“双碳”目标下政府、制造业企业与消费者的三方博弈

摘 要：为促进企业生产碳减排，减少排放造成的空气污染，本文采用演化博弈理论，研究了制造业在“双碳”目标下的决策行为。本文建立了政府管理部门、制造业企业和消费者的演化博弈模型，对模型的演化路径及演化规律进行理论与数值仿真。研究发现：政府、制造业企业和消费者三者博弈互动的最终结果是降低制造业企业碳排放；政府会主动实施碳减排政策，进而促进制造业企业选择低碳策略，当生产低碳产品成本逐渐降低时，消费者也会选择低碳购买；碳成本的增加和低碳行为的补贴加快了制造业企业转向面对消费者的低碳战略的步伐。

关键词：“双碳”目标；三方博弈；碳减排；策略演化；生产成本

本文索引：陈佳浩.<变量 2>[J].中国商论，2023（12）：-078.

中图分类号：F062.2 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2023）06（b）--04

1 引言

2020年9月22日，第75届联合国大会一般性辩论上，我国明确提出“到2030年实现碳达峰，到2060年实现碳中和”的目标。在2020年12月召开的中央经济工作会议上，确保实现碳达峰和碳中和被视为2021年八大关键任务的一部分。后来，这一目标在2021年两会期间首次被纳入政府工作报告。2021年3月15日举行的中央财经委员会第九次会议强调，实现碳达峰和碳中和代表着深刻而广泛的经济社会系统变革。为了达成这一目标，我国必须将碳达峰和碳中和融入生态文明建设的总体框架，展现出毫不动摇的决心，力争在2030年前完成碳达峰任务，并在2060年前实现碳中和。相较发达国家，我国在实现从碳达峰到碳中和的过程中所承诺的时间明显缩短，我国经济和能源结构需要以前所未有的力度向低碳化、无碳化深度调整，压实地方和行业主体责任，推进各地区、各行业有序达峰。实现碳达峰、碳中和目标需要巨量投资，迫切需要加快发展绿色金融及全国碳排放交易市场，引导资源分配更加合理，促使资源更多地投向绿色低碳项目，从而推动绿色低碳经济的发展。

改革开放以来，我国经济得到了快速发展，但同时环境被消耗。环境虽然具有自我净化的能力，但一旦生产活动超出了这个能力，就会对环境系统造成负面的影响。袁富华（2010）指出，平均而言，我国潜在经济增长速度为9.5%，其中大约1.3个百分点的增长是以牺牲环境为代价的；新世纪伊始，环境成本对经济增长的贡献率平均达到了2个百分点。在我国经济快速发展的过程中，制造业的发展占据了较高的地位，作为“世界工厂”，我国制造业的碳排放长期都位于最高水平，在建设低碳生产的制造业产业结构体系和推进全国“双碳”目标的过程中发挥着重要作用。张志新（2022）等认为，“双碳”目标可以通过促进制造业企业创新提高企业价值链地位推动制造业高质量发展。王旭、褚旭（2019）在制造业进行了一项研究，发现行业面临的环境监管越强，越能促进更多的股本融资和政府补贴创新投入，较弱的影响限制基于信贷债权融资，绿色技术创新水平越高。由此可见，作为碳排放的重点行业，需要促进制造业尽快进行节能减排及低碳生产，这是我国达成“双碳”目标的重要发力点。

演化博弈将博弈理论分析和动态演化过程分析结合起来，如今，在环境治理和政府决策执行领域，已普遍采纳相关方法。徐莹等（2018）通过建立政府监管部门与交通企业之间的演化博弈模型来研究监管成功率和第三方举报率对政府策略选项的影响。从制造业行业来看，政府作为政策的制定者，其政策的制定会对制造业企业的策略选择造成影响；而制造业企业的策略选择会对产品的价格进行影响，并随之对消费者的消费习惯与消费选择进行影响；而消费者是否进行低碳购买会对政府的治理成本等方面带来影响。因此，本文通过构建政府、制造业企业和消费者三方演化博弈模型，运用三方演化博弈理论及Matlab仿真分析方法，探究政府、制造业企业和消费者在低碳决策行为中的演化博弈趋势及各方达到预期状态所需的条件。这为政府管理部门制定政策提供了理论支持，同时为绿色低碳社会运行模式的发展提供了有价值的参考。

2 模型假设与构建

在本文中，政府、制造业企业和消费者作为三大博弈主体，在低碳发展的演化过程中，为实现各自利益最大化，需要根据其他两个主体的策略选择制定自己的策略。因此，在社会低碳化进程中，需要考虑以制造业企业、消费者和政府相关部门为博弈主体构建博弈模型。政府群体有“实施严格管理”和“实施宽松管理”两种策略；制造业企业群体有“生产低碳产品”和“生产普通产品”两种策略；消费者群体有“选择绿色购买”和“不选择绿色购买”两种策略。本文构建由政府、制造业企业与消费者组成的三方演化博弈模型，各主体之间的关系如图1所示。

假设政府相关部门选择严格管理的概率为x（0≤x≤1），则选择宽松管理的概率为1-x；博弈主体中，企业生产低碳产品概率为y（0≤y≤1），选择生产普通产品概率为1-y；消费者购买低碳产品的概率为z（0≤z≤1），消费者购买普通产品的概率为1-z（见表1）。

