基于演化博弈的我国煤炭企业绿色开采动态监管策略研究

侯 荡，梁志霞

(中国矿业大学(北京) 管理学院，北京 100083)

煤炭作为我国能源体系的重要组成部分，在未来相当长时期内，其作为主体能源的地位不会变化[1]，如何实现我国煤炭工业绿色发展的战略目标，提高煤炭资源绿色开采效率是亟待解决的重大能源问题。绿色开采是从生态环境保护和可持续发展角度出发，将绿色发展理念贯穿至煤炭生产和消费的全过程，尤其是在煤炭生产过程中采用绿色开采技术，提高煤炭资源的开采效率[2，3]。煤炭企业实施绿色开采机制将面临巨大的经营成本，需要打破传统开采技术路径，投入大量的资金和技术，所产生的环境外部性也并不能和企业经济效益完全对等，企业实施绿色开采技术的积极性有限[4，5]。

在我国诸多的政府职能部门中，有很多部门承担着煤炭绿色开采的监管，如矿区国土资源部门、矿区环境保护部门和矿区水利管理部门[6]，分别负责煤矿地质环境、煤矿污染物的排放、煤矿地表水和地下水以及水土保持的监管。政府作为煤炭资源绿色开采的监督者，有必要通过建立合理的奖励和惩罚机制推动企业实施绿色开采的积极性[7]。

政府职能部门对煤炭企业的监管过程本质上是一种演化博弈，已有的相关研究采用博弈论的研究方法，从不同角度对政府和煤炭企业的监管关系进行了探讨，并形成了具有指导意义的政策建议。但是，大部分研究是采用案例研究或者静态博弈的研究方法进行的讨论，而现实中政府和煤炭企业的策略选择是动态过程，博弈双方会根据内外部环境和对方的策略变化不断更新自己的策略。演化博弈理论基于博弈双方的有限理性、博弈双方的互相影响以及博弈双方策略的动态调整，研究博弈双方采用特定策略是变化趋势和均衡状态，有助于揭示政府与企业在煤炭监管领域内的博弈演变规律。

因此，采用演化博弈研究方法，在政府和企业有限理性假设下，建立政府部门和企业的博弈收益矩阵，解析煤炭绿色开采过程中政府和企业监管博弈互动策略，探讨政府监管部门和企业策略选择的动态趋势和规律，为建立煤炭绿色开采监管体系提供意见参考。

1 政府监管的必要性

煤炭绿色开采是煤炭行业的龙头和示范性事件，煤炭工业生态建设是煤炭绿色开采及煤炭清洁运用的主要内容，而推进智能绿色采矿和煤炭生态建设是煤炭行业可持续发展的必由之路。

1.1 政府监管下的绿色开采成果

目前，我国绿色开采已经取得了一定的成效，以煤矿保水开采和充填开采为主的绿色开采技术得到广泛推行，煤矸石综合利用率达64.2%，矿井水利用率高达70.6%。大柳塔、红柳林煤矿等高产能矿山，以及锦界、黄陵二号井等数字矿山和智能采矿工作面，其经济技术指标已进入国际先进水平。建成的同煤塔山、神华宁东等一批循环经济产业园区，初步达成了矿山开发与自然协调发展的绿色模式。矿区土地复垦和生态修复工作也形成了丰硕的成果开滦集团将矿山环境管理，矿业遗产保护和矿业文化资源开发利用相结合，建设了一个高水平的国家矿山公园，大幅度推动了工业旅游产业的进步；神华神东着力于创建“三期三圈”绿色生态系统，实现了矿区治理面积大面积覆盖，覆盖面达近260平方公里，植被覆盖率提升了近50%，由10%提高到目前的60%以上；通过对徐州市贾汪区潘安湖采煤沉陷区的综合治理，形成了一套集高标准连片农田、产业园区和湿地公园为一体的集中式生态，推动了矿区资源开发与生态环境融合发展。

