碳中和概念股三方演化博弈分析

黃 蕾，董 雨，強(qiáng)美林

(安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽淮南 232001)

一、研究背景及文獻(xiàn)綜述

1.研究背景

2021年7月7日，國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會議,宣布在試點基礎(chǔ)上，于2021年7月中旬正式啟動以發(fā)電行業(yè)為首個全國碳排放權(quán)交易市場上線交易。下一步還將逐步增加行業(yè)覆蓋范圍，以市場機(jī)制約束和減少碳排放。并提出推動綠色低碳發(fā)展，設(shè)立支持碳減排貨幣政策工具，以穩(wěn)步有序、精準(zhǔn)直達(dá)方式，支持清潔能源、節(jié)能環(huán)保、碳減排技術(shù)的發(fā)展，并撬動更多社會資金促進(jìn)碳減排。2020年7月8日，碳中和概念股再度走高，綠茵生態(tài)、岳陽林紙報收漲停，維爾利、開爾新材、華銀電力等個股盤中漲幅也一度超過8%[1-2]。

那什么是碳中和概念股呢？首先碳中和(carbon neutrality)是指企業(yè)、團(tuán)體或個人測算在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放，實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。而這一概念是在第七十五屆聯(lián)合國大會上由中國政府代表首次提出，同時國家也在扎實做好碳達(dá)峰、碳中和的各項工作，并制定相關(guān)行動方案，積極采取優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的相關(guān)措施。

而概念股是指具有某種特別內(nèi)涵的股票，是與業(yè)績股相對而言的。業(yè)績股需要有良好的業(yè)績支撐，而概念股是依靠某一種題材，比如資產(chǎn)重組概念、新能源概念等支撐價格。而這一內(nèi)涵通常會被當(dāng)作一種選股和炒作題材，成為股市的熱點。概念股是股市術(shù)語，作為一種選股的方式，相較于績優(yōu)股必須有良好的營運業(yè)績支撐，概念股只是以依靠相同話題，將同類型的股票列入選股標(biāo)的的一種組合[3]。碳中和概念股就是指具有碳中和之類特殊概念的股票。

而目前股民關(guān)注的碳中和概念股主要有以下幾個領(lǐng)域：一是CCERS(核證自愿減排量)帶來的賽道機(jī)會，包括可再生能源(風(fēng)電、光伏、水電、生物質(zhì)能等)、垃圾處理、CCS(碳捕集與儲存)、林業(yè)碳匯等領(lǐng)域；二是高碳排放行業(yè)中，減排能力和潛力較行業(yè)平均水平更高的頭部企業(yè)，比如行業(yè)集中度均處低位的鋼鐵、有色、建材、化學(xué)制品等細(xì)分行業(yè)頭部企業(yè)；三是碳排放檢測行業(yè)，比如環(huán)保監(jiān)測設(shè)備、環(huán)保工程等[4]。

2.文獻(xiàn)綜述

結(jié)合以上調(diào)查來看，碳中和概念股在當(dāng)前市場上十分火熱，目前針對這一板塊的新聞報道較多[5]，同時國內(nèi)也有學(xué)者利用三方演化博弈分析方法來研究在各個領(lǐng)域有關(guān)碳中和或是碳排放問題的，例如，金融信貸[5-6]、個人碳賬戶建設(shè)[7]、新能源汽車領(lǐng)域[8]、供應(yīng)鏈方面[9-12]，等等。而國外學(xué)者對于碳中和的研究大多集中在管理策略[13]、實現(xiàn)途徑[14]或?qū)ν顿Y績效的影響，等等[15]，但國內(nèi)外利用博弈論對碳中和概念股的運行機(jī)制進(jìn)行研究的卻很少。而碳中和概念股作為新興且具有巨大發(fā)展前景的板塊，既能刺激市場發(fā)展，又能以市場機(jī)制控制和減少溫室氣體排放，促進(jìn)低碳環(huán)保事業(yè)發(fā)展，因此對碳中和概念股的相關(guān)主體聯(lián)系和運行機(jī)制研究迫在眉睫。綜上所述，本文選擇政府、企業(yè)和股民作為碳中和概念股的主要參與主體，通過構(gòu)建演化博弈模型，利用復(fù)制動態(tài)方程來分析三方主體間的行為穩(wěn)定策略，并運用數(shù)值仿真分析為博弈研究做進(jìn)一步驗證，從而了解碳中和概念股發(fā)展中不同行為主體的行為機(jī)制，以推動我國金融市場全面發(fā)展，促進(jìn)我國低碳環(huán)保事業(yè)建設(shè)。

