市场自治与低碳认证情形下企业低碳生产行为研究

刘雯雯, 胡振华

(1.中南大学 商学院,湖南 长沙 410083; 2.中南林业科技大学 物流与交通学院,湖南 长沙 410004)

0 引言

随着全球气候变化，环境保护问题日益受到关注，环保理念及技术的普及推广，消费者的低碳环保意识逐渐形成。帅传敏[1]、Shuai[2]、Vanclay[3]等研究表明，消费者对低碳产品的内隐和外显态度都是积极的，消费者愿意为产品的低碳属性支付低碳溢价。比如，美国一项实证研究表明，消费者愿意为具有环保认证的家具产品支付5%～25%的溢价[4]；日本瑞穗综合研究所调查表明，假设农产品生产中碳减排达标，消费者愿意接受大米价格上涨24%，西红柿价格上涨15%；我国一项低碳猪肉支付意愿的实证研究表明，消费者对低碳猪肉的支付价格上涨幅度为26.33%[5]。消费者需求的变化驱动经济模式发生变革，产品绿色低碳程度成了消费者对产品价值认同的重要组成部分。

消费者低碳消费趋势及政府宏观层面的碳排放政策迫使企业审视自身的低碳生产决策问题。企业生产低碳产品有利于树立良好品牌形象，提升产品环保属性差异化竞争，并获取较高的低碳溢价收益。但是，低碳产品缺少能以较低成本辨别的外部物理特征，同时，消费者的认知能力及信息获取不一致不完全，消费者往往呈现明显的有限理性[6]。企业与消费者之间关于产品低碳信息的不对称，容易诱发部分企业的机会主义倾向，即以低碳的噱头提供普通产品。例如，沃尔玛的“绿色猪肉”事件，家居建材市场充斥各类自定标准标榜“低碳”抬高价格却缺乏碳排放检测证明的家居建材产品。在低碳产品与普通产品并存的复杂市场，有限理性消费者并不能辨别低碳产品与普通产品，提供低碳产品的企业并不一定能得到合理的低碳溢价收益[7]。同时，行为经济学实验表明[8]，在高度竞争、纯粹自治的市场环境下，行为主体的决策不仅受自身收益影响，还受社会比较和公平偏好心理影响。当普通产品企业以虚假低碳信息作为促销手段“搭便车”获得额外收益，承担低碳减排成本的企业便会感知不公平，并逐渐通过学习、模仿改变自身策略，对低碳投入采取消极态度。

另一方面，在全球低碳绿色消费背景下，各国政府都在讨论如何减少温室气体排放的解决方案，采取确立碳排放交易试点城市、启动低碳认证制度、发布低碳产品认证目录等措施积极探索碳减排之路[9,10]。其中，政府的环境规制尤其是低碳认证制度[11]等作为一种外部规则介入，有助于缓解市场自治情形下的市场失灵状况，增强消费者对低碳产品的认知。目前，已有美国、德国、英国、法国、韩国、日本等十几个国家开展低碳产品认证，戴尔、联合利华、屈臣氏、苹果、耐克等国际知名企业均已在产品上贴上碳标签，该标签中包含的低碳产品认证等信息能帮助消费者辨别产品低碳属性并做出购买决策。我国也已从2013年开始对低碳产品进行认证管理[12]，目前通过中国环境标志认证的企业超过1600家。

