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消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中政府初始碳配額分配策略研究

2018-05-23 11:40郭道燕陳紅龍如銀
關(guān)鍵詞:演化博弈數(shù)值模擬

郭道燕 陳紅 龍如銀

摘要 隨著生產(chǎn)端碳減排實(shí)踐的不斷深入,削減消費(fèi)端碳排放已是刻不容緩?;谙M(fèi)端碳交易市場(chǎng)視角,以政府和家庭為博弈主體,假設(shè)政府初始碳配額分配存在“寬松政策”和“嚴(yán)格政策”兩種行為策略,家庭存在“減排”和“不減排”兩種行為策略,構(gòu)建政府和家庭行為策略的演化博弈模型,分析雙方行為的演化穩(wěn)定策略,模擬雙方行為策略的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程,并提出政策建議。結(jié)果發(fā)現(xiàn):博弈雙方在三種情形下存在兩種演化穩(wěn)定策略:政府的演化穩(wěn)定策略為“嚴(yán)格政策”;當(dāng)家庭碳減排費(fèi)用小于購(gòu)買碳排放權(quán)費(fèi)用時(shí),家庭的演化穩(wěn)定策略為“減排”;當(dāng)家庭碳減排費(fèi)用大于購(gòu)買碳排放權(quán)費(fèi)用且家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益高于采取“寬松政策”策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益時(shí),家庭的演化穩(wěn)定策略為“不減排”。博弈雙方在一種情形下不存在演化穩(wěn)定策略:當(dāng)家庭碳減排費(fèi)用大于購(gòu)買碳排放權(quán)費(fèi)用且家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益低于采取“寬松政策”策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益時(shí),博弈呈現(xiàn)出一種周期行為模式。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),博弈雙方自身期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近,其收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快;當(dāng)家庭期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近時(shí),政府收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快;當(dāng)家庭演化穩(wěn)定策略為“減排”且政府期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越遠(yuǎn)時(shí),家庭收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快;當(dāng)家庭演化穩(wěn)定策略為“不減排”且政府期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近時(shí),家庭收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快。由此,建議政府實(shí)施嚴(yán)格的初始碳配額分配政策、建立家庭碳減排的評(píng)價(jià)和激勵(lì)機(jī)制、建立健全消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的運(yùn)行機(jī)制并實(shí)施家庭碳排放權(quán)交易試點(diǎn)制度。本文論證了消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)機(jī)制下政府和家庭的演化穩(wěn)定策略,不僅為消費(fèi)端碳減排提供了政策建議,也有助于全球碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞 消費(fèi)端碳交易市場(chǎng);初始碳配額;家庭碳減排;演化博弈;數(shù)值模擬

中圖分類號(hào) F062.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1002-2104(2018)04-0043-12DOI:10.12062/cpre.20171112

化石能源消耗導(dǎo)致的二氧化碳排放以及氣候變化問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)前全球性重大議題。自然災(zāi)難頻發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)脆弱化、海平面上升等諸多全球性問(wèn)題,不僅給人類經(jīng)濟(jì)生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響,更對(duì)人類的生存和發(fā)展造成了巨大的威脅[1-2]。更為重要的是,全球氣候變化極有可能(95%的可能性)是人類活動(dòng)所致。因此,削減碳排放成為人類自身生存和發(fā)展的客觀需要,2016年11月4日全球氣候變化協(xié)定《巴黎協(xié)定》的正式生效更標(biāo)志著實(shí)現(xiàn)綠色低碳、氣候適應(yīng)和可持續(xù)發(fā)展已成為全球性共識(shí)。