二、博弈模型及假設(shè)

1.博弈主體及假設(shè)

本演化模型涉及三類參與群體:政府、企業(yè)與股民。由于受到信息的局限性、個體的知識有限性等因素影響,三個博弈群體均是有限理性的群體。政府群體的行為集合為(參與,不參與),企業(yè)群體的行為集合為(發(fā)行，不發(fā)行)，股民群體的行為集合為(購買，不購買)。

假設(shè)1：政府選擇參與到企業(yè)發(fā)行碳中和概念股行為中的概率為x，此時為企業(yè)發(fā)放補貼的成本為Fg1、監(jiān)管成本為Fg2，同時企業(yè)為政府帶來的收入為Eg1，環(huán)境改善為政府帶來的收入為Eg2，Eg1>Fg1，Eg1>Fg2。如果政府選擇參與，但企業(yè)不發(fā)行概念股，政府可以將資金投入其他行業(yè)，此時補貼與監(jiān)管成本一致，獲得收入為Eg3，Eg1>Eg3。當(dāng)政府不參與企業(yè)發(fā)行概念股(概率為1-x)時，若企業(yè)發(fā)行概念股，政府只需對其進(jìn)行基本的監(jiān)管即可。

假設(shè)2：企業(yè)選擇發(fā)行碳中和概念股時(概率為y)，市場給予的收入為Ec1，政府投資帶來的收益為Ec2，發(fā)行成本為Fc1，向股民支付的利息為I1。企業(yè)不發(fā)行概念股的概率為1-y。

假設(shè)3：股民選擇購買碳中和概念股的概率為z，收益為Ep1，同時支付成本為Fp1，利息收入為I1。若股民不購買概念股(概率為1-z)，而選擇購買其他行業(yè)的股票時，收入為Ep2，支付成本為Fp2，利息收入為I2。

2.博弈模型構(gòu)建

根據(jù)以上假設(shè)及參數(shù)設(shè)定，可以得到政府、企業(yè)和股民三方群體在不同策略選擇情況下的不同收益矩陣,如表1所示。

表1 政府、企業(yè)與股民的三方博弈演化矩陣

3.構(gòu)建復(fù)制動態(tài)方程

(1)政府不同行為下的期望值以及復(fù)制動態(tài)方程

政府參與企業(yè)發(fā)行概念股時的期望為：

U參與=yz(Eg1-Fg1-Fg2+Eg2)+y(1-z)(Eg1-Fg1-Fg2+Eg2)+(1-y)z(Eg3-Fg1-Fg2)+

(1-y)(1-z)(Eg3-Fg1-Fg2) =y(Eg1-Fg1-Fg2+Eg2)+(1-y)(Eg3-Fg1-Fg2)

=y(Eg1-Eg3+Eg2)+Eg3-Fg1-Fg2

(1)

政府不參與企業(yè)發(fā)行概念股時的期望為：

U不參與=yz(Eg2-Fg2)+y(1-z)(Eg2-Fg2)=y(Eg2-Fg2)

(2)

平均期望為：

U=xU參與+(1-x)U不參與

(3)

復(fù)制動態(tài)方程：

y(Eg2-Fg2) ]=x(1-x)[y(Eg1-Eg3+Fg2)+Eg3-Fg1-Fg2]

(4)

(2)企業(yè)不同行為下的期望值以及復(fù)制動態(tài)方程

企業(yè)選擇發(fā)行碳中和概念股時的期望為：

U發(fā)行=xz(Ec1+Ec2-Fc1-I1)+x(1-z)(Ec2-Fc1)+(1-x)z(Ec1-Fc1-I1)+

(1-x)(1-z)Fc1=xEc2+z(Ec1-I1)-Fc1

(5)

企業(yè)選擇不發(fā)行概念股時的期望收益為：

U不發(fā)行=0

(6)

平均期望為：

U=yU發(fā)行+(1-y)U不發(fā)行

(7)

復(fù)制動態(tài)方程：

(8)

