呂希琛,徐瑩瑩,徐曉微

(哈爾濱理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)

0 引言

化石能源過度消耗引起的氣候變化、環(huán)境惡化、生態(tài)退化等問題已經(jīng)引起世界范圍的廣泛關(guān)注，頒布碳減排政策、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成為世界各國的共識。在2009年哥本哈根的 《聯(lián)合國氣候變化框架公約》會議、2015年巴黎氣候變化大會上，中國政府均做出承諾，提出 “2030年單位GDP碳排放比2005年下降60%～65%”和 “2030年非化石能源占比達(dá)20%左右”等一系列目標(biāo)[1-3]。面對如此嚴(yán)峻的碳減排壓力，中國政府先后采取頒布 《低碳產(chǎn)品認(rèn)證辦法》、建立地方低碳工業(yè)園區(qū)、啟動全國碳排放交易體系等一系列手段積極應(yīng)對，碳稅政策也預(yù)計于2020年開始實施。制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱，推進(jìn)制造業(yè)低碳升級是我國實現(xiàn)碳減排目標(biāo)的有效途徑。近年來，黨和國家的重要會議報告中反復(fù)提到要不遺余力地推進(jìn)制造業(yè) “低碳發(fā)展” “綠色發(fā)展”，國務(wù)院印發(fā)的 《中國制造2025》也特別強(qiáng)調(diào)要 “加強(qiáng)節(jié)能環(huán)保技術(shù)、工藝、裝備推廣應(yīng)用” “積極推行低碳化、循環(huán)化和集約化，提高制造業(yè)資源利用效率”?？梢?，我國已將實現(xiàn)制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型提高到了國家戰(zhàn)略層面。

產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在于低碳技術(shù)的創(chuàng)新和推廣，近年來，制造領(lǐng)域低碳技術(shù)快速發(fā)展，可再生能源、清潔能源、碳捕集與封存 (CCS)技術(shù)、熱利用和蓄能技術(shù)、裝備再制造技術(shù)、增材制造與快速制造技術(shù)等低碳技術(shù)成果大量涌現(xiàn)，我國政府先后頒布了 《裝備制造業(yè)節(jié)能減排技術(shù)手冊》 《節(jié)能低碳技術(shù)推廣管理暫行辦法》 《國家重點節(jié)能技術(shù)推廣目錄》等一系列指導(dǎo)性文件，加快低碳節(jié)能技術(shù)的推廣指導(dǎo)[4]，然而推行效果差強(qiáng)人意，低碳技術(shù)的應(yīng)用與擴(kuò)散仍存在一定障礙。研究表明，國內(nèi)發(fā)電領(lǐng)域CO2捕集成本最低的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng) (IGCC)、強(qiáng)化采油 (EOR)和清潔發(fā)展機(jī)制 (CDM)等低碳技術(shù)均不能獲取利潤增量，甚至?xí)又仄髽I(yè)入不敷出的狀況[5]。蘭卡斯特大學(xué)研究所也指出，盡管中國很多煤炭加工企業(yè)擁有先進(jìn)的低碳技術(shù)，但由于行業(yè)習(xí)慣、成本障礙等因素的影響多數(shù)技術(shù)未完全采納應(yīng)用，技術(shù)在行業(yè)層面的擴(kuò)散效果不佳[6]。因此，探討促使低碳技術(shù)在制造業(yè)企業(yè)間有效擴(kuò)散的動力機(jī)制，實現(xiàn)低碳技術(shù)的規(guī)模效益是我國制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級過程中亟待解決的現(xiàn)實問題。