基于上述对博弈三方的描述及相关的假设，博弈收益矩阵如表2所示。

由表2可知，政府严格管理的期望收益、宽松管理的期望收益及平均期望收益分别为：

由式（1）可知，政府复制动态方程为：

同理，制造业企业复制动态方程为：

同理，消费者部门复制动态方程为：

3 算例分析

本文通过Maltab软件对模型进行仿真分析来确保模型的可靠性，能更直观地观察模型的演化过程。

（1）政府部门、企业、消费者策略概率变化对策略演化的影响分析

政府部门、企业、消费者三方策略同时变化对策略演化结果的影响如图2所示。由图2可知，無论三者的策略概率如何取值，企业生产“低碳产品”和政府部门“严格监管”的意愿趋近1的速度始终大于消费者购买“低碳产品”的意愿，且最终都会收敛于1，即最终制造业企业会选择“生产低碳产品”策略，政府会选择“严格监管”策略，消费者会选择“购买低碳产品”策略。仿真结果表明：在消费者选择“购买低碳产品”、企业选择“生产低碳产品”和政府部门选择“严格监管”的意愿不强时，企业和政府部门会率先采取更多生产低碳产品和严格监管的策略，企业承担社会责任，进行低碳化生产，同时政府部门通过奖励、补贴等政策来帮助企业进行低碳产品的生产与宣传。当消费者选择“购买低碳产品”、企业选择“生产低碳产品”、政府部门选择“严格监管”的意愿较强时，企业只需要付出较少的宣传成本，就能增加收益；政府部门只需付出较少的监管成本，就能获得监管收益。

虽然消费者一般会选择性价比高的产品，很少主动关心产品是“普通产品”还是“低碳产品”，但是当政府选择“严格监管”、企业选择“生产低碳产品”后，政府会进行低碳社會建设的引导，制造业企业和其经销商会对低碳产品进行宣传，市场上的低碳产品会越来越多，而普通产品的占比随之减少，因此最终消费者会选择购买低碳产品。

（2）参数Rg2、Cm对策略演化的影响分析

本文分别在给定x、y、z的初始值为（0.2，0.2，0.2）的基础上，设置不同参数Rg2、Cm分析碳交易政策对政府、制造业企业的策略选择影响。

消费者购买低碳产品为政府带来社会收益Rg2对政府部门朝选择“严格监管”的演化结果的影响如图3所示。仿真结果表明：随着Rg2的不断增加，消费者购买低碳产品越多，给政府带来的社会收益越大，政府选择“严格监管”的意愿就越强。当消费者选择“购买低碳产品”使政府部门获得更多的社会收益时，更多的社会收益会使政府部门严格监管的意愿增强，进而加强对企业的奖励与补贴，使企业生产更多的低碳产品，并对低碳产品进行更多宣传，促使消费者选择购买低碳产品，提高为政府部门带来的社会收益。

企业生产低碳产品的技术成本Cm对企业朝选择“生产低碳产品”的演化结果的影响如图4所示。仿真结果表明：随着Cm的不断减少，企业生产低碳产品的技术成本不断下降，企业选择“生产低碳产品”的意愿越来越强。当企业生产低碳产品的技术成本越来越小时，企业会自发地研究和生产低碳产品。由图4可知，当Cm=15时，曲线以较慢的趋势，而当Cm=10或Cm=5时，曲线是一个较快的速度趋向1，表明技术成本的减少对企业生产低碳产品的影响是较大的，此时需要政府部门通过技术补贴或奖励的方式促进企业进行低碳生产，减少企业生产的技术成本，企业也需要积极研发低碳技术，形成低碳生产的规模。

4 结语

本文研究了政府、制造业企业和消费者为实现“双碳”目标的各种策略，通过构建三方演化博弈模型，对各策略下的系统稳定性和演化结果进行了分析，并利用Matlab软件仿真得出以下结论：

（1）当消费者选择“购买低碳产品”为政府带来更大的社会收益时，政府选择“严格监管”的概率演化速度更快。这表明政府在“双碳”目标的执行中占据着主导地位，扮演着不可或缺的角色。因此，政府应选择全面合理的监管系统，建立完善的碳排放检测程序，完善监管制度及补贴与惩罚程序，以降低政府的监管成本，提高管理效率。同时，采取政策激励制造业企业生产低碳产品。

（2）当企业生产低碳产品的技术成本降低时，企业选择“生产低碳产品”的概率演化速度更快。这表明制造业企业生产低碳产品受技术成本的影响较大，政府部门可以通过提高对制造业企业的补贴与奖励，减少企业生产低碳产品的技术成本，并提供一定的政策扶持，有助于推动制造业企业选择“生产低碳产品”。制造业企业应积极进行创新转型，形成生产低碳产品的规模，进而降低生产成本，加大生产低碳产品，承担企业应承担的社会责任，让利消费者，刺激消费者从购买普通产品到购买低碳产品的转变。

（3）消费者能在“购买低碳产品”中获得更大的收益，且收益更大时，选择“购买低碳产品”的意愿更强。消费者应培养低碳思想，减少购买“含碳量”高的产品，转变成购买“低碳产品”，使社会低碳化，进而使每个人都能从低碳化社会中获益。

综上所述，在实现“双碳”目标的过程中，无论各个部门采取什么策略，最终都会选择朝“低碳发展”的方向发展，政府部门会选择“严格监管”，制造业企业会选择“生产低碳产品”，消费者会选择“购买低碳产品”。

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