廣東 廣州 510521)

氣候變暖已成為全球日益關(guān)注的重要問(wèn)題之一，實(shí)施環(huán)境管制政策是政府控制企業(yè)碳排放量的重要手段。基于東道國(guó)企業(yè)和外資企業(yè)產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)假設(shè)，建立了企業(yè)環(huán)境研發(fā)策略(環(huán)境研發(fā)卡特爾策略和獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略)與政府環(huán)境管制的三階段博弈模型，運(yùn)用逆向求解法求得各階段均衡解，比較了不同環(huán)境研發(fā)策略下企業(yè)環(huán)境研發(fā)水平(及碳減排量)、政策環(huán)境管制水平及國(guó)家福利。結(jié)果表明：企業(yè)環(huán)境研發(fā)投入越多，政府最優(yōu)碳排放稅越低；碳排放對(duì)環(huán)境造成的損害越大，政府最優(yōu)排放稅越高，企業(yè)越致力于環(huán)境研發(fā)。對(duì)關(guān)鍵參數(shù)賦值和模擬后進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，總體而言，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略要優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略，但隨著產(chǎn)品差異化程度的縮小和環(huán)境研發(fā)溢出程度的降低，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略的程度也在縮小。因此，本文的研究可為外資企業(yè)和東道國(guó)企業(yè)產(chǎn)品策略選擇和環(huán)境研發(fā)策略選擇提供理論依據(jù)，也可為政府政策制定提供參考。

獨(dú)立環(huán)境研發(fā)；環(huán)境研發(fā)卡特爾；產(chǎn)品差異化；環(huán)境管制；博弈模型

1 引言

在過(guò)去的幾十年里，多邊市場(chǎng)一體化引起了世界貿(mào)易和各國(guó)經(jīng)濟(jì)的急劇增長(zhǎng)。這些增長(zhǎng)改善了各國(guó)以及全世界的福利水平，但與此同時(shí)，也帶來(lái)了許多問(wèn)題，如環(huán)境問(wèn)題。隨著全球氣溫的上升與人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題的日漸關(guān)注，環(huán)境問(wèn)題顯得越來(lái)越重要。WTO雖然是負(fù)責(zé)管理世界經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易秩序的組織，但是由于歷史和自身利益等原因，美國(guó)在倡導(dǎo)建立GATT時(shí)并沒(méi)有將環(huán)境議題納入進(jìn)來(lái)，導(dǎo)致各國(guó)制定的貿(mào)易政策與環(huán)境政策之間并無(wú)很大關(guān)聯(lián)。各國(guó)對(duì)環(huán)境的控制，主要是從經(jīng)濟(jì)效率角度對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的污染排放加以管制，這是不受GATT/WTO管轄的。從1973-1979年的東京回合開始，到多哈回合，發(fā)達(dá)國(guó)家不斷地將環(huán)境議題納入到多邊貿(mào)易談判中來(lái)。在1997年的京都會(huì)議期間，工業(yè)化國(guó)家集體研究決定：在2008- 2012年間，將溫室氣體的總排放量穩(wěn)定在至少低于1990年的5.2%的水平。隨著與氣候變化相關(guān)的“京都議定書”的生效，“附件I的國(guó)家”(Annex I Parties)都被分配了減少溫室氣體(GHG)排放的具體目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，這些國(guó)家將不得不實(shí)施更加嚴(yán)厲的環(huán)境管制。不但如此，發(fā)達(dá)國(guó)家借口碳排放導(dǎo)致環(huán)境惡化，指責(zé)發(fā)展中國(guó)家實(shí)行“先發(fā)展、后治理”的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，執(zhí)行了較低的環(huán)境管制，并通過(guò)貿(mào)易使得發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力下降。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家將戰(zhàn)略貿(mào)易政策的分析框架引入到環(huán)境管制分析之中。大量的研究表明，政府的國(guó)內(nèi)環(huán)境管制水平主要受FDI、研發(fā)等因素的影響，反過(guò)來(lái)，政府的國(guó)內(nèi)環(huán)境管制水平也會(huì)影響FDI和研發(fā)。