1.2 政府干预与动态监管机制亟待改革

虽然我国绿色开采取得了一定的成效，但是我国煤矿开采条件的多样和复杂，思想、技术和管理水平的不均衡，给绿色开采带来了严峻的挑战。在绿色开采推广上、实施上存在着巨大的资金和技术阻碍，特别是对于煤炭资源开采实体方面，如何实现经济效益、社会效益和环境效益三方协同发展共赢是企业面对的重大挑战。事实上，除了一些大型国有煤炭企业成功实施绿色开采外，对于大多数的煤炭企业而言，短期内企业绿色开采的边际成本往往大于边际收益，企业缺乏实施绿色开采的动力，对实施绿色开采技术并不积极。因此，绿色矿业作为我国能源可持续发展的重大战略，从环境、经济社会系统的协调发展以及国内外的成功实践角度看，政府干预和动态监管机制的建设是十分必要的。

2 基于演化博弈的政府动态监管均衡演化分析

本节利用演化博弈理论和模型对政府和煤炭企业在有限理性的假设下实现动态博弈过程均衡与策略安排展开研究，为完善和改进我国煤炭绿色开采监管和协同治理机制提供研究依据与建议。

2.1 博弈关系及其影响因素识别

假设博弈参与主体由两方构成，一是对绿色开采进行监管的政府部门，一是实施绿色开采的煤炭企业(这里主要指规模以上煤炭企业)。博弈双方各有两个策略可以选择，政府部门的两个策略分别是，一严格按照相关法律法规和政策制度进行监管[8]，二选择具有灰色空间的模糊监管或者是松弛监管[9]；煤炭企业的策略分别是，一忽略资源综合利用，忽略生态修复和循环经济发展模式的粗放开采策略(事实上，这也是目前大部分煤炭开采企业在聚焦经济效益的原则上采取的一种策略)，二边开采边进行环境治理与修复的绿色开采策略(这主要是肩负着社会责任并认真践行社会责任的大型国有煤炭开采企业的选择)[10，11]。煤炭企业实施绿色开采的积极性并不足，迫于监管压力被动实施绿色开采的企业占据较大比例，大部分煤炭开采企业是否实施绿色开采或者多大程度上推进绿色开采取决于政府的监管力度和自身的成本与收益情况[12-14]。企业与政府的政策选择一般由政府监督管理机构的管控力度以及管控意图、政府单位对煤炭开采监管的资金投入、对相关监督管理部门责任追究体制的贯彻落实程度、煤炭单位的开采投入成本、对煤炭不按规定采掘的做法或者忽视环境治理效益的惩处力度或者负激励等原因的影响[15]，本文把这些因素归纳为博弈演化的扰动因素。

2.2 博弈均衡过程分析

2.2.1 博弈参数与博弈主体支付矩阵

1)用α表示政府监管能力、β表示政府监管意愿，满足β，α∈[0，1]，假设政府监管措施彻底得到落实，此时监管能力最大，即α= 1，否则 0≤α<1；当政府倾向于严格执行监管措施时，此时选择“严格监管”，这就代表监管意愿强烈，即β=1，否则 0≤β<1。

2)政府作为具有经济属性的行政主体，监管行为的费用为监管成本，令Gg代表政府对企业是否实施绿色开采的监管成本，Gt为企业实施非绿色粗放开采策略时的监管成本，假设政府监管成本的产生与大小还应受到监管意愿的影响，即我们可以用βGg和βGt分别代表政府实际付出的监管成本，一般情况下绿色开采监管成本大于粗放开采监管成本，即满足βGt<βGg，政府监管成本受企业开采策略选择和政府监管意愿的共同约束和影响。

3)政府是非完全理性行为主体，具有政府失灵和权力寻租的特点，为了对政府行为进行必要的监督与约束，制定了设计了问责制度。在此将对企业绿色开采的监管划分为二级监管体系，一级监管是直接对开采企业进行监管的，二级监管是对监管部门进行监管的，在第一级监管监督不力的情况下，二级监管可以对一级监管部门实施问责制，通过对政府监管机构的权责划分与治理提升监管绩效。用Pg表示对政府监管部门问责执行力的度量。