1 研究綜述

低碳技術(shù)擴(kuò)散是在低碳經(jīng)濟(jì)背景下提出的新要求，是一個隨時間推移的動態(tài)變化過程。企業(yè)采納低碳技術(shù)成果并進(jìn)一步實現(xiàn)低碳技術(shù)的規(guī)模性應(yīng)用，便實現(xiàn)了低碳技術(shù)擴(kuò)散。現(xiàn)有研究多從低碳技術(shù)擴(kuò)散的影響因素、低碳技術(shù)擴(kuò)散的效果和低碳技術(shù)擴(kuò)散的動力機(jī)制等方面開展。其中，低碳技術(shù)擴(kuò)散影響因素的研究主要集中于政府因素和市場因素兩個層面，政府因素包括綠色認(rèn)證、排放權(quán)、補(bǔ)貼或罰款、監(jiān)管力度和碳稅制度等[7-9]，市場因素包括消費(fèi)者購買傾向、供應(yīng)鏈的傳導(dǎo)作用、行業(yè)內(nèi)部環(huán)境、企業(yè)間低碳技術(shù)互補(bǔ)性、企業(yè)間學(xué)習(xí)與競爭關(guān)系等[10-13]。低碳技術(shù)擴(kuò)散效果的研究主要集中于低碳技術(shù)擴(kuò)散速度比較[14]、低碳技術(shù)擴(kuò)散對生活質(zhì)量的提高[15]、低碳技術(shù)擴(kuò)散對區(qū)域綠色增長績效的影響[16]、綠色技術(shù)擴(kuò)散對全要素生產(chǎn)率的影響[17]、低碳技術(shù)擴(kuò)散對低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用[18]等方面。本文擬探討的低碳技術(shù)擴(kuò)散動力機(jī)制研究，現(xiàn)有的研究主要是從宏觀和微觀兩個層面展開的。在宏觀層面，應(yīng)用BASS理論從大眾媒介和口碑傳播等視角研究推動低碳技術(shù)擴(kuò)散的動力因素[19,20]。但BASS理論無法探究微觀個體的技術(shù)采納決策過程，以及由于微觀采納涌現(xiàn)而產(chǎn)生的擴(kuò)散現(xiàn)象。后續(xù)學(xué)者較多研究企業(yè)技術(shù)采納決策機(jī)理，從微觀層面探索技術(shù)擴(kuò)散的動力要素。鑒于企業(yè)技術(shù)采納是有限理性的決策過程，因此，演化博弈模型是微觀動力研究的主要手段。曹霞構(gòu)建了政府、企業(yè)與公眾消費(fèi)者之間的三方演化博弈模型，研究發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度的污染稅收、低強(qiáng)度的公眾環(huán)保宣傳與適度的創(chuàng)新激勵補(bǔ)償對企業(yè)綠色技術(shù)擴(kuò)散的促進(jìn)效果最明顯[12]。肖漢杰構(gòu)建了企業(yè)間的低碳環(huán)境友好技術(shù)創(chuàng)新擴(kuò)散非合作演化博弈模型，分析表明，低碳技術(shù)擴(kuò)散需要政府部門優(yōu)化環(huán)境規(guī)制和行業(yè)自身凈化內(nèi)部環(huán)境，政府恰當(dāng)?shù)募钫哂欣谄髽I(yè)進(jìn)行擴(kuò)散策略的選擇[13]。

近年來，隨著社會資本的大量涌入和社會主體間關(guān)系的不斷深化，技術(shù)擴(kuò)散的動力研究逐步向網(wǎng)絡(luò)化拓展，以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為視角探索技術(shù)擴(kuò)散的動力機(jī)制成了研究熱點[21，22]。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論表明，在現(xiàn)實世界中個體間的接觸并非全耦合或者完全隨機(jī)的，現(xiàn)實世界中許多系統(tǒng)嵌于社會系統(tǒng)中具有拓?fù)浣y(tǒng)計特征，這種拓?fù)浣y(tǒng)計特征毫無疑問對個體間技術(shù)、知識的傳播和擴(kuò)散產(chǎn)生密切影響[23,24]。在制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，企業(yè)之間的競合關(guān)系形成了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，低碳技術(shù)以該網(wǎng)絡(luò)為依托，在節(jié)點企業(yè)低碳技術(shù)采納的博弈行為基礎(chǔ)上進(jìn)一步涌現(xiàn)低碳技術(shù)擴(kuò)散的宏觀現(xiàn)象，因此，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈方法適用于技術(shù)擴(kuò)散動力機(jī)制的研究，契合本文的研究情境。許多學(xué)者認(rèn)為，現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論中的小世界網(wǎng)絡(luò)特征相符，原因在于其具有較大的集聚系數(shù)和較小的平均路徑[25，26]，比較符合現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)的小世界性和聚集性，被廣泛應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或集群網(wǎng)絡(luò)研究中。蔡霞以小世界網(wǎng)絡(luò)為載體，用多智能體模擬仿真方法研究了小世界網(wǎng)絡(luò)下的創(chuàng)新擴(kuò)散，認(rèn)為在社會網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下產(chǎn)品技術(shù)仍然是創(chuàng)新擴(kuò)散深度的決定性因素，網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)強(qiáng)度越高，創(chuàng)新擴(kuò)散深度越大[27]。曹霞以小世界網(wǎng)絡(luò)為載體研究擴(kuò)散的動力機(jī)制，發(fā)現(xiàn)提升領(lǐng)導(dǎo)者創(chuàng)新能力和降低機(jī)會利益能夠加快擴(kuò)散速度[23]。盧燕群利用合作專利數(shù)據(jù)構(gòu)建創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，通過對平均路徑長度和聚類系數(shù)的測算發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有小世界網(wǎng)絡(luò)特性，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、節(jié)點屬性和感染強(qiáng)度對擴(kuò)散的速度與規(guī)模有重要影響[28]。

通過上述梳理和分析，筆者認(rèn)為，現(xiàn)有對低碳技術(shù)擴(kuò)散動力機(jī)制的研究多集中于企業(yè)微觀決策行為視角的博弈分析，忽略了低碳技術(shù)擴(kuò)散是嵌于社會網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜過程，是一個從決策到擴(kuò)散、從微觀到宏觀的演化過程；而且現(xiàn)有基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)擴(kuò)散動力機(jī)制研究在構(gòu)建博弈模型時多選擇任意個體開展博弈，而現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)集群情境更類似于小世界網(wǎng)絡(luò)，博弈行為和技術(shù)擴(kuò)散僅發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)中有業(yè)務(wù)往來的企業(yè)間，即網(wǎng)絡(luò)中有連邊的兩點之間?；诖?，本文首先從微觀層面構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)間的演化博弈模型，分析企業(yè)間的相互作用機(jī)理，其次考慮網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對技術(shù)擴(kuò)散的影響，將演化博弈模型搭建在小世界網(wǎng)絡(luò)載體之上探討其擴(kuò)散，通過模擬仿真探索各要素對低碳技術(shù)擴(kuò)散的驅(qū)動機(jī)制，以期完善基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)擴(kuò)散動力研究框架，也為企業(yè)決策者的技術(shù)擴(kuò)散策略、政府管理者的相關(guān)政策制定提供有益借鑒。