在環(huán)境管制與FDI的影響機(jī)制研究中，Bhagwati和Daly[1]認(rèn)為在貿(mào)易自由化的背景下，為了吸引更多的FDI，發(fā)展中國(guó)家會(huì)紛紛降低環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以維持或提高競(jìng)爭(zhēng)力，從而出現(xiàn)“競(jìng)相降低標(biāo)準(zhǔn)”(Race to the Bottom)現(xiàn)象。按照“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”(Environmental Kuznets Curve)假說(shuō)的觀點(diǎn)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家人均收入水平的大幅度提高，其國(guó)內(nèi)環(huán)境污染水平早就已超過(guò)倒“U”型曲線的最高點(diǎn)，因此，政府會(huì)制定更加嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必然導(dǎo)致這些國(guó)家將大量被淘汰的高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家。這些觀點(diǎn)得到了污染避難所假說(shuō)的支持。該理論最早由Walter和Ugelow[2]提出，其核心觀點(diǎn)是：隨著國(guó)家之間FDI的規(guī)模不斷增加，豐裕環(huán)境資源的發(fā)展中國(guó)家出于經(jīng)濟(jì)收入和政治因素的考慮，往往會(huì)放松國(guó)內(nèi)的環(huán)境管制，誘使發(fā)達(dá)國(guó)家的污染密集型產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)向發(fā)展中國(guó)家。Baumol和Oates[3]從理論上系統(tǒng)地證明了污染避難所假說(shuō)，認(rèn)為發(fā)展中國(guó)家一旦實(shí)施寬松的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，這些國(guó)家將成為世界污染的集中地。Oates和Schwab[4]的研究也表明，使用寬松的環(huán)境管制可以吸引外商投資。Markusen等[5]建立一個(gè)兩階段博弈模型，發(fā)現(xiàn)東道國(guó)為吸引投資會(huì)競(jìng)相選擇寬松的環(huán)境政策；如果不想引進(jìn)高污染行業(yè)的外資，東道國(guó)會(huì)競(jìng)相選擇嚴(yán)格的環(huán)境政策。Bommer[6]使用了一個(gè)兩階段的博弈模型(第一個(gè)時(shí)期，環(huán)境政策是給定的，企業(yè)決定在這一時(shí)期使用的資本和技術(shù)水平；第二個(gè)時(shí)期，政府選擇對(duì)企業(yè)的環(huán)境管制水平，然后企業(yè)選擇第二個(gè)時(shí)期的投資水平)，研究了不完全信息下的環(huán)境政策制定。結(jié)果表明如果環(huán)境管制越嚴(yán)格，企業(yè)就會(huì)遷出，這很好的解釋了發(fā)達(dá)國(guó)家高污染行業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國(guó)家的現(xiàn)實(shí)。De Santis和Stahler[7]使用三階段的博弈模型(第一階段，企業(yè)同時(shí)決定他們的類型；第二階段，政府同時(shí)決定環(huán)境稅的水平；第三階段，企業(yè)在產(chǎn)品市場(chǎng)上進(jìn)行古諾競(jìng)爭(zhēng))，研究了FDI對(duì)環(huán)境政策的影響。結(jié)果表明由于東道國(guó)有動(dòng)機(jī)將租金從外資來(lái)源國(guó)轉(zhuǎn)移到東道國(guó)，F(xiàn)DI不會(huì)導(dǎo)致生態(tài)傾銷，相反，東道國(guó)會(huì)將環(huán)境稅設(shè)置在等于庇古稅的水平。夏友富[8]對(duì)外商投資中國(guó)污染密集產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了研究，認(rèn)為外商在這些產(chǎn)業(yè)的投資已經(jīng)占了相當(dāng)大的比重，存在明顯的污染轉(zhuǎn)移傾向。郭紅燕和韓立巖[9]通過(guò)對(duì)外商直接投資、環(huán)境管制和環(huán)境污染的關(guān)系建立聯(lián)立方程模型，并運(yùn)用中國(guó)1992-2006年的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行計(jì)量檢驗(yàn)，結(jié)果表明：寬松的環(huán)境管制是吸引外商直接投資進(jìn)入的一個(gè)重要因素，已經(jīng)顯現(xiàn)出一定的“污染避難所”效應(yīng)。

