復(fù)合型碳減排機(jī)制下企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的博弈分析

肖丁丁,田文華

(山東師范大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014)

復(fù)合型碳減排機(jī)制下企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的博弈分析

肖丁丁,田文華

(山東師范大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014)

基于低碳技術(shù)存量差異，本文構(gòu)建了兩類企業(yè)選擇創(chuàng)新模式的演化博弈模型，在碳稅稅率與碳交易價(jià)格不同的情境下，通過(guò)數(shù)值仿真模擬了企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新模式的動(dòng)態(tài)選擇過(guò)程。研究表明：技術(shù)能力與存量是企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略選擇的根本約束，技術(shù)能力較弱的企業(yè)對(duì)碳稅稅率、碳交易價(jià)格變化相對(duì)敏感，技術(shù)劣勢(shì)迫使其選擇模仿創(chuàng)新，而技術(shù)能力較強(qiáng)的企業(yè)大多傾向于自主創(chuàng)新，通過(guò)碳交易機(jī)制獲取創(chuàng)新補(bǔ)償收益；適度稅率可以刺激低技術(shù)企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)活動(dòng)，同時(shí)為高技術(shù)企業(yè)提供創(chuàng)新補(bǔ)償，成為碳稅政策工具發(fā)揮價(jià)格控制功能的臨界條件；碳交易政策為不同技術(shù)水平企業(yè)運(yùn)營(yíng)提供了市場(chǎng)協(xié)調(diào)方式，與碳稅政策組合出差異化的補(bǔ)償機(jī)制與替代機(jī)制。

碳稅；碳交易；低碳技術(shù)創(chuàng)新；演化博弈；仿真

Abstract：Based on the stock difference of low carbon technology,the paper constructed an evolutionary game model about choosing innovation strategies for two kinds of enterprises,and simulated the dynamic selection process of the low carbon technology innovation model through numerical simulation in the context of different carbon tax rate and carbon trading prices.The main results show that:technology stock and capacity are the fundamental constraints for enterprise to choose low carbon technology innovation strategy.The weaker companies are sensitive to the carbon tax rate and trading price,which force the companies to adopt imitation innovation for the technological gap.But the stronger ones mostly prefer to in-house innovation,and gain compensation benefit through carbon trading mechanism.The modest tax rates can stimulate weaker enterprise to strengthen the R&D activities,and provide the stronger ones with innovation offset.The carbon trading policy offers a market coordinated way to firms with different technical level,which respectively shows the compensation and alternative mechanism combined with carbon tax policy.

Keywords:Carbon tax;Carbon trading;Low carbon technology innovation;Evolution game;Numerical simulation

1 引言

“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色發(fā)展”是“中國(guó)制造2025”規(guī)劃的基本方針，也是履行《巴黎協(xié)定》締約方責(zé)任的必然選擇，碳稅與碳交易政策成為控制溫室氣體排放、激勵(lì)低碳技術(shù)創(chuàng)新以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要政策工具。為兌現(xiàn)碳減排承諾，我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)必須走可持續(xù)發(fā)展的“低碳之路”，企業(yè)作為創(chuàng)新主體，必然要以低碳技術(shù)為支撐應(yīng)對(duì)減碳降污、履行社會(huì)責(zé)任[1]。然而，企業(yè)如何將低碳政策帶來(lái)的成本挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為低碳技術(shù)的提升過(guò)程，進(jìn)而提高低碳經(jīng)濟(jì)效益與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略在此機(jī)遇轉(zhuǎn)變過(guò)程中尤為重要[2]。目前，我國(guó)在北京、天津等七省市啟動(dòng)碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作，發(fā)改委、財(cái)政部等部門(mén)也在積極研究碳稅政策，這將成為推動(dòng)企業(yè)實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的動(dòng)力和保證。碳稅政策增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，而碳交易政策同時(shí)帶來(lái)了碳配額約束和低碳補(bǔ)償效益，因此，研究碳稅與碳交易雙重約束下的企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