4)从绿色开采监管体系的被监管主体来分析，煤炭企业是传统采矿业的主体，开采成本无疑是影响企业盈利水平的重要经济因素，这里用C代表企业的开采成本，假设Cg代表煤炭企业绿色开采的成本，Ct为煤炭企业采取粗放开采策略时的成本，显然有Cg>Ct。

5)对煤炭企业粗放开采的惩处行为，也可以称作负激励措施，是改进我国目前绿色开采实施效率非常重要的管理手段，而如何进行负激励措施的设计和实施，需要根据监管结果来判断。用Pe表示对煤炭企业负激励程度的力度，负激励惩处或者处罚力度除了受名义上的负激励程度影响外，还取决于政府的监管能力和监管意愿，用综合算子αβPe表示负激励程度大小。

6)假设上述博弈过程影响因素的参数取值均为正，所有政府监管部门中实施“严格监管”策略的比例为x，实施“松懈监管””策略的比例为1-x；相应的，所有煤炭开采主体企业中，设y为选用绿色开采战略的煤炭企业的比率，选取粗放开采战略的煤炭企业的比例为1-y。见表1，进一步得到两种策略选择下，两个主体博弈支付矩阵。

表1 政府监管部门和煤炭企业两主体的博弈支付矩阵

2.2.2 博弈模型演变的解析

政府的管理监督控制部门和煤炭产两个参与主体并非完全理性，而是有限理性，在整个反复博弈过程中是不断动态优化的，通过评析各种策略下自身收益情况的变动，选择正面效益最优化的策略。假设Vg和Vt代表政府选取不同战略的预期利润值，政府监督管理机构分别施行“严格管控”和“松懈管控”策略，Va代表这两种情况下的收益均值，依据演化博弈矩阵得出政府监督管理机构选用的不同策略的预期和平均回报，如式(1)、式(2)和式(3)。

Vg=y(-Gg)+(1-y)(-Gt+αPe)

(1)

Vt=y(-βGg-Pg)+(1-y)(-βGt-Pg+αβPe)

(2)

Va=xVg+(1-x)Vt

(3)

相同地，获得煤炭开采企业选用“绿色开采”和“粗放开采”的预期利益值分别为Ug和Ut，和它们相应的平均收益值Ua，如式(4)、式(5)和式(6)。

Ug=x(-Cg)+(1-x)(-Cg)

(4)

Ut=x(-Ct-Pe)+(1-x)(-Ct-Pe)

(5)

Ua=yUg+(1-y)Ut

(6)

根据构造博弈双方所采用的某种策略的动力学方程，得到政府部门监管的动力学式子：

dx/dt=x(Vg-Va)=x(1-x)

[(βGt-Gt+αPe-αβPe+Pg)+

y(Gt-βGt-Gg+βGg-αPe+αβPe)]

(7)

相同地，可知煤炭企业实施“绿色开采”的动力学公式如下：

dy/dt=y(Ug-Ua)=y(1-y)

[Gt-Cg+αβPe+x(αPe-αβPe)]

(8)

令dx/dt=0和dy/dt=0，在平面s={(x，y) | 0≤x，y≤1}中可以得到5个均衡点，经过对均衡点的内涵和特性的深刻探析，最后可知煤炭绿色开采管控博弈中政府和企业的演变稳定战略，相对应的阈值设置要求为式(9)和式(10)：

αβPe

(9)

Gg-βGg

(10)

式(9)限定了煤炭开采企业战略选用的约束要求，Cg-Ct<αPe表示煤炭企业选用“绿色开采”策略提高的花费比政府单位严格监督时缴纳的罚金要少；αβPe

图1 政府监管机构与煤炭开采企业之间动态博弈演变的相位图

由图1可知，此博弈结构收敛于不同结果的分界线是由不平衡点A、C和鞍点S连成的曲线，该折线可以将平面s={(x，y)|0≤x，y≤1}可分为演变结果不同的两个部分，这两个部分面积决定了收敛结果，当面积Ⅰ比区域Ⅱ大情况下，博弈最终将收敛于O(0，0)，这表示政府监督管理机构采取“松懈监管”政策，企业将采取“粗放开发”，即不良的锁定状态；博弈最终收敛于B(1，1)时，区域面积Ⅱ相对较大，即表示政府管控机构采取“严格监管”政策，煤矿企业采取稳定均衡“绿色开采”的政策。

