“双积分”政策对新能源汽车供应链研发投入的影响研究

朱晓琴，罗 兰，卢志平，全洁如

（广西科技大学 经济与管理学院，广西 柳州 545006）

2021 年的《政府工作报告》提出，“十四五”期间，要推动绿色发展。交通运输业作为能耗和碳排放主要来源的三大行业之一，低碳发展迫在眉睫，新能源汽车产业在助力交通运输业实现“3060”目标（二氧化碳排放力争2023 年前达到峰值，力争2026年前实现碳中和）中扮演着举足轻重的角色[1]。由此，推动新能源汽车行业发展的产业政策备受关注。随着财政补贴的退坡，具有奖惩措施的“双积分”政策也相应出台。2017 年国家提出的“双积分”政策包含两个部分：一个是企业平均燃油消耗量积分政策，另一个是新能源汽车积分政策[2]。其目的在于制定节能减排技术标准和提高新能源汽车生产占比，倒逼新能源车企进行技术创新和市场拓展。目前，国内新能源汽车行业发展迅速，在降低油耗方面发挥了极大的作用，但因行业发展时间还比较短，所以仍面临着电池成本高、续航能力弱、安全性能不够高等问题[3]，如何激励车企加大研发投入、进一步提高新能源汽车低碳化、智能化，是非常迫切的问题。汽车电池及核心零部件对于新能源汽车的整体性能起着决定性的作用。“双积分”政策是否能促进汽车电池及核心零部件等汽车供应链企业的研发投入？且这种间接影响程度究竟有多大？对这些问题进行理论研究对于进一步挖掘“双积分”政策的意义和促进汽车产业碳减排具有一定的现实意义。

国内外学者在探究新能源汽车“双积分”政策和企业研发投入之间的关系上，已经进行了一些相关的研究，且出现了两种截然不同的观点。

第一，部分学者认为：“双积分”政策可促进企业加大研发力度，进行技术创新。例如，Li 等对新能源车企进行了定量仿真，发现“双积分”政策有效促进了新能源汽车产业的发展，并且积分的计算方式会影响企业的研发投入[4]；Cheng 等构建双寡头企业组成的博弈模型，对比二者在竞争与合作竞争策略下的变化，发现“双积分”政策可促使企业选择合作竞争策略[5]；于晓辉等运用斯坦克伯格博弈模型，对比分析集中决策和分散决策对供应链绩效的影响，发现实施“双积分”政策后车企会不断提高研发水平以扩大新能源汽车的供应量[6]；李旭等运用双重差分模型探究发现，“双积分”政策在未正式实施阶段就已经显著地促进新能源车企的研发投入[7]；熊勇清等运用面板向量自回归模型比较生产和消费阶段“非补贴型”政策对企业研发投入的影响，认为运用于生产阶段的“双积分”政策对新能源车企研发投资的促进效果显著、反应敏捷[8]。

第二，部分学者持反对意见。持反对意见者认为“双积分”政策对企业研发投入作用不明显。例如，郑吉川等通过构建一个由两个零部件供应商与两个汽车制造商组成的上下两级供应链模型，发现随着纵向研发溢出率的增加，“双积分”政策反而使企业更倾向于减少研发投入[9]；Ouyang 等采用双向固定效应模型探究环境制约政策对技术创新的影响，指出“双积分”政策属于环境监管政策的一种，而环境监管政策与技术创新之间存在U 型关系，从短期来说，环境监管会限制企业的研发和创新能力[10]；李文鹣等构建了整车企业与电池企业的演化博弈模型，以此探究新能源汽车上下游产业链合作创新的稳固问题，并根据案例结论，发现仅仅依靠“双积分”政策难以发挥牵引作用[11]。

综上，目前关于“双积分”政策对企业研发投入的影响存在不同的研究结论，且大多研究对象聚焦整车制造企业，较少涉及上游核心零部件生产企业。此外，在分析“双积分”政策效果时，大多研究者仅考虑积分价格对企业的影响，未考虑到研发投入与企业单个积分的关系。因此，本文将构建一个由单个电池供应商与单个新能源汽车生产商组成的供应链研发博弈模型，细分合作研发和独立研发两种方式，并比较这两种研发方式下积分价格和研发得分系数分别对企业研发投入、产量和利润的影响，从而为上游零部件企业更好地适应“双积分”政策提供科学、合理的依据。