另一方面，在環(huán)境管制與環(huán)境研發(fā)的影響機(jī)制研究中，Sigurdson[10]指出，由于研發(fā)資源和環(huán)境的差異，各國(guó)開展研發(fā)的成本是不同的，所以選擇在低成本的研發(fā)地區(qū)開展研發(fā)可以提高跨國(guó)公司的競(jìng)爭(zhēng)力。Katsoulacos和Xepapadeas[11]對(duì)寡頭企業(yè)開展環(huán)境研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明只有政府對(duì)企業(yè)的排污稅，企業(yè)才會(huì)進(jìn)行環(huán)境研發(fā)。而且，每個(gè)企業(yè)的最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平與社會(huì)福利最優(yōu)的環(huán)境研發(fā)水平是不一致的。通過(guò)對(duì)研發(fā)補(bǔ)貼或征稅，政府可以糾正這種無(wú)效的研發(fā)。吳偉等[12]認(rèn)為企業(yè)的效用水平主要由該企業(yè)在環(huán)境污染防治方面的投資，如果企業(yè)增加這方面的投資，能夠提高產(chǎn)品的銷售價(jià)格和銷售量而獲得更高的利潤(rùn)。仿照Kamien等[13]劃分降低單位生產(chǎn)成本的研發(fā)形式，Chiou和Hu Jinli[14]假定排污稅是外生的，分析了三種環(huán)境研發(fā)聯(lián)合體：以聯(lián)合利潤(rùn)最大化為目的的研發(fā)卡特爾(R&D Cartelization)；分享研發(fā)成果、以各自利潤(rùn)最大化為目的的研發(fā)聯(lián)合體競(jìng)爭(zhēng)(RJV Competition)；分享研發(fā)成果、以聯(lián)合利潤(rùn)最大化為目的的研發(fā)聯(lián)合體卡特爾(RJV Cartelization)。得出的結(jié)論是：在研發(fā)卡特爾中，企業(yè)的產(chǎn)量是最低的，排污水平是最高的，社會(huì)福利水平是最低的；如果溢出系數(shù)足夠大，在研發(fā)聯(lián)合體卡特爾中，研發(fā)水平是最高的，排污水平是最低的，社會(huì)福利水平是最高的。但對(duì)溢出的假定不同：在研發(fā)卡特爾中不存在溢出，而在研發(fā)聯(lián)合體競(jìng)爭(zhēng)和聯(lián)合體卡特爾中存在著溢出。Feinberg和Majumdar[15]對(duì)跨國(guó)公司在印度制藥業(yè)研發(fā)投資的溢出效應(yīng)進(jìn)行了測(cè)算，發(fā)現(xiàn)跨國(guó)公司在印度的研發(fā)主要以提高生產(chǎn)效率、降低成本和針對(duì)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)進(jìn)行產(chǎn)品劑量調(diào)整為目的，與印度企業(yè)之間的知識(shí)聯(lián)系很少，對(duì)印度企業(yè)的溢出效應(yīng)并不明顯。Poyago-Theotoky[16]假定排污稅率是內(nèi)生的，并對(duì)企業(yè)獨(dú)立開展環(huán)境研發(fā)和參與環(huán)境研發(fā)卡特爾的效果進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)如果污染對(duì)環(huán)境造成的損害比較小，以及雖然損害比較大、但如果研發(fā)是有效率的，企業(yè)參與研發(fā)卡特爾能產(chǎn)生更高的研發(fā)水平和社會(huì)福利水平，被政府征收更低的排污稅。Kolstad[17]和Conrad[18]認(rèn)為假定企業(yè)先選擇環(huán)境研發(fā)水平，政府后確定排污稅更趨合理。因?yàn)槠髽I(yè)預(yù)期到政府會(huì)征收排污稅，可能會(huì)生產(chǎn)更少的污染產(chǎn)品，并承擔(dān)更多的污染防治。