在《巴黎協(xié)定》中,中國(guó)承諾2030年比2005年單位GDP二氧化碳排放減少60%~65%,同時(shí)二氧化碳排放達(dá)到峰值并爭(zhēng)取盡早達(dá)峰。為實(shí)現(xiàn)上述承諾,削減二氧化碳排放已成為中國(guó)政府的必然選擇,因此,中國(guó)政府推出了一系列政策,例如煤炭與鋼鐵等傳統(tǒng)行業(yè)去產(chǎn)能政策、電動(dòng)汽車補(bǔ)貼政策、煤改電和煤改氣補(bǔ)貼政策等。此外,實(shí)施碳排放權(quán)交易機(jī)制也是減少二氧化碳排放的一項(xiàng)重要且有效的手段,于是中國(guó)政府自2011年10月發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》(發(fā)改辦氣候[2011]2601號(hào))以來(lái)就致力于探索建立碳排放權(quán)交易市場(chǎng),并在2013—2014年期間陸續(xù)設(shè)立了北京、上海、天津、深圳、湖北、廣州和重慶等碳交易市場(chǎng),參與者包括履約機(jī)構(gòu)(特定行業(yè)的部分企業(yè))和非履約機(jī)構(gòu)(投資機(jī)構(gòu)、個(gè)人)。在此基礎(chǔ)上,中國(guó)政府于2017年12月19日發(fā)布了《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案(電力行業(yè))》(發(fā)改氣候規(guī)[2017]2191號(hào)),標(biāo)志著全國(guó)碳交易市場(chǎng)建設(shè)正式啟動(dòng)落實(shí)。全國(guó)碳市場(chǎng)首批僅納入電力行業(yè),主要原因是電力行業(yè)為高耗能產(chǎn)業(yè)且數(shù)據(jù)基礎(chǔ)比較好,但是往后會(huì)逐步擴(kuò)大覆蓋行業(yè)范圍。事實(shí)上,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高,家庭能源消耗導(dǎo)致的碳排放已經(jīng)成為全國(guó)碳排放的一個(gè)重要來(lái)源[3-5],并且家庭碳排放的總量與比重均呈現(xiàn)出持續(xù)增加的趨勢(shì)[6-7],表明家庭在碳減排中扮演著越來(lái)越重要的角色,并且通過(guò)改變消費(fèi)模式和提高能源使用效率可以實(shí)現(xiàn)到2020年中國(guó)碳排放減少28%[8]?!吨腥A人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》明確規(guī)定“一切單位和個(gè)人都有保護(hù)環(huán)境的義務(wù)”,意味著家庭有責(zé)任降低自身碳排放,而碳減排的一個(gè)重要手段是參與碳排放權(quán)交易,因此構(gòu)建消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳減排目標(biāo)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于中國(guó)流動(dòng)人口較多、居民素質(zhì)有待提升,部分學(xué)者可能會(huì)質(zhì)疑家庭碳交易實(shí)施的可行性。事實(shí)上,2017年4月中國(guó)廣東省將碳普惠核證自愿減排量納入碳排放權(quán)交易市場(chǎng)補(bǔ)充機(jī)制(《關(guān)于碳普惠制核證減排量管理的暫行辦法》,粵發(fā)改規(guī)[2017]1號(hào)),意味著碳普惠制試點(diǎn)地區(qū)的相關(guān)企業(yè)或個(gè)人通過(guò)自愿參與實(shí)施的減少溫室氣體排放(如節(jié)水、節(jié)電、公交出行等)和增加綠色碳匯等行為產(chǎn)生的碳減排量將正式參與交易,表明家庭正在逐漸參與碳交易,建立消費(fèi)端碳市場(chǎng)勢(shì)必會(huì)成為一種流行趨勢(shì)。本文假設(shè)消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的管理主體與生產(chǎn)端碳交易市場(chǎng)的管理主體一致,即政府在消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位,政府不僅需要對(duì)家庭碳減排責(zé)任的履行情況和碳排放權(quán)的清繳情況進(jìn)行監(jiān)督核查,更需要制定相關(guān)政策以激勵(lì)或引導(dǎo)居民降低碳排放,而初始碳配額分配政策即是一項(xiàng)重要且關(guān)鍵的政策。此外,在消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中,家庭需要進(jìn)行碳排放核查、參與碳排放權(quán)交易并完成碳排放權(quán)清繳??梢?jiàn),消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)能否成功運(yùn)行涉及到政府和家庭之間的博弈關(guān)系以及關(guān)系的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。