一、模型背景

与单纯的财政补贴等扶持性政策不同，“双积分”政策具有惩罚性。每年政府都会公布“双积分”得分情况，积分不达标的企业若不在规定的时间内将负积分清零，则在下一年度将不能购买原材料或被要求停售汽车。清零方法有两种：一种是购买其他企业的新能源正积分来抵消负积分,另一种则是由关联企业转移其富余积分。由表1 可知，单位新能源积分与新能源汽车的续航里程有关系，而上游企业研发的电池续航能力则会直接影响到新能源整车企业所获得的新能源汽车积分，新能源汽车的正积分越多，企业将积分用于销售获得的额外收入的可能性就越大。

表1 新能源汽车单车积分明细表

为了探究“双积分”政策对汽车供应链研发投入的影响，本文构建了一个由电池供应商和新能源汽车生产商（以下简称汽车生产商）组成的“双寡头”制造企业研发博弈模型，探究在“双积分”政策与消费者环保意识普遍增强的背景下，电池供应商如何投入对高性能的动力电池研发，并与汽车生产商如何协同生产、动态供货等问题。模型参数及说明见表2。建立模型之前，需作出如下几点假设：

表2 模型参数及说明

1.汽车生产商所生产的新能源汽车全部都能销售出去。

2.企业累计的新能源汽车总积分可以在市场尽数卖出。

3.因为本文的研究对象仅限于生产纯电动乘用车的汽车生产商，因此不考虑油耗积分的计算，也不考虑积分结转问题。

4.仅考虑市场只存在一个电池供应商和一个汽车生产商，且电池供应商（i=1）仅生产一种类型的电池，汽车生产商（i=2）只生产一种纯电动乘用车类型的新能源汽车。

5.当电池市场出现短暂的供需紊乱时，供求双方可以迅速调整，实现市场出清，因此电池市场的出清条件为q1=q2=q3。

在研发创新模式方面，企业有两种选择：一是自给自足、独立研发；二是合作研发。企业一般会基于自身定位和现有条件选择最适合的方式，如比亚迪选择独立自主研发的方式，特斯拉选择与松下合作研发，上汽则与宁德时代合作创新。随着新能源汽车产业的发展日益成熟，加之政府“补贴退坡”，企业要想提高自身的竞争力，必须将关注点转移到提升核心产品和关键零部件上[16]。电动汽车的技术改进绝大部分是围绕电池进行，加之“双积分”政策指标的日益严苛，新能源汽车产业链的联系日益紧密[17]。

基于上述分析，本文以电池供应商为主导进行Stackelberg 博弈，采用逆向求解法进行博弈演算推导。

在进行独立研发时，博弈分为两个阶段：第一阶段为电池供应商依据企业定位决定研发投入和单位电池销售价格；第二阶段为汽车生产商决定汽车售价。

在进行合作研发时，博弈分为三个阶段：第一阶段为汽车生产商决定研发成本分担比例；第二阶段为电池供应商决定研发投入和单位电池销售价格；第三阶段为汽车生产商决定汽车售价。

二、模型求解及分析

（一）独立研发模式

先是第二阶段，将反需求函数q=A-k2p2+b1e1代入式（2）中，且当汽车生产商利润最大化的一阶条件是时，则汽车生产商的最优新能源汽车价格为

倒推第一阶段，出于企业利润最大化的宗旨确定研发投入水平。把式（5）代入式（1）中，则电池供应商的利润函数为

由式（6）可知，的Hess 矩阵为

由Hess 矩阵的性质可知，其一阶主子式H1=-k2t＜0，且|H|=[4d1k2t-（BPk2+b1）2]/4＞0 时，则是e1和p1的联合严格凹函数存在最优解；纳什均衡解通过可知，电池供应商的最优电池价格和最佳研发投入分别为

通过最优化求解可得到基准模型下汽车生产商的最优价格决策

（二）合作研发模式

在合作研发模式中，汽车生产商为电池供应商提供了一定的补贴，可以促进产业链的协同创新。汽车生产商依旧会以自身利益最大化来确定最优产品的价格，纳什均衡解通过则新能源汽车价格为

把式（11）代入式（3）中，则电池供应商的利润函数为

电池供应商根据自身利润最大化来确定电池价格、研发投入水平，即通过解得

将式（13）和式（14）代入式（11）中，得到新能源汽车的价格为

把式（13）-（15）代入式（4）中得到汽车生产商的利润函数为

则最终的均衡结果为

（三）模型分析比较

经前文求解整理可得独立研发策略和合作研发策略下的最佳参数结果(表3)。

表3 不同研发策略的最佳决策结果

通过对前文均衡解的分析，列出命题1～命题4来探讨“双积分”政策对研发投入、产品价格、市场需求、企业利润以及供应链利润的影响，命题5～命题8 为独立研发和合作研发策略下的对比分析。