從以上研究中可以發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)者對(duì)FDI、環(huán)境研發(fā)與環(huán)境管制的影響機(jī)制進(jìn)行了研究。就模型設(shè)計(jì)來(lái)看，大多假設(shè)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品是同質(zhì)的，多建立兩階段博弈模型：有的假設(shè)政府先行選擇環(huán)境管制措施，有的則假設(shè)企業(yè)先行選擇環(huán)境研發(fā)水平。本文借鑒前人的研究成果，建立一個(gè)三階段博弈模型：假設(shè)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品為差異化產(chǎn)品，東道國(guó)企業(yè)和外資企業(yè)同時(shí)選擇環(huán)境研發(fā)策略(獨(dú)立環(huán)境研發(fā)；環(huán)境研發(fā)卡特爾)，政府隨后設(shè)定環(huán)境政策，競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)再?zèng)Q定產(chǎn)品差異化程度和產(chǎn)量。再通過(guò)逆向求解法，求解博弈模型的均衡解，比較產(chǎn)品差異化、企業(yè)環(huán)境研發(fā)對(duì)政府環(huán)境管制水平和國(guó)家福利的影響。本文貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是比較產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)條件下企業(yè)環(huán)境研發(fā)策略的環(huán)境效應(yīng)和社會(huì)福利效應(yīng)，得出的結(jié)論比同質(zhì)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)更具有一般性。二是理論分析了企業(yè)環(huán)境研發(fā)策略(獨(dú)立環(huán)境研發(fā)和環(huán)境研發(fā)卡特爾)、產(chǎn)品差異化程度對(duì)政府環(huán)境管制水平和國(guó)家福利的具體影響，得到了相關(guān)命題和結(jié)論。

本文的結(jié)構(gòu)安排如下：第二部分構(gòu)建了企業(yè)與政府相互博弈的三階段博弈模型，并對(duì)該模型進(jìn)行了求解；第三部分比較了企業(yè)選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略與環(huán)境研發(fā)卡特爾策略的環(huán)境效應(yīng)，得出了若干命題；第四部分選取了部分參數(shù)的具體值，對(duì)這些環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了模擬；第五部分總結(jié)全文。

2 模型構(gòu)建與求解

2.1 基本假設(shè)與變量定義

圖1 企業(yè)環(huán)境研發(fā)、產(chǎn)品差異化與政府環(huán)境管制博弈樹

由于企業(yè)不會(huì)考慮碳排放的社會(huì)成本，以福利最大化為目標(biāo)的東道國(guó)政府會(huì)采取政策措施進(jìn)行糾正。設(shè)東道國(guó)采取的措施是對(duì)每單位凈碳排放征收t單位的排放稅(Emission Tax)。

企業(yè)s(=i,k)的利潤(rùn)函數(shù)為：

(1)

東道國(guó)福利函數(shù)為：

W=(πi+πk)+(U-piqi-pkqk)+t(ei+ek)-α(ei+ek)2/2

(2)

2.2 博弈樹

設(shè)定博弈規(guī)則如下：(1)企業(yè)先行選擇環(huán)境研發(fā)策略(獨(dú)立環(huán)境研發(fā)；環(huán)境研發(fā)卡特爾)。(2)政府在接收到企業(yè)研發(fā)信息后設(shè)定是否征稅以及征稅水平，顯然，企業(yè)環(huán)境研發(fā)投入和溢出效應(yīng)越大，企業(yè)減排水平就越高，政府環(huán)境管制水平應(yīng)越低，即對(duì)企業(yè)征收的碳排放稅就會(huì)越低，反之則反。(3)企業(yè)在接收到政府環(huán)境管制政策信息后，決定企業(yè)產(chǎn)品差異化程度和產(chǎn)量。企業(yè)和政府之間的博弈策略選擇詳見圖1所示。

2.3 模型求解

針對(duì)多階段的博弈模型，可以使用逆向求解法求解。

2.3.1 階段3——企業(yè)最優(yōu)產(chǎn)量選擇

企業(yè)追求利潤(rùn)最大化，因此，由(1)式的一階條件得：

(3)

解得企業(yè)產(chǎn)量為：

(4)

2.3.2 階段2——政府最優(yōu)管制水平

政府的目標(biāo)是本國(guó)福利最大化，因此，對(duì)(2)式求一階條件：

(5)