2.2.3 博弈各方参数变化的数值模拟

由博弈演变的解析可知，政府部门与煤炭企业之间的博弈为(监管松弛，粗放开采)和(严格管控，绿色开采)两种稳定演变方式，鞍点的位置决定了演变结果策略方向。对鞍点坐标以及对博弈最终收敛造成影响主要有政府部门监管成本、政府监管意愿、政府监管能力、对政府管控单位的问责力度、煤炭企业的绿色开采成本、对企业违规的处罚力度等方面。从监控制度和结构角度看，对煤炭绿色采掘管控博弈演化有益的措施主要有减少政府单位监督管理成本、强化政府监督能力、提高政府监督意愿、强化对政府监管单位的问责强度以及改善对煤矿企业违法开采的惩处强度等。为了验证不同策略选择能否将煤炭企业引导到绿色开采的模式中，以及对不同战略效果进行对比，对各因素变化博弈均衡效果进行了数值模拟。

在符合式(9)和式(10)的约束条件下，各参考数据在取值范围内，设定Gt=5.5，Gg=2，α=0.5，β=0.5，Pg=1.1，Pe=4.0，以及政府机构采用“严格监管”政策和煤炭企业采用“绿色开采”的情况下，政府单位初始比例(x)为50%，煤炭企业单位初始比例(y)分别为20%、40%、60%、80%，数值模拟结果如图2所示。

图2 特定参数设置下的博弈均衡状态

由图2可知，在以上所设定的数据情况之下，煤炭企业将会收敛于一致趋势，都采用“粗放开采”的策略，博弈结果将朝不利方向发展。

1)减少政府单位监督管理成本。假设其他参数值不变，令Gt=3，Gg=1，减少政府单位监督管理成本时数值模拟结果如图3所示。

图3 降低政府监管成本对博弈均衡结果的影响路径和数值模拟结果展示

由图3可知，减少政府管控成本后经历了短期的波动，煤炭企业将采取较为稳妥的“绿色开采”战略，且起始比值越高，博弈演化到稳定状态所需时间越短。

2)提高政府监管能力。假定参数取值不变，令α=0.78，加强政府监管机构的监管能力下的数值模拟结果如图4所示。

图4 政府监管能力提高后对博弈均衡演化结果的影响时间和路径

由图4可知，强化政府监管机构的管控程度能够较快引导煤炭企业实施“绿色开采”战略，收效效果没有明显波动，而且收敛时间较短，表明强化政府监管能力具有良好的政策效果。

3)提高政府监管意愿。假设其他参数的取值不变，令β=0.79，加强政府监管意愿的数值模拟结果如图5所示。

图5 政府机构监管意愿的提高对演化博弈均衡的影响效果与路径

由图5可知，加强政府监管单位的监管意愿后，博弈结果经历了较长时间不同程度的波动后，煤炭企业趋于均衡的“绿色开采”战略，说明该战略变动的成效有限，其波动性和耗时较长，在这个过程中将产生较高交易成本，从而降低了政策调整作用效力和强度。

4)增加对政府部门问责机制的实施力度。假设其他参数取值不变，令Pg=1.78，增加对政府监管部门的问责强度的假设数值模拟结果如图6所示。

图6 加大对政府部门监管绩效的问责力度对演化博弈均衡收敛效果影响的路径

有图6可知，增加对政府监管部门的问责力度后，经历较长时间煤炭企业趋于均衡的“绿色开采”战略。煤炭企业采用“绿色开采”的初始比例的越大波动的时间越短，趋于平衡状态的收敛时间越短。

