碳排放收費(fèi)對企業(yè)碳排放和產(chǎn)量決策的影響

趙劉威 彭振革 高鵬

摘? ? 要：針對政府碳減排目標(biāo)下企業(yè)產(chǎn)量與減排決策問題，通過古諾競爭博弈模型，研究排放費(fèi)用對市場結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量和排放水平的影響。從市場復(fù)雜性演化的內(nèi)生視角出發(fā)，分析了市場競爭波動的內(nèi)在機(jī)制。在邊際利潤調(diào)整的假設(shè)下，分析了排放費(fèi)用對雙寡頭和自然壟斷市場的穩(wěn)定性及排放水平的影響。研究表明：當(dāng)邊際排放費(fèi)用隨著排放水平增加而增加時，雙寡頭壟斷是穩(wěn)定的;當(dāng)邊際排放費(fèi)用隨著排放水平增加而下降時，雙寡頭市場結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，系統(tǒng)收斂于自然壟斷;壟斷情形下，均衡產(chǎn)出和均衡排放高于雙寡頭結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：碳排放;排放費(fèi)用;古諾競爭;納什均衡

中圖分類號：F062.9? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-7394（2021）04-0095-09

當(dāng)前，全球溫室效應(yīng)日趨嚴(yán)重，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、倡導(dǎo)節(jié)能減排，已成為各國促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措之一[1]。排污收費(fèi)是控制污染的重要舉措，是運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段把外部不經(jīng)濟(jì)內(nèi)化，以促使污染者積極開展治理。中國在《征收排污費(fèi)暫行辦法》中明確指出，排污收費(fèi)的目的是為了促進(jìn)企業(yè)事業(yè)單位加強(qiáng)經(jīng)營管理，節(jié)約和綜合利用資源、治理污染、改善環(huán)境。

由于減排政策對于減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要影響，因而基于政策選擇的情景分析以及相應(yīng)的政策成本評估，就成為理論研究的前沿與焦點(diǎn)[2]。例如：石敏俊等人[3]基于動態(tài)CGE模型分析了碳稅、碳交易，以及碳稅與碳交易組合等不同政策的減排效果、經(jīng)濟(jì)影響與減排成本，提出組合政策是較優(yōu)的政策選擇，可以在確保減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的同時降低行業(yè)減排壓力;段宏波和楊建龍[2]系統(tǒng)考察了基于碳定價和補(bǔ)貼的政策組合選擇對2030年碳達(dá)峰和非化石能源發(fā)展目標(biāo)的差異化影響;Bi等人[4]運(yùn)用動態(tài)CGE模型探討了碳市場、碳稅，以及兩者組合下碳減排政策的內(nèi)在技術(shù)激勵差異所引起的綠色發(fā)展路徑的差異;Cao等人[5]研究了中國碳排放交易的動態(tài)CGE模型，表明碳稅和碳交易組合機(jī)制能夠以更低的碳價與福利成本實(shí)現(xiàn)相同的國家減排目標(biāo);肖謙等人[6]基于電力部門細(xì)分的遞推動態(tài)CGE模型，模擬了實(shí)現(xiàn)2030年國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)背景下，不同碳交易政策組合情景的經(jīng)濟(jì)影響?？傮w而言，相關(guān)研究主要以國家碳減排為背景，從宏觀層面采用CGE模型展開分析，并認(rèn)為碳稅和碳交易在我國可以共同發(fā)揮作用，促進(jìn)減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

