區(qū)域碳減排的兩階段讓步博弈分析

袁亮　何偉軍　Dagmawi+Mulugeta+Degufu

摘要：通過兩階段的讓步碳減排博弈模型分析發(fā)現(xiàn)：碳減排會影響各國的效用，效用的變化大小依賴雙方的Logistic系數(shù)和限制性參數(shù)；在讓步減排之后，兩者不一定能實現(xiàn)帕累托最優(yōu)，但是可以實現(xiàn)帕累托提升，讓步談判的輸方獲得更大的效用；而贏方的減排量在某一特定的區(qū)間范圍內(nèi)時效用也會得到提升。由于氣候問題的嚴(yán)重性、流動性和不可分性，各國在協(xié)商過程中應(yīng)該結(jié)合共同但有區(qū)別責(zé)任的原則，在談判中相互讓步與妥協(xié)并承擔(dān)起與自身能力和發(fā)展階段相適應(yīng)的責(zé)任。

關(guān)鍵詞：博弈；碳減排；合作；帕累托提升

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.01.15

中圖分類號：F205； F0622 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-8409（2017）01-0067-05

Abstract： Based on the twostage concession game model， this paper analyzes the regional carbon emission reduction. Results show that， the effectiveness of emission reductions will affect all the countries， changes in the size of the utility depends on Logistic parameter and constraining parameter. After carbon emission reduction， countries may not achieve Paretooptimality， but can achieve Pareto improvement. After the concessions， the loser of negotiation process achieves improvement in its utility， the winner will improve as well as long as it is within the balanced emission range. Because of the seriousness of climate change， emission reduction plan should cater to the principle of common but differentiated responsibilities of the different countries and assume the responsibility appropriate to their abilities and stage of development.

Key words：game theory； carbon reduction； cooperation； Pareto improvement

引言

氣候問題目前已經(jīng)成為世界各國關(guān)注的焦點，部分國家呼吁開展廣泛的碳減排來解決這一問題，碳減排是國與國之間權(quán)利與利益關(guān)系的調(diào)整，將對各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，并且各國的不同國情決定面對未來氣候風(fēng)險的態(tài)度不同，所以在各國的政治體制、經(jīng)濟(jì)實力和價值觀等不同的背景下很難形成普遍接受的減排計劃。但是工業(yè)生產(chǎn)和人類活動引發(fā)的氣候問題正在不斷加深，拖延行動比不確定性條件下采取行動會造成更多的風(fēng)險[1]，各國為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要維護(hù)全球公共利益，所以各國應(yīng)立即采取有效的減排合作來解決這一問題。