5)加大对违背绿色开采规定的企业的惩罚力度。假设其他参数值取值不变，令Pg=5.98，主要针对忽略国家和地区对环境保护、资源综合利用等绿色开发法律法规制度政策要求的违规企业增加处罚强度，其数值模拟的结果如图7所示。

图7 加强对违规开采企业处罚力度对演化博弈均衡形成的路径和效果

由图7可知，加强对违规开采企业的负激励，煤炭企业较快的收敛于均衡“绿色开采”模式这种政策调整策略影响力较大，也较为直接，在整个收敛过程中，几乎没有出现波动，收敛的速度也较快，各种采取绿色开采的初始比例的收敛速度差距不大，这一收敛特征充分表明这一政策取向具有较为直接的效力和作用。

3 政府监管与治理的政策建议

本文通过对政府部门和煤炭企业博弈情景设定，建立了演化博弈模型，探讨了政府部门和煤炭企业博弈互动及策略调整过程，数值模拟了博弈各方参数变化对结果的影响。发现减少政府部门监管成本、提高政府监管能力、加大对企业的惩罚力度这三项措施具有良好的政策引导效果。针对本文研究结论，结合煤炭企业可持续发展的原则，提出以下政策建议：

1)政府发起建立绿色诚信体系。提高煤炭企业绿色开采技术的效果。利润最大化是企业管理的主要目的，所以只有从源头上给予企业利益，才能最大化地提高企业实施政策或技术的动力。一部分，政府可以为积极实施绿色采矿技术的煤炭企业提供财政补贴和激励，为企业带来切实的经济收益。另一部分，政府可以通过设立“绿色诚信体系”，依照企业具体的表现，将它与企业单位的信誉测评等级评级和社会责任评价相联系起来，在评级和评估方面，将信贷政策、财政支持、荣誉奖励等层面给予一定的奖励。这样从制约和鼓励两个视角鼓励实行绿色开采。

2)政府适度提高处罚力度。消极激励也是实施监管政策或技术的一种方式。不合理采煤造成的负外部性越来越危急，因为其造成的社会成本过高，必须由实施这种不合理开采的企业承担。一方面，通过惩罚可以让违规企业受到教育和警觉，进而提升可持续发展意识、促进绿色开采的实施。另一个层面来说，政府可以利用这些惩罚的收益来治理环境的问题，从而用来造福人民。尤其要强调的是，政府处罚的强度很有必要加强，否则一些企业权衡利弊后，宁愿选择接受处罚，也不会采取先进的开采技术。在具体处罚方式上，除了必要的资金处罚外，在公众日益关注企业社会责任的时代，还可以辅以通告批评，定期向公众将不良企业的行为公之于众，在公众的监督下，从社会舆论上制约这些企业的行为。

3)政府通过财税政策创新正面激励绿色开采主体。积极倡导企业进行绿色采矿技术创新。由于绿色技术创新要求大量资金注入，而企业的直接经济收益相对较少，这会造成经济收益小于项目社会和环境收益，技术创新积极性欠缺。因此，国家应提高对煤炭科学技术的财政支持力度，尽可能多引入应用或引进国内外先进适用的采煤技术来提高煤炭绿色采矿技术的科技含量是很有必要的。同时可以通过以下财政方式来激励绿色开采：调节矿产资源税务费用、减少或免除企业大型科技改造项目所得税等方式，给予在环境保护领域开展技术研发的矿山一定的税务减免和成本支持。

4)切实提高政府的监管能力。政府作为公共利益的代表是有责任和义务加强自身的行政效率，进一步改善政府评估标准是关键。其次，政府相关部门不断学习、加强业务能力也是很有必要的，熟知煤炭行业和绿色采矿技术，提高煤炭企业实行绿色采矿的效率，减少检验成本。同时，提高政府部门的评测机制也很重要，通过企业的污染排放物治理、监督状况和工作绩效联系起来，并进行评估，以防止政府部门纵容企业的不正当行为发生，施行相应的罚款制度，并在最大程度上服务于公众利益。