劉長玉，夏同水，于 濤

(山東師范大學(xué)商學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014)

1 引言

低碳經(jīng)濟(jì)以低能耗、低污染和可持續(xù)發(fā)展為理念，已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。供應(yīng)鏈的低碳化是促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展與解決環(huán)境污染的重要途徑之一(Hoggett等[1]、Amin-Naseri和Khojasteh[2])。2015年6月，我國政府在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中提出，到2030年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值碳排放比2005年下降60%—65%。2015年9月，國家質(zhì)檢總局、國家發(fā)改委和國家認(rèn)監(jiān)委聯(lián)合發(fā)布了《節(jié)能低碳產(chǎn)品認(rèn)證管理辦法》，將產(chǎn)品低碳轉(zhuǎn)型提升到了戰(zhàn)略高度。我國制造業(yè)(如鋼鐵、電力、建材等行業(yè))的能耗和碳排放量占工業(yè)總量的比例約高達(dá)90%[3]，產(chǎn)品的節(jié)能減排已成為制造商生產(chǎn)過程中必須重視的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但對于低碳產(chǎn)品的設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、認(rèn)證評估等方面投入成本較高，制造商在技術(shù)受限、資金短缺等條件下，往往會(huì)出現(xiàn)低碳產(chǎn)品生產(chǎn)動(dòng)力不足、積極性不高等問題(Luo Chunlin等)[4]。

為了解決上述問題，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，針對性的改善低碳產(chǎn)品的供需，政府建立了有效的制度并采取了必要的監(jiān)管措施(Liu Xiaofang等[5]、Donny等[6])。除了強(qiáng)制性的措施(如行政處罰、市場準(zhǔn)入等)，激勵(lì)性措施(如補(bǔ)貼、稅收、碳排放交易等)也發(fā)揮著舉足輕重的作用。在財(cái)政補(bǔ)貼方面，為了降低制造商生產(chǎn)節(jié)能產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)及環(huán)保零部件采購成本，2009年我國政府對能效等級1級或2級以上的空調(diào)、冰箱、平板電視等十大類高效節(jié)能產(chǎn)品進(jìn)行補(bǔ)貼；2012年中央財(cái)政投入補(bǔ)貼資金350億元以推廣節(jié)能汽車、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、電機(jī)、壓縮機(jī)等產(chǎn)品。在稅收征收方面，發(fā)達(dá)國家普遍使用環(huán)保稅、綠色稅來推行產(chǎn)品節(jié)能減排政策。美國科羅拉多州于2007年開始征收碳稅，之后逐步推廣到其他州；澳大利亞則于2012年7月開始征收工業(yè)企業(yè)碳稅，稅率為23澳元/噸二氧化碳[7]。而我國2018年1月才開始對大氣污染物、水污染物、固體廢物和噪聲四類污染物開征環(huán)境保護(hù)稅。

制造商是低碳產(chǎn)品生產(chǎn)的主體，而其決策的作出是與政府、零售商和供應(yīng)商博弈的結(jié)果。探究政府監(jiān)管政策與低碳供應(yīng)鏈主體間的博弈行為，解決低碳產(chǎn)品發(fā)展過程中的困境已取得了一定的成果。從國內(nèi)外學(xué)者已有研究來看，相關(guān)研究主要集中在兩個(gè)方向。

第一個(gè)研究方向是政府補(bǔ)貼政策對供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、供應(yīng)鏈銷售渠道策略的影響。Hafezalkotob[8]在政府財(cái)政干預(yù)下建立了低碳供應(yīng)鏈和常規(guī)供應(yīng)鏈的價(jià)格競爭模型，研究得出政府的環(huán)境保護(hù)和社會(huì)責(zé)任傾向?qū)φ杖胍约肮?yīng)鏈成員的利潤均有重要影響；Yang Deyan和Xiao Tiaojun[9]分析了政府干預(yù)下綠色供應(yīng)鏈的定價(jià)與綠色水平?jīng)Q策，提出政府采取強(qiáng)有力的干預(yù)措施，可有效地刺激綠色產(chǎn)品的開發(fā)；王麗杰和鄭艷麗[10]從理論上提出政府采用補(bǔ)貼對供應(yīng)商形成正向激勵(lì)機(jī)制；Sheu和Chen[11]研究了政府補(bǔ)貼和稅收政策干預(yù)對低碳供應(yīng)鏈競爭力的影響，在補(bǔ)貼下供應(yīng)商采取低價(jià)策略，社會(huì)福利和利潤都有所提高；付秋芳等[12]，許民利等[13]在政府懲罰機(jī)制下探究了供應(yīng)商與制造商的碳減排投入策略，提出建立供應(yīng)鏈契約與懲罰機(jī)制可解決碳減排投入中的“搭便車”行為。