OECD國(guó)家的實(shí)踐表明，實(shí)施碳稅與碳交易結(jié)合的復(fù)合型低碳政策，對(duì)控制溫室氣體排放具有良好的促進(jìn)作用[3]。英國(guó)在2003年頒布了《能源白皮書(shū)》，對(duì)航空等碳污染密集行業(yè)征收碳稅，并相繼建立了碳交易市場(chǎng)以及其他控制和減少溫室氣體排放的措施，這一系列碳減排政策不僅促進(jìn)了低碳經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展，還極大促進(jìn)了低碳技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)程[4]；2006年，美國(guó)政府實(shí)施了《氣候變化技術(shù)項(xiàng)目戰(zhàn)略計(jì)劃》，支持各層次研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用低碳技術(shù)，后續(xù)頒布了碳交易、碳減排的配套政策，刺激了低碳技術(shù)的原始創(chuàng)新與商業(yè)化[5]。如果實(shí)施單一的環(huán)境稅政策，那可能僅僅推動(dòng)低成本的技術(shù)創(chuàng)新，而在污染限額許可交易的情況下，便可推動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展[6]，因此，英美日等發(fā)達(dá)國(guó)家的碳減排政策與實(shí)踐，為發(fā)展中國(guó)家碳稅與碳交易政策設(shè)計(jì)，以及企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新策略提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

在國(guó)內(nèi)，包括碳稅與碳交易在內(nèi)的碳減排政策尚處于試點(diǎn)階段，碳交易與適度碳稅兼容的復(fù)合政策，可以確保實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，同時(shí)使較為分散的排放源承擔(dān)適當(dāng)?shù)臏p排義務(wù)，降低機(jī)制覆蓋行業(yè)的減排壓力。新常態(tài)背景下，依靠企業(yè)主動(dòng)選擇低碳策略具有不確定性，政府必須設(shè)計(jì)合理有效的碳減排政策，提升碳稅與碳交易機(jī)制下企業(yè)對(duì)能源價(jià)格的敏感度，督促其實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，并確定恰當(dāng)?shù)恼魇諒?qiáng)度與時(shí)機(jī)，以保證環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的雙贏局面。在復(fù)合型碳減排框架下，政府和企業(yè)如何平衡減排與低碳效益的關(guān)系問(wèn)題，成為碳減排理論研究、以及低碳技術(shù)創(chuàng)新與擴(kuò)散的關(guān)鍵[7-8]。因此，結(jié)合碳稅與碳交易的復(fù)合減排政策更加符合中國(guó)國(guó)情，也更有利于企業(yè)基于自身技術(shù)能力選擇最優(yōu)的低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。

綜上，學(xué)者們側(cè)重于論證碳稅與碳交易政策的兼容性，以及碳減排政策對(duì)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的宏觀影響[1-2,6]，但針對(duì)中國(guó)企業(yè)創(chuàng)新資源缺乏、技術(shù)水平偏低的現(xiàn)狀，從微觀層面探討碳稅與碳交易雙重機(jī)制下企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的研究相對(duì)較少。基于此，本文區(qū)分了高低技術(shù)能力水平的樣本企業(yè)，構(gòu)建了兩類企業(yè)選擇低碳技術(shù)創(chuàng)新模式的多群體演化博弈模型，在缺乏客觀數(shù)據(jù)的前提下，嘗試通過(guò)數(shù)值仿真模擬不同碳稅強(qiáng)度與碳交易價(jià)格下，企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新模式的動(dòng)態(tài)選擇過(guò)程。研究結(jié)論將為企業(yè)創(chuàng)新資源配置、低碳技術(shù)戰(zhàn)略選擇提供理論支撐，也為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、低碳技術(shù)追趕提供參考依據(jù)。

2 情境描述與模型構(gòu)建

2.1 情景描述

從創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)機(jī)制來(lái)看，作為低碳生產(chǎn)的主體，企業(yè)選擇低碳創(chuàng)新戰(zhàn)略受到內(nèi)、外部驅(qū)動(dòng)力的影響。外部驅(qū)動(dòng)力包括碳排放配額、碳稅水平、低碳市場(chǎng)需求、環(huán)保力度等，分別從市場(chǎng)協(xié)調(diào)、政策約束、供需平衡等方面間接影響企業(yè)低碳創(chuàng)新行為；內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力包括企業(yè)吸收能力、技術(shù)存量、交易價(jià)格敏感度、企業(yè)家精神等，分別通過(guò)知識(shí)基礎(chǔ)、市場(chǎng)策略、創(chuàng)新導(dǎo)向等要素直接決定企業(yè)創(chuàng)新活動(dòng)，并作為外部驅(qū)動(dòng)力的中介影響企業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略[9]。

