区域碳减排的两阶段让步博弈分析

摘要：通过两阶段的让步碳减排博弈模型分析发现：碳减排会影响各国的效用，效用的变化大小依赖双方的Logistic系数和限制性参数；在让步减排之后，两者不一定能实现帕累托最优，但是可以实现帕累托提升，让步谈判的输方获得更大的效用；而赢方的减排量在某一特定的区间范围内时效用也会得到提升。由于气候问题的严重性、流动性和不可分性，各国在协商过程中应该结合共同但有区别责任的原则，在谈判中相互让步与妥协并承担起与自身能力和发展阶段相适应的责任。

关键词：博弈；碳减排；合作；帕累托提升

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2017.01.15

中图分类号：F205； F0622 文献标识码：A 文章编号：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

夂蛭侍饽壳耙丫成为世界各国关注的焦点，部分国家呼吁开展广泛的碳减排来解决这一问题，碳减排是国与国之间权利与利益关系的调整，将对各国的经济发展产生重要的影响，并且各国的不同国情决定面对未来气候风险的态度不同，所以在各国的政治体制、经济实力和价值观等不同的背景下很难形成普遍接受的减排计划。但是工业生产和人类活动引发的气候问题正在不断加深，拖延行动比不确定性条件下采取行动会造成更多的风险[1]，各国为了实现可持续发展需要维护全球公共利益，所以各国应立即采取有效的减排合作来解决这一问题。

由于气候问题是一个全球性的环境问题，地区之间可以通过谈判和协商来进行合作。学者大多通过产权理论和博弈论来分析各国的减排合作，基于科斯的产权理论将排污权用于大气污染的治理分析中，将环境问题转换为产权问题，明确污染权的概念从而通过协商来解决环境污染问题[2]，并分析地区之间在环境治理和节能减排方面开展的广泛合作[3]，但是在现实中的区域减排合作难以保证完美信息[4]，并且科斯定理忽略主体之间的非对称性和实际与理想的市场架构之间的差异性[5]，加之各地区在经济和社会效益都是趋利的，从而导致地区之间的减排合作缺少公平性和稳定性。学者利用博弈论对区域的减排问题也有一些深入的研究，Chew等通过对跨区域的工业节水项目的博弈分析发现在缺乏一个集权命令式的方案时很难分析主体的行为，主体之间需要通过谈判和协商建立一个普遍认可的合作方式[6]；Magombeyi等认为集体谈判可以产生普遍接受的结果，从而提高系统的安全性，但它必须和谐和透明，并具有可操作性的路径来增加社会福利[7]；DeCanio等发现由于收益矩阵的不同，各国在气候问题上的博弈将表现出不同形式，在气候问题上各国应该采取积极有效的谈判与合作，而不应该放任其成为囚徒困境[8]；Hirsch通过案例分析发现主体之间一旦找到影响合作机制构建的主要原因，就可以帮助改善现有的合作框架以解决合作中可能出现的问题[9]。所以在减排合作之中需要各国就减排问题进行相关的协商与谈判来形成一个普遍可接受方案，通过构建合理的合作框架来保证减排的公平和合作的稳定。Benchekroun等通过对跨界污染进行博弈分析，发现当主体关注短期利益时很难形成减排合作，需要进行一定的转移支付来激励主体实现减排合作[10]；Rob等通过对莱茵河硝酸盐的排放量进行分析发现由于在环境污染问题上搭便车不总是一种经济行为，合作减排不仅可以降低地区的污染水平，而且使得双方的效用得到提升[11]。可见在合作中各国仅仅考虑自身利益最大化是很难保证减排合作的形成，在气候问题上更多的是应该关注整体效益最大化。由于每个地区减排的意愿不一致，现实的情况是双方会出现讨价还价博弈，但是在不完全信息下的讨价还价存在着时间成本和谈判成本，并且减排博弈中效用不可转移，所以纳什均衡和K-S解不能解决当前的减排问题，最后将出现一个无限期的讨价还价博弈，这将导致更严重的环境问题。所以在个体理性和缺乏超政府的情况下，国家之间关于减排问题会产生冲突，如果双方都不愿做出让步，则很难化解当前各国之间存在的谈判僵局，一个有效的并能被广泛接受和参与的减排合作机制将难以形成。如何构建国家之间的让步合作来缓解彼此的冲突，实现冲突目标之间的最佳平衡和效用提升成为研究的重点。