2 環(huán)境規(guī)制下制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的微觀機(jī)理分析

企業(yè)低碳技術(shù)采納是實現(xiàn)低碳技術(shù)擴(kuò)散的微觀基礎(chǔ)，為了深度挖掘復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的動力機(jī)制，首先從微觀個體層面分析制造業(yè)企業(yè)間的低碳技術(shù)采納決策的演化博弈過程，揭示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點企業(yè)間的微觀作用機(jī)理。

2.1 演化博弈模型

將制造業(yè)企業(yè)群體劃分為兩個同質(zhì)的子群體，即制造業(yè)企業(yè)群體1 (個體簡稱企業(yè)1)和制造業(yè)企業(yè)群體2 (個體簡稱企業(yè)2)，分別隨機(jī)從兩個群體中抽取企業(yè)展開博弈，在某一特定時間點，企業(yè)1和企業(yè)2分別有 “采納低碳技術(shù)”和 “放棄低碳技術(shù)”兩個策略可供選擇。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建模型[29]，設(shè)模型中Sai表示企業(yè)i(i=1，2)采用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)產(chǎn)品獲得的常規(guī)收益；Sbi表示企業(yè)i采納低碳技術(shù)后能源利用率提高增加的收益；Ii表示企業(yè)i采納低碳技術(shù)在設(shè)備、技術(shù)、人力等方面的額外投入；制造業(yè)企業(yè)放棄低碳技術(shù)采用傳統(tǒng)技術(shù)生產(chǎn)時的碳排放量為Qi，采納低碳技術(shù)后碳排放量為Qi′，Qi′

表1 制造業(yè)企業(yè)間低碳技術(shù)采納博弈收益矩陣

2.2 演化穩(wěn)定性分析

演化博弈初始階段，企業(yè)1選擇采納低碳技術(shù)的概率為x，選擇放棄低碳技術(shù)的概率為 (1-x)；企業(yè)2選擇采納低碳技術(shù)的概率為y，選擇放棄低碳技術(shù)的概率為 (1-y)。x、y均為關(guān)于時間t的函數(shù)，有0≤x≤1，0≤y≤1。根據(jù)表1中的收益矩陣，得到企業(yè)1選擇采納低碳技術(shù)策略的收益為：

UE1′=y[Sa1+Sb1- (1-a)I1-bQ1′+c(dQ1-Q1′)]+ (1-y)[Sa1+Sb1- (1-a)I1-bQ1′+

c(dQ1-Q1′)]=Sa1+Sb1- (1-a)I1-bQ1′+

c(dQ1-Q1′)

企業(yè)1選擇放棄低碳技術(shù)策略的收益為：

US1′=y[Sa1-bQ1-c(Q1-dQ1)]+ (1-y)[Sa1-bQ1-c(Q1-dQ1)]=Sa1-bQ1-c(Q1-dQ1)

企業(yè)1的平均收益為：

U1′=xUE1′+ (1-x)US1′

企業(yè)2選擇采納低碳技術(shù)策略的收益為：

UE2′=y[Sa2+Sb2- (1-a)I2-bQ2′+c(dQ2-Q2′)]+ (1-x)[Sa2+Sb2- (1-a)I2-bQ2′+

c(dQ2-Q2′)]=Sa2+Sb2- (1-a)I2-bQ2′+

c(dQ2-Q2′)

同理，企業(yè)2選擇放棄低碳技術(shù)策略的收益為：

US2′=x[Sa2-bQ2-c(Q2-dQ2)]+ (1-x)[Sa2-bQ2-c(Q2-dQ2)]=Sa2-bQ2-c(Q2-dQ2)

企業(yè)2的平均收益為：

U2′=xUE2′+ (1-x)US2′

由此可知，演化博弈的動態(tài)復(fù)制方程組為：

由博弈雙方構(gòu)成的系統(tǒng)同樣存在四個局部穩(wěn)定點，即 (0,0)， (0,1)， (1,0)， (1,1)。構(gòu)建雅克比矩陣J得到：

矩陣J的行列式為：

DetJ= (1-2x)[Sb1- (1-a)I1+b(Q1-

Q1′)+c(Q1-Q1′)] (1-2y)[Sb2- (1-a)I2+

b(Q2-Q2′)+c(Q2-Q2′)]

矩陣J的跡為：

TrJ= (1-2x)[Sb1- (1-a)I1+b(Q1-Q1′)+c(Q1-Q1′)]+ (1-2y)[Sb2- (1-a)I2+b(Q2-Q2′)+c(Q2-Q2′)]