(1)碳稅稅率。不同于一般稅收的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)效果，征收碳稅側(cè)重于引導(dǎo)企業(yè)利用低碳技術(shù)、控制溫室氣體排放，以實(shí)現(xiàn)減碳降污、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)影響能源價(jià)格來(lái)控制企業(yè)的生產(chǎn)成本，進(jìn)而影響其低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的選擇[10]。征收碳稅將導(dǎo)致能源價(jià)格上漲，部分研發(fā)基礎(chǔ)好的企業(yè)(尤其是高能耗企業(yè))將通過(guò)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略持續(xù)獲利，例如提高能源利用率、降低產(chǎn)品碳含量等，以彌補(bǔ)碳減排政策所引致的成本上升[1]，因此，碳稅稅率的高低影響了企業(yè)的生產(chǎn)方式與競(jìng)爭(zhēng)策略，并最終決定了低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的實(shí)施路徑。

(2)碳交易價(jià)格。由于碳稅政策對(duì)能源價(jià)格的絕對(duì)影響，容易導(dǎo)致能源密集型以及技術(shù)力量薄弱企業(yè)的強(qiáng)烈反對(duì)[10]。相比碳稅政策的政府單方受益，碳交易的靈活性與多變性更容易被企業(yè)、產(chǎn)業(yè)部分接受[1]。在碳交易市場(chǎng)中，一方面，部分企業(yè)通過(guò)出售碳配額獲利，以補(bǔ)償實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的成本增加；另一方面，為高能耗企業(yè)的碳減排任務(wù)提供了緩沖市場(chǎng)，幫助其依據(jù)減排成本合理選擇創(chuàng)新模式。碳交易的價(jià)格水平、交易機(jī)制會(huì)改變企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)地位，也將對(duì)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)升級(jí)、綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生間接影響。

(3)低碳技術(shù)存量。低碳技術(shù)存量是當(dāng)期進(jìn)行低碳技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)[8]，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)企業(yè)的碳減排技術(shù)與意識(shí)整體落后，大量高能耗、高排放的工藝技術(shù)長(zhǎng)期存在，同時(shí)囿于創(chuàng)新難度大、收益預(yù)期不明確等特點(diǎn)，提升了低碳技術(shù)的創(chuàng)新成本與推廣難度[11-12]。碳稅與碳交易的復(fù)合碳減排政策為打破“鎖定效應(yīng)”提供了契機(jī)，同時(shí)也對(duì)企業(yè)低碳技術(shù)存量提出了更高要求，只有知識(shí)基礎(chǔ)雄厚、人員結(jié)構(gòu)合理的企業(yè)，才能有效執(zhí)行低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略。

(4)技術(shù)能力。技術(shù)能力是企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新模式選擇的決定性因素[13]。企業(yè)的初始投入越高、技術(shù)積累越多，在執(zhí)行低碳技術(shù)創(chuàng)新時(shí)的后續(xù)投入越少，即企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新的直接成本是其技術(shù)能力的遞減函數(shù)。面對(duì)同一水平的碳稅與碳交易價(jià)格，技術(shù)能力較強(qiáng)的企業(yè)可能選擇自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新等模式，而技術(shù)能力偏弱的企業(yè)更傾向于模仿創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)自身資源投入與減排收益之間的平衡。

2.2 基本假設(shè)

(1)依據(jù)Cournot和Stackelberg雙寡頭模型中的市場(chǎng)逆需求函數(shù)，假定市場(chǎng)上存在兩家生產(chǎn)無(wú)差異產(chǎn)品的企業(yè)1和企業(yè)2，為控制生產(chǎn)過(guò)程中的溫室氣體排放量，政府向二者征收碳稅，同時(shí)對(duì)其開(kāi)放碳交易市場(chǎng)，兩家企業(yè)都有利用低碳技術(shù)的生產(chǎn)意愿。假設(shè)企業(yè)1和企業(yè)2的產(chǎn)量分別為q1，q2，總供給量為Q=q1+q2，則其市場(chǎng)逆需求函數(shù)為P(Q)=a-Q(a是大于零的常數(shù))。假設(shè)企業(yè)i產(chǎn)量為qi時(shí)的總成本為Ci(qi)=cqi(i=1,2)，即企業(yè)不存在固定成本，邊際成本均為c，且a-c>0，Q≤a-c，則企業(yè)i的利潤(rùn)函數(shù)為πi=(a-c-Q)qi。

(2)假定企業(yè)i生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排放量為ei，則總碳排放量為:Ei=ei·qi。

(3)為控制溫室氣體排放，政府根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排放量征稅，督促企業(yè)實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，假定本行業(yè)碳稅稅率為t，那么企業(yè)i需繳納的碳稅為：Ti=t·eiqi。

(4)政府規(guī)定本行業(yè)的單位產(chǎn)品基準(zhǔn)碳排放量為e0，單位碳交易配額的價(jià)格為m，那么企業(yè)i在碳交易市場(chǎng)中購(gòu)買碳配額所支付的生產(chǎn)成本，或賣出碳配額獲得的創(chuàng)新補(bǔ)償為：Mi=(ei-e0)qi·m。

