基于演化博弈模型的新能源产业分析——以政府补贴率与企业自主研发为例

文/王荀

在新能源企业的发展初期，影响其研发的关键在于政府补贴政策。综合考虑影响新能源产业的内在因素和外在因素，本文采用了演化博弈模型对“政府补贴政策影响新能源车企的研发策略”展开研究。研究结果表明，新能源车企在政府补贴高于临界值时更倾向于自主研发，在相反条件下会产生技术引进的意向；在研发成功率高时，企业自主研发意愿强烈，在研发成功率低时，企业更倾向于技术引进。由此可见，良好的创新环境是新能源车企着力自主研发的基础，反之，新能源车企就会选择技术引进。

一、构建演化博弈模型

（一）描述与假设

在激烈的市场竞争环境下，新能源车企通常会根据政府政策和对手的研发策略来调整自身的研发策略。因此，本文假设有两家具备自主研发能力的新能源车企（新能源车企1、新能源车企2）存在，且利润最大化只能通过提高自主研发能力来实现。[1]

基于上述假设，设政府对新能源车企研发投入的补贴率为s，新能源车企研发成功率为t。如果这两家车企都选择自主研发，那么在研发成功后，企业垄断性收益可设为R1，产业主导权收益可设为R2。其中，一家车企选择自主研发（成本为c1）并获得R1，且承担研发失败的时间窗口收益损失L1，另一家车企选择技术引进并承担引进成本c2（c1大于c2），获得时间窗口收益R3。如果两家车企都选择技术引进，那么它们都要承担c2的引进成本，并面临产业主导权潜在损失L2的可能性。[2]基于此，本文对这两家新能源车企进行随机抽取分析，发现它们同时使用了自主研发和技术引进这两种策略。此时，博弈双方收益情况如下：

（1）当这两家新能源车企都选择自主研发时，两家企业的收益为：[t(R1+R2)-(1-t)L1-c1(1-s)]。

（2）假设新能源车企1 选择自主研发，新能源车企2 选择技术引进，那么前者的收益就可以表示为[tR1-(1-t)L1-c1(1-s)]，后者的收益可以表示为[R3-c2(1-s)]。

（3）假设新能源车企1 选择技术引进，新能源车企2 选择自主研发，那么前者的收益可以表示为[R3-C2(1-s)]；后者的收益可以表示为[tR1-(1-t)L1-C1(1-s)]。

（4）假设这两家车企都选择技术引进，那么它们的收益都可以表示为[R3-C2(1-s)-L2]。

（二）构建演化博弈模型

假设新能源车企1 自主研发概率为p，新能源车企2 自主研发概率为q，那么前者技术引进的概率就是1-p，后者技术引进的概率就是1-q。p与q的取值范围均为[0,1]。由于这两家新能源车企在决策过程中会根据利益最大化原则来调整研发策略，p与q的取值必然会发生变化，故本文基于这两家新能源车企的研发策略构建了支付矩阵（见表1）。

表1 两家新能源车企的支付矩阵

（三）分析均衡的稳定性

此时，矩阵J的行列和迹分别为：

表2 五个局部均衡点的取值

结合局部稳定性分析结果，本文得出如下结论。①情形1：不管t和L2/R2关系如何，当时，这两家车企的局部均衡点都是（0,0）。由此推断，当政府补贴率低于临界值时，这两家车企都会选择技术引进。②情形2：当时，新能源车企1 与新能源车企2 的局部均衡点分别为（0,1）与（1,0）。此时，前者会选择技术引进，后者会选择自主研发。③情形3： 当时， 这两家车企的局部均衡点分别为（0,0） 与（1,1）， 且这两家车企的研发策略均趋向技术引进或自主研发。④情形4：不管t与L2/R2关系如何，当时，这两家车企的局部均衡点都是（1,1）。此时，只要政府补贴率高于临界值，这两家车企都会选择自主研发。

二、仿真演化

为进一步验证自主研发成功率、政府补贴率等因素在不同取值下对新能源车企研发策略的影响，本文采用Matlab软件进行仿真演化[3]，并设定如下条件：第一组假设新能源车企1 自主研发率的初始值为0.10，新能源车企2 的为0.30；第二组假设新能源车企1 自主研发率的初始值为0.60，新能源车企2 的初始值为0.70。

（1）情形1：不管t与L2/R2关系如何，当时，系统演化稳定策略为（0,0）。也就是说，当政府补贴率低于临界值时，这两家车企都倾向于技术引进；而当自主研发成功率提高时，即使政府补贴率低，它们也会选择自主研发。[4]

（2）情形2：当t小于L2/R2时，系统演化稳定策略分别为（0,1）与（1,0）。这就说明，自主研发成功率较低，车企更倾向于技术引进，但也存在车企自主研发意愿高且选择自主研发这种局面。

（3）情形3：当t大于L2/R2， 且时， 系统演化稳定策略分别为（0,0）与（1,1）。也就是说，新能源车企在自主研发成功率高的情况下会出现分化，为了保障创新收益，它会加强研发行为，反之则趋向于技术引进。由此可见，在不能保障创新收益的情况下，只有自主研发成功率提高，新能源车企才会选择自主研发。

（4）情形4：不管t与L2/R2关系如何，当时，系统演化稳定策略均为（1,1）。也就是说，当政府补贴率高于临界值时，新能源车企会选择自主研发。

三、结论与启示

整体来看，新能源车企在政府补贴率高于临界值时会加大自主研发投入，反之则更倾向于技术引进；在较高的自主研发成功率及良好创新环境的情况下，新能源车企更容易选择自主研发，反之则更容易选择技术引进；在无法保障创新收益的情况下，新能源车企更偏向于技术引进，以获取短期收益。基于此，本文提出如下建议：

（1）在发展初期，新能源车企面临自主研发成本高、风险大等挑战，相关部门应适当提高补贴率，以降低新能源车企的研发成本。同时，相关部门需要调整补贴标准，以激发新能源车企的研发动力和竞争意识。（2）为切实提高自主研发成功率，新能源车企必须重视人才培养和人才引进，积极与第三方研发机构加强合作，全方位增强自身研发能力。（3）新能源车企还要营造良好的协同创新环境，培养自主创新文化，注重知识产权保护，为协同创新发展夯实基础。