可求得政府最優(yōu)征稅水平為：

t*=(2α-1)(1-c)-α(2+γ)(1+β)(zi+zk)/(2α+γ+1)

(6)

命題1 ?t*/?zs<0，即企業(yè)s(=i,k)的環(huán)境研發(fā)投入越多，政府最優(yōu)碳排放稅就越低。

2.3.3 階段1——企業(yè)最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平

(1)獨(dú)立環(huán)境研發(fā)。如果企業(yè)選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略，由于預(yù)見到會(huì)被征收碳排放稅，從而影響到第三階段的企業(yè)利潤(rùn)，因此，企業(yè)在第一階段會(huì)選擇研發(fā)以減少碳排放量，從而提高企業(yè)利潤(rùn)，此時(shí)，企業(yè)的目標(biāo)仍是各自利潤(rùn)的最大化。將(4)式和(6)式代入(2)式，再求一階條件，可解得企業(yè)s(=i,k)選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略情況下的最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平(碳減排量)為：

(7)

將(7)式回代(4)、(6)、(1)、(2)式，可分別求得：

(8)

(9)

(10)

(11)

(2)環(huán)境研發(fā)卡特爾。若企業(yè)選擇環(huán)境研發(fā)卡特爾策略，企業(yè)的目標(biāo)是最大化兩企業(yè)利潤(rùn)之和，即π=πi+πk，由一階條件可得環(huán)境研發(fā)卡特爾策略時(shí)的最優(yōu)碳減排量為：

(12)

將(12)式回代(4)、(6)、(1)、(2)式，可分別求得：

(13)

(14)

(15)

(16)

對(duì)(7)式和(12)式求γ的一階導(dǎo)數(shù)，可得：

(17)

(18)

(19)

(20)

其中，σ1=9β+3β2+(3+β)(2β+γ+2)γ+4,σ2=7β+β2+6γ+2βγ+8,σ3=3+β，σ4=(3+β)(1+γ)2,σ5=γ2+2αγ+3γ+2,σ6=(4α2+2αγ+2α-γ-1)(γ2+2αγ+3γ+2),σ7=2(2α-1)γ3+(16α2+9α-8)γ2+(16α3+34α2+3α-10)γ+2(8α3+8α2-α-2)。

由(17)-(20)式可得命題2：

命題2表明：給定α>1/2，無(wú)論企業(yè)選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略還是環(huán)境研發(fā)卡特爾策略，若產(chǎn)品差異化程度越小(即γ越大)，企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)越低；當(dāng)β1<β<β2時(shí)，研發(fā)溢出越多，若δ<δ2，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略和環(huán)境研發(fā)卡特爾策略下的企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)越低；若δ2<δ<δ1，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)越低，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)越高；若δ>δ1，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略和環(huán)境研發(fā)卡特爾策略下的企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)越高。

推論2 給定α>1/2，如果β=0(企業(yè)之間不存在環(huán)境研發(fā)溢出)，若δ<δ3，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)和環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)均達(dá)到最大值；若δ3<δ<δ4，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)最小，環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)最大；若δ>δ4，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)和環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)均為最小。

推論3 給定α>1/2，如果β=1(企業(yè)之間存在環(huán)境研發(fā)完全溢出)，若δ<δ5，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)和環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)均為最小值；若δ5<δ<δ6，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)達(dá)到最大值，環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)取最小值；若δ>δ6，獨(dú)立環(huán)境研發(fā)和環(huán)境研發(fā)卡特爾下企業(yè)最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)均到達(dá)最大值。

對(duì)(7)式、(12)式、(9)式和(14)式求α的一階導(dǎo)數(shù)，可得：

(21)

(22)

(23)

(24)

其中，ε1=(1+γ)(4+3γ+βγ),ε2=(1-β)(2+2γ+βγ),ε3=(1+γ)2(2+γ)(3+β)。?1=(1+β)3(4+6γ+3γ2+2βγ+βγ2),?2=4(β+βγ+γ+2),?3=2(1+γ)(2+βγ+γ),υ1=(1+β)4(1+γ)2。