考虑低碳收益、消费者市场、政府规制，博弈论是分析企业低碳生产行为的有用工具。其中，演化博弈论[13]以有限理性博弈作为分析框架，认为现实中个体之间通过模仿、学习、突变等过程实现动态平衡，在经济管理领域得到了广泛应用[14]。在低碳背景下，有不少学者运用演化博弈研究企业群体的低碳生产行为策略。研究的群体包括供应链上下游博弈、政企双方博弈、企业与消费者群体博弈、考虑消费者、政府与企业的三方博弈等[15]；研究内容包括碳交易机制、供应链减排、碳税、绿色补贴等环境政策，产品定价、低碳投入、产品低碳设计等企业低碳行为决策[16]。但是鲜有文献考虑企业单群体之间存在低碳产品与普通产品竞合关系时自身的演化逻辑。同时，现有研究对消费者的刻画一般均假定消费者是理性的，能够区分低碳产品与普通产品并根据自身效用最大化做出最优购买决策。与前人研究切入点不同的是，本文对消费者刻画的角度是从消费者对低碳知识的认知及理性程度来考虑的。此外，目前已有部分文献在研究供应链的低碳运作时考虑了供应链决策主体的公平偏好[17]，但是在以往运用演化博弈理论分析企业低碳行为决策的文献中，没有把企业具有公平偏好考虑在内。鉴于此，本文将企业公平偏好引入企业群体互动、模仿、学习的演化博弈框架中，在考虑消费者有限理性、低碳偏好行为下，探究市场自治情形下企业群体低碳生产策略的演化逻辑如何变化？进一步地，当政府对低碳产品采用低碳认证作为环境规制介入的情形下，企业群体低碳生产的演化行为又会发生怎样的变化？

1 问题描述与基本假设

考虑市场上存在多个制造企业为消费者提供同一类产品，企业在政策和市场引导下有两种不同生产策略选择，一类选择低碳生产策略，即在企业内部进行环境管理，实行节能减排、清洁生产或采用节能环保材料，单位产品碳排放量降低，具有低碳属性，称为低碳产品(记为g)；另一类则选择普通生产策略，即在产品生产过程中不做任何减排投入，单位产品碳足迹不变，其产品称之普通产品(记为n)。两种产品的功能性效用无差别，参照范如国[18]、Hong[19]的研究假设，设普通产品的边际成本为0，生产低碳产品则需要承担额外的单位边际成本c。

根据文献[1～3]的研究结论，假设消费者均具有低碳偏好，愿意为产品的低碳属性支付低碳溢价θ(θ>0)。借鉴Shulman[20]对消费者的划分，假设市场上有a比例的消费者是具备低碳知识的理性消费者，不论何种情形均能识别低碳产品和普通产品，并对具有低碳属性的产品支付对应的价格(1+θ)p，而对普通产品支付其功能性价格p。而有1-a比例的消费者则为不具备低碳辨别知识的有限理性消费者，当企业使用虚假低碳信息对产品标价，他们只能根据企业描述随机购买低碳产品和普通产品，参考Du等的研究，不妨假设其支付价格服从[p,(1+θ)p]上的均匀分布[21]；如果在低碳产品认证情形下，由于认证的产品贴有碳标签，因此这部分消费者会将碳标签作为一个可信任的低碳信号，认为有碳标签标识的产品为低碳产品，出价意愿为(1+θ)p，而没有低碳认证获得碳标签标识的产品为普通产品，出价 意愿为p。市场需求确定时，企业获得的收益为这两类消费者的收益之和。

假设企业具有公平偏好，不仅追求自身收益最大化，同时考虑预期收益与同类企业收益做比较，由此产生的收益差异会带来负效用。企业和消费者关于产品低碳信息的不对称导致低碳生产的企业没有获得应有的低碳溢价收益时便会感知不公平，这部分不公平厌恶损失的效用记为Δπ。借鉴Fehr等[8]建立的公平偏好模型，将低碳生产的企业效用函数表示为U=πg-rmax(π-πg,0)，π表示提供低碳产品的企业应得的收益，πg表示企业纯收益，r表示不公平厌恶系数(r≥0)，当r=0时表明企业没有公平偏好心理。在低碳认证情形下，通常低碳产品的认证信息通过碳标签显示给消费者，但是碳标签的实施需要核定生产过程中的温室气体排放量，受认证技术水平、低碳核定效率的影响，假设有λ比例的企业通过政府低碳认证，采用碳标签对产品进行标识(0<λ<1)。无论市场自治情形还是低碳认证情形，假设市场初始阶段有x比例的企业选择提供低碳产品，有1-x比例的企业提供普通产品，两两随机配对。