(3)股民不同行為下的期望值以及復(fù)制動態(tài)方程

股民選擇購買碳中和概念股時的期望為：

U購買=xy(Ep1-Fp1+I1)+x(1-y)(Ep2-Fp2+I2)+(1-x)y(Ep1-Fp1+I1)+

(1-x)(1-y)(Ep2-Fp2+I2)=y(Ep1-Fp1+I1)+(1-y)(Ep2-Fp2+I2)

(9)

股民選擇不購買概念股時的期望收益為：

U不購買=0

(10)

平均期望為：

U=zU購買+(1-z)U不購買

(11)

復(fù)制動態(tài)方程：

=z(1-z)[y(Ep1-Fp1+I1)+(1-y)(Ep2-Fp2+I2) ]

(12)

4.均衡點分析

(1)得到均衡點

令F(x)=0、F(y)=0、F(z)=0，此時得到以下均衡點：A1(0，0，0)、A2(0，0，1)、A3(0，1，0)、A4(0，1，1)、A5(1，0，0)、A6(1，0，1)、A7(1，1，0)、A8(1，1，1)、A9(M，N，0)、A10(P，N，1)、A11(0，R，Q)和A12(1，R，S)。

其中：

(13)

(2)構(gòu)建雅可比矩陣

對F(x)、F(y)、F(z)分別進(jìn)行x、y、z求導(dǎo)，得出以下矩陣：

(14)

(3)將均衡點代入雅可比矩陣

若將均衡點分別代入雅可比矩陣,將得出以下結(jié)果：

(15)

其中：λ1、λ2、λ3為特征值，當(dāng)λ1、λ2、λ3都<0時，該均衡點為ESS穩(wěn)定點，即為演化穩(wěn)點策略，若至少有一個特征值為正，該均衡點就為鞍點，不能作為穩(wěn)定策略。

將A1-A12分別代入雅可比矩陣得出特征值，并判斷其是否為穩(wěn)定點。得出的結(jié)果如表2所示。

表2 各均衡點的雅可比矩陣特征值匯總表

A=y(Ep1-Fp1+I1)+(1-y)(Ep2-Fp2+I2),(y=N)

D=y(Eg1-Eg3+Fg2)+Eg3-Fg1-Fg2,(y=R)

5.不同情況下的穩(wěn)定點分析

由于A1-A2，A4-A8處于不穩(wěn)定的狀況，因此可以進(jìn)行以下討論。

(1)Ep1-Fp1+I1>0時，會出現(xiàn)以下推論。

因為Eg1-Fg1>0，若Ec1-Fc1-I1>0時，A8是演化博弈的穩(wěn)定點，即三方演化博弈穩(wěn)定策略為(參與，發(fā)行，購買)。即政府的投資收益為正值，說明參與支持企業(yè)發(fā)行碳中和有盈利的可能，所以政府選擇參與行為。而企業(yè)向股民發(fā)行概念股也可以獲得收益，因此選擇發(fā)行行為。股民的收益為正，因此選擇購買概念股。

(2)Ep1-Fp1+I1<0時，只有以下一種結(jié)果。

因為Eg1-Fg1>0，若Ec2

(3)Ep2-Fp2+I2>0時，會有以下兩種推論。

①Eg3-Fg1-Fg2<0，Ec1-Fc1-I1<0時，A2是穩(wěn)定點，即三方演化博弈穩(wěn)定策略為(不參與，不發(fā)行，購買)，即政府在為其他行業(yè)進(jìn)行投資時收益為負(fù)，影響政府對于碳中和概念股的積極態(tài)度，因此政府選擇不參與企業(yè)發(fā)行碳中和概念股，而企業(yè)無法獲得政府支持，單靠股民所獲得的凈收益為負(fù)值，所以最終企業(yè)選擇不發(fā)行概念股，股民的購買只能靠購買其他行業(yè)的股票獲取利益。

②Eg3-Fg1-Fg2>0，Ec1-Fc1-I1<0Ec2時，A6是穩(wěn)定點，即三方演化博弈穩(wěn)定策略為(參與，不發(fā)行，購買)。此時政府的收益為正值，但企業(yè)發(fā)行股票的收益為負(fù)，且政府支持的資金無法彌補該部分的虧損，因此企業(yè)選擇不發(fā)行概念股，股民通過購買其他行業(yè)的股票獲取利益。