綜上，企業(yè)i在碳稅和碳交易政策下利潤(rùn)函數(shù)為：

(1)

2.3 模型構(gòu)建

在雙寡頭市場(chǎng)中，企業(yè)1和企業(yè)2的技術(shù)能力、環(huán)保意識(shí)、社會(huì)責(zé)任的履行程度存在差異，當(dāng)企業(yè)選擇不同的低碳技術(shù)創(chuàng)新模式時(shí)，其市場(chǎng)地位也會(huì)發(fā)生變化。

(1)兩家企業(yè)選擇相同的創(chuàng)新模式。假設(shè)企業(yè)1和企業(yè)2均選擇模仿創(chuàng)新，那么二者符合Cournot雙寡頭模型，此時(shí)兩家企業(yè)的市場(chǎng)份額不會(huì)發(fā)生變化，則企業(yè)i的利潤(rùn)函數(shù)為：

(2)

(3)

將公式(3)帶入利潤(rùn)函數(shù)(2)，則兩家企業(yè)均選擇模仿創(chuàng)新時(shí)的利潤(rùn)為：

(4)

(5)

(2)兩家企業(yè)選擇不同的創(chuàng)新模式。假設(shè)企業(yè)1和企業(yè)2選擇不同的低碳技術(shù)創(chuàng)新模式，首先選擇自主創(chuàng)新的企業(yè)會(huì)率先攻克前沿的低碳生產(chǎn)技術(shù)，從而搶占低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，并成為新產(chǎn)品的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，后進(jìn)入企業(yè)則處于跟隨者地位，按照先后順序進(jìn)入市場(chǎng)的兩家企業(yè)符合Stackelberg雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)模型。

(6)

那么，企業(yè)1和企業(yè)2的利潤(rùn)函數(shù)為：

(7)

(8)

此時(shí)，企業(yè)1和企業(yè)2的利潤(rùn)函數(shù)為：

(9)

綜上，在雙寡頭壟斷的市場(chǎng)中，當(dāng)一方進(jìn)行低碳技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略決策時(shí)，另一方的市場(chǎng)地位會(huì)隨之發(fā)生改變，二者的創(chuàng)新收益矩陣如表1所示。

(3)演化博弈模型。在有限理性條件下，把某一行業(yè)的所有企業(yè)劃分為技術(shù)能力較弱(現(xiàn)有低碳技術(shù)相對(duì)落后，碳排放量較高)的群體1和技術(shù)能力較強(qiáng)(現(xiàn)有低碳技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，碳排放量較低)的群體2。假定群體1企業(yè)選擇自主創(chuàng)新的概率為x，那么選擇模仿創(chuàng)新的概率為1-x；群體2企業(yè)選擇自主創(chuàng)新的概率為y，那么選擇模仿創(chuàng)新的概率為1-y。依據(jù)復(fù)制子動(dòng)態(tài)方程的定義和求解方法[3]，可以得到群體1企業(yè)的復(fù)制子動(dòng)態(tài)方程為：

(10)

令F(x)=0，可解得：

x1=0，x2=1，

同理，群體2企業(yè)的復(fù)制子動(dòng)態(tài)方程為：

(11)

令F(y)=0，可解得：

x1=0，x2=1,

3 數(shù)值仿真

本文采用Matlab進(jìn)行數(shù)值仿真，分析碳稅稅率和碳交易價(jià)格發(fā)生變化時(shí)，技術(shù)能力存在差距的兩類企業(yè)進(jìn)行低碳技術(shù)創(chuàng)新模式選擇的演化路徑。

3.1碳稅和碳交易價(jià)格均較低時(shí)企業(yè)創(chuàng)新模式選擇

首先，假定碳稅和碳交易價(jià)格的水平一致，取值t=m=0.05，0.10，0.15，其他主要變量的初始賦值：a=5，c=1，e1=10，e2=8，e0=9，b=(0.4—0.6)，ri=(0.3-0.7)?；诜匠?10)和(11)，當(dāng)y=0.5時(shí)，通過(guò)模擬得到圖1，當(dāng)x=0.5時(shí)得到圖2。