本文用到的符号定义如表1。

表1 符号定义

由以上模型描述和基本假设，得到企业低碳生产行为的对称博弈收益矩阵，如表2所示。其中上角标i=A、C分别表示市场自治情形和低碳认证情形。

表2 企业低碳生产行为对称博弈收益矩阵

2 市场自治情形

2.1 演化过程的均衡点

在充分竞争、纯粹市场自治情境下，企业低碳生产决策受自身低碳收益以及公平效用影响。根据低碳产品和普通产品的市场价格，可以得到提供低碳产品和普通产品的企业纯收益分别为

=p+(1+a)θp/2-c

(1)

=p+(1-a)θp/2

(2)

选择低碳生产的企业因不公平厌恶而带来的效用损失有

ΔπA=r{[(1+θ)p-c]-{a[(1+θ)p-c]+

(1-a)(p+θp/2-c)}}

=r(1-a)θp

(3)

选择低碳生产策略的企业效用为

=(p+θp/2-c)+[a-(1-x)r(1-a)]θp/2

(4)

选择普通生产策略的企业效用为

(5)

两类企业的平均效用为

(6)

根据演化博弈的复制动态公式[13]，得到企业选择低碳生产的复制动态方程为

=x(1-x)[aθp-c-r(1-x)(1-a)θp/2]

(7)

2.2 均衡点的稳定性分析

复制动态方程求出的均衡点不一定都是演化稳定策略(ESS)，根据Friedman提出的微分方程“稳定性定理”，演化均衡的稳定点可以从分析复制动态方程的局部稳定点得出。对F(x)求一阶导数，有

F(x)=(1-2x)[aθp-c]-r(3x2-4x+1)(1-a)θp/2

(8)

代入x，如果满足(8)小于0，则该均衡点就是演化稳定策略。

由命题2可得企业群体在不同低碳溢价情形下的低碳生产演化博弈过程，其复制动态相位图如图1所示。

2.3 参数变化对演化均衡结果的影响

命题3低碳生产企业的不公平厌恶心理r越强，演化趋向1的概率越小。

表明企业不追求公平效用的情形下，企业是否选择低碳策略与低碳成本收益有关，只要企业获取的低碳溢价收益能够弥补企业的低碳成本，企业就会选择低碳生产策略。当企业具有公平偏好，企业的低碳生产风险被放大，低碳溢价阈值上限增加，企业需要相对较高的低碳溢价水平才会选择低碳生产，且随着企业不公平厌恶心理增强，企业进行低碳生产的动机将越小。

命题4低碳边际成本c越大、具有低碳知识的理性消费者比例a越小、低碳生产企业的不公平厌恶心理r越强，企业群体放弃低碳生产的不良状态的概率将增加。

3 低碳认证情形

3.1 企业低碳生产行为演化分析

政府推行低碳认证，把企业产品生产过程中的温室气体排放量在产品标签上用量化的指数标示出来，以标签的方式告知消费者产品碳信息，从而帮助有限理性消费者区分低碳产品和普通产品。根据第1部分问题描述和基本假设，则市场上提供低碳产品的企业获得的纯收益为

{λ[(1+θ)p-c]+(1-λ)(p-c)}

=(1-a)(λ-1)θp+(1+θ)p-c

(9)

提供普通产品的企业获得的纯收益为

(10)

提供低碳产品的企业因不公平厌恶导致的效用损失为

=r(1-a)(1-λ)θp

(11)

进行低碳生产的企业期望效用为

=(1-a)(λ-1)θp[1+r(1-x)]+(1+θ)p-c

(12)

进行普通生产的企业期望效用为

(13)

两类企业的平均期望效用为

(14)

企业选择低碳生产的复制动态方程为

=x(1-x)[(1-a)(λ-1)θp(1+r-rx)]+θp-c

(15)