第二個(gè)研究方向是政府稅收政策對低碳供應(yīng)鏈中制造商、零售商主體的影響。Huisingh等[14]認(rèn)為碳排放稅與交易方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施是低碳產(chǎn)品開發(fā)和加速向低碳社會(huì)過渡的重要途徑；熊中楷等[15]針對兩種不同的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，建立了制造商和零售商組成的博弈模型，提出政府碳稅和消費(fèi)者環(huán)保意識的增加會(huì)使制造商單位碳排放量減少；Liu Zuguang等[16]，周艷菊等[17]在考慮消費(fèi)者環(huán)保意識前提下，構(gòu)建了政府、制造商和零售商的三階段Stackelberg博弈模型，得出最優(yōu)碳稅稅率均隨消費(fèi)者環(huán)保意識的增大而增大；Meng Xiaoge等[18]研究了碳稅政策下兩個(gè)競爭企業(yè)間納什博弈和Stackelberg博弈的低碳產(chǎn)品策略，提出在碳稅政策下企業(yè)才會(huì)采取差異化產(chǎn)品決策；Yenipazarli[19]通過建立的博弈模型研究了碳排放稅對制造商的最優(yōu)生產(chǎn)和定價(jià)決策的影響，指出使用許可證能夠調(diào)節(jié)碳排放交易；李長勝等[20]以鋼鐵行業(yè)為例，分析了政府設(shè)置不同碳稅對鋼鐵企業(yè)減排行為的影響。

綜上所述，現(xiàn)有文獻(xiàn)主要探究政府稅收或補(bǔ)貼政策實(shí)施的可行性，研究成果對低碳供應(yīng)鏈主體的生產(chǎn)決策具有重要指導(dǎo)意義。但在以下兩個(gè)方面還有待進(jìn)一步深入研究，一是在不同監(jiān)管政策下，制造商如何追求自身利潤的最大化，這種差異化的對比分析還較少；二是研究多是針對壟斷或雙寡頭競爭的制造商并且假設(shè)參與者完全理性，然而在現(xiàn)實(shí)中參與博弈的制造商數(shù)量眾多且是有限理性的，很難在一次決策中作出最優(yōu)選擇。

鑒于此，本文的研究主要有三點(diǎn)不同：首先，基于參與者有限理性角度，引入政府碳稅系數(shù)、補(bǔ)貼系數(shù)等參數(shù)，分別構(gòu)建了不同低碳監(jiān)管政策下，政府與制造商之間的演化博弈模型并求解均衡策略；其次，重點(diǎn)研究了政府監(jiān)管中的稅收與補(bǔ)貼混合政策、單一稅收政策及單一補(bǔ)貼政策下，政府與制造商博弈決策行為的差異，并進(jìn)一步分析影響政府與制造商策略選擇的關(guān)鍵因素；再次，對比分析了三種不同監(jiān)管模式下政府與制造商決策行為的演化穩(wěn)定策略，提出了達(dá)到理想狀態(tài)穩(wěn)定演化策略的條件。據(jù)此所得結(jié)論更能準(zhǔn)確客觀的反映現(xiàn)實(shí)中博弈方的策略選擇，對政府與制造商低碳產(chǎn)品的決策具有參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。

2 政府與制造商演化博弈模型建立

2.1 模型假設(shè)

演化博弈論以有限理性的博弈作為分析框架，群體中的個(gè)體通過模仿、學(xué)習(xí)、突變等過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)管理運(yùn)營等領(lǐng)域[21-22]。本文研究政府與制造商這兩類參與群體，作為演化博弈的雙方將采取相應(yīng)的策略應(yīng)對對方的策略。為了更好的分析和描述不同監(jiān)管政策下政府與制造商決策行為的問題，給出模型的假設(shè)如下：

假設(shè)1：政府推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，可選擇的行為集合(a1,a2)=(監(jiān)管，不監(jiān)管)。制造商在政府監(jiān)管和市場需求條件下，其行為集合(b1,b2)=(生產(chǎn)低碳產(chǎn)品，生產(chǎn)高碳產(chǎn)品)。