(4)Ep2-Fp2+I2<0時，會有以下兩種推論。

①Eg3-Fg1-Fg2<0時，A1為三方演化博弈穩(wěn)點策略，即為(不參與，不發(fā)行，不購買)。即政府在為其他行業(yè)進(jìn)行投資時收益為負(fù)，影響政府對于碳中和概念股的積極態(tài)度，因此政府選擇不參與策略，而企業(yè)無法獲得政府收益，因此選擇不發(fā)行策略，同樣股民采取不購買策略。

②Eg3-Fg1-Fg2<0，Ec2

三、數(shù)據(jù)仿真分析

根據(jù)上述穩(wěn)定點分析結(jié)果可以看出，股民的收益對于三方主體的博弈穩(wěn)定策略有著主要影響，股民是從碳中和概念股還是其他股票獲得收益能間接影響其他兩方的行為。因此，本文以股民受影響的程度來作為參考標(biāo)準(zhǔn)，改變其他兩方行為意愿程度，并采用Matlab軟件對各數(shù)值比例進(jìn)行實驗，從而觀察三位主體之間的相互聯(lián)系。這里根據(jù)呂靖燁等人的研究[7]，假設(shè)各個參數(shù)取值分別為：Eg1=95，Eg3=85，F(xiàn)g1=40，F(xiàn)g2=30，Ec1=120，Ec2=70，F(xiàn)c1=80，Ep1=100，F(xiàn)p1=60，I1=20，Ep2=80，F(xiàn)p2=50，I2=10。

1.不同概率比值下政府參與對于股民的影響

圖1表明政府對于企業(yè)發(fā)行概念股的不同參與程度會影響股民的購買意愿，其中三方主體的概率比值分別為x=0.2，y=0.2，z=0.2；x=0.4，y=0.2，z=0.2；x=0.6，y=0.2，z=0.2。結(jié)果表明，當(dāng)政府有參與支持企業(yè)的意向時，股民就有購買概念股的意愿，一開始上升速度快，隨后放緩。但當(dāng)政府參與企業(yè)發(fā)行碳中和概念股的比值越大，股民購買概念股的速度就越快，放緩的階段也在縮小。

圖1 政府對企業(yè)不同支持程度對股民的影響

2.不同概率比值下企業(yè)發(fā)行對于股民的影響

圖2表明的是企業(yè)發(fā)行概念股的意愿程度不斷增加時，對于股民購買股票的影響。圖中三組數(shù)據(jù)比值分別為：x=0.3，y=0.3，z=0.3；x=0.3，y=0.5，z=0.3；x=0.3，y=0.7，z=0.3。結(jié)果表明，當(dāng)企業(yè)增加發(fā)行碳中和概念股的概率時，股民購買的意愿就增強(qiáng)，且最終趨向于百分百愿意。但當(dāng)企業(yè)有發(fā)行意愿時，一開始會出現(xiàn)退縮行為，隨后再逐步朝積極態(tài)度穩(wěn)定。當(dāng)企業(yè)發(fā)行概率趨向于100%時，股民的購買行為將呈斜率為正無窮的直線上升。

圖2 企業(yè)不同發(fā)行意愿程度對股民的影響

3.政府參與與企業(yè)自主發(fā)行概念股的效果對比

圖3數(shù)據(jù)反應(yīng)的是政府與企業(yè)這兩方主體對于股民購買的影響效果對比，即較高的政府參與程度和較高的企業(yè)自主發(fā)行概率哪個更能使股民產(chǎn)生購買行為。圖中三方概率比分別為x=0.6，y=0.2，z=0.1；x=0.2，y=0.6，z=0.1。結(jié)果顯示，當(dāng)政府的參與概率較高而企業(yè)發(fā)行概率小時，股民購買的概率上升速度比在低支持率高發(fā)行率的情況下更快，即高力度的政府支持比高力度的企業(yè)自主發(fā)行更能使股民產(chǎn)生購買欲望。

圖3 政府參與及企業(yè)自主發(fā)行對股民產(chǎn)生的影響對比

綜合圖1-圖3可以看出，當(dāng)政府或企業(yè)存在積極的行為時，三方最終都會取向于(1，1，1)這一點，即(參與，發(fā)行，購買)是三方演化博弈的最穩(wěn)定策略，也是最理想狀態(tài)。這表明隨著時間的推移，政府對企業(yè)發(fā)行碳中和概念股給予支持，而市場上的這一板塊門庭若市將是常態(tài)。