命题1 “双积分”政策有助于供应商加大对关键零部件的研发投入，且投入力度随着积分交易价格、研发得分系数的增加而加大。因此，/∂B通过对前文均衡解的分析，列出命题1～命题4 来探讨“双积分”政策对研发投入、产品价格、市场需求、企业利润

命题1 表明：积分交易价格和研发得分系数互为补充，共同促进电池供应商提高技术创新水平，增加研发投入。这是因为“双积分”政策格外关注新能源汽车的续航里程，而这与其核心动力的电池技术有关，也就是说动力电池的续航里程与积分核算指标[18]呈正相关关系。汽车生产商为了获得更多的积分换取额外收入，向上游电池供应商发出需要高质量电池的信息，电池供应商接收信息后，增加对电池的研发投入。

命题2 “双积分”政策的实施提高了电池的售价，并且电池的销售价格随着积分交易价格、研发得分系数的增大而上涨。因此，

命题2 表明：电池的售价是积分交易价格、研发得分系数的增函数，随着积分交易价格、研发得分系数的增大而上涨。这是因为“双积分”政策扩大了汽车生产商的收入来源，通过积分交易能够增加自身的额外收入[19]，加之电池供应商对电池的研发投入使得电池的价值有所增加，因此汽车生产商愿意让渡部分利润，接受电池的涨价，这也在一定程度上起到了鼓励电池供应商加大对电池研发投入的作用。

命题3 “双积分”政策扩大了新能源汽车的市场需求，且市场需求会随着积分交易价格、研发得分系数的增加而增大。因此，∂q s#/∂B＞0，∂q s#/∂P＞0，∂qh#/∂B＞0，∂qh#/∂P＞0。

命题3 表明：市场需求是积分交易价格、研发得分系数的增函数，市场需求会随着积分交易价格、研发得分系数的增加而扩大。这是因为“双积分”政策的颁布规制了政府对新能源汽车产业的干预[20]，让市场参与到新能源汽车产业的发展中，把积分交易价格交给市场，由企业间的供求关系决定，研发得分系数则是与汽车的性能有关，具体表现为车辆参数中的行驶公里数，由企业的研发活动所决定。新能源汽车积分核算包括技术性能指标和相应汽车产量两部分，积分正负值取决于性能指标，而产量可放大积分数值[21]。积分越多、积分价格越高，企业的额外收入就越多，企业则愿意降低新能源汽车的售价、提高汽车性能；产品质量好、价格实惠，就能进一步打开新能源汽车的市场。因此，“双积分”政策能有效拓展新能源汽车市场。

命题4 企业利润、供应链利润是积分交易价格、研发得分系数的增函数，两者会随着积分交易价格、研发得分系数的增加而增加。因此，

命题4 表明：企业利润和供应链利润是积分交易价格、研发得分系数的增函数，随着积分交易价格、研发得分系数的增加而增加。“双积分”政策的实施，不仅刺激了新能源汽车的市场需求，而且打破了供应链之间的壁垒[22]，通过积分价格、研发得分系数将供应链的上下游企业紧密联系起来，电池供应商提供高质量的电池，使得汽车生产商可以销售物美价廉的新能源汽车，汽车生产商销售新能源汽车不仅能够获得销售汽车的收益，而且还能获得销售积分的额外收益。此外，电池的交易量使得电池供应商所获得的收益大于未实施政策的状态。因此，“双积分”政策不仅能激发上下游成员企业创收增效，而且还可以赋能产业链协同创新，以推动汽车行业迭代升级与优化[10]。

命题5 对比两种研发模式下的研发投入，有

由命题5 可知，对于任意的A、B、P、c1、k2、t、b1、d1，都有即无论市场规模、研发成本系数、价格敏感系数、消费者对企业研发投入敏感系数、电池成本比例、研发投入等对积分价格的影响系数、积分价格及电池成本如何，合作研发模式下供应商的研发投入水平都比独立研发模式下的高。这说明合作关系在一定条件下可以调动电池供应商的研发积极性[23]，合作既可以减少重复研发的支出，又能减少一部分研发的投入。独立研发模式下，双方仅存在竞争这一关系：对外，电池供应商面临着不可小觑的生存压力，除了上下游合作企业的产业链成本传导压力，还有不断涌入电池市场的强势对手的竞争压力[24]；对内，电池生产商独自承担电池的研发费用，消耗其大量资金、时间、精力，但产出却具有高度不确定性，企业面临着极大的风险。“双积分”政策的实施就是引导车企选择纵向合作，以提高研发水平[25]，增强上下游“竞合”创新关系，重塑产业价值链[26]，以最小资源实现最大效能，从根源上刺激消费者对新能源汽车的购买潜力。这也充分验证了现实市场中，许多汽车生产商选择与优质的电池供应商进行合作研发的现象。