通過判斷矩陣J的局部穩(wěn)定點來分析雙方制造業(yè)企業(yè)的演化穩(wěn)定策略，可知Sbi+b(Qi-Qi′)+c(Qi-Qi′)與(1-a)Ii之間的關(guān)系決定了制造業(yè)企業(yè)最終策略的選擇。為了方便表述，假設(shè)Ri=Sbi+b(Qi-Qi′)+c(Qi-Qi′)表示企業(yè)采納低碳技術(shù)策略的全部收益增量，包含能源利用率提高帶來的效益、節(jié)約的碳稅和碳排放交易收益三部分；(1-a)Ii則解釋為采納低碳技術(shù)策略的實際投入成本。當(dāng)a、b、c取值為0時，即在無環(huán)境規(guī)制作用下，此時Ri=Sbi，制造業(yè)企業(yè)選擇低碳技術(shù)策略與不選擇低碳技術(shù)策略的凈收益差僅取決于能源利用率帶來的收益和投入成本間的關(guān)系 (Sbi-Ii)。當(dāng)a、b、c取值不為0時，表示制造業(yè)企業(yè)選擇采納和不采納低碳技術(shù)策略時的收益不僅包含了在市場競爭中的凈收益差，還包括在環(huán)境規(guī)制作用下的凈收益，即政府給予的投入補(bǔ)貼及碳稅和碳交易制度下的收益差額。根據(jù)雅克比矩陣局部穩(wěn)定分析法，對上述演化博弈進(jìn)行穩(wěn)定性分析，得到以下結(jié)論：

結(jié)論1:當(dāng)R1<(1-a)I1且R2<(1-a)I2時， (x,y)= (0,0)是演化穩(wěn)定點，表示隨著時間的推移，博弈雙方企業(yè)最終都會選擇放棄低碳技術(shù)策略，如表2所示。由于在這種情況下，雙方企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略會導(dǎo)致利潤的降低，甚至出現(xiàn)負(fù)利潤，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，雖然初始狀態(tài)時企業(yè)有選擇低碳技術(shù)策略的傾向，但是隨著進(jìn)一步的比較和學(xué)習(xí)也會選擇放棄低碳技術(shù)策略，最終會形成雙方都放棄低碳技術(shù)策略的局面，此時，環(huán)境規(guī)制未能發(fā)揮有效的激勵作用，不能推動制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)的有效擴(kuò)散。

表2 R1<(1-a)I1且R1<(1-a)I2時穩(wěn)定性分析

結(jié)論2：當(dāng)R1<(1-a)I1且R2> (1-a)I2時， (x,y)= (0,1)是演化穩(wěn)定點，制造業(yè)企業(yè)1最終會選擇放棄低碳技術(shù)策略，而制造業(yè)企業(yè)2會選擇采納低碳技術(shù)策略，如表3所示。在這種情況下，制造業(yè)企業(yè)2采納低碳技術(shù)策略能夠獲得更多的利潤，即使初始狀態(tài)企業(yè)2不愿選擇采納低碳技術(shù)策略，但經(jīng)過與企業(yè)2的博弈，發(fā)現(xiàn)采納低碳技術(shù)策略會帶來競爭優(yōu)勢，那么最終會選擇低碳技術(shù)策略。但企業(yè)1采納低碳技術(shù)策略的凈利潤為負(fù)值，相對收益會比企業(yè)2小，選擇采納低碳技術(shù)策略會降低企業(yè)的競爭優(yōu)勢，所以隨著時間的推移，企業(yè)1會放棄低碳技術(shù)策略。這種情形說明，環(huán)境規(guī)制能對一部分制造業(yè)企業(yè)起到了激勵作用，能夠在一定程度上推動低碳技術(shù)的擴(kuò)散。

表3 R1<(1-a)I1且R2> (1-a)I2時穩(wěn)定性分析

結(jié)論3:當(dāng)R1> (1-a)I1且R2< (1-a)I2時， (x,y)= (1,0)是演化穩(wěn)定點，企業(yè)1最終會選擇低碳技術(shù)策略，但企業(yè)2會選擇放棄低碳技術(shù)策略，如表4所示。此時，企業(yè)1在環(huán)境規(guī)制作用下采納低碳技術(shù)策略能獲得更多的競爭利潤，而企業(yè)2選擇低碳技術(shù)策略會導(dǎo)致利潤降低。因此，隨著雙方的競爭和博弈，企業(yè)1最終會選擇采納低碳技術(shù)策略，而企業(yè)2會選擇放棄。與結(jié)論2的情形相似，在這種情況下環(huán)境規(guī)制對一部分制造業(yè)企業(yè)采納低碳技術(shù)策略起到了激勵作用，也能在一定程度上促進(jìn)低碳技術(shù)的擴(kuò)散。

表4 R1> (1-a)I1且R2< (1-a)I2時穩(wěn)定性分析

結(jié)論4:當(dāng)R1> (1-a)I1且R2> (1-a)I2時， (x,y)= (1,1)是演化穩(wěn)定點，雙方制造業(yè)企業(yè)最終都會選擇采納低碳技術(shù)策略，如表5所示。在環(huán)境規(guī)制作用下企業(yè)1和企業(yè)2在采納低碳技術(shù)策略后都能夠獲得更高的競爭收益，所以雙方都愿意采納低碳技術(shù)策略，達(dá)成促進(jìn)低碳技術(shù)完全擴(kuò)散的 “理想狀態(tài)”。此種情況下，政府對企業(yè)采納低碳技術(shù)策略投入的補(bǔ)貼能夠降低企業(yè)的實際