目前,關(guān)于碳交易的研究主要側(cè)重于生產(chǎn)端[9],而消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的研究主要集中在個(gè)人碳交易的內(nèi)涵與特征、碳配額方案的遴選、碳價(jià)的影響因素及后果等方面。首先,個(gè)人碳交易(Personal Carbon Trading,PCT)研究起源于20世紀(jì)90年代中期,F(xiàn)leming[10]認(rèn)為,政府應(yīng)該按照年度碳減排指標(biāo)設(shè)定排放總額,將全部或部分排放權(quán)分配給個(gè)人,用于覆蓋家庭的直接能耗和私人交通等領(lǐng)域。也就是說(shuō),每位成年居民每年均可以獲得一定數(shù)量相等的免費(fèi)碳排放權(quán),并且獲得的碳排放權(quán)是逐年遞減的[11-12]。其次,初始碳配額主要存在三種分配方案:個(gè)人碳配額方案(Personal Carbon Allowance,PCA)、可交易的能源配額方案(Tradable Energy Quotas,TE)和上限與共享方案(Cap and Share,CS)[11, 13],這三種方案的主要區(qū)別是覆蓋的領(lǐng)域與分配的比例不一樣,但目標(biāo)都是政府通過(guò)政策引導(dǎo)個(gè)人改變生活方式和消費(fèi)模式,最終降低碳排放總量。進(jìn)一步研究表明,初始碳配額分配是碳價(jià)的主要影響因素,并且初始碳配額的降低會(huì)引起碳價(jià)的升高[14];而能源價(jià)格、能源排放率和邊際控制成本等也會(huì)影響碳價(jià)[15-19]。此外,碳價(jià)不僅會(huì)影響個(gè)人的經(jīng)濟(jì)利益,還能間接地改變自身的高碳生活方式[20-21]??梢园l(fā)現(xiàn),現(xiàn)有研究鮮有關(guān)注消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中政府與家庭之間的博弈關(guān)系,包括政府如何制定出最優(yōu)初始碳配額政策,家庭進(jìn)行碳減排是否有利于實(shí)現(xiàn)自身利益最大化,政府和家庭在消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中分別采取什么樣的策略能夠?qū)崿F(xiàn)雙贏。

本研究基于消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)視角,假設(shè)政府和家庭都是有限理性的經(jīng)濟(jì)人,政府初始碳配額分配存在“寬松政策”和“嚴(yán)格政策”兩種行為策略、家庭存在“減排”和“不減排”兩種行為策略,運(yùn)用演化博弈方法分析政府和家庭行為的演化穩(wěn)定策略以及雙方達(dá)到演化穩(wěn)定策略時(shí)的條件,采用Matlab軟件對(duì)博弈雙方收斂于演化穩(wěn)定策略的過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,并提出政策建議。在生產(chǎn)端碳交易日趨成熟以及家庭碳排放持續(xù)增加的關(guān)鍵時(shí)期,基于消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)視角研究政府的初始碳配額分配政策,不僅為政府建立消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)提供了理論基礎(chǔ)與政策指導(dǎo),也有助于引導(dǎo)家庭改變高碳的生活方式和消費(fèi)模式,以期實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳減排的目標(biāo)。

1 演化博弈模型的假設(shè)與構(gòu)建

1.1 演化博弈模型的假設(shè)

本文將家庭納入碳排放權(quán)交易市場(chǎng),即消費(fèi)端碳交易市場(chǎng),假設(shè)家庭與企業(yè)同質(zhì),需要參與碳排放核算并進(jìn)行碳排放權(quán)清繳。由于碳市場(chǎng)管理由中央政府和地方政府分級(jí)負(fù)責(zé),即政府在碳市場(chǎng)中占主導(dǎo)地位,所以政府和家庭共同構(gòu)成了演化博弈的主體。此外,復(fù)雜的、多元化的以及不確定性的社會(huì)現(xiàn)實(shí)使得政府和家庭均沒(méi)有足夠的能力去選擇最佳策略以最大化他們的收益,即政府和家庭只能根據(jù)其所擁有的局部信息做出令其滿意的決策,所以本文假設(shè)政府和家庭都是有限理性的經(jīng)濟(jì)人。