命题6 对比两种研发模式下的产品销售价格，有

当0＜b1＜BPk2/3时，否则，

由命题6 可知，无论其他指标参数如何变化，合作研发模式下的电池价格都比独立研发模式下的高。积分价格、研发得分系数互为补充，在某一范围内独立研发策略下的新能源汽车售价低于合作研发策略，但当超过这一范围后，汽车价格在合作研发策略下更低，这说明汽车价格存在边际效应。

命题7 对比两种研发模式下的市场需求，有

命题7 表明：在“双积分”政策实施背景下，合作研发策略下的市场规模比独立策略下的高，并且随着积分交易价格的上涨、研发得分系数的增大，合作研发策略与独立研发策略下的市场规模差距也就越大。

命题8 对比两种研发模式下的均衡利润，有

命题8 表明：在实施“双积分”政策后，上游企业采取合作研发策略所获得的利润会比独立研发策略获得的更多，而汽车生产商所获得的利润、供应链利润则与积分价格、研发得分系数有关；当政策开始紧缩，在某一范围内积分交易价格上升、研发得分系数增大时，汽车生产商、供应链利润采用合作研发策略获得的利润就会比独立研发策略的多；相反，则会减少。究其原因，是在政策实施初期，合作研发策略下，汽车生产商为支持核心零部件企业进行研发投入所给予的补贴比从积分交易市场获得的积分交易收入多，入不敷出。因此，当政策紧缩时，汽车生产商选择合作研发策略才能使企业利益最大化，并有利于整条汽车供应链的长远发展[27]。

综上所述，“双积分”政策加大了企业的研发投入，而合作研发使得资源得到了合理配置，当政策紧缩时，企业之间选择合作研发方式，会使企业的收益达到峰值，社会收益最大化。

三、算例模拟分析

为了更加形象、具体地对比两种策略中“双积分”政策对上游供应商研发投入及供应链成员利润、产量的影响效果，并为供应链成员提供最佳研发决策参考，笔者拟对均衡状态下的博弈模型进行数值仿真。根据《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020 年）》的计算（2020 年中国电动汽车生产能力达到200 万辆，累计产销量超过500万辆）以及刘腾飞的研究[28]，设置新能源汽车市场规模为500 万辆[29]，借鉴卢超、唐金环、程永伟等的研究[30-32]，并设置整车售价敏感系数、消费者关于企业研发投入水平的敏感系数、电池供应商的研发成本系数、电池的单位生产成本及新能源汽车生产成本中电池所占比例等参数，如表4 所示。

（一） 积分交易价格的影响分析

通过计算，求得均衡解的参数要满足的一般约束条件：8td1k2-(t+2)(BPk2+b1)2＞0，对积分交易价格进行模拟，取B=0.6，0.1＜P＜1.7，得出不同策略下的积分交易价格对市场需求、供应链成员利润和创新水平的影响情况，见图1～图3。

图1 不同策略下积分交易价格对市场需求影响

由图1 可知，在合作研发模式和独立研发模式这两种情形中，市场需求在合作研发模式下是最高的，确定参数B的取值后，当P满足约束条件后，即时，合作研发模式下的市场需求总是优于独立研发模式的需求，且随着积分交易价格的增加，新能源汽车的市场需求也呈现增加的态势。由此可见，“双积分”政策能够刺激新能源汽车的市场需求[33]。对政府而言，要努力维持积分市场秩序不被破坏，促进积分交易市场的健康持续发展；对新能源汽车制造商而言，选择与电池供应商合作研发，在汽车销量增加的同时还可以提高创新效率。由图2 可知，当P满足约束条件时，合作研发模式下供应商的研发投入水平高于独立研发模式时的水平，且随着积分交易价格的增加，供应商的研发投入水平也会随之提高，所以合作研发模式在实现供应链成员利益双赢的同时，可以提高供应商的技术创新水平。同理，由图3 可知，电池供应商的利润在合作研发模式下能得到大幅度的提升，并且随着积分交易价格的增加而增长，而汽车生产商则不同，当积分交易价格满足条件P＞3b1/Bk2时，汽车生产商在合作研发模式时的利润是优于独立研发模式；反之，则相反。由此可见，对于汽车生产商来说，出于从本企业利益最大化的角度出发，当积分交易价格较低时，可选择用独立研发的模式；当积分交易价格上涨时，采用合作研发模式则能实现企业受益最大化。

