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    考慮政府參與的環(huán)境NGO與WEEE處理商演化博弈研究

    2022-05-20 08:38:26孫珂珂張海珍
    關(guān)鍵詞:均衡點(diǎn)無害化穩(wěn)定性

    孫珂珂,張海珍,李 鑫

    (1. 青島大學(xué)商學(xué)院,青島 266061;2. 菏澤學(xué)院商學(xué)院,菏澤 274000)

    目前,中國已經(jīng)進(jìn)入家電報(bào)廢高峰期,報(bào)廢數(shù)量年均增長20%,預(yù)計(jì)2021年報(bào)廢家電將達(dá)到1.37億臺。廢舊家電的非法拆解和處理會產(chǎn)生大量污染物如溴代阻燃劑、重金屬等,對大氣、土壤和水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。廢舊家用電器無害化回收處理已經(jīng)成為全球共識,回收處理過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題亦引起政府、環(huán)保組織以及國內(nèi)外眾多學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。中國的廢舊家電回收處理業(yè)務(wù)是WEEE處理商在政府相關(guān)政策的指導(dǎo)下執(zhí)行運(yùn)作,即政府出臺相應(yīng)的法規(guī)政策規(guī)范家電行業(yè)發(fā)展,營造有利于回收處理行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境與條件,WEEE處理商遵循市場規(guī)律運(yùn)營。WEEE處理商是否開展某項(xiàng)回收處理業(yè)務(wù),取決于政府激勵(lì)下某項(xiàng)回收處理業(yè)務(wù)獲得的凈盈利[1-8]。為落實(shí)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度、推進(jìn)廢舊家電回收處理工作再上新臺階,國家發(fā)改委于2020年5月出臺《關(guān)于完善廢舊家電回收處理體系推動(dòng)家電更新消費(fèi)的實(shí)施方案》,提出要完善行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政策體系,建立有序、高效的廢舊家電回收體系。目前,已有眾多研究構(gòu)建了多種廢舊家電回收體系,如廢舊家電逆向物流回收體系[9-12]、廢舊家電網(wǎng)絡(luò)信息平臺[13]等。此外,現(xiàn)實(shí)中影響WEEE回收的相關(guān)因素包括回收渠道[14]、回收價(jià)格[15]和回收成本[16-17]等。目前,考慮政府參與情形下環(huán)境NGO(即環(huán)境非政府組織)與WEEE處理商之間聯(lián)系的研究成果較少。環(huán)境NGO作為獨(dú)立組織,不以商業(yè)和營利為目標(biāo),能夠宣傳和普及環(huán)保意識,推動(dòng)和促進(jìn)企業(yè)與消費(fèi)者參與環(huán)境保護(hù)活動(dòng),激勵(lì)WEEE處理商策略轉(zhuǎn)型等。綜上,本文基于考慮政府參與廢舊家電回收過程中環(huán)境NGO與WEEE處理商互相合作與博弈行為,探討雙方在不同情形下的均衡策略及條件,促使雙方選擇最優(yōu)決策以保障環(huán)保工作的順利開展。

    1 演化博弈模型

    1.1 假設(shè)與符號定義

    模型包含環(huán)境NGO和WEEE處理商兩個(gè)博弈主體,WEEE處理商考慮自身的成本和利潤等因素會做出不同的決策,即普通處理和無害化處理;由于環(huán)境NGO非商業(yè)、非營利的特點(diǎn),盈利來源一般為消費(fèi)者的捐款,其自身利益會受到消費(fèi)者的約束和影響,也會做出兩種不同的決策即監(jiān)管和不監(jiān)管?;诖耍疚奶岢鲆韵录僭O(shè):

    假設(shè)1:博弈雙方均為有限理性,環(huán)境NGO的策略集為{監(jiān)管,不監(jiān)管};WEEE處理商的策略集為{無害化處理,普通處理}。環(huán)境NGO選擇監(jiān)管策略的概率為x(0≤x≤1),選擇不監(jiān)管策略的概率為1-x,WEEE處理商選擇無害化處理和普通處理策略的概率分別為y(0≤y≤1)和1-y。