在消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)管理中,政府的一項(xiàng)重要職責(zé)是制定初始碳配額分配政策,本文假設(shè)政府的行為策略集為S1={G1寬松政策,G2嚴(yán)格政策},“寬松政策”表示政府免費(fèi)分配給家庭的初始碳排放量較高,“嚴(yán)格政策”表示政府免費(fèi)分配給家庭的初始碳排放量較低。家庭作為消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的參與者,往往面臨著購(gòu)買碳排放權(quán)或降低碳排放量的抉擇。本文假設(shè)家庭的行為策略集為S2={I1減排,I2不減排},“減排”表示家庭減少具有碳排放的活動(dòng)或者購(gòu)買低碳產(chǎn)品以降低碳排放量,“不減排”表示家庭按照以往的生活方式,不采取任何方式降低碳排放量。本文假設(shè)消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定,不存在交易損失。家庭當(dāng)期的碳配額不可以結(jié)轉(zhuǎn)至下一期間使用,但是可以在核準(zhǔn)日期前進(jìn)行減排抵充或者根據(jù)當(dāng)期的碳價(jià)在市場(chǎng)中進(jìn)行交易。此外,假設(shè)碳價(jià)由消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)決定,并在一個(gè)周期內(nèi)保持穩(wěn)定。碳交易成本包括固定成本和碳排放權(quán)交易成本。模型中涉及的參數(shù)包括政府與家庭的成本和收益,具體見(jiàn)表1。

12 博弈主體行為策略的收益矩陣

根據(jù)政府和家庭的行為策略集,可以得出演化博弈的行為策略組合共有四種:分別為(G1寬松政策,I1減排)、(G1寬松政策,I2不減排)、(G2嚴(yán)格政策,I1減排)、(G2嚴(yán)格政策,I2不減排)。結(jié)合表1對(duì)模型參數(shù)的設(shè)定,可以得到政府和家庭在上述四種行為策略組合下的收益,具體見(jiàn)表2。

1.3 演化博弈模型的構(gòu)建

根據(jù)演化博弈的原理,復(fù)制動(dòng)態(tài)方程是描述某一特定策略在一個(gè)種群中被采用的頻數(shù)或頻度的動(dòng)態(tài)微分方程[22-23]?;谡图彝ゲ┺牡氖找婢仃?,本文將分別構(gòu)建政府和家庭行為策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程。在政府與家庭博弈的初始階段,假設(shè)政府采取“寬松政策”策略的概率為x(0≤x≤1),采取“嚴(yán)格政策”策略的概率則為1-x;家庭選擇采取“減排”策略的概率為y(0≤y≤1),采取“不減排”策略的概率則為1-y。

(1)政府行為策略的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程。假設(shè)政府采取“寬松政策”行為策略的期望收益為E11,采取“嚴(yán)格政策”行為策略的期望收益為E12,平均期望收益E1,則:

2 演化博弈模型的穩(wěn)定性分析

有限理性假設(shè)表明,政府和家庭不可能一開(kāi)始就找到最優(yōu)策略以及最優(yōu)均衡點(diǎn),即系統(tǒng)達(dá)到均衡是一個(gè)漸進(jìn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程。政府和家庭根據(jù)既得利益不斷調(diào)整策略以實(shí)現(xiàn)自身利益的改善,最終達(dá)到動(dòng)態(tài)均衡,此時(shí)的策略就是演化穩(wěn)定策略(Evolutionary Stable Strategy,ESS)。本文將分別分析政府、家庭以及博弈雙方行為策略的演化穩(wěn)定性。