由于氣候問題是一個全球性的環(huán)境問題，地區(qū)之間可以通過談判和協(xié)商來進(jìn)行合作。學(xué)者大多通過產(chǎn)權(quán)理論和博弈論來分析各國的減排合作，基于科斯的產(chǎn)權(quán)理論將排污權(quán)用于大氣污染的治理分析中，將環(huán)境問題轉(zhuǎn)換為產(chǎn)權(quán)問題，明確污染權(quán)的概念從而通過協(xié)商來解決環(huán)境污染問題[2]，并分析地區(qū)之間在環(huán)境治理和節(jié)能減排方面開展的廣泛合作[3]，但是在現(xiàn)實中的區(qū)域減排合作難以保證完美信息[4]，并且科斯定理忽略主體之間的非對稱性和實際與理想的市場架構(gòu)之間的差異性[5]，加之各地區(qū)在經(jīng)濟(jì)和社會效益都是趨利的，從而導(dǎo)致地區(qū)之間的減排合作缺少公平性和穩(wěn)定性。學(xué)者利用博弈論對區(qū)域的減排問題也有一些深入的研究，Chew等通過對跨區(qū)域的工業(yè)節(jié)水項目的博弈分析發(fā)現(xiàn)在缺乏一個集權(quán)命令式的方案時很難分析主體的行為，主體之間需要通過談判和協(xié)商建立一個普遍認(rèn)可的合作方式[6]；Magombeyi等認(rèn)為集體談判可以產(chǎn)生普遍接受的結(jié)果，從而提高系統(tǒng)的安全性，但它必須和諧和透明，并具有可操作性的路徑來增加社會福利[7]；DeCanio等發(fā)現(xiàn)由于收益矩陣的不同，各國在氣候問題上的博弈將表現(xiàn)出不同形式，在氣候問題上各國應(yīng)該采取積極有效的談判與合作，而不應(yīng)該放任其成為囚徒困境[8]；Hirsch通過案例分析發(fā)現(xiàn)主體之間一旦找到影響合作機(jī)制構(gòu)建的主要原因，就可以幫助改善現(xiàn)有的合作框架以解決合作中可能出現(xiàn)的問題[9]。所以在減排合作之中需要各國就減排問題進(jìn)行相關(guān)的協(xié)商與談判來形成一個普遍可接受方案，通過構(gòu)建合理的合作框架來保證減排的公平和合作的穩(wěn)定。Benchekroun等通過對跨界污染進(jìn)行博弈分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)主體關(guān)注短期利益時很難形成減排合作，需要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)移支付來激勵主體實現(xiàn)減排合作[10]；Rob等通過對萊茵河硝酸鹽的排放量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)由于在環(huán)境污染問題上搭便車不總是一種經(jīng)濟(jì)行為，合作減排不僅可以降低地區(qū)的污染水平，而且使得雙方的效用得到提升[11]?？梢娫诤献髦懈鲊鴥H僅考慮自身利益最大化是很難保證減排合作的形成，在氣候問題上更多的是應(yīng)該關(guān)注整體效益最大化。由于每個地區(qū)減排的意愿不一致，現(xiàn)實的情況是雙方會出現(xiàn)討價還價博弈，但是在不完全信息下的討價還價存在著時間成本和談判成本，并且減排博弈中效用不可轉(zhuǎn)移，所以納什均衡和K-S解不能解決當(dāng)前的減排問題，最后將出現(xiàn)一個無限期的討價還價博弈，這將導(dǎo)致更嚴(yán)重的環(huán)境問題。所以在個體理性和缺乏超主權(quán)政府的情況下，國家之間關(guān)于減排問題會產(chǎn)生沖突，如果雙方都不愿做出讓步，則很難化解當(dāng)前各國之間存在的談判僵局，一個有效的并能被廣泛接受和參與的減排合作機(jī)制將難以形成。如何構(gòu)建國家之間的讓步合作來緩解彼此的沖突，實現(xiàn)沖突目標(biāo)之間的最佳平衡和效用提升成為研究的重點。

1讓步博弈模型的參數(shù)介紹和規(guī)則設(shè)計

假設(shè)個體在減排量談判上會做出適當(dāng)?shù)淖尣?，使減排的公平性和政治的可行性達(dá)到平衡。將雙方的博弈分為[0，1]兩個階段，在t=0時，博弈的雙方根據(jù)自身利益最大化選擇碳排放量；在t=1時，雙方根據(jù)第一階段的排放量進(jìn)行讓步談判并實施減排，讓步表示主體承諾在t=1時相比t=0時的排放量會進(jìn)行一定程度的削減，從而將一個非合作靜態(tài)博弈轉(zhuǎn)換為一個動態(tài)的讓步博弈。由于雙方都需要考慮本地的發(fā)展需要和公平性，雙方的策略選擇會根據(jù)地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)實力和發(fā)展需要等因素而做出。

通過上文的分析，可以得到以下結(jié)論：

（1）就雙方效用而言，第一階段的談判贏家在第二階段的效用不一定會得到提高，這是因為談判的贏家在第二階段的讓步量無論是對比自己第一階段的排放量，還是對比對方在第二階段的相對讓步量，都有較高的削減比例，在這種情況下，談判的贏方承擔(dān)更多的社會責(zé)任從而相對減排量更大；而談判的輸方由于自身的相對減排比較少，通過與談判贏方在減排上的共同努力從而效用得到提升。