    假設(shè)2:與環(huán)境NGO有關(guān)的假設(shè)。環(huán)境NGO潛在收益為E1,監(jiān)管需付出成本為C1。

    假設(shè)3:與WEEE處理商有關(guān)的假設(shè)。WEEE處理商選擇普通處理時(shí)獲得的收益為E2,無害化處理需投入一定的成本為C2(如購買無害化處理設(shè)備和相關(guān)技術(shù)研發(fā)等),收益增加概率為α2(0≤α2≤1)。

    假設(shè)4:環(huán)境NGO和WEEE處理商的混合假設(shè)。雙方共同選擇積極策略時(shí),環(huán)境質(zhì)量狀況得到改善,環(huán)境NGO獲得額外的社會效益,收益增加概率為β0(0≤β0≤1)。WEEE處理商獲得環(huán)境NGO的扶持幫助,收益增加概率為α1(0≤α1≤1)。WEEE處理商保持現(xiàn)狀時(shí),環(huán)境NGO監(jiān)管時(shí)發(fā)現(xiàn)處理商違規(guī)行為,敦促政府對其處罰,使WEEE處理商的收益減少,減少概率為β(0≤β≤1);由于環(huán)境NGO監(jiān)管得當(dāng),政府將處罰WEEE處理商的罰金贈予環(huán)境NGO作為獎(jiǎng)勵(lì)。雙方共同選擇消極策略時(shí),環(huán)境污染加劇,政府接到消費(fèi)者舉報(bào)兩者消極行為的概率為θ(0≤θ≤1),若接到消費(fèi)者舉報(bào),政府對兩者分別處以罰金為f1、f2的處罰。

    1.2 模型構(gòu)建

    基于以上假設(shè),構(gòu)建環(huán)境NGO與WEEE處理商不同策略下的演化博弈收益矩陣見表1。

    表1 環(huán)境NGO與WEEE處理商的博弈支付矩陣

    EX1=y[(1+β0)E1-C1]+(1-y)(E1+βE2-C1)

    (1)

    EX2=yE1+(1-y)(E1-θf1)

    (2)

    (3)

    根據(jù)Malthusian動(dòng)態(tài)方程[18],構(gòu)建環(huán)境NGO選擇監(jiān)管情況下的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為

    (4)

    EY1=x[(1+α1)E2-C2]+(1-x)[(1+α2)E2-C2]

    (5)

    EY2=x(1-β)E2+(1-x)(E2-θf2)

    (6)

    (7)

    由此得WEEE處理商選擇無害化處理情況下的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為

    (8)

    2 演化博弈穩(wěn)定性分析

    根據(jù)Friedman[19]提出的分析方法檢驗(yàn)均衡點(diǎn)的性質(zhì),即由該系統(tǒng)相應(yīng)的雅克比矩陣J的行列式detJ和跡trJ來判定。當(dāng)且僅當(dāng)detJ>0,trJ<0時(shí),該均衡點(diǎn)具有穩(wěn)定性。聯(lián)立式(4)、式(8)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程,得該系統(tǒng)的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程組為

    (9)

    令F(x)=0,F(xiàn)(y)=0,可得(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)、(x0,y0)5個(gè)均衡點(diǎn),對其所描述的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),均衡點(diǎn)對應(yīng)的detJ和trJ見表2。在(x0,y0)處,trJ=0不滿足trJ<0這一條件,因此(x0,y0)不是演化穩(wěn)定均衡點(diǎn),不再計(jì)算U值。