同時，鑒于企業(yè)作為市場經(jīng)濟(jì)的主體，更是國家推進(jìn)減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要落實(shí)對象，基于微觀行為視角的減排政策對企業(yè)的影響、企業(yè)最優(yōu)決策，以及規(guī)制優(yōu)化研究也愈發(fā)得到學(xué)界關(guān)注。相應(yīng)地，經(jīng)典博弈論與優(yōu)化理論也被廣泛采納，以揭示碳減排問題的內(nèi)在規(guī)律與微觀機(jī)理。例如：Mandell[7]運(yùn)用擴(kuò)展的“Weitzman價格與數(shù)量模型”，從效率的角度論證了采取碳交易和碳稅政策比實(shí)行單一政策具有更好的減排效果和經(jīng)濟(jì)效率;張國興等人[8]運(yùn)用信號博弈理論構(gòu)建了企業(yè)與政府節(jié)能減排模型，探究了補(bǔ)貼額、違規(guī)成本等最優(yōu)邊界;王明喜等人[9]從微觀生產(chǎn)過程出發(fā)，基于成本最小化模型，剖析了碳排放約束下碳排放配額對企業(yè)最優(yōu)減排投資的影響;趙黎明和殷建立[10]建立了一個由政府作為碳減排總體計(jì)劃和控制的上層決策者，企業(yè)作為擁有碳減排自主決策權(quán)的下層決策者所構(gòu)成的碳減排二層規(guī)劃決策模型，以解決復(fù)合型政策情形下政府和企業(yè)在減排與低碳效益之間的關(guān)系權(quán)衡;曹細(xì)玉和張杰芳[11]構(gòu)建了供應(yīng)鏈博弈模型，考察了碳稅和碳減排補(bǔ)貼背景下供應(yīng)鏈碳減排決策優(yōu)化與協(xié)調(diào)問題;Zhang等人[12]則研究了碳交易和碳稅組合政策下，處于壟斷地位的耐用品制造商對出售與租賃兩種營銷模式的最優(yōu)選擇問題。由于高碳行業(yè)的特殊性，寡頭市場結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于碳減排問題的研究。Orlov和Grethe[13]基于改進(jìn)的STAGE模型，研究了在產(chǎn)品市場完全競爭和古諾寡頭壟斷兩種情況下，碳稅對俄羅斯經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)影響;Wang和Zhou[14]通過構(gòu)建Nash-Cournot寡頭壟斷市場均衡模型，研究了碳配額分配對碳成本轉(zhuǎn)嫁率的影響;Creti和Sanin[15]研究表明，競爭性的碳交易市場也會對污染性古諾企業(yè)產(chǎn)生合并激勵，并較好解釋了美國RGGI與歐盟EU-ETS規(guī)制下電力行業(yè)合并的動因。

總體而言，近年來碳減排研究領(lǐng)域涌現(xiàn)出豐碩的成果，為碳減排政策工具的選擇提供了較為堅(jiān)實(shí)的理論支撐。但是，關(guān)于企業(yè)碳減排的研究通常建立在標(biāo)準(zhǔn)的理性個體行動模型之上，并因此引發(fā)了其尚不足以支撐政策分析的質(zhì)疑[16]：假設(shè)同質(zhì)和理性的經(jīng)濟(jì)參與者[17]，而忽略了參與者的有限理性[18-19]，及其多樣化的行為策略，以及與其他參與者的相互作用;相關(guān)研究強(qiáng)調(diào)對于均衡結(jié)果的考察，但相對忽視均衡形成過程、動態(tài)調(diào)整過程及動態(tài)環(huán)境下均衡穩(wěn)定性的問題[20-21]。實(shí)際上，由于對現(xiàn)實(shí)的解釋力不足，主流經(jīng)濟(jì)學(xué)所依賴的完全理性假設(shè)愈發(fā)遭受理論界的質(zhì)疑，相對地，有限理性假設(shè)更貼近現(xiàn)實(shí)[22]。同時，企業(yè)所面臨的碳減排體系與產(chǎn)品市場是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，而企業(yè)的“有限理性”意味著他們無法確定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的最佳行動方案，需要不斷地調(diào)整才能適應(yīng)通常無法預(yù)測的變化[17，23]。更為重要的是，受到外在和內(nèi)在環(huán)境的影響，現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)主體在行為和能力方面也是異質(zhì)的[24]，企業(yè)之間很難做到相同預(yù)期，決策過程并不符合新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)的最大化和均衡假設(shè)。異質(zhì)預(yù)期由經(jīng)濟(jì)學(xué)家William A. Brock于1997年最早提出[25]，已成為現(xiàn)代預(yù)期管理的理論基石;其核心思想是，現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中不同行為主體會因信息不完全、認(rèn)知局限、預(yù)測模型差異等形成不同的預(yù)期，這是與經(jīng)典理性預(yù)期相對的;同時，他們也會根據(jù)結(jié)果變化反饋學(xué)習(xí)而改變自身行為;相應(yīng)地，經(jīng)濟(jì)結(jié)果取決于所有經(jīng)濟(jì)主體的預(yù)期，預(yù)期的異質(zhì)性則是經(jīng)濟(jì)波動的關(guān)鍵因素[26]。異質(zhì)預(yù)期可以直接觸發(fā)碳減排市場的起伏，所引起的波動表現(xiàn)為由需求驅(qū)動的金融市場或?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)波動，或者減慢供給沖擊消失的速度。更為重要的是，當(dāng)預(yù)期異質(zhì)性積累到一定程度后，整個碳減排經(jīng)濟(jì)體系會產(chǎn)生爆炸式行為，遠(yuǎn)離穩(wěn)定增長路徑，陷于無效的、分散的多重均衡中。已有學(xué)者明確指出，在碳減排與低碳轉(zhuǎn)型中，應(yīng)對利益相關(guān)主體的有限理性與異質(zhì)性行為特征予以充分關(guān)注，以洞察其對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)低碳轉(zhuǎn)型造成的障礙[27-28]。