（2）當(dāng)雙方在追求自身利益最大化的時候，并不一定能實現(xiàn)帕累托最優(yōu)，甚至可能出現(xiàn)“公共地悲劇”。對個體效用而言，雙方都減少排放量時可以產(chǎn)生更大的效用，但減排之后兩者不一定能達(dá)到帕累托最優(yōu)，當(dāng)減排量在一定的區(qū)間范圍內(nèi)時，兩者可以實現(xiàn)帕累托提升。

3算例分析

假設(shè)在某區(qū)域內(nèi)存在兩個國家，兩個國家為帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展會有一定的能源消耗和碳排放，但是由于環(huán)境污染問題的日益突出，兩個國家通過談判愿意同時減少碳排放來保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并實現(xiàn)地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

假設(shè)兩個地區(qū)的效用函數(shù)為：

4結(jié)論

如果每個個體在考慮自身利益最大化的情況下獨(dú)立行動獲得的凈收益總和低于他們以某種方式協(xié)調(diào)所獲得的收益，那么他們就會采取某種方式來協(xié)調(diào)彼此的策略選擇，從而把個體獨(dú)立行動的情景轉(zhuǎn)變?yōu)閭€體之間采用協(xié)調(diào)策略以獲得較高收益或減少共同損失的情景。因為單次不合作所帶來的短期利益在無限次重復(fù)博弈中將變得微不足道，所以各國為獲得長遠(yuǎn)的合作收益，便不會貪圖短期的不合作利益，各國可以通過構(gòu)建一個強(qiáng)有力的讓步協(xié)議來保證雙方都按照規(guī)則來執(zhí)行，這樣可以建立起兩國的合作博弈。本文討論效用非轉(zhuǎn)移下的討價還價的讓步博弈，通過分析發(fā)現(xiàn)：

（1）博弈主體的減排量會影響自身的效用，效用的變化依賴于雙方的Logistic系數(shù)和限制性參數(shù)。

（2）在讓步減排之后，談判的輸方獲得了更大的效用，而談判的贏方減排量在某一特定的區(qū)間范圍內(nèi)時效用也會得到提升，實現(xiàn)雙贏。

（3）在讓步減排之后，兩者不一定能實現(xiàn)帕累托最優(yōu)，但是可以實現(xiàn)帕累托提升。

面臨日益惡化的生態(tài)環(huán)境，尤其是全球氣候變暖，需要各國之間通力合作，國家之間保持良好的溝通和協(xié)作，但是由于各國在資金、科技水平和其他能力方面存在一定的差別，在氣候談判時要考慮各國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、談判能力、人才以及其他資源可獲得性等多方面存在的不平等性[14]，所以各國在碳減排中所承擔(dān)的責(zé)任應(yīng)當(dāng)與自身的能力和發(fā)展階段相適應(yīng)，結(jié)合共同但有區(qū)別責(zé)任的原則來區(qū)別對待各國，并注重反復(fù)實踐。另外，在當(dāng)前環(huán)境問題日趨惡化的情況下，各國要主動承擔(dān)起減排的任務(wù)，因為減排量在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)時國家的效用會得到一定的提升[15]，并且發(fā)達(dá)國家應(yīng)該充分地承擔(dān)氣候變化的歷史責(zé)任以糾正發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家之間在收益分配上的失衡，從而避免跨代搭便車行為[16]，保證代際公平[17]，從而推動各國更廣泛地參與到碳減排的合作中來。最后，各國在碳減排問題上應(yīng)該放棄環(huán)境利己主義和個人主義，在協(xié)商過程中相互讓步與妥協(xié)，保證生態(tài)環(huán)境的安全性這一全局目標(biāo)，在減排中承擔(dān)起責(zé)任，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，堅持可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：冉春紅）