圖1 碳稅和碳交易價(jià)格較低時(shí)對(duì)x的影響

圖2 碳稅和碳交易價(jià)格較低時(shí)對(duì)y的影響

由圖1可知，對(duì)于技術(shù)能力較弱的群體1企業(yè)，當(dāng)碳稅與碳交易價(jià)格較低(t=m=0.05，0.10，0.15)時(shí)，雖然企業(yè)選擇自主創(chuàng)新的初始概率不同，但是其低碳技術(shù)戰(zhàn)略最終都向模仿創(chuàng)新模式(x=0)方向演化，并且碳稅與碳交易價(jià)格的水平越高，初始選擇自主創(chuàng)新模式的概率越小，低碳技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)向模仿創(chuàng)新演化的速度越快。結(jié)果表明，對(duì)于技術(shù)能力較弱的企業(yè)群體，選擇自主創(chuàng)新戰(zhàn)略的成本較高，即使較低水平的碳減排政策也會(huì)帶來(lái)較高的研發(fā)成本；面對(duì)不斷上漲的碳稅與碳交易價(jià)格，群體1企業(yè)會(huì)果斷放棄自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)向模仿創(chuàng)新，而較低的碳交易價(jià)格促使部分模仿創(chuàng)新企業(yè)購(gòu)買碳配額，轉(zhuǎn)嫁污染方式以避免政府處罰。

與此同時(shí)，對(duì)于技術(shù)能力較強(qiáng)的群體2企業(yè)，當(dāng)碳稅與碳交易價(jià)格較低時(shí)，盡管企業(yè)選擇自主創(chuàng)新的初始概率不同，系統(tǒng)最終會(huì)向自主創(chuàng)新模式(y=1)方向演化，并且初始選擇自主創(chuàng)新的概率越高，系統(tǒng)演化越快。這說(shuō)明，企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的成功概率是其技術(shù)能力的遞增函數(shù)，對(duì)于群體2企業(yè)而言，由于自身技術(shù)存量較高、能力水平較強(qiáng)，選擇自主創(chuàng)新模式的直接成本較低，更容易在低碳技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中形成馬太效應(yīng)；較低水平的碳減排政策不利于該類企業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，它們將利用創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)提高低碳技術(shù)的準(zhǔn)入門(mén)檻，從而平衡碳交易機(jī)制下的創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)[16]。

3.2碳稅和碳交易價(jià)格均較高時(shí)企業(yè)創(chuàng)新模式選擇

當(dāng)碳稅與碳交易價(jià)格較高(t=m=0.80，0.85，0.90)時(shí)，兩類企業(yè)在低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略選擇上趨勢(shì)相同，但是對(duì)碳稅與碳交易水平變化的反應(yīng)速度存在差異。從圖3來(lái)看，群體1企業(yè)對(duì)碳稅稅率或交易價(jià)格的敏感性較高，規(guī)制嚴(yán)格的碳減排政策大大增加了該類企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，促使其快速放棄自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，而趨向于以技術(shù)購(gòu)買、集成為主的模仿創(chuàng)新戰(zhàn)略。相比于群體1，群體2企業(yè)向(x，y=0)演化的速度逐漸放緩，一定程度的低碳技術(shù)存量成為緩沖高碳稅、高交易價(jià)格的知識(shí)基礎(chǔ)，并可以利用富余的碳配額在碳交易市場(chǎng)和共享專利方面獲得短期利潤(rùn)，但最終還是放棄自主創(chuàng)新、轉(zhuǎn)向模仿創(chuàng)新的戰(zhàn)略。因此，碳稅與碳交易價(jià)格均較高的市場(chǎng)機(jī)制，對(duì)企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生了較大壓力，即使可以通過(guò)拍賣碳排放許可抵消扭曲性稅收，但最終還是會(huì)放棄高風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)周期的自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，這將對(duì)企業(yè)成長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)產(chǎn)生長(zhǎng)期的消極影響[17]。