部分產(chǎn)業(yè)組織研究方面的文獻(xiàn)提出了環(huán)境稅是否會導(dǎo)致污染企業(yè)反競爭行為的問題。例如：Benchekroun[29]發(fā)現(xiàn)，根據(jù)污染存量來征收排放稅，可以在寡頭污染行業(yè)中誘導(dǎo)穩(wěn)定的卡特爾化形成;Katsoulacos[30]發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)排放稅應(yīng)該嚴(yán)格小于寡頭和壟斷企業(yè)排放的邊際外部損害成本，并且隨著企業(yè)的數(shù)量增加而增加。不完全競爭條件下，排放費(fèi)用對產(chǎn)量的影響一直是學(xué)者們關(guān)注的問題[30-31]。排放費(fèi)用對產(chǎn)出的影響意味著最優(yōu)稅收應(yīng)嚴(yán)格小于寡頭和壟斷企業(yè)排放的邊際外部損害成本[32]。在寡頭壟斷的情況下，也有研究表明，當(dāng)市場結(jié)構(gòu)是內(nèi)生的，最優(yōu)排放稅隨著企業(yè)數(shù)量的增加而增加[33]，這意味著環(huán)境當(dāng)局應(yīng)該實(shí)施更弱的環(huán)境法規(guī)[34]。盡管靜態(tài)古諾雙寡頭已經(jīng)被廣泛地研究[35-41]，然而動態(tài)調(diào)整過程和動態(tài)環(huán)境下的古諾-納什均衡穩(wěn)定性的研究卻較少。原因之一可能是，靜態(tài)模型中的古諾-納什均衡往往是動態(tài)調(diào)整過程的穩(wěn)定均衡，因此從動態(tài)模型中得到的成果較少。

上述大部分研究都考慮了市場結(jié)構(gòu)為外生變量時，排放費(fèi)用對產(chǎn)出和排放的影響。本研究考慮了當(dāng)市場結(jié)構(gòu)是內(nèi)生時，排放費(fèi)用對產(chǎn)出和排放水平的影響。首先，考慮了雙頭壟斷情形下，排放費(fèi)用對古諾-納什均衡漸近穩(wěn)定性的影響。如果均衡是穩(wěn)定的，雙頭壟斷就會持續(xù)，否則一個公司將退出市場，形成市場壟斷。將時間離散化，我們證明了雙寡頭情形下古諾-納什均衡的穩(wěn)定性或不穩(wěn)定性取決于排放費(fèi)用的水平。然后，證明了同樣的結(jié)果也可以從對策的勢能函數(shù)中得到。勢能函數(shù)用于確定多重均衡時可能出現(xiàn)的納什均衡[42]。納什均衡如果不能最大限度地發(fā)揮博弈的潛在功能，則是動態(tài)不穩(wěn)定的[43]。相比之下，最大化博弈勢能函數(shù)的納什均衡是隨機(jī)穩(wěn)定的。若從長遠(yuǎn)來看，當(dāng)噪聲趨于零時，幾乎可以肯定系統(tǒng)平衡是隨機(jī)穩(wěn)定的，且位于某一個小領(lǐng)域內(nèi)。

1? ? 基本問題描述及假設(shè)

假設(shè)市場上該類產(chǎn)品的銷售價格是線性逆需求函數(shù)：[pt=a-bQt]。其中，[a，b>0]分別表示產(chǎn)品的溢價和寡頭壟斷的價格抑制效應(yīng)常數(shù);并且[Qt=q1t+q2t]，表示兩企業(yè)在市場供應(yīng)量的總和[36]。同時，企業(yè)的非線性生產(chǎn)成本函數(shù)為[Ciqit=cq2it]，其中邊際成本[c]均為正數(shù)，且[a>c]。排放收費(fèi)是關(guān)于排放水平的函數(shù)，具體為：[Cei，tμ=?μi，t+φμ2i，t/2]。因此，邊際排放費(fèi)用為[dCei，tμ/dμi，t=?+?μi，t];其中[μi，t=εqi，t]，且[ε>0]，表示單位產(chǎn)出的排放量[39-41]。當(dāng)[φ<0]時，有[0qi，t-?/εφ]，此時邊際排放費(fèi)用是關(guān)于[μi，t]（排放水平）遞減;當(dāng)邊際排放費(fèi)用為0時，生產(chǎn)者的總排放成本達(dá)到最大值。若[φ>0]，邊際排放費(fèi)用隨著排放水平不斷增加。因此，企業(yè)利潤可表示為：