2.1 政府行為策略的演化穩(wěn)定性分析

(T-α2×TH)]>0時(shí),政府和家庭的復(fù)制動(dòng)態(tài)演化的相位圖見(jiàn)圖1(d)??梢园l(fā)現(xiàn):當(dāng)初始狀態(tài)落在Ⅰ區(qū)域時(shí),博弈收斂于均衡點(diǎn)B4(1,1),即(寬松政策,減排)是政府和家庭的必然選擇;當(dāng)初始狀態(tài)落在Ⅱ區(qū)域時(shí),博弈收斂于均衡點(diǎn)B3(0,1),即(嚴(yán)格政策,減排)是政府和家庭的必然選擇;當(dāng)初始狀態(tài)落在Ⅲ區(qū)域時(shí),博弈收斂于均衡點(diǎn)B1(0,0),即(嚴(yán)格政策,不減排)是政府和家庭的必然選擇;當(dāng)初始狀態(tài)落在Ⅳ區(qū)域時(shí),博弈收斂于均衡點(diǎn)B2(1,0),即(寬松政策,不減排)是政府和家庭的必然選擇。因此,B1(0,0)、B2(1,0)、B3(0,1)和B4(1,1)都是鞍點(diǎn),不存在演化穩(wěn)定策略。

3 數(shù)值模擬

為了更為直觀地驗(yàn)證不同約束條件下政府和家庭之間行為策略的演化穩(wěn)定性,本文采用MATLAB R2012a 軟件模擬政府和家庭行為策略的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程,并分析相關(guān)參數(shù)變動(dòng)對(duì)演化結(jié)果的影響。首先對(duì)模型中的基本參數(shù)進(jìn)行賦值,假設(shè)如下:當(dāng)期可以投入市場(chǎng)的配額總量T=10,家庭的歷史碳排放量TH=8,家庭采取“減排”策略時(shí)的實(shí)際碳排放量TR1=7,家庭采取“不減排”策略時(shí)的實(shí)際碳排放量TR2=9,常數(shù)項(xiàng)β=0.5,常數(shù)項(xiàng)γ=0.1。

(1)若政府采取“寬松政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α1=0.95,采取“嚴(yán)格政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α2=0.85,家庭碳減排的費(fèi)用C2=0.28,則政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(x)=x(1-x)(-0.16y-0.032),家庭的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(y)=y(1-y)(0.16x+0.08)??梢园l(fā)現(xiàn)x0<0,Y0<0,此時(shí)與表3中的情形一相吻合。

圖2刻畫了此時(shí)政府和家庭行為策略隨時(shí)間的復(fù)制動(dòng)態(tài)演化路徑,可以看出(0,1)為演化穩(wěn)定點(diǎn),表示無(wú)論政府和家庭處于何種初始狀態(tài),其最終會(huì)收斂于(嚴(yán)格政策,減排)的行為策略。圖3(a)和(b)分別刻畫了政府和家庭隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)演化路徑。在圖3(a)中,實(shí)線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.2,虛線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.8??梢园l(fā)現(xiàn),在家庭采取不同初始策略的情況下政府均會(huì)收斂于“嚴(yán)格政策”策略;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.8時(shí)的政府收斂速度大于當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.2時(shí)的政府收斂速度;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略的概率越大,其最終收斂于“嚴(yán)格政策”策略的速度越慢。在圖3(b)中,實(shí)線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.2,虛線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.8??梢园l(fā)現(xiàn),在政府采取不同初始策略的情況下家庭均會(huì)收斂于“減排”策略;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.8時(shí)的家庭收斂速度大于當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.2時(shí)的家庭收斂速度;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略的概率越大,其最終收斂于“減排”策略的速度越快。

(2)若政府采取“寬松政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α1=0.9,采取“嚴(yán)格政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α2=0.80,家庭碳減排的費(fèi)用C2=0.26。則政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(x)=x(1-x)(-0.32y+0.064),家庭的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(y)=y(1-y)(0.16x+0.02)??梢园l(fā)現(xiàn),X0<0,Y0=0.2,此時(shí)與表3中的情形二相吻合。