圖3 碳稅和碳交易價(jià)格較高時(shí)對(duì)x的影響

圖4 碳稅和碳交易價(jià)格較高時(shí)對(duì)y的影響

3.3碳稅較低、碳交易價(jià)格較高時(shí)企業(yè)創(chuàng)新模式選擇

當(dāng)碳稅較低、碳交易價(jià)格較高(t=0.05，0.10，0.15；m=0.80，0.85，0.90)時(shí)，群體1企業(yè)對(duì)碳稅稅率的反應(yīng)依舊敏感(見(jiàn)圖5)，較高的碳交易價(jià)格一方面壓縮了其自主創(chuàng)新的資源投入，加速了創(chuàng)新模式向x=0方向的演化進(jìn)程，另一方面也阻止了該類企業(yè)在碳交易市場(chǎng)上購(gòu)買碳配額，避免了轉(zhuǎn)嫁環(huán)境污染、逃避社會(huì)責(zé)任的可能性。與之相反，較低碳稅為群體2企業(yè)提供了充足的自主創(chuàng)新資源，而較高碳交易價(jià)格也為其帶來(lái)了豐富的創(chuàng)新補(bǔ)償利潤(rùn)，隨著時(shí)間的推移，群體2企業(yè)最終會(huì)選擇自主創(chuàng)新模式，并且碳交易價(jià)格越高，系統(tǒng)向y=1方向的演化速度越快(見(jiàn)圖6)。綜上，較低碳稅對(duì)兩類企業(yè)而言都是機(jī)遇，二者都可以選擇適宜性的創(chuàng)新戰(zhàn)略，群體1和2分別選擇模仿創(chuàng)新、自主創(chuàng)新，以滿足短期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)利益；而較高碳交易價(jià)格僅對(duì)群體2企業(yè)有利，促使其堅(jiān)定走自主創(chuàng)新的“低碳之路”，并從低碳技術(shù)創(chuàng)新中持續(xù)獲利。

圖5 較低碳稅和較高碳交易價(jià)格時(shí)對(duì)x的影響

圖6 較低碳稅和較高碳交易價(jià)格時(shí)對(duì)y的影響

3.4碳稅較高、碳交易價(jià)格較低時(shí)企業(yè)創(chuàng)新模式選擇

當(dāng)碳稅較高、碳交易價(jià)格較低(t=0.80，0.85，0.90；m=0.05，0.10，0.15)時(shí)，群體1企業(yè)會(huì)逐漸選擇模仿創(chuàng)新戰(zhàn)略，但相較于圖3和圖5來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)變速度有所減緩(見(jiàn)圖7)，較高碳稅嚴(yán)重壓縮了該類企業(yè)的自主創(chuàng)新成本，即使可以通過(guò)一定數(shù)額的碳交易維持市場(chǎng)份額，但是無(wú)法彌補(bǔ)碳稅上升的成本負(fù)擔(dān)，加速了系統(tǒng)向x=0方向的演化進(jìn)程。相比而言，在預(yù)設(shè)情境下群體2企業(yè)呈現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢(shì)，在碳稅與碳交易價(jià)格差距較小(t=0.80；m=0.15)時(shí)，較高碳稅擠壓了創(chuàng)新資源投入，較低碳交易價(jià)格使其在碳交易市場(chǎng)中的創(chuàng)新補(bǔ)償下降，從而致使部分企業(yè)的創(chuàng)新模式向y=0方向演化；而當(dāng)碳稅與碳交易價(jià)格差距較大(t=0.90；m=0.05)時(shí)，由于企業(yè)廣泛采用積累的低碳技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，大幅度減少了碳排放量，為企業(yè)節(jié)省了大量的碳稅成本，從而超過(guò)了中等差距(t=0.85，m=0.10)時(shí)在碳交易市場(chǎng)上的收益，系統(tǒng)則轉(zhuǎn)向y=1的方向演化，即堅(jiān)持選擇自主創(chuàng)新模式。因此，除了碳稅稅率和碳交易價(jià)格水平之外，企業(yè)內(nèi)部也平衡創(chuàng)新成本支出與低碳創(chuàng)新收益之間的關(guān)系，從而驅(qū)使低碳技術(shù)存量較高的企業(yè)做出不同戰(zhàn)略選擇。

圖7 較高碳稅和較低碳交易價(jià)格時(shí)對(duì)x的影響

圖8 較高碳稅和較低碳交易價(jià)格時(shí)對(duì)y的影響

3.5 結(jié)果討論

(1)企業(yè)技術(shù)能力與存量是其低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略選擇的根本約束。從對(duì)比效果來(lái)看，無(wú)論碳減排政策的規(guī)制強(qiáng)度高低，群體1最終都會(huì)選擇模仿創(chuàng)新，僅在演化速度方面存在差別，而群體2在多數(shù)情境下會(huì)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，這種戰(zhàn)略差異取決于企業(yè)自身的技術(shù)能力與存量。創(chuàng)新活動(dòng)具有較強(qiáng)的不確定性，企業(yè)自身技術(shù)存量能增加吸收能力、緩沖研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，從而提升其應(yīng)對(duì)技術(shù)、環(huán)境變化的敏感性與適應(yīng)性[16]。因此，只有具備一定的研發(fā)基礎(chǔ)，才能夠在低碳創(chuàng)新戰(zhàn)略決策中占據(jù)主動(dòng)權(quán)，即使碳減排政策發(fā)生變化，企業(yè)仍然有能力適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)、新要求，從而實(shí)現(xiàn)研發(fā)支出與創(chuàng)新補(bǔ)償之間的平衡[18]。