命題3的含義是：無(wú)論采取獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略還是環(huán)境研發(fā)卡特爾策略，只要碳排放對(duì)環(huán)境造成的損害越大，政府最優(yōu)碳稅水平也越高，企業(yè)就越會(huì)致力于環(huán)境研發(fā)。企業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的損害越大，政府環(huán)境規(guī)制政策越為嚴(yán)格，碳稅稅率也越高，企業(yè)預(yù)見到這一后果后，也會(huì)投入越多的環(huán)境研發(fā)資金，提高環(huán)境研發(fā)水平。

3 獨(dú)立環(huán)境研發(fā)與環(huán)境研發(fā)卡特爾的環(huán)境效應(yīng)比較

由于?qi/?ei≠0，ti=D′+Pi/εi·?qi/?ei≠D′，其中，εi是價(jià)格彈性，ti是次優(yōu)減排稅，而不是最優(yōu)的庇古稅。因此，可以對(duì)獨(dú)立環(huán)境研發(fā)與環(huán)境研發(fā)卡特爾的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行比較。

3.1 企業(yè)利潤(rùn)比較

由(10)式和(15)式，可得：

(25)

其中，φ≡α(2-2αγ+γ)(1+β)2(1-β)+δ[2α+4α2β+(2α-1)(1+γ)β]，Δ≡δ(2α+γ+1)2+4α(1+γ)(2α+γ+2)(1+β)2，Γ≡δ(2α+γ+1)2+α(1+β)[(1+γ)(2+γ)(3+β)+2α(βγ+3γ+4)]。

即對(duì)于任意給定的碳排放損害、產(chǎn)品差異化程度和環(huán)境研發(fā)溢出率，從企業(yè)利潤(rùn)最大化出發(fā)，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略嚴(yán)格優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略。

3.2 研發(fā)水平、政府環(huán)境管制水平及國(guó)家福利比較

由(7)式和(12)式，可得：

(26)

由(9)式和(14)式，可得：

(27)

由(11)式和(16)式，可得：

Wc*-Wu*=(1-c)2(2α+γ+1)2φm/(ΔΓ)2

(28)

其中，m≡2α2(1+γ)(1+β)4w1+α(1+β)2(w2+w4)δ+(2α+γ+1)2w3δ2>0，w1=(1+γ)(2+γ)(7+β)+2α(2β+24γ+5γ2+8γβ+3γ2β+22)+4α2(3γβ+5γ+8)，w2=(1+γ2)(4β+3γβ+11γ+18)+2α(1+γ)(4β+17βγ+7βγ2+3γ2+19γ+14)，w3=(1+γ)(2+β)-2α(β-γβ+1)+4α2β，w4=4α2(14β+27βγ+14βγ2+6γ2+15γ+8)。

(1)由于1/2<α<(2+γ)/(2γ)，φ的第一、二項(xiàng)均為正的。有：φ>0；

推論5 當(dāng)β=1時(shí)，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略下達(dá)到的最優(yōu)碳減排量(及最優(yōu)環(huán)境研發(fā)水平)和社會(huì)最優(yōu)福利水平比獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略的要高，政府最優(yōu)排放稅要低。

4 環(huán)境效應(yīng)模擬

選取不同的研發(fā)溢出程度β=0,0.2,0.5,0.7,1，以及產(chǎn)品差異化程度γ=0.2,0.5,1，使用Matlab7.0軟件，模擬了企業(yè)選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略與環(huán)境研發(fā)卡特爾策略的環(huán)境效應(yīng)，如圖2所示。與獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略相比，在區(qū)域I、區(qū)域II和區(qū)域III中，環(huán)境研發(fā)卡特爾下的企業(yè)最優(yōu)碳減排量和國(guó)家福利較高，環(huán)境規(guī)制水平較低，相反，在黑影部分中，環(huán)境研發(fā)卡特爾下的企業(yè)最優(yōu)碳減排量和國(guó)家福利較低，環(huán)境規(guī)制水平較高。由于區(qū)域I、區(qū)域II和區(qū)域III的總面積要遠(yuǎn)大于黑影部分面積，故環(huán)境研發(fā)卡特爾策略比獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略要占優(yōu)，這與命題5的結(jié)論是一致的。當(dāng)產(chǎn)品差異化程度越低(γ的值越來(lái)越大)，選擇獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略的概率會(huì)上升(但仍很小)。