假設(shè)2：政府群體中同時(shí)采取征稅和補(bǔ)貼政策的比例為p(0≤p≤1)，兩者都不采用的比例為1-p；政府群體中征稅的比例為x(0≤x≤1)，不征稅的比例為1-x；政府群體中補(bǔ)貼的比例為z(0≤z≤1)，不補(bǔ)貼的比例為1-z；制造商群體中生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的比例為y(0≤y≤1)，生產(chǎn)高碳產(chǎn)品的比例為1-y。

假設(shè)3：制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品和高碳產(chǎn)品兩類。e0為政府認(rèn)證低碳產(chǎn)品的碳排放量，比如我國2015年頒布的《節(jié)能低碳產(chǎn)品認(rèn)證管理辦法》指出低碳產(chǎn)品碳排放量值應(yīng)符合相關(guān)低碳產(chǎn)品評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或者技術(shù)規(guī)范。制造商生產(chǎn)銷售低碳產(chǎn)品的碳排放量為eL，eL≤e0，相應(yīng)的市場收益為V1；制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品的碳排放量為eh，對應(yīng)的市場收益為V2，e0

假設(shè)5：碳稅作為環(huán)境稅的一種特殊形式，依據(jù)《中國碳稅稅制框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》，政府對碳排放量嚴(yán)重超標(biāo)的企業(yè)征收從量碳稅，《環(huán)境保護(hù)稅》提出大氣污染應(yīng)按照1.2元/當(dāng)量的價(jià)格征稅。政府征收產(chǎn)品稅收稅率為t(元/噸二氧化碳)，碳稅稅率與碳排放量乘積即制造商所需要繳納的碳稅，低碳產(chǎn)品征稅金額為teL，高碳產(chǎn)品征稅金額為teh。

假設(shè)6：政府實(shí)施的監(jiān)管措施主要有稅收、補(bǔ)貼與懲罰等[24]。政府低碳產(chǎn)品補(bǔ)貼率為β，制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品補(bǔ)貼金額為β(e0-eL)；生產(chǎn)高碳產(chǎn)品懲罰系數(shù)為f，高碳產(chǎn)品的懲罰金額f(eh-e0)，政府監(jiān)管支出的成本為Ct。

假設(shè)7：制造商生產(chǎn)產(chǎn)品排放的二氧化碳對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)的外部性，如空氣污染、溫室效應(yīng)等。因此，當(dāng)制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品時(shí)，對環(huán)境造成的損失為s1；當(dāng)制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品時(shí)對環(huán)境造成的損失為s2。以上參數(shù)和變量假設(shè)符號說明，如表1所示。

表1 相關(guān)參數(shù)及含義

2.2 模型構(gòu)建

通過以上模型假設(shè)可知，政府與制造商有四種策略組合。

(3)政府與制造商的策略組合為(a1,b2)時(shí)，政府的收益為：G12=teh+f(eh-e0)-ct-s2，制造商的收益為：E12=V2-teh-f(eh-e0)；

(4)政府與制造商的策略組合為(a2,b2)時(shí)，政府的收益為：G22=-s2，制造商的收益為：E22=V2。

基于以上策略組合，構(gòu)建出政府—制造商演化博弈的收益矩陣，如表2所示。

表2 政府—制造商演化博弈收益矩陣

3 不同監(jiān)管政策下的演化博弈分析

3.1 稅收與補(bǔ)貼混合政策(t≠0，β≠0，f≠0)

1.稅收與補(bǔ)貼混合政策下的演化博弈均衡點(diǎn)

政府使用混合政策的收益：

+(1-y)[teh+f(eh-e0)-ct-s2]

(1)

政府不使用混合政策的收益：

(2)

那么，政府的平均收益為：

(3)

ω1(p)=p(1-p)[y[teL-teh-β(e0-eL)-f(eh-e0)]+teh+f(eh-e0)-ct]

(4)

制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的期望收益：

(5)

制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品的期望收益：

(6)

制造商的平均收益：

(7)

同理，制造商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程可得：

(8)

綜上，可得到一個(gè)二維動(dòng)力系統(tǒng)L1即：

(9)

聯(lián)立ω1(p)=0和ξ1(y)=0求解，可知(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)，(p*,y1*)是二維動(dòng)力系統(tǒng)L1的5個(gè)局部均衡點(diǎn)，其中

2.混合政策下的演化博弈穩(wěn)定策略

根據(jù)政府選擇混合政策策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

ω1(p)=p(1-p)[teh+f(eh-e0)-ct-y[t(eh-eL)+β(e0-eL)+f(eh-e0)]]