(2)適度稅率成為碳稅政策工具發(fā)揮價(jià)格控制職能的臨界條件。碳稅水平對(duì)技術(shù)能力較弱的群體1企業(yè)影響較大，隨著碳稅稅率上升，系統(tǒng)向x=0方向的演化速度越快，即企業(yè)選擇模仿創(chuàng)新的意愿越迫切。征收碳稅迫使群體1自主創(chuàng)新的成本提升，壓縮了其進(jìn)行自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新的資源投入，加之低碳技術(shù)存量較低的劣勢(shì)，該類企業(yè)會(huì)快速轉(zhuǎn)向模仿創(chuàng)新。盡管碳交易價(jià)格較低時(shí)，系統(tǒng)向x=0方向的演化速度有所放緩，但是也放任了部分企業(yè)的肆意污染行為，這對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)福利產(chǎn)生了負(fù)面影響。同時(shí)，較高碳稅也不利于群體2企業(yè)的自主創(chuàng)新，部分企業(yè)會(huì)選擇成本與風(fēng)險(xiǎn)較低的模仿創(chuàng)新。較高碳稅擠出了企業(yè)的自主創(chuàng)新投入，并抵消了低碳技術(shù)轉(zhuǎn)移和碳交易獲得的利潤(rùn)空間，從而迫使其放棄自主創(chuàng)新[19]。因此，對(duì)于任何技術(shù)水平、低碳技術(shù)存量的企業(yè)，適度的碳稅稅率是協(xié)調(diào)低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的前提基礎(chǔ)，也是維持其價(jià)格調(diào)控功能的關(guān)鍵條件。

(3)不同水平下碳交易與碳稅組合出差異化的補(bǔ)償機(jī)制與替代機(jī)制。碳交易機(jī)制兼具價(jià)格與數(shù)量控制的雙重作用，與碳稅政策組合出差異化的協(xié)調(diào)機(jī)制[20]。從圖3～6來(lái)看，當(dāng)碳交易價(jià)格較高時(shí)，群體1企業(yè)會(huì)逐漸放棄自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，利用低碳稅補(bǔ)償?shù)吞技夹g(shù)交易成本上升，兩種碳減排政策表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制；而群體2企業(yè)在高碳稅時(shí)選擇模仿創(chuàng)新，從而平衡“雙高”情境下成本支出與碳交易收益，二者表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制，但是當(dāng)碳稅較低時(shí)，該類企業(yè)將堅(jiān)持貫徹自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，通過(guò)低碳技術(shù)授權(quán)與轉(zhuǎn)化規(guī)避低碳稅的沖擊，從而實(shí)現(xiàn)了價(jià)格對(duì)數(shù)量控制的替代效應(yīng)。對(duì)比圖1～2和圖7～8發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳交易價(jià)格較低時(shí)，群體1企業(yè)仍然選擇模仿創(chuàng)新，碳稅較高時(shí)系統(tǒng)演化速度越快，即碳稅與碳交易之間表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制；碳稅對(duì)群體2企業(yè)的影響存在差異，低碳稅時(shí)二者表現(xiàn)為替代機(jī)制，系統(tǒng)逐漸向自主創(chuàng)新的方向演化，而高碳稅時(shí)則同時(shí)存在替代機(jī)制與補(bǔ)償機(jī)制。總之，碳交易機(jī)制為群體1企業(yè)提供了緩沖地帶，可以補(bǔ)償征收碳稅帶來(lái)的額外成本，而為群體2企業(yè)創(chuàng)造了實(shí)施低碳技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略的市場(chǎng)機(jī)遇，但是稅率和交易價(jià)格均應(yīng)在適度水平，否則會(huì)迫使該類企業(yè)放棄可持續(xù)的“低碳之路”。