(1)若碳排放的損害程度比較低(即1/2<α<(2+γ)/(2γ))，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略嚴(yán)格優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略(如圖中區(qū)域I所示)。但由于(2+γ)/(2γ)是γ的遞減函數(shù)，隨著產(chǎn)品差異化程度的變小，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略的可能性在變小(即圖中區(qū)域I面積在變小)。當(dāng)產(chǎn)品無(wú)差異時(shí)，(2+γ)/(2γ)的值僅為1.5。也就是說(shuō)，如果東道國(guó)企業(yè)和外資企業(yè)選擇產(chǎn)品無(wú)差異策略，碳排放損害程度介于0.5-1.5之間，環(huán)境研發(fā)卡特爾策略優(yōu)于獨(dú)立環(huán)境研發(fā)策略的條件最嚴(yán)格，即區(qū)域I的面積最小；而且，由于(2+γ)/(2γ)與β無(wú)關(guān)，故環(huán)境研發(fā)溢出率對(duì)區(qū)域I沒(méi)有影響；

5 結(jié)語(yǔ)

圖2 研發(fā)溢出(β)、產(chǎn)品差異化(γ)、環(huán)境效應(yīng)(α)對(duì)企業(yè)(s)研發(fā)效率(δ)的影響注：區(qū)域I、區(qū)域II以及區(qū)域III均代表；黑影區(qū)域代表，,水平的虛線代表γ(1+β)2(1-β)/(2β)的值，垂直的虛線代表(2+γ)/(2γ)的值。

本文的政策含義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)企業(yè)采取產(chǎn)品差異化戰(zhàn)略會(huì)進(jìn)一步激勵(lì)企業(yè)環(huán)境研發(fā)投入和碳減排的動(dòng)機(jī)。這方面跨國(guó)公司具有較大的比較優(yōu)勢(shì)，發(fā)展中國(guó)家企業(yè)要從中學(xué)習(xí)；(2)政府要制定促進(jìn)企業(yè)環(huán)境研發(fā)溢出的激勵(lì)機(jī)制，以使環(huán)境研發(fā)成果能加快本國(guó)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的碳減排；(3)為降低碳排放量，企業(yè)應(yīng)盡可能實(shí)施研發(fā)卡特爾策略，甚至完全共享彼此研發(fā)成果，既可提高環(huán)境研發(fā)水平和社會(huì)福利，還可使各企業(yè)面臨較低的碳排放稅；(4)政府應(yīng)該制定激勵(lì)企業(yè)環(huán)境研發(fā)投入的碳排放稅政策。作為政策制定者和執(zhí)行者，政府應(yīng)加強(qiáng)環(huán)保宣傳，并通過(guò)制定差異化政策引導(dǎo)企業(yè)積極參與碳排放減排。即對(duì)主動(dòng)減排企業(yè)制定較低的碳排放稅，對(duì)不自愿減排企業(yè)制定較高的碳排放稅。如此，既可降低企業(yè)碳排放量，又可提高主動(dòng)減排企業(yè)減排積極性，還能懲罰不自愿減排企業(yè)，迫使其加入減排行動(dòng)中來(lái)；(5)監(jiān)測(cè)企業(yè)污染排放對(duì)環(huán)境的損害程度，對(duì)損害程度越大的越要從重征收排放稅。

[1] Bhagwati J,Daly H. Debate: Does free trade harm the environment?[J]. Scientific American, 1993, 269(5): 17-29.

[2] Walter I, Ugelow J L. Environmental policies in developing countries[J]. Ambio, 1979, 8(2-3): 102-109.

[3] Baumol W J, Oates W. The theory of environmental policy[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1988.

[4] Oates W E, Schwab R M. Economic competition among juridictions: Efficiency enhancing or distortion Inducing?[J]. Journal of Public Economics, 1988, 35(3): 333-354.

[5] Markusen J R, Morey E R, Olewiler N. Competition in regional environmental policies when plant locations are endogenous[J]. Journal of Public Economics, 1995, 56(1): 55-77.