求得：

推論1當(dāng)政府實(shí)施混合政策成本大于制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品所繳納稅收與罰款之和，此時(shí)政府選擇混合政策演化博弈穩(wěn)定策略比例為0。

推論2 當(dāng)政府實(shí)施混合政策支出成本小于制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品繳納稅收與政府給予補(bǔ)貼之差，政府選擇混合政策的比例為1。

由制造商選擇生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

求得：

推論3當(dāng)制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的凈收益大于生產(chǎn)高碳產(chǎn)品收益時(shí)，制造商選擇生產(chǎn)低碳產(chǎn)品，制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的演化策略比例為1。

一個(gè)雙色8×8LED點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)需要3個(gè)并口，一個(gè)并口輸出位選擇信號，一個(gè)并口輸出一種顏色的幀信息，另一個(gè)并口輸出另一個(gè)顏色的幀信息。顯然占用了單片機(jī)太多的并口資源。實(shí)際使用中，可以用3片74HC595，一片輸出位選擇信息，另二片輸出顏色的幀信息。二片輸出顏色的幀信息的74HC595在連接上要進(jìn)行級聯(lián)。即一片74HC595的輸入端連接在另一74HC595芯片的串行輸出端Q7’,特別注意的是，二片芯片的SHcp引腳和STcp引腳需分別連接在一起，使用相同的移位脈沖源及相同的鎖存信號。在軟件設(shè)計(jì)中，需考慮級連的情況，先將二種顏色的幀信息發(fā)完，再進(jìn)行鎖存。相關(guān)程序如下：

推論4當(dāng)制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品收益與低碳產(chǎn)品的凈收益之差大于制造商生產(chǎn)高碳與低碳產(chǎn)品凈稅收、低碳產(chǎn)品補(bǔ)貼及高碳產(chǎn)品懲罰之和時(shí)，制造商選擇生產(chǎn)高碳產(chǎn)品，制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的博弈演化穩(wěn)定策略比例為0。

根據(jù)政府和制造商的決策演化示意圖，現(xiàn)用坐標(biāo)平面表示出政府群體和制造商群體的演化博弈的軌跡示意圖2。可知政府與制造商演化結(jié)果與初始所在區(qū)域密切相關(guān)，當(dāng)初始狀態(tài)在Ⅰ區(qū)域時(shí)，政府與制造商的演化博弈穩(wěn)定策略為(0,1)；當(dāng)初始狀態(tài)在Ⅱ時(shí)，政府與制造商的演化博弈穩(wěn)定策略為(0,0)；當(dāng)初始狀態(tài)在Ⅲ時(shí)，政府與制造商的演化博弈穩(wěn)定策略為(1,0)；當(dāng)初始狀態(tài)在Ⅳ時(shí)，政府與制造商的演化博弈穩(wěn)定策略為(1,1)。

3.2 單一稅收政策(t≠0，β=0，f=0)

1.稅收政策下的演化博弈均衡點(diǎn)

圖1 混合政策下博弈主體決策演化示意圖

圖2 混合政策下政府與制造商的演化博弈軌跡示意圖

政府征收碳稅的收益：

(10)

政府不征收碳稅的收益：

(11)

政府的平均收益：

(12)

政府稅收的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

(13)

(14)

(15)

制造商的平均收益為：

(16)

可得制造商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

(17)

綜上，可得到一個(gè)二維動(dòng)力系統(tǒng)L2即：

(18)

所以，系統(tǒng)L2總計(jì)有5個(gè)局部均衡點(diǎn)。

2.稅收政策下的演化博弈穩(wěn)定策略

政府征收碳稅政策，對政府稅收的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求導(dǎo)得：

對制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求導(dǎo)可得：

圖3 征稅政策下政府與制造商的演化博弈軌跡示意圖

3.3 單一補(bǔ)貼政策(t=0，β≠0，f≠0)

政府對制造商實(shí)施補(bǔ)貼政策時(shí)，政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為：

(19)

對政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求導(dǎo)得：

(20)

制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品策略比例的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程：

(21)

對制造商的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程求導(dǎo)

(22)

在補(bǔ)貼政策下，用坐標(biāo)平面表示政府和制造商的決策的演化博弈情形，如圖4所示。

圖4 補(bǔ)貼政策下政府與制造商的演化博弈軌跡示意圖

4 三種演化博弈結(jié)果的對比分析

運(yùn)用演化博弈方法，本文分別構(gòu)建了稅收與補(bǔ)貼混合政策、單一稅收政策、單一補(bǔ)貼政策中政府與制造商的博弈模型。根據(jù)求解結(jié)果，可以得到三種監(jiān)管模式下政府與制造商各自采取相應(yīng)策略的比例，如表3所示。下面將對比分析三種模式下政府與制造商的均衡策略選擇問題。