圖4刻畫了此時(shí)政府和家庭行為策略隨時(shí)間的復(fù)制動(dòng)態(tài)演化路徑,可以看出(0,1)為演化穩(wěn)定點(diǎn),表示無(wú)論政府和家庭處于何種初始狀態(tài),其最終會(huì)收斂于(嚴(yán)格政策,減排)的行為策略。圖5(a)和(b)分別刻畫了政府和家庭隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)演化路徑。在圖5(a)中,實(shí)線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.1,虛線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.7。可以發(fā)現(xiàn),在家庭采取不同初始策略的情況下政府均會(huì)收斂于“嚴(yán)格政策”策略;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.7時(shí)的政府收斂速度大于當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.1時(shí)的政府收斂速度;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略的概率越大,其最終收斂于“嚴(yán)格政策”策略的速度越慢。在圖5(b)中,實(shí)線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.1,虛線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.7??梢园l(fā)現(xiàn),在政府采取不同初始策略的情況下家庭均會(huì)收斂于“減排”策略;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.7時(shí)的家庭收斂速度大于當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.1時(shí)的家庭收斂速度;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略的概率越大,其最終收斂于“減排”策略的速度越快。

(3)若政府采取“寬松政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α1=0.95,采取“嚴(yán)格政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α2=0.85,家庭碳減排的費(fèi)用C2=0.44。則政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(x)=x(1-x)(-0.16y-0.032),家庭的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(y)=y(1-y)(0.16x-0.08)??梢园l(fā)現(xiàn),X0=0.5,Y0<0,此時(shí)與表3中的情形三相吻合。

圖6刻畫了此時(shí)政府和家庭行為策略隨時(shí)間的復(fù)制動(dòng)態(tài)演化路徑,可以看出(0,0)為演化穩(wěn)定點(diǎn),表示無(wú)論政府和家庭處于何種初始狀態(tài),其最終收斂于(嚴(yán)格政策,不減排)行為策略。圖7(a)和(b)分別刻畫了政府和家庭隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)演化路徑。在圖7(a)中,實(shí)線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.2,虛線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.8??梢园l(fā)現(xiàn),在家庭采取不同初始策略的情況下政府均會(huì)收斂于“嚴(yán)格政策”策略;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.8時(shí)的政府收斂速度大于當(dāng)家庭初始采取“減排”策略概率為0.2時(shí)的政府收斂速度;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略的概率越大,其最終收斂于“嚴(yán)格政策”策略的速度越慢。在圖7(b)中,實(shí)線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.2,虛線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.8??梢园l(fā)現(xiàn),在政府采取不同初始策略的情況下家庭均會(huì)收斂于“不減排”策略;當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.2時(shí)的家庭收斂速度大于當(dāng)政府初始采取“寬松政策”策略概率為0.8時(shí)的家庭收斂速度;當(dāng)家庭初始采取“減排”策略的概率越大,其最終收斂于“減排”策略的速度越慢。

(4)若政府采取“寬松政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α1=0.9,采取“嚴(yán)格政策”時(shí)的碳配額系數(shù)α2=0.80,家庭碳減排的費(fèi)用C2=0.36。則政府的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(x)=x(1-x)(-0.32y+0.064),家庭的復(fù)制動(dòng)態(tài)方程為F(y)=y(1-y)(0.16x-0.08)。可以發(fā)現(xiàn)X0=0.5,Y0=0.2,此時(shí)與表3中的情形四相吻合。

圖8刻畫了此時(shí)政府和家庭行為策略隨時(shí)間的復(fù)制動(dòng)態(tài)演化路徑,可以看出政府和家庭行為策略呈現(xiàn)出以(0.5,0.2)為中心的螺旋狀,不存在演化穩(wěn)定點(diǎn)。

圖9(a)和(b)分別刻畫了政府和家庭隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)演化路徑。在圖9(a)中,實(shí)線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.7,虛線表示家庭初始采取“減排”策略的概率為0.1。可以發(fā)現(xiàn),在家庭采取不同初始策略的情況下政府實(shí)施“寬松政策”策略的概率均會(huì)隨著時(shí)間的增加而上下震蕩。在圖9(b)中,實(shí)線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.7,虛線表示政府初始采取“寬松政策”策略的概率為0.1??梢园l(fā)現(xiàn),在政府采取不同初始策略的情況下家庭實(shí)施“減排”策略的概率均會(huì)隨著時(shí)間的增加而上下震蕩。