四、結(jié)論

本文基于綠色低碳的研究背景，在股票市場開始出現(xiàn)有關(guān)碳中和的概念股時，分析了政府對于企業(yè)發(fā)行概念股的參與與否以及企業(yè)是否發(fā)行概念股對于廣大股民的購買行為產(chǎn)生的影響，并構(gòu)建了復(fù)制動態(tài)方程來分析三方演化博弈的穩(wěn)定策略，同時利用Matlab軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真處理，進(jìn)一步驗證了博弈研究，最終得出以下結(jié)論與啟示。

(1)無論是政府參與還是企業(yè)自主發(fā)行碳中和概念股都可以在一定程度上刺激股民對概念股的購買行為。首先，政府對于企業(yè)的鼓勵，不僅給了股民一種碳中和板塊風(fēng)險系數(shù)相對可靠的市場信號，也從側(cè)面反應(yīng)了國家對于低碳環(huán)保的決心。尤其是在2020年9月中國在聯(lián)合國大會上提出“碳中和、碳達(dá)峰”的概念后，更是需要政府提出有效政策來鼓勵企業(yè)與人民作出積極回應(yīng)。其次，碳中和概念股作為大環(huán)境趨勢下的產(chǎn)物，企業(yè)發(fā)行后就相當(dāng)于為群眾提供了一個新的平臺來獲取利潤。

(2)相較于企業(yè)自主發(fā)行碳中和概念股，政府大力度的參與更能讓股民產(chǎn)生購買行為。這主要是因為政府的補貼不僅給了企業(yè)實質(zhì)性的資金支持，還幫助企業(yè)降低了風(fēng)險，提高了競爭壁壘。當(dāng)企業(yè)散播出有政府資金支持的信號時，一部分是暗示資金來源可靠，另一部分也可以吸引還處在觀望期的股民更積極地站在“風(fēng)口”。同時，政府的支持會為“碳中和”理念的宣傳提供良好的政策環(huán)境，幫助民眾形成的低碳理念、養(yǎng)成綠色消費行為，進(jìn)而實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙贏。

(3)當(dāng)政府或企業(yè)采取正向措施時，無論概率大小都會對股民產(chǎn)生影響，即當(dāng)政府或企業(yè)有意愿進(jìn)行碳中和概念股發(fā)行時，股民就會采取購買行為。股民的這一特性對于碳中和背景下如何創(chuàng)新低碳方式來說是一個機(jī)會，也正好滿足了低碳背景下發(fā)行碳中和概念股的理想狀態(tài)，同時也預(yù)示著碳中和概念股在未來金融市場將有廣闊前景。

根據(jù)以上結(jié)論，提出如下對策建議。

(1)碳中和概念股若想在未來取得成功，則需要政府、企業(yè)和民眾的多方協(xié)作并行，一方面需要政府的積極支持，另一方面也需要企業(yè)和民眾不斷增強(qiáng)綠色低碳理念，創(chuàng)新環(huán)保內(nèi)容，加強(qiáng)公眾的參與感，讓低碳環(huán)保滲透到各個方面。

(2)市場要想加快發(fā)展碳中和概念股板塊，既要夯實產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和現(xiàn)貨市場，也要構(gòu)建完善的碳金融制度體系。應(yīng)適當(dāng)放寬準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵各方相關(guān)參與主體積極進(jìn)行市場交易、加快創(chuàng)新發(fā)展。

(3)政府在為企業(yè)積極響應(yīng)國家號召而提供支持時，也要對這一新興的市場板塊給予監(jiān)管，不可因過分鼓勵而任其發(fā)展，及時規(guī)避碳金融市場信息不對稱以及風(fēng)險監(jiān)管等問題。

碳中和概念股作為金融市場上的新興板塊，即融合了經(jīng)濟(jì)效益，也反應(yīng)了社會效益，而這一板塊若想在未來所發(fā)展，則需要政府、企業(yè)和民眾的共同協(xié)作與支持，讓綠色低碳在各個領(lǐng)域生根發(fā)芽，讓中國的環(huán)保事業(yè)更上一層樓。