分析复制动态方程的均衡点及均衡点稳定性，有如下命题。

由命题5可得低碳认证情形下企业低碳生产的演化博弈过程。当选择低碳生产的企业面临较高的市场低碳溢价水平时，最终演化结果将是企业群体全部选择低碳生产策略；当市场低碳溢价水平较低，企业群体最终将放弃低碳生产；当市场低碳溢价适中，企业群体最终选择哪种生产策略与市场初始状态有关。

3.2 低碳认证对演化均衡结果的影响

命题6低碳认证情形下，随着通过低碳认证采用碳标签标识产品的企业比例λ增加，市场演化趋向企业群体放弃低碳生产的不良状态的可能性将减小。

4 两种情形下演化均衡结果的比较

命题7相较于市场自治情形，低碳认证情形下的市场低碳溢价水平只有低于一个更低的阈值下限，长期演化才会导致企业群体陷入不提供低碳产品的不良状态；当市场中低碳认证的产品达到一定比例，相对较低的低碳溢价也能推动市场向企业群体选择低碳生产策略的良性状态转化。

综上可得低碳认证对企业低碳生产行为的演化影响，如表3所示。

表3 两种情形下企业低碳生产行为的演化条件和稳定均衡点

5 企业低碳生产行为演化数值仿真

为了更直观考察各参数变化对企业群体低碳生产演化结果的影响，下面将通过数值仿真进一步分析。

5.1 案例选取与变量赋值

家居建材属于高能耗高排放产业，在低碳转型道路上备受关注。我国自从2013年启动低碳认证以来，至今已发布三批低碳产品认证目录，涉及建筑陶瓷砖、铝合金建材、平板玻璃、硅酸盐水泥等四类家居建材产品。不同于传统ISO产品质量强制认证，低碳认证属于自愿认证，且建材产品的环保属性不可直接辨别，这也使家居建材行业成了“低碳”重灾区。据媒体报道，某品牌陶瓷企业改进产品器型和原材料，生产的陶瓷薄板节约60%的原材料，综合能耗降低50%以上，备受消费者欢迎。然而，在某陶瓷交易市场，几乎全部陶瓷砖均标榜“低碳”，价格不同程度上涨。结合现实情境，参考文献[1～5]的实证研究，大部分消费者愿意为产品的低碳属性支付溢价为5%～30%，本文设定θ取值为0.25。同时根据前文模型推算θ的阈值范围，设变量(x0、p、θ、a、r、c、λ)初始取值分别为(0.4、15、0.25、0.45、1.5、0.9、0.25)。固定其他参数不变，当某一参数变化时，企业群体低碳生产演化变化如图2所示。

图2 参数变化对演化结果的影响

5.2 数值仿真与分析

由图2(a)可以看到，目前低碳产品市场尚处于发展初期，选择低碳生产的企业比例较小，x0取值在0.1到0.5之间，当x0小于0.5，演化曲线逐渐收敛到0，并且其收敛速度与x0负相关。表明低碳生产企业由于承担了额外的低碳成本在市场竞争中处于劣势，当普通生产企业以“搭便车”行为侵占低碳企业利润时，在没有政府介入情形下会陷入企业群体均选择不进行低碳生产的不良状况，出现“劣币驱逐良币”情形。当x0取值为0.5，演化曲线逐渐向1收敛，表明当低碳产品市场发育成熟，低碳生产的企业占比增加，低碳技术在企业群体中扩散加快，市场低碳生产行为在群体成员间的模仿、扩散越快，最后全部企业均选择低碳生产策略。

图2(b)、2(c)表明，当低碳成本c过高，企业不公平厌恶心理r越强，曲线将由收敛到1逐渐收敛到0，且随着c、r的增加，曲线收敛速度越快。与前文2.3结论一致。市场初期，企业低碳研发投入的成本较高，企业自发进行低碳生产的动机不足，当普通生产企业以“低碳”噱头获取高额利润，低碳生产企业在寻求公平效用心理驱动下，转而放弃低碳投入。现实中，家居建材市场不少商家将没有任何低碳功效的产品包装成低碳产品，提高价格，造成消费者对低碳产品的信任度降低，损害低碳企业利益，导致整个家居建材行业缺乏低碳投入的积极性。