表5 R1> (1-a)I1且R2> (1-a)I2時穩(wěn)定性分析

投入成本，通過碳稅和碳排放配額直接限制企業(yè)的碳排放量，且利用碳排放權(quán)的交易激勵企業(yè)實施碳減排，促進(jìn)企業(yè)采納低碳技術(shù)策略，能夠有效推進(jìn)低碳技術(shù)在制造業(yè)企業(yè)中的擴(kuò)散。

四種結(jié)論的演化相位圖如圖1所示。從上述分析中可以看出，增大低碳技術(shù)補(bǔ)貼系數(shù)a、加大碳稅強(qiáng)度b和提高碳排放權(quán)交易價格c都使博弈模型更易于向雙方企業(yè)均選擇采納低碳技術(shù)策略的 “理想狀態(tài)”演化，在滿足一定條件時，環(huán)境規(guī)制通過 “無形”和 “有形”兩只手的共同作用能夠有效驅(qū)動低碳技術(shù)的擴(kuò)散。

3 基于小世界網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散動力機(jī)制仿真分析

利用前文構(gòu)建的演化博弈模型，以不同規(guī)模的小世界網(wǎng)絡(luò)為載體，通過MATLAB軟件仿真制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散過程，探究不同要素對擴(kuò)散的驅(qū)動作用。

3.1 構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散網(wǎng)絡(luò)

構(gòu)建制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的初始網(wǎng)絡(luò)G(V，E)，其中V為網(wǎng)絡(luò)中所有制造業(yè)企業(yè)的集合，E為制造業(yè)企業(yè)之間的直接關(guān)聯(lián)關(guān)系，這種關(guān)系可能是朋友和親緣關(guān)系，也可能是直接合作關(guān)系。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中所有制造業(yè)企業(yè)間的影響是相互的，即網(wǎng)絡(luò)中所有連邊是無向的，且兩個節(jié)點之間至多存在一條連邊。若i和j兩節(jié)點間存在連邊，說明二者存在直接博弈的可能，表示為eij=1，若i和j兩節(jié)點間不存在連邊，說明二者不存在直接博弈的可能，表示為eij=0。為了充分研究不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模對制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的影響，分別將網(wǎng)絡(luò)規(guī)模設(shè)定為50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點。構(gòu)建結(jié)果表明，50節(jié)點小世界網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的度分布集中在6～15之間，其現(xiàn)實意義表明，若某區(qū)域內(nèi)共存在50家制造業(yè)企業(yè)，與其中任意企業(yè)有業(yè)務(wù)往來、技術(shù)互補(bǔ)等關(guān)聯(lián)關(guān)系的企業(yè)一般為6～15家，低碳技術(shù)的采納、擴(kuò)散和演化等博弈行為僅發(fā)生在有關(guān)聯(lián)關(guān)系的企業(yè)之間，而非以往研究中從全體企業(yè)間的隨機(jī)抽取，符合現(xiàn)實情境。

3.2 網(wǎng)絡(luò)載體下的演化規(guī)則和博弈步驟

現(xiàn)實情境中，制造業(yè)企業(yè)隨機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)中某個鄰居進(jìn)行收益比較，并在博弈過程中累計收益，以兩者收益差的某函數(shù)為概率進(jìn)行策略轉(zhuǎn)換。由于企業(yè)博弈策略的選擇存在非理性情況，為了更符合現(xiàn)實情境，本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的博弈策略更新規(guī)則采用費(fèi)米規(guī)則[30]，即制造業(yè)企業(yè)在網(wǎng)絡(luò)載體上的低碳技術(shù)擴(kuò)散演化博弈過程中可根據(jù)動態(tài)收益情況進(jìn)行策略學(xué)習(xí)和更新。更新規(guī)則為隨機(jī)從鄰居中選取主體，以概率W進(jìn)行博弈策略模仿學(xué)習(xí)：

其中，Ui、Uj分別表示博弈主體雙方的本輪收益，Si、Sj表示博弈主體雙方的本輪策略。參數(shù)k描述環(huán)境噪聲因素，刻畫博弈主體的非理性選擇，即當(dāng)采取不同策略的收益低于對方企業(yè)時，本企業(yè)仍不變換策略的概率。k值越接近0表示個體選擇越理性，策略的更新嚴(yán)格依據(jù)收益比較；k值趨近于無窮大時表示個體處于噪聲環(huán)境中，無法做出理性決策，只能隨機(jī)更新自己的策略[31]。

引入斷邊重連機(jī)制，在博弈過程中每進(jìn)行一次收益比較，那么主體間就進(jìn)行一次斷邊重連，借鑒王旭文的研究成果，采用第二類重連網(wǎng)絡(luò)中的非線性正偏好連邊，即每一步時長從網(wǎng)絡(luò)中以節(jié)點度的正指數(shù)次冪概率選擇節(jié)點，隨機(jī)斷開該節(jié)點的一個鄰居節(jié)點，之后再以節(jié)點度正指數(shù)次冪為偏好選擇節(jié)點連接[32]。這樣，度越大的節(jié)點越容易得到新連接，符合現(xiàn)實情境網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模越龐大、地位越重要的制造業(yè)企業(yè)越易于與其他企業(yè)進(jìn)行連接，發(fā)生策略博弈。