企業(yè)為縮小當(dāng)前產(chǎn)出與均衡產(chǎn)出之間的差距，會不斷調(diào)整產(chǎn)出量。本研究假定企業(yè)通過邊際利潤方法調(diào)整下一階段的產(chǎn)出，即[ψit=?∏i/?qi]，這意味著存在調(diào)整能力限制。具體來說，產(chǎn)出動態(tài)調(diào)整方程的形式為：

其中：[qi，t]和[qi，t+1]分別表示在[t]和[t]+1時期企業(yè)[i]的產(chǎn)出;[β]表示調(diào)整速度，且[0<β<1]。若[β=0]，則表示企業(yè)[i]在各個時間段不進(jìn)行產(chǎn)出的調(diào)整;當(dāng)[β=1]，則表示企業(yè)[i]在各個時間段對產(chǎn)出的調(diào)整是完全即時的。調(diào)整能力約束反映了新招聘、新機(jī)器的購買、新工廠的開業(yè)等。而調(diào)整[β>1]也是可能的，本研究不考慮這種情況。

為保證系統(tǒng)古諾-納什均衡的穩(wěn)定性，這里不導(dǎo)出顯式解，而是考慮在系統(tǒng)均衡處計(jì)算的雅可比矩陣的特征值，并觀察系統(tǒng)在這些均衡處的定性行為。

2? ? 模型分析

為更好地研究排放費(fèi)用對企業(yè)決策的影響，本文對無排放費(fèi)情形和有排放費(fèi)情形企業(yè)的決策進(jìn)行了對比分析。

2.1? ?無排放費(fèi)情形

首先，證明不存在排放費(fèi)用時，古諾-納什均衡的穩(wěn)定性。此時，企業(yè)的利潤函數(shù)為以下形式：

2.2? ?有排放費(fèi)情形

當(dāng)有排放費(fèi)時，在雙寡頭壟斷的情況下，企業(yè)的利潤函數(shù)分別表示為：

圖3展示了市場結(jié)構(gòu)（雙寡頭、壟斷）和排放費(fèi)用（增加或減少）對總均衡排放的影響。當(dāng)[φ<0]時，排放費(fèi)用隨著排放水平下降而下降。由壟斷機(jī)制和設(shè)定的參數(shù)值，解得[φ1.06];當(dāng)[φ>0]時，排放費(fèi)用隨著排放水平增加不斷增加。 對于所有的[φ>0]和[φ<0]部分，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡是穩(wěn)定的。若超過閾值[-b+2c/ε2]，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡變得不穩(wěn)定，并系統(tǒng)收斂到壟斷情形。在這種情形下，總均衡排放嚴(yán)格大于雙寡頭壟斷下的排放量。

2.3? ?勢博弈

3? ? 討論與總結(jié)

本文基于市場結(jié)構(gòu)的形成及演化內(nèi)生推動的視角，研究排放費(fèi)用對企業(yè)產(chǎn)出和碳排放水平的影響，考慮了市場結(jié)構(gòu)對排放收費(fèi)水平的敏感性，并通過寡頭競爭的古諾-納什均衡的穩(wěn)定性來進(jìn)行衡量和測度。研究發(fā)現(xiàn)：如果排放費(fèi)用隨著排放水平增加而增加，則古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡總是穩(wěn)定的;如果排放費(fèi)用隨著排放水平增加而降低，那么只在一定的排放費(fèi)用函數(shù)范圍內(nèi)，古諾-雙寡頭壟斷的納什均衡是穩(wěn)定的，超過這一閾值，就會失去其穩(wěn)定性，市場結(jié)構(gòu)隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)收斂于穩(wěn)定的壟斷。

當(dāng)排放費(fèi)用隨著排放水平增加而下降時，企業(yè)傾向于不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，從而容易導(dǎo)致壟斷市場的形成。此時，市場的總產(chǎn)出和排放量均高于雙寡頭情形。盡管本文沒有探討最優(yōu)排放收費(fèi)，但注意到，如果排放稅確實(shí)對市場結(jié)構(gòu)敏感，尤其假如它們隨著企業(yè)數(shù)量的減少而減少，那么將會減少市場競爭、增加排放水平。因此，在排放收費(fèi)制度和標(biāo)準(zhǔn)的制定中，必須考慮排放的外部損害邊際成本。如果損害隨著排放水平增加，那么排放費(fèi)用也應(yīng)增加?？墒?，由于大規(guī)模生產(chǎn)者可能具有與環(huán)保當(dāng)局談判的資格，經(jīng)過談判，它們既可以增加總排放量，又在生產(chǎn)方面具有更大的競爭優(yōu)勢。這種情形下，就要重新考慮并調(diào)整排放收費(fèi)的效率問題了。

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