    表2 系統(tǒng)各局部均衡點(diǎn)detJ和trJ的取值

    2.1 環(huán)境NGO群體策略穩(wěn)定性分析

    ②若C1-βE2-θf1>β0E1-βE2-θf1,即C1>β0E1,恒有y

    ③若0

    2.2 WEEE處理商群體策略穩(wěn)定性分析

    ②若α2E2+θf2-C2>α2E2+θf2-α1E2-βE2,即α1E2+βE2>C2,則恒有x

    ③若0<α2E2+θf2-C2<α2E2+θf2-α1E2-βE2,即0

    3 結(jié)果與討論

    當(dāng)βE2+θf10,trJ<0的條件,因此該點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定均衡點(diǎn),系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為不監(jiān)管、普通處理。根據(jù)廢舊家電(以廢舊冰箱為例)無害化處理過程中的實(shí)際情況及以往文獻(xiàn)研究成果[2,8]的賦值法,如WEEE處理商對一臺廢舊冰箱進(jìn)行普通處理時(shí)盈利約為60元,按適當(dāng)比例取值設(shè)置參數(shù),即E2=6。其他參數(shù)考慮WEEE處理商無害化處理收益和成本、政府環(huán)保處罰政策等方面,結(jié)合穩(wěn)定點(diǎn)(1,1)的演化穩(wěn)定條件和參數(shù)設(shè)置的合理性,對各參數(shù)賦值:E1=8,C1=2,C2=4,α1=8,α2=0.3,β=0.1,β0=0.4,f1=1,f2=3,θ=0.5,環(huán)境NGO與WEEE處理商選擇策略的初始值分別為(0.05,0.5),(0.1,0.4),(0.15,0.3),運(yùn)用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)仿真,結(jié)果如圖1。可知,在廢舊家電無害化處理初期階段,消費(fèi)者和政府參與程度低,此時(shí)企業(yè)和環(huán)境NGO選擇消極策略所得收益足以盈利,缺乏策略轉(zhuǎn)型的動(dòng)力。為避免付出巨大的環(huán)境治理成本,此時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮政府的引導(dǎo)作用[12],加大環(huán)保宣傳力度,引起消費(fèi)者對廢舊家電無害化回收處理的重視,刺激WEEE處理商和環(huán)境NGO的策略轉(zhuǎn)型。

    表3 系統(tǒng)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

    圖1 穩(wěn)定點(diǎn)(0,0)的仿真結(jié)果

    當(dāng)βE2+θf1α1E2+C1時(shí),4個(gè)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性見表4。此時(shí),只有(1,0)點(diǎn)符合detJ>0,trJ<0的條件,因此該點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定均衡點(diǎn),系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為監(jiān)管、普通處理。設(shè)參數(shù)值E1=10,E2=10,C1=6,C2=15,α1=0.7,α2=0.8,β=0.3,β0=0.5,f1=8,f2=8,θ=0.5,環(huán)境NGO與WEEE處理商選擇策略的初始值分別為(0.2,0.8),(0.3,0.7),(0.4,0.6),系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖2??芍?,隨著消費(fèi)者環(huán)保意識的提高,環(huán)境NGO得到消費(fèi)者支持后開始轉(zhuǎn)變其策略,即選擇監(jiān)管策略。有研究表明政府能夠有效引導(dǎo)正規(guī)回收處理,使消費(fèi)者間接獲得較多政府補(bǔ)貼[2]。為此,政府應(yīng)實(shí)施相關(guān)政策調(diào)控,鼓勵(lì)消費(fèi)者廣泛參與環(huán)境保護(hù),加快WEEE處理商的轉(zhuǎn)型工作。

    表4 系統(tǒng)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

    圖2 穩(wěn)定點(diǎn)(1,0)的仿真結(jié)果

    當(dāng)β0E10,trJ<0的條件,因此該點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定均衡點(diǎn),系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為不監(jiān)管、無害化處理。此時(shí)設(shè)參數(shù)值E1=8,E2=6,C1=4,C2=3,α1=0.8,α2=0.5,β=0.1,β0=0.4,f1=1,f2=3,θ=0.5,環(huán)境NGO與WEEE處理商選擇策略的初始值分別為(0.9,0.1),(0.8,0.2),(0.7,0.3),運(yùn)用Matlab進(jìn)行系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖3。隨著政府補(bǔ)貼等政策的實(shí)施,越來越多的WEEE處理商選擇轉(zhuǎn)型以獲取更多效益,即選擇無害化處理策略。企業(yè)形象及影響力逐步上升,逐漸得到消費(fèi)者的認(rèn)可和支持。此時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮優(yōu)秀企業(yè)的帶頭作用,提高無害化處理的普及度,逐步淘汰使用污染環(huán)境處理方式的企業(yè),促進(jìn)回收處理行業(yè)轉(zhuǎn)型。