4 研究結(jié)論與政策建議

4.1 研究結(jié)論

本文構(gòu)建了消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)機(jī)制下政府和家庭的演化博弈模型,分析了博弈雙方的演化穩(wěn)定策略,并針對(duì)不同情形對(duì)博弈雙方的行為策略進(jìn)行數(shù)值模擬,主要得到以下結(jié)論。

(1)博弈雙方在三種情形下存在兩種演化穩(wěn)定策略。第一,當(dāng)家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益高于采取“寬松政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益,并且家庭進(jìn)行碳減排的費(fèi)用小于購(gòu)買碳排放權(quán)的費(fèi)用時(shí),(嚴(yán)格政策,減排)為演化穩(wěn)定策略。第二,當(dāng)家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益低于采取“寬松政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益,并且家庭進(jìn)行碳減排的費(fèi)用小于購(gòu)買碳排放權(quán)的費(fèi)用時(shí),(嚴(yán)格政策,減排)為演化穩(wěn)定策略。第三,當(dāng)家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益高于采取“寬松政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益,并且家庭進(jìn)行碳減排的費(fèi)用大于購(gòu)買碳排放權(quán)的費(fèi)用時(shí),(嚴(yán)格政策,不減排)為演化穩(wěn)定策略??偠灾难莼€(wěn)定策略均為“嚴(yán)格政策”,家庭的演化穩(wěn)定策略會(huì)受到碳減排費(fèi)用和購(gòu)買碳排放權(quán)費(fèi)用的影響。

(2)博弈雙方在一種情形下不存在演化穩(wěn)定策略。當(dāng)家庭采取“不減排”行為策略時(shí)政府采取“嚴(yán)格政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益低于采取“寬松政策”行為策略而獲得的碳排放權(quán)交易(賣出)收益,并且家庭進(jìn)行碳減排的費(fèi)用大于購(gòu)買碳排放權(quán)的費(fèi)用時(shí),不存在演化穩(wěn)定策略,并且政府和家庭的博弈呈現(xiàn)出一種周期行為模式,是現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)生活中的一個(gè)常見(jiàn)現(xiàn)象。

(3)博弈雙方收斂于演化穩(wěn)定策略速度的影響因素包括自身期初行為策略與演化穩(wěn)定策略的距離、對(duì)方期初行為策略與演化穩(wěn)定策略的距離。對(duì)于政府而言,其期初行為策略與演化穩(wěn)定策略(“嚴(yán)格政策”)越近、家庭期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近時(shí),政府收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快。對(duì)于家庭而言,當(dāng)家庭演化穩(wěn)定策略為“減排”時(shí),其期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近、政府期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越遠(yuǎn)時(shí),家庭收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快;當(dāng)家庭演化穩(wěn)定策略為“不減排”時(shí),其期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近、政府期初行為策略與演化穩(wěn)定策略越近時(shí),家庭收斂于演化穩(wěn)定策略的速度越快。

4.2 政策建議

為了更好地構(gòu)建消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)機(jī)制下政府和家庭的雙贏格局以及實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳減排的目標(biāo),本文提出如下政策建議。

(1)實(shí)施嚴(yán)格的初始碳配額分配政策。從演化博弈的結(jié)果來(lái)看,政府的演化穩(wěn)定策略為“嚴(yán)格政策”?!皣?yán)格政策”是一項(xiàng)約束性策略,即政府免費(fèi)分配給家庭的初始碳排放權(quán)數(shù)量較低,導(dǎo)致高碳排放家庭不得不額外購(gòu)買碳排放權(quán)來(lái)應(yīng)對(duì)現(xiàn)有生活方式和消費(fèi)模式所需要的碳排放權(quán)或者減少碳排放量較高的活動(dòng)。但政府在實(shí)施“嚴(yán)格政策”時(shí),應(yīng)充分考慮家庭所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及家庭的規(guī)模、收入等情況,靈活適度實(shí)施嚴(yán)格的初始碳配額分配政策以引導(dǎo)家庭降低碳排放。