結(jié)論1在初始生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的制造商比例相同時(shí)，政府使用混合政策比使用單一稅收政策或使用單一補(bǔ)貼政策，對提高制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的比例要好。

證明：因?yàn)閠(eh-eL)>0，β(e0-eL)>0，f(eh-e0)>0，所以p*

表3 三種模式下政府與制造商的均衡策略

圖5 政府與制造商的演化博弈均衡對比分析

在分析政府實(shí)施混合策略情況下，四邊形的A0B0C0D0區(qū)域面積即是政府與制造商博弈穩(wěn)定策略為(1,1)的概率，面積的計(jì)算公式如下。

SA0B0C0D0

(23)

結(jié)論2當(dāng)政府稅收與懲罰高碳產(chǎn)品罰款之和大于監(jiān)管成本時(shí)，制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品成本系數(shù)越大，政府監(jiān)管與制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的概率越小。

證明：因?yàn)?/p>

(24)

結(jié)論3制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的收益越大時(shí)，政府監(jiān)管與制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的概率越大；生產(chǎn)高碳產(chǎn)品的收益越大時(shí)，政府監(jiān)管與制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的概率越小。

證明：由

(25)

(26)

5 結(jié)語

本文從低碳視角研究了政府不同監(jiān)管政策對制造商產(chǎn)品生產(chǎn)策略選擇的影響?；谘莼┺姆椒ǚ謩e研究了混合監(jiān)管政策、單一稅收政策、單一補(bǔ)貼政策下政府與制造商決策比例的演化過程。研究得出，政府監(jiān)管決策和制造商決策與政府支出成本、稅收系數(shù)、補(bǔ)貼系數(shù)、制造商產(chǎn)品收益與碳排放量因素密切相關(guān)。當(dāng)初始生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的制造商比例相同時(shí)，混合監(jiān)管政策比單一監(jiān)管政策對達(dá)到理想演化穩(wěn)定狀態(tài)效果要好。因此，只有設(shè)計(jì)有效的市場監(jiān)管政策，才能更好的降低制造商生產(chǎn)高碳產(chǎn)品的比例，實(shí)現(xiàn)低碳產(chǎn)品的快速發(fā)展。

從政府角度，提高制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品比例，推動(dòng)低碳產(chǎn)品發(fā)展的主要措施有：

一是對制造商綜合使用低碳產(chǎn)品的稅收與補(bǔ)貼政策，即雙管齊下的監(jiān)管政策對提高制造商生產(chǎn)產(chǎn)品的低碳轉(zhuǎn)型更加有效。所以，在落實(shí)低碳產(chǎn)品認(rèn)證認(rèn)可的基礎(chǔ)上，政府應(yīng)盡快制定碳排放量稅收的起征點(diǎn)和稅率，推行碳稅征收政策的實(shí)施。

二是政府建立低碳企業(yè)合作減排的平臺(tái)，加強(qiáng)制造商與供應(yīng)鏈上供應(yīng)商之間的合作，在產(chǎn)品的基礎(chǔ)設(shè)施研發(fā)、人員協(xié)同等方面采取激勵(lì)合作的措施，從而降低低碳產(chǎn)品研發(fā)成本與碳排放量，提高低碳產(chǎn)品制造商的比例。再者，通過網(wǎng)絡(luò)、媒體等渠道提高消費(fèi)者環(huán)保意識及對低碳產(chǎn)品的認(rèn)可度，改變消費(fèi)者原有的高碳消費(fèi)模式，提升低碳產(chǎn)品的市場需求量，不僅可以增加制造商低碳產(chǎn)品收益，也能降低政府實(shí)施監(jiān)管政策的成本。

基于演化博弈方法建立了不同監(jiān)管政策下政府與制造商間的博弈模型，分析了二者各自的策略選擇，研究能夠?yàn)檎贫ūO(jiān)管政策提供借鑒，為制造商生產(chǎn)決策提供依據(jù)。本文是從理論模型角度對政府低碳產(chǎn)品政策進(jìn)行的研究，通過實(shí)際數(shù)據(jù)對理論模型的實(shí)證分析將在以后的工作中繼續(xù)完善。此外，政府與供應(yīng)鏈上的供應(yīng)商、零售商等多方共同參與的低碳產(chǎn)品博弈模型也有待進(jìn)一步探討。