4 結(jié)論與啟示

基于低碳技術(shù)存量差異，本文構(gòu)建了兩個(gè)企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新模式選擇的演化博弈模型，在碳稅稅率與碳交易價(jià)格不同的情境下，通過(guò)數(shù)值仿真模擬了企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新模式的動(dòng)態(tài)選擇過(guò)程。研究表明：①技術(shù)能力與存量決定了企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新策略，技術(shù)能力較弱的群體1企業(yè)對(duì)碳稅稅率、碳交易價(jià)格變化相對(duì)敏感，自身劣勢(shì)也迫使其最終選擇模仿創(chuàng)新的道路，相對(duì)而言，群體2企業(yè)大多傾向于自主創(chuàng)新，通過(guò)碳交易市場(chǎng)獲得創(chuàng)新補(bǔ)償收益，以彌補(bǔ)征收碳稅而壓縮的研發(fā)成本，以此為契機(jī)打破低碳技術(shù)的“鎖定效應(yīng)”[1]。②適度稅率可以刺激低技術(shù)企業(yè)加強(qiáng)研發(fā)活動(dòng)，同時(shí)為高技術(shù)企業(yè)提供創(chuàng)新補(bǔ)償，成為碳稅政策工具發(fā)揮價(jià)格控制職能的臨界條件。稅率過(guò)低意味著放任群體1企業(yè)的高能耗、低技術(shù)生產(chǎn)行為，而稅率過(guò)高也將加重群體2企業(yè)的研發(fā)負(fù)擔(dān)，阻礙低碳技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)開(kāi)發(fā)。③碳交易政策為不同技術(shù)水平企業(yè)運(yùn)營(yíng)提供了市場(chǎng)協(xié)調(diào)機(jī)制，與碳稅政策組合出差異化的補(bǔ)償機(jī)制與替代機(jī)制。當(dāng)碳交易價(jià)格較高時(shí)，群體1企業(yè)往往表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制，而隨著碳稅稅率上升，群體2企業(yè)由替代機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)檠a(bǔ)償機(jī)制；當(dāng)碳交易價(jià)格較低時(shí)，群體1企業(yè)轉(zhuǎn)向模仿創(chuàng)新的速度放緩，但總體表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制，群體2企業(yè)在碳稅低時(shí)表現(xiàn)為補(bǔ)償機(jī)制，在高碳稅時(shí)同時(shí)存在替代機(jī)制與補(bǔ)償機(jī)制。

在倡導(dǎo)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色發(fā)展”的背景下，上述研究結(jié)論對(duì)企業(yè)自身和相關(guān)政府部門(mén)均具有一定啟示作用：①基于行業(yè)、區(qū)域等約束條件，試行差異化的碳稅與碳交易政策。一方面適當(dāng)降低碳稅稅率，節(jié)約企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新的研發(fā)成本，另一方面提高碳交易價(jià)格，增加低碳技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)的補(bǔ)償收益，也避免企業(yè)通過(guò)單一購(gòu)買碳配額轉(zhuǎn)移污染的行為。②優(yōu)化低碳創(chuàng)新補(bǔ)償力度與范圍，扶持企業(yè)克服自主創(chuàng)新“成本瓶頸”[7]。任何規(guī)制政策都會(huì)直接壓縮企業(yè)的創(chuàng)新投入，碳交易政策是彌補(bǔ)研發(fā)成本的市場(chǎng)機(jī)制，同時(shí)更需要專項(xiàng)資金、研發(fā)退稅等財(cái)政政策與之相匹配，從而推動(dòng)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)選擇低碳創(chuàng)新模式。③構(gòu)建低碳技術(shù)擴(kuò)散系統(tǒng)，提升全行業(yè)技術(shù)存量與水平。通過(guò)低碳技術(shù)的共享與轉(zhuǎn)化，突破低碳技術(shù)普遍落后的“鎖定效應(yīng)”，促進(jìn)更多企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)、低碳創(chuàng)新等戰(zhàn)略，而非一味地轉(zhuǎn)嫁污染[10]。④企業(yè)應(yīng)根據(jù)技術(shù)能力匹配創(chuàng)新模式，通過(guò)產(chǎn)學(xué)合作獲取前沿低碳技術(shù)。技術(shù)能力存量與水平?jīng)Q定了低碳技術(shù)的創(chuàng)新戰(zhàn)略，后發(fā)企業(yè)更需要加強(qiáng)技術(shù)資源積累，以尋求二次創(chuàng)新、自主創(chuàng)新的機(jī)遇，與學(xué)研機(jī)構(gòu)的協(xié)同合作則是行之有效的途徑之一。

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(責(zé)任編輯 沈蓉)

GameAnalysisofCarbonTaxandCarbonTradingontheStrategyofEnterprise’sLowCarbonTechnologyInnovation

Xiao Dingding,Tian Wenhua

(School of Management Science& Engineering,Shandong Normal University,Jinan 250014,China)

F270

A

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(71233003),國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(71403153),教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大課題攻關(guān)項(xiàng)目(12JZD042),山東省自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(ZR2016GQ03)。

2016-12-07

肖丁丁(1984-)，男，山東濱州人，博士，山東師范大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院講師;研究方向：創(chuàng)新管理。