博弈步驟如下：

?在t=0時刻，建立一定數(shù)目制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)G(V,E)，策略隨機(jī)分配給網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)節(jié)點，賦值初始化參數(shù)。

?在t=1時刻，進(jìn)行第一次博弈，網(wǎng)絡(luò)中制造業(yè)企業(yè)隨機(jī)選擇鄰居企業(yè)進(jìn)行收益比較，若收益大于或等于相比較的企業(yè)收益，則在下一輪博弈中該主體不改變策略；若收益小于相比較的企業(yè)收益，則以概率WSi←Sj學(xué)習(xí)對方策略，若策略相同則不改變。

?在t=2時刻，以非線性正偏好斷邊重連機(jī)制進(jìn)行節(jié)點間斷邊重連。

根據(jù)前文建立的環(huán)境規(guī)制下的博弈模型進(jìn)行仿真，通過改變各參數(shù)的數(shù)值來探究各參數(shù)變化對基于小世界網(wǎng)絡(luò)的制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的影響特征，每組參數(shù)測試100次，取擴(kuò)散深度的平均值，觀察對比擴(kuò)散程度和擴(kuò)散速度的情況。

3.3 無環(huán)境規(guī)制下模型仿真分析

以50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點的小世界網(wǎng)絡(luò)為載體，首先探討無環(huán)境規(guī)制情況下的博弈演化趨勢，設(shè)置補(bǔ)貼系數(shù)為a、碳稅強(qiáng)度為b及碳排放交易價格c數(shù)值均為0，博弈雙方初始數(shù)量均為50%，通過改變不采納低碳技術(shù)的原始收益Sai、采納低碳技術(shù)的收益增量Sbi及低碳技術(shù)采納投入Ii來對比討論。依據(jù)申亮[33]和徐建中等[34]的研究，設(shè)置的相關(guān)參數(shù)如表6所示。

表6 低碳技術(shù)擴(kuò)散仿真的參數(shù)設(shè)置

圖2至圖4分別呈現(xiàn)50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點樣本網(wǎng)絡(luò)下低碳技術(shù)擴(kuò)散的演化路徑，從中可以看出：

(1)當(dāng)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略的收益增量Sbi大于投入Ii時，不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)企業(yè)將演化至全部采用低碳技術(shù)策略，即低碳技術(shù)擴(kuò)散至網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部同質(zhì)企業(yè)，擴(kuò)散深度達(dá)到100%。

圖2 50節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散仿真結(jié)果

圖3 200節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散仿真結(jié)果

圖4 500節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散仿真結(jié)果

(2)當(dāng)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略增加的收益Sbi小于投入Ii時，將對擴(kuò)散產(chǎn)生抑制效應(yīng)，不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)企業(yè)均逐步選擇不采用低碳技術(shù)策略，低碳技術(shù)擴(kuò)散深度為0。

(3)當(dāng)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略增加的收益Sbi小于投入Ii等于投入Ii時，50節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)下擴(kuò)散深度可在100步內(nèi)演化至0，而200節(jié)點和500節(jié)點規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)散呈現(xiàn)不穩(wěn)定的波動狀態(tài)，未在100步博弈期間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定。

(4)當(dāng)制造業(yè)企業(yè)不采納低碳技術(shù)策略的原收益Sai小于投入Ii水平較高且能夠彌補(bǔ)采納低碳技術(shù)策略后的虧損部分時，不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的低碳技術(shù)擴(kuò)散均有向深度為0演化的趨勢，50節(jié)點規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的演化速度明顯較快。

后兩種仿真結(jié)果表明：小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)具有明顯提高企業(yè)決策在網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)散速度的作用，而相比之下，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)對擴(kuò)散參數(shù)更為敏感。其原因在于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越小越有利于信息的交流和溝通，信息覆蓋全網(wǎng)所通過的平均路徑更短、時間更快，能夠加速企業(yè)決策的擴(kuò)散和演化；而在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，一方面信息流動路徑較長，另一方面信息交互的準(zhǔn)確性和完整性難于保持，更易形成誤碼導(dǎo)致信息缺失，造成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)在低碳技術(shù)擴(kuò)散中對參數(shù)更加敏感。

3.4 環(huán)境規(guī)制措施對擴(kuò)散的影響

探討補(bǔ)貼、碳稅和碳排放交易三方面環(huán)境規(guī)制措施對制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的影響，選取上文仿真中擴(kuò)散深度演化至0的情景，即設(shè)定Sa1=3，Sb1=2，I1=3，Sa2=2，Sb2=1，I2=2，在此基礎(chǔ)上設(shè)置環(huán)境規(guī)制參數(shù)Q1=4，Q1′=1，Q2=3.5，Q2′=1.5，分別以50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點的小世界網(wǎng)絡(luò)為載體利用Matlab仿真分析制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散的結(jié)果。