[6] Bommer R. Environmental policy and industrial competitiveness: The pollution-heaven hypothesis reconsidered[J]. Review of International Economics, 1999, 7(2): 342-355.

[7] De Santis R A, Stahler F. Foreign direct investment and environmental taxes[J]. German Economic Review, 2009, 10(2): 115-135.

[8] 夏友富. 外商投資中國(guó)污染密集產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、后果及其對(duì)策研究[J]. 管理世界, 1999, (3): 109-123.

[9] 郭紅燕, 韓立巖. 外商直接投資、環(huán)境管制與環(huán)境污染[J]. 國(guó)際貿(mào)易問(wèn)題, 2008, (8): 111-118.

[10] Sigurdson J. The internationalization of R&D: An interpretation of forces and responses[M]// Sigurdsonled J. Measuring the dynamics of technological changes[C]. London:Printer Publishers, 1990.

[11] Katsoulacos Y, Xepapadeas A. Environmental innovation, spillovers and optimal policy rules[M]// Carraro C, Katssoulacos Y, Xepapadeas A. Environmental policy and market structure. Netherlands: Kluwer Academic Publishers,1996, 143-150.

[12] 吳偉, 陳功玉, 王浣塵,等. 環(huán)境污染問(wèn)題的博弈分析[J]. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐, 2001, (10): 115-119.

[13] Kamien M I, Muller E, Zang I. Research joint ventures and R&D cartel[J]. American Economic Review, 1992, 82(5): 1293-1306.

[14] Chiou J R, Hu Jinli. Environmental research joint ventures under emission taxes[J]. Environmental and Resource Economics, 2001, 20(2): 129-146.

[15] Feinberg S E, Majumdar S K. Technology spillovers from foreign direct investment in the Indian pharmaceutical industry[J]. Journal of International Business Studies, 2001, 32(3): 421-437.

[16] Poyago-Theotoky J A. The organization of R&D and environmental policy[J]. Journal of Economic Behavior and Organization, 2007, 62(1): 63-75.

[17] Kolstad C. Environmental economics[M]. New York: Oxford University Press, 2000.

[18] Conrad K. Voluntary environmental agreement vs. emission taxes in strategic trade model[J]. Environmental and Resource Economics, 2001, 19(4): 361-381.

[19] Singh, N, Vives, X. Price and quantity competition in a differentiated duopoly[J]. The RAND Journal of Economics, 1984, 15(4): 546-554.

Environmental R&D, Product Differentiation and Environmental Regulation

YANG Shi-hui1, WEI Shou-dao2

(1. College of Economics, Jinan University, Guangzhou 510632,China;2.Guangdong University of Finance, Guangzhou 510521,China)

Global warming has been one of the most important issues around the world, and environmental regulation has been an important tool to control carbon emission for government. Under the assumption that a host-country enterprise and a foreign enterprise produce differentiated products, a three-stage game model is constructed to examine how the organization of environmental R&D-independent environmental R&D and environmental R&D cartel affects environmental regulation. By backward induction, equilibriums are got. With these equilibriums, levels of environment R&D (and reduction of carbon emission), environmental regulation and welfare are compared between different R&D strategies respectively. It’s found that the more enterprises expend on environmental R&D, the lower the emission tax will be, and if carbon emission can cause more serious damage to environment, government will set higher emission tax and enterprises will be committed to more environmental R&D. By assigning several specific values to key variables, it’s further found that environmental R&D cartel is dominant to independent environmental R&D in general. However, the possibility that environmental R&D cartel is dominant to independent environmental R&D will be lower as degrees of product differentiation and environmental R&D spillover between enterprises decrease. So, this paper not only contributes to the strategic choice for both foreign enterprise and host-country enterprise, but also contributes to policy making for government.

independent environmental R&D; environmental R&D cartel; product differentiation; environ- mental regulation; game model

1003-207(2016)01-0159-10

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2016.01.019

2013-09-19；

2014-10-01

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71273114)

簡(jiǎn)介：楊仕輝(1965-)，男(漢族)，江西豐城人，暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向：氣候政策，E-mail:yangshh@126.com.

F741, F270

A