图2 不同策略下积分交易价格对研发投入影响

图3 不同策略下积分交易价格对供应链成员利润影响

（二）研发得分系数的影响分析

对研发得分系数（B）进行模拟，取P=0.6，0.1＜B＜0.8，得出B对市场需求、供应链成员利润和创新水平的影响情况，见图4～图6。

图4 不同策略下研发得分系数对市场需求的影响

由图4 和图5 可知：一方面，新能源汽车市场需求和电池供应商的研发投入水平随着研发得分系数的增加而增加；另一方面，在不同研发模式中，新能源汽车市场需求和电池供应商研发投入水平的上涨速率也是不同的，合作研发模式下的市场需求和研发投入总量大于独立研发模式。由此可见，“双积分”政策会刺激电池供应商加大对电池的研发，以提升企业产品的价值。由图6 可知：一方面，当积分交易价格不变时，电池供应商和汽车生产商的利润曲线随研发得分系数的增大而上升；另一方面，独立研发模式和合作研发模式在特定的约束条件范围内都可以实现供应链成员利润的帕累托改进。具体来说，当B较小时，供应链成员采用独立研发模式可以实现自身的利益最大化，并且随着B的增加，汽车生产商和电池供应商的利润都得到提高；当时，合作研发模式下的汽车生产商和电池供应商的利润高于独立研发模式，并且B越大，利润会越高。由此可见，当新能源汽车供应链中成员企业的研发创新能力较强时，即面临一个相对较大的研发得分系数时，可采用合作研发模式来提高研发得分系数对供应链产生的促进作用。

图5 不同策略下研发得分系数对研发投入的影响

图6 不同策略下研发得分系数对供应链利润的影响

（三）积分交易价格和研发得分系数对企业策略选择的交互影响分析

下面讨论参数P和参数B对新能源汽车供应链的综合影响。积分交易价格和研发得分系数对供应链利润的影响情况见图7 和图8。

图7 不同策略下积分交易价格和研发得分系数交互作用对整个供应链利润的影响（a）

图8 不同策略下积分交易价格和研发得分系数交互作用对整个供应链利润的影响（b）

由图7 可知：当积分交易价格较低时，B的大小对供应链成员是否选择合作契约行为的影响效果不明显；随着P的增加，当研发得分系数较低时，供应链成员会采取独立研发模式，从各自利润最大化角度出发进行相关决策；随着创新投入成本系数的增加，汽车生产商将采用合作研发模式以激励供应商进行创新，这也体现了合作研发模式的特性，能够兼顾上游成员的创新成本投入，在调动上游成员创新意愿方面起到积极作用。

四、结论与启示

（一）结论

本文构建了新能源汽车产业链中上游电池供应商和中游汽车生产商两个企业的研发投入博弈模型，并运用博弈论研究了独立研发决策和合作研发决策两种方式，分析了积分交易价格以及研发得分系数对电池供应商和汽车生产商创新决策的影响，最后采取数值分析法进行验证。研究结果表明：

1.“双积分”政策在有效促进电池供应商进行研发投入、提高创新水平的同时，还能提高电池的售价、扩大新能源汽车的市场需求。

2.“双积分”政策可以提高新能源汽车供应链成员的利润，但是其利润增幅程度不仅与积分交易价格、研发得分系数有关，还与双方选择的研发模式有关。

3.当积分交易价格和研发得分系数较低时，上下游企业会选择独立研发模式。但随着积分交易价格的上涨、研发得分系数的增大，独立研发与合作研发两种模式都可以实现新能源汽车供应链的帕累托改进，但相较于独立研发模式，上下游企业选择合作研发模式更能实现新能源汽车供应链的利益最大化。

（二）启示

“双积分”政策对新能源汽车供应链企业的研发投入有着显著的正向促进作用。根据本文测算的结果，为了能更好地提高汽车产业链的创新水平，研究团队提出如下几点建议：

1.对于政府而言，要继续依托“双积分”政策促进新能源汽车供应链的研发创新投入，进一步提升“双积分”政策的落实力度，实时监测并维护积分交易市场秩序，从而实现积分交易市场的平稳、良性发展。同时，在“双积分”政策的相关考核指标设计上，不能只注重对汽车生产商研发投入指标的设计，应该将上游核心零部件企业如电池供应商的研发投入也纳入考核指标，从而提升新能源汽车供应链成员技术创新的积极性。

2.对于企业而言，在“双积分”政策实施背景下，电池供应商和汽车生产商要选择最优的研发策略，以提高企业关键零部件的技术创新水平，尤其是当较高积分交易价格和研发得分系数时，汽车供应链成员应选择合作研发策略。