(2)建立家庭碳減排的評(píng)價(jià)和激勵(lì)機(jī)制。從演化博弈的結(jié)果來(lái)看,當(dāng)家庭進(jìn)行碳減排的費(fèi)用小于購(gòu)買碳排放權(quán)的費(fèi)用時(shí),家庭的演化穩(wěn)定策略為“減排”。事實(shí)上,家庭是否進(jìn)行碳減排很大程度上依賴于政府的激勵(lì)機(jī)制,而激勵(lì)機(jī)制的建立基礎(chǔ)是家庭碳減排的評(píng)價(jià)機(jī)制。首先,政府需要對(duì)家庭碳減排情況進(jìn)行綜合定量評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)指標(biāo)包括能源消耗量的大小、節(jié)能家電與電動(dòng)汽車的購(gòu)置情況,綠色出行方式的實(shí)踐情況以及垃圾的分類回收情況等。其次,根據(jù)家庭碳減排的評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)積極實(shí)施碳減排的家庭進(jìn)行物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),并根據(jù)多期評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)碳減排貢獻(xiàn)度較高的家庭實(shí)施累積式獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí),還可以建立家庭碳減排的精神激勵(lì)機(jī)制來(lái)調(diào)動(dòng)家庭碳減排的積極性,如根據(jù)家庭碳減排的評(píng)價(jià)結(jié)果,對(duì)積極宣傳并參與碳減排的家庭授予“綠色家庭”光榮稱號(hào)。

(3)建立健全消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的運(yùn)行機(jī)制。由于演化穩(wěn)定策略是基于“消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)運(yùn)行穩(wěn)定”的假設(shè),所以建立健全消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的運(yùn)行機(jī)制是家庭碳交易行為的重要保障。在消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)中,首先是政府向每個(gè)家庭分配初始碳排放額,然后是第三方機(jī)構(gòu)對(duì)家庭實(shí)際碳排放情況進(jìn)行核查,最后是家庭根據(jù)初始碳配額與實(shí)際碳排放情況,申請(qǐng)買入(或賣出)碳排放權(quán)并與賣方(或買方)進(jìn)行碳交易。在這過(guò)程中,政府需要及時(shí)地將初始碳排放權(quán)分配系數(shù)、碳減排的評(píng)價(jià)和激勵(lì)機(jī)制、實(shí)時(shí)剩余碳排放權(quán)以及碳交易價(jià)格等信息公開(kāi),嚴(yán)格地對(duì)家庭歷史碳排放和實(shí)際碳排放情況進(jìn)行公平公正的核查。同時(shí),將碳排放信息及時(shí)反饋給每個(gè)家庭,并針對(duì)高碳排放家庭進(jìn)行重點(diǎn)反饋,以督促家庭降低碳排放。

(4)實(shí)施家庭碳排放權(quán)交易試點(diǎn)制度。家庭碳排放權(quán)交易目前是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的嘗試,不僅缺乏可直接借鑒的經(jīng)驗(yàn),而且公眾接受度普遍較低,所以實(shí)施家庭碳排放權(quán)交易試點(diǎn)制度是建立消費(fèi)端碳交易市場(chǎng)的必由之路。家庭碳排放權(quán)交易試點(diǎn)可由區(qū)域碳交易試點(diǎn)和自愿碳交易試點(diǎn)組成,共同推動(dòng)建立全國(guó)統(tǒng)一的家庭碳交易市場(chǎng)。在此過(guò)程中,政府應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)范交易項(xiàng)目與流程,保證市場(chǎng)的公開(kāi)、公正與透明。同時(shí),政府應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)公眾參與應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)的積極性,努力提高家庭參與碳交易的意愿,不僅有助于家庭自愿碳交易試點(diǎn)方案的實(shí)施,更為將來(lái)建立全國(guó)家庭碳市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。

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