    表5 系統(tǒng)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

    圖3 穩(wěn)定點(diǎn)(0,1)的仿真結(jié)果

    當(dāng)β0E1>C1且α1E2+βE2>C2時(shí),4個(gè)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性見表6。此時(shí),只有(1,1)點(diǎn)符合detJ>0,trJ<0的條件,因此該點(diǎn)為系統(tǒng)的穩(wěn)定均衡點(diǎn),系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為監(jiān)管、無害化處理。此時(shí)設(shè)參數(shù)值E1=10,E2=6,C1=3,C2=4,α1=0.8,α2=0.3,β=0.1,β0=0.4,f1=4,f2=3,θ=0.5,環(huán)境NGO與WEEE處理商選擇策略的初始值分別為(0.4,0.6),(0.3,0.5),(0.2,0.4),由Matlab得到的系統(tǒng)仿真見圖4。由穩(wěn)定條件β0E1>C1、α1E2+βE2>C2可知,當(dāng)環(huán)境NGO增加的收益高于監(jiān)管成本時(shí),環(huán)境NGO傾向于監(jiān)管策略;當(dāng)WEEE處理商轉(zhuǎn)型成本低于環(huán)境NGO給予的扶持福利和采取普通處理損失的收益總和時(shí),WEEE處理商更傾向于無害化處理策略。結(jié)合實(shí)際情況,環(huán)境NGO的盈利來源為消費(fèi)者捐款和政府撥款、WEEE處理商的轉(zhuǎn)型依賴于扶持福利和政府措施,此時(shí),政府需引導(dǎo)和強(qiáng)化消費(fèi)者、WEEE處理商的無害化處理意識,實(shí)施相關(guān)獎(jiǎng)懲措施,推進(jìn)廢舊家電的無害化處理。

    表6 系統(tǒng)均衡點(diǎn)的穩(wěn)定性分析

    圖4 穩(wěn)定點(diǎn)(1,1)的仿真結(jié)果

    當(dāng)β0E1>C1且α1E2+βE2>C2時(shí),環(huán)境NGO與WEEE處理商選擇策略的初始值分別為(0.4,0.6),此時(shí)設(shè)參數(shù)值E1=10,E2=6,C1=3,C2=4,α2=0.3,β=0.1,β0=0.4,θ=0.5,分別討論f1、f2、α1對仿真結(jié)果的影響,如圖5、圖6所示??芍?,環(huán)境NGO和政府給予的扶持程度是影響WEEE處理商向無害化處理轉(zhuǎn)型速度快慢的關(guān)鍵因素。政府懲罰力度越大、環(huán)境NGO扶持力度越大,企業(yè)轉(zhuǎn)型速度就越快。應(yīng)加大對成功無害化轉(zhuǎn)型WEEE處理商的宣傳力度,出臺相應(yīng)的政策扶持、提高相關(guān)的補(bǔ)貼,加快WEEE處理商的轉(zhuǎn)型速度。

    圖5 f1、f2對仿真結(jié)果的影響

    圖6 α1對仿真結(jié)果的影響

    4 結(jié)論

    本文基于演化博弈法研究討論了廢舊家電回收中環(huán)境NGO與WEEE處理商之間博弈關(guān)系,分析總結(jié)4個(gè)穩(wěn)定策略。研究結(jié)果顯示,WEEE處理商的轉(zhuǎn)型速度與政府和消費(fèi)者的參與度、環(huán)境NGO給予的宣傳福利、轉(zhuǎn)型成本等因素呈現(xiàn)線性關(guān)系。若政府和消費(fèi)者不參與廢舊家電無害化回收處理,單靠環(huán)境NGO和WEEE處理商,廢舊家電無害化回收處理難以達(dá)到理想狀態(tài)即綠色環(huán)保、無污染的回收處理過程。因此,政府應(yīng)提高無害化處理政策的支持程度,增加污染懲罰力度,提高消費(fèi)者參與的積極性,推進(jìn)廢舊家電的無害化處理。本研究只考慮了廢舊家電參與群體中環(huán)境NGO和WEEE處理商的行為策略,今后將引入獎(jiǎng)懲機(jī)制,研究制造商、政府等多主體策略行為的演化問題。

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