(1)碳稅對擴(kuò)散的影響。在上述參數(shù)設(shè)置下，固定補(bǔ)貼系數(shù)a=0.1和碳排放交易價格c=0.05，變化碳稅強(qiáng)度依次取值0.10、0.15、0.20、0.25和0.30，考察50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點規(guī)模的小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散情況，如圖5至圖7所示。觀察可知，在這三種規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)碳稅強(qiáng)度取值0.10和0.15時低碳技術(shù)擴(kuò)散深度都為0，取值0.25和0.30時擴(kuò)散深度均可達(dá)100%。不同的是，在50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中，碳稅強(qiáng)度取值為0.20時的擴(kuò)散深度可達(dá)100%；但在200節(jié)點和500節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中，碳稅強(qiáng)度取值為0.20時擴(kuò)散深度處于不穩(wěn)定的波動狀態(tài)，且200節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的波動幅度相對較大。經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)b取值0.20、0.25和0.30時，網(wǎng)絡(luò)中部分企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略的競爭收益小于其總投入，在演化博弈視角下會導(dǎo)致部分企業(yè)最終放棄采納低碳技術(shù)策略，但在該網(wǎng)絡(luò)仿真分析中發(fā)現(xiàn)，b取值0.20時在50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)完全擴(kuò)散，取值0.25和0.30時在三種規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中都能實現(xiàn)完全擴(kuò)散。在實現(xiàn)低碳技術(shù)擴(kuò)散的閾值基礎(chǔ)上繼續(xù)加大碳稅強(qiáng)度對50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散速度影響較小，對200節(jié)點和500節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散速度的促進(jìn)作用較為明顯。由此可知，制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散深度隨著碳稅強(qiáng)度的提高而增大，其他條件不變，當(dāng)碳稅強(qiáng)度達(dá)到一定閾值時可實現(xiàn)全網(wǎng)擴(kuò)散，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，實現(xiàn)擴(kuò)散需要的碳稅閾值越高。相較于小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，碳稅強(qiáng)度對擴(kuò)散速度的影響在較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的效果更為顯著。

圖5 50節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳稅強(qiáng)度對擴(kuò)散的影響

圖6 200節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳稅強(qiáng)度對擴(kuò)散的影響

圖7 500節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳稅強(qiáng)度對擴(kuò)散的影響

(2)補(bǔ)貼對擴(kuò)散的影響。固定碳稅強(qiáng)度b=0.1和碳排放交易費(fèi)用c=0.05，變化補(bǔ)貼系數(shù)，依次取值0.1、0.2、0.3、0.4和0.5，考察50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點規(guī)模的小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散情況，如圖8至圖10所示。觀察可知，在50節(jié)點小世界網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)補(bǔ)貼系數(shù)為0.1和0.2時擴(kuò)散深度為0；當(dāng)補(bǔ)貼系數(shù)為0.3、0.4和0.5時擴(kuò)散深度均為100%。在200節(jié)點和500節(jié)點的小世界網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)補(bǔ)貼系數(shù)為0.1時擴(kuò)散深度為0；當(dāng)補(bǔ)貼系數(shù)為0.2時，擴(kuò)散結(jié)果呈現(xiàn)波動狀態(tài)，但與500節(jié)點網(wǎng)絡(luò)不同的是，200節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中的曲線呈現(xiàn)波動中下降趨勢；當(dāng)補(bǔ)貼系數(shù)增加至0.3時，兩種規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的低碳技術(shù)擴(kuò)散最終深度都能夠達(dá)到100%，且隨著補(bǔ)貼系數(shù)的增大，其擴(kuò)散速度也逐漸加快。由此可知，以小世界網(wǎng)絡(luò)為載體，制造業(yè)企業(yè)低碳技術(shù)擴(kuò)散深度隨補(bǔ)貼系數(shù)的提高逐漸加大，其他條件不變，當(dāng)補(bǔ)貼力度達(dá)到一定閾值時可促進(jìn)全網(wǎng)擴(kuò)散，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，擴(kuò)散速度對補(bǔ)貼系數(shù)越敏感。

(3)碳排放權(quán)交易價格對擴(kuò)散的影響。固定碳稅強(qiáng)度b=0.1和補(bǔ)貼系數(shù)a=0.1，變化碳排放權(quán)交易價格，依次取值0.05、0.10、0.15、0.20和0.25，考察50節(jié)點、200節(jié)點和500節(jié)點規(guī)模的小世界網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散情況，如圖11至圖13所示。觀察可知，在50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)碳排放權(quán)交易價格設(shè)置為0.05和0.10時擴(kuò)散深度為0，當(dāng)碳排放權(quán)交易價格增加至0.15及以上時，擴(kuò)散深度可達(dá)到100%的穩(wěn)定狀態(tài)，且碳排放權(quán)交易價格在0.15、0.20和0.25時達(dá)到完全擴(kuò)散的步長基本一致。在200和500節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中，碳排放權(quán)交易價格取0.1時擴(kuò)散結(jié)果呈現(xiàn)不穩(wěn)定的波動狀態(tài)，且200節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中的波動幅度更大，相比50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)散深度為0的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)碳排放權(quán)交易價格在規(guī)模較大的小世界網(wǎng)絡(luò)中對低碳技術(shù)擴(kuò)散的正向促進(jìn)作用更為明顯。當(dāng)碳排入權(quán)交易價格取值0.15及以上時，在200節(jié)點和500節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中擴(kuò)散的影響受網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的約束，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，價格對擴(kuò)散速度的影響越顯著。