图2(d)、2(e)表明，市场演化趋势受消费者市场影响，当a从0.1增加到0.5，市场低碳溢价水平θ从0.1提高到0.3，曲线逐渐从收敛到0变为收敛到1，且其演化速度与理性消费者比例、低碳溢价正相关。表明随着消费者低碳认知增加，低碳支付意愿越强，低碳企业能获得相对更高的低碳收益，市场会朝着全体企业均选择低碳生产的良性状态发展。

从图2(f)可以看到，当企业低碳认证比例λ从0.1逐渐增加到0.5，曲线演化轨迹将从收敛到0变成收敛到1。表明在其他条件均未发生变化的情况下，低碳认证作为外部规则介入，改变了企业选择低碳策略的演化速度和形式。通过低碳认证的低碳产品比例越高，能够加速推动企业群体向低碳生产的良性状态转化。

6 结论与讨论

本文在有限理性的博弈框架下分析了市场自治与政府介入低碳认证情形下企业群体低碳生产的演化行为。结果表明：(1)在低碳产品与普通产品充分竞争、价格外生的市场，低碳溢价是企业决策低碳生产的内在动因，当消费者愿意为产品低碳属性支付较高溢价，企业可以将低碳生产成本转嫁给消费者并获取高于普通产品的边际利润，企业有选择生产低碳产品的动机；企业的逐利心理驱使部分普通生产企业选择“搭便车”以低碳噱头诱导消费者购买，低碳生产企业在社会学习和同类比较中感知不公平，企业的不公平厌恶心理导致的效用损失减弱了企业低碳生产的动机。(2)市场初始阶段，低碳产品成本较高，具备低碳知识的理性消费者较少，企业与消费者关于低碳信息的不对称导致低碳生产的企业不能获得合适的低碳溢价收益，企业的不公平厌恶心理进一步阻碍企业选择低碳生产，在完全自治的市场情形下，纯粹依靠企业自身决策很难达到主动进行低碳生产的良性状态。(3)政府介入能弥补市场失灵状况，低碳认证作为外部规则介入，能部分消除消费者关于产品环保信息的信息劣势地位，以对消费者的引导驱动企业选择低碳生产技术，当市场中低碳认证的产品达到一定比例，能够加速推动市场向企业进行低碳生产的良性状态转化。

本文结论对政府引导企业低碳生产转型具有一定启示意义：(1)企业低碳生产决策受市场低碳需求和自身利益驱动。目前，低碳产品处于市场初级阶段，消费者有低碳偏好但低碳知识有限，普通产品企业“搭便车”行为导致提供低碳产品企业利益受损，因此需要加大低碳知识的宣传和普及，提高消费者的低碳认知和辨别能力。(2)低碳认证是一种有效的信号传递手段，但是受制于认证技术水平和认证市场的不完善，市场低碳认证普及率较低，政府要将更多品类更多产品纳入低碳产品认证目录，有效引导消费者选择低碳产品。(3)考虑企业的社会参照行为和不公平厌恶心理，政府需要做好舆论引导，树立低碳生产企业的良好社会责任形象及品牌声誉，提高消费者的低碳支付意愿，同时对普通企业的虚假宣传采取监管以及加大对低碳生产企业的激励措施，以减少企业不公平厌恶带来的效用损失，促进低碳产品市场的良性发展。

本研究是在需求给定的情形下分析企业群体的演化轨迹，当消费者对低碳产品的需求发生变化时，演化博弈的均衡点如何改变，后续研究中将进一步考虑。另外，论文仅考虑了低碳认证作为政府介入手段，未考虑碳税、碳补贴等其他政府规制，后续考虑将政府其他环境规制一并纳入博弈分析的框架。