1让步博弈模型的参数介绍和规则设计

假设个体在减排量谈判上会做出适当的让步，使减排的公平性和政治的可行性达到平衡。将双方的博弈分为[0，1]两个阶段，在t=0时，博弈的双方根据自身利益最大化选择碳排放量；在t=1时，双方根据第一阶段的排放量进行让步谈判并实施减排，让步表示主体承诺在t=1时相比t=0时的排放量会进行一定程度的削减，从而将一个非合作静态博弈转换为一个动态的让步博弈。由于双方都需要考虑本地的发展需要和公平性，双方的策略选择会根据地区之间的经济实力和发展需要等因素而做出。

通过上文的分析，可以得到以下结论：

（1）就双方效用而言，第一阶段的谈判赢家在第二阶段的效用不一定会得到提高，这是因为谈判的赢家在第二阶段的让步量无论是对比自己第一阶段的排放量，还是对比对方在第二阶段的相对让步量，都有较高的削减比例，在这种情况下，谈判的赢方承担更多的社会责任从而相对减排量更大；而谈判的输方由于自身的相对减排比较少，通过与谈判赢方在减排上的共同努力从而效用得到提升。

（2）当双方在追求自身利益最大化的时候，并不一定能实现帕累托最优，甚至可能出现“公共地悲剧”。对个体效用而言，双方都减少排放量时可以产生更大的效用，但减排之后两者不一定能达到帕累托最优，当减排量在一定的区间范围内时，两者可以实现帕累托提升。

3算例分析

假设在某区域内存在两个国家，两个国家为带动地区经济发展会有一定的能源消耗和碳排放，但是由于环境污染问题的日益突出，两个国家通过谈判愿意同时减少碳排放来保护生态环境，并实现地区的可持续发展。

假设两个地区的效用函数为：

4结论

如果每个个体在考虑自身利益最大化的情况下独立行动获得的净收益总和低于他们以某种方式协调所获得的收益，那么他们就会采取某种方式来协调彼此的策略选择，从而把个体独立行动的情景转变为个体之间采用协调策略以获得较高收益或减少共同损失的情景。因为单次不合作所带来的短期利益在无限次重复博弈中将变得微不足道，所以各国为获得长远的合作收益，便不会贪图短期的不合作利益，各可以通过构建一个强有力的让步协议来保证双方都按照规则来执行，这样可以建立起两国的合作博弈。本文讨论效用非转移下的讨价还价的让步博弈，通过分析发现：

（1）博弈主体的减排量会影响自身的效用，效用的变化依赖于双方的Logistic系数和限制性参数。

（2）在让步减排之后，谈判的输方获得了更大的效用，而谈判的赢方减排量在某一特定的区间范围内时效用也会得到提升，实现双赢。

（3）在让步减排之后，两者不一定能实现帕累托最优，但是可以实现帕累托提升。

面临日益恶化的生态环境，尤其是全球气候变暖，需要各国之间通力合作，国家之间保持良好的沟通和协作，但是由于各国在资金、科技水平和其他能力方面存在一定的差别，在气候谈判时要考虑各国在经济发展水平、谈判能力、人才以及其他资源可获得性等多方面存在的不平等性[14]，所以各国在碳减排中所承担的责任应当与自身的能力和发展阶段相适应，结合共同但有区别责任的原则来区别对待各国，并注重反复实践。另外，在当前环境问题日趋恶化的情况下，各国要主动承担起减排的任务，因为减排量在适当的范围内时国家的效用会得到一定的提升[15]，并且发达国家应该充分地承担气候变化的历史责任以纠正发达国家和发展中国家之间在收益分配上的失衡，从而避免跨代搭便车行为[16]，保证代际公平[17]，从而推动各国更广泛地参与到碳减排的合作中来。最后，各国在碳减排问题上应该放弃环境利己主义和个人主义，在协商过程中相互让步与妥协，保证生态环境的安全性这一全局目标，在减排中承担起责任，转变经济发展方式，坚持可持续发展。

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