圖8 50節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳補(bǔ)貼對擴(kuò)散的影響

圖9 200節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳補(bǔ)貼對擴(kuò)散的影響

圖10 500節(jié)點規(guī)模小世界網(wǎng)絡(luò)中碳補(bǔ)貼對擴(kuò)散的影響

深度均為100%，但與50節(jié)點網(wǎng)絡(luò)不同的是，擴(kuò)散速度出現(xiàn)了顯著差別。由此可知，在不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中提升碳排放權(quán)交易價格均有助于促進(jìn)低碳技術(shù)擴(kuò)散，但需滿足一定的閾值條件。提升碳排放權(quán)交易價格至大于該閾值后，價格增加對擴(kuò)散速度

圖11 50節(jié)點規(guī)模網(wǎng)絡(luò)碳排放權(quán)交易價格對擴(kuò)散影響

圖12 200節(jié)點規(guī)模網(wǎng)絡(luò)碳排放權(quán)交易價格對擴(kuò)散影響

圖13 500節(jié)點規(guī)模網(wǎng)絡(luò)碳排放權(quán)交易價格對擴(kuò)散影響

4 結(jié)論與啟示

(1)微觀層面的制造業(yè)企業(yè)采納低碳技術(shù)策略是實現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中低碳技術(shù)擴(kuò)散的基礎(chǔ)。微觀視角下，補(bǔ)貼、碳稅和碳排放權(quán)交易這三種環(huán)境規(guī)制措施對制造業(yè)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略均有正向促進(jìn)作用，但需達(dá)到一定條件 [Ri> (1-a)Ii]才能促使博弈雙方企業(yè)均選擇采納低碳技術(shù)策略。然而，將企業(yè)的微觀博弈嵌入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境后，通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，由于網(wǎng)絡(luò)間企業(yè)的作用關(guān)系，促使低碳技術(shù)實現(xiàn)完全擴(kuò)散的閾值條件相比非網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下會有所下降。

(2)在不考慮環(huán)境規(guī)制情況下，制造業(yè)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略增加的收益與投入之間的關(guān)系對低碳技術(shù)擴(kuò)散深度有顯著影響，當(dāng)制造業(yè)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略增加的收益大于投入時，低碳技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)完全擴(kuò)散，當(dāng)制造業(yè)企業(yè)選擇采納低碳技術(shù)策略增加的收益小于投入時無法實現(xiàn)低碳技術(shù)擴(kuò)散。當(dāng)企業(yè)整體收益增量與成本增量相差不大，或既存在收益增量大于成本增量的企業(yè)，又存在收益增量小于成本增量的企業(yè)時，網(wǎng)絡(luò)最終的擴(kuò)散深度具有不穩(wěn)定性，受網(wǎng)絡(luò)規(guī)模等外部環(huán)境因素影響呈現(xiàn)波動狀態(tài)。因此，政府有形之手的輔助作用是驅(qū)動低碳技術(shù)穩(wěn)定擴(kuò)散的必要措施。

(3)環(huán)境規(guī)制參數(shù)對低碳技術(shù)擴(kuò)散影響顯著，提高碳稅稅率、碳補(bǔ)貼力度和碳排放權(quán)交易價格均對促進(jìn)低碳技術(shù)在制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的擴(kuò)散有正向作用，且需要將規(guī)制措施的實施力度提高到一定的閾值水平，才能達(dá)到擴(kuò)散深度為100%的理想穩(wěn)定狀態(tài)，參數(shù)閾值水平的大小取決于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。因此，在環(huán)境規(guī)制政策制定中，應(yīng)根據(jù)各地企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模合理設(shè)置碳稅稅率、碳補(bǔ)貼力度和碳排放權(quán)交易價格等激勵措施，確保環(huán)境規(guī)制措施能夠給選擇采納低碳技術(shù)策略的企業(yè)帶來減排的競爭優(yōu)勢，帶動整個網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)進(jìn)入減排的良性循環(huán)。

(4)從仿真分析可知，小規(guī)模的制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對碳稅稅率更加敏感，大規(guī)模的制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)對碳補(bǔ)貼力度和碳排放權(quán)交易價格的變化更加敏感。因此，政府在針對具有小世界網(wǎng)絡(luò)特征的制造業(yè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)實施環(huán)境規(guī)制措施時，在初期網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大或區(qū)域試點情況下應(yīng)以強(qiáng)化碳稅收繳為主，以補(bǔ)貼和碳排放交易為輔，小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散速度對環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度敏感性較弱，不宜過分加大規(guī)制強(qiáng)度。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，應(yīng)將政策重點轉(zhuǎn)為補(bǔ)貼、碳減排交易等引導(dǎo)措施，且可以通過加大規(guī)制強(qiáng)度來提升低碳技術(shù)擴(kuò)散速度。