张 震

(山东大学 经 济研究院，山东 济南 2 50100)

环保产业相关主体博弈分析

张 震

(山东大学 经 济研究院，山东 济南 2 50100)

在环保产业发展过程中，由于环保产业和污染企业之间存在着事实上的供需关系，因此生产企业的排污和污染治理策略对环保产业的发展及环保企业的生产有着重要的作用，而政府的环境规制将影响污染企业的排污或污染治理策略，同时也将影响到环保产业的发展。环保产业的利益很大程度上受到污染企业生产策略的影响。环保产业的目标同样也是追求自身利益最大化，由于环境保护的外部性效应，因此环保产业利益的实现需要政府环境政策的支持。

环保产业;博弈模型;环保政策

一、引言

在环保产业发展过程中，由于环保产业和污染企业之间存在着事实上的供需关系，因此生产企业的排污和污染治理策略对环保产业的发展及环保企业的生产有着重要的作用，而政府的环境规制(如排污费的制定，环保生产企业的税收补贴等)将影响污染企业的排污或污染治理策略，同时也将影响到环保产业的发展。政府为了消除经济发展中的环境污染问题，通常采用向厂商排放的污染物征收费用的办法来促使污染企业自行治理污染或者减少污染物的排放。针对政府的环境政策，污染企业需要使用环保产业的产品和技术服务来减少污染物的排放量或者治理污染。因此，环保产业事实上是在政府、污染企业、环保产业、社会公众等多重力量的博弈中发展的。

政府为保证社会公众免受环境污染和破坏带来的影响，需要建立环境保护的相关制度和法规以约束污染企业的污染行为。但是，现实中政府在不同时期、不同地区对环境保护的态度会存在分歧。一方面环境保护制度有助于改善环境，有利于实现整体社会福利(利益)最大化;另一方面，环境保护制度的制定和实施在一定程度上限制了(污染)企业的发展，减缓了经济发展的速度。因此，政府往往要同时面对生存空间和社会经济发展两方面的问题。如果政府不对环境污染加以管制，则企业为了追求利润的最大化，宁愿以牺牲环境为代价，也绝不会主动增加环保设备投资。按照理性经济人假定，所有企业都会从利己的目的出发，采取不顾环境的策略。①廖靓:《破解环保博弈的“囚徒困境”》，《经济管理》2006年第11期。显然，只有借助政府这个外力重新制定游戏规则，才能打破“纳什均衡”下的重复博弈。也就是说，从根本上改变非合作博弈的状况，才能真正实现企业间的竞争合作。②李健斌、刘杨:《重复博弈视角下的企业环保行为规制》，《山东社会科学》2009年第2期。

环境资源属于公共资产，具有公共物品的非竞争性和非排他性特点。环保产业的发展与污染企业的排污或者污染治理策略密切相关，因此政府必须通过政策引导以及环保法制、规章等手段来纠正市场失灵的状况，使得市场机制重新发挥资源配置的功能。

二、环保制度下的政府、环保产业、污染企业之间的博弈模型

(一)博弈参与方的相互作用与影响

环保制度下的政府、环保产业、污染企业间的博弈模型，描述了社会公众、污染企业和环保产业产业链上的为追求整体社会福利最大化的政府，以及追求自身利润最大化的环保企业、污染企业等各方的策略选择。经济发展在推动社会物质和文化发展的同时会造成环境的破坏，而环境污染具有负外部性特征，其经济个体的行为对其它个体产生了负面影响，却没有因此而承担相应的成本，由此导致了市场失灵。因此，政府应主动介入和干预。为了消除环境污染的负外部性以及维护环境资源的公共性，政府需要从全社会的角度整体考虑社会福利，并通过制定合理的环境政策使环境得到保护和改善。政府在考虑社会福利的时候，应该包括消费者剩余、生产厂商的利润(污染企业和环保产业)、环境污染情况等内容。

在污染企业生产过程中，污染企业参与博弈的目标是自身利益最大化，即通过生产策略和治污策略的结合，实现环境政策规制下的企业利润最大化。污染企业的生产策略，即决定企业自身产品的产量;污染企业的治污策略，即污染企业决定治理污染物的多少及交纳排污费的策略。通过生产策略和治污策略的调整，企业可以实现在政府环境规制下的利润最大化。

影响污染企业利润的因素，主要有市场需求潜力、排污费、环保产业的治污费用和生产成本等。市场需求潜力是指污染企业的产品要直接面对消费者，因此消费者对污染企业产品的需求潜力将直接决定污染企业的利润;生产成本对于污染企业利润的影响主要是因为污染企业的生产成本是既定的，在短时间内很难改变，因此短时间内影响污染企业利润的因素就取决于企业的生产决策和对污染排放问题的决策，这里也包括政府对实施环境政策和发展环保产业的治污成本。假定政府的环境保护制度主要是通过征收排污费来影响污染企业的利润、约束污染企业的污染行为，实现污染企业的私人最优生产水平和社会最优生产水平的统一，以达到保护环境的目的。那么，当政府制定较高的排污费征收标准时，污染企业就会选择成本较低的治污策略，包括使用环保产业的产品或服务进行污染控制和治理;当政府制定的排污费征收标准较低时，且低于环保产业的治污成本和价格时，污染企业就会只选择交纳排污费，此时政府虽然得到了排污费，但是环境却受到了污染。产业链视角下，环保产业和污染企业属于同一产业链的上下游，环保产业为污染企业提供产品或服务，得到服务的污染企业生产的产品又最终提供给消费者。从这个意义上说，环保产业的利益很大程度上受到污染企业生产策略的影响。环保产业的目标同样也是追求自身利益最大化，由于环境保护的外部性效应，因此环保产业利益的实现需要政府环境政策的支持。

(二)累进排污费模式下的政府、污染企业和环保产业之间的博弈模型

根据以上分析，构建排污费递增模式下的政府、污染企业和环保产业之间博弈模型的基本假设:

其一，博弈参与者之间具备完全信息、同时行动，且各方策略均为已知，即完全信息静态博弈。

其二，博弈各方均为完全理性，即政府的目标是实现整体社会福利(利益)最大化;污染企业和环保产业则分别追求企业利润最大化。政府的环保制度主要是制定排污收费标准;污染企业的决策变量主要在于企业的产量Q1和污染排放量u(与政府制定的排污收费标准密切相关);环保产业的决策变量为环保产品的产量Q2。

具体来说，博弈各方在决策中所依据的决策变量主要有:

1．整体社会福利W。

整体社会福利主要包括:污染企业的利润L1，环保产业利润L2，污染造成的环境损失L3，政府征收排污获得收入T，污染企业的消费者剩余S1，环保产业的消费者剩余S2构成。①原 毅 军、耿殿贺:《环境政策传导机制与中国环保产业发展——基于政府、排污企业与环保企业的博弈研究》，《中国工业经济》2010年第10期。即:

2．污染企业产量Q1与排放量u。

污染企业的产品市场需求函数假定为:

其中，P1是产品价格，并假定由于排污企业生产的产品越多，其排放到环境中的污染物也就越多。因此，排污企业排放的污染排放量u与生产产品的数量Q1之间存在线性关系:

3．政府的排污费用收入T。

根据我国《中华人民共和国环境保护法》的规定，按所排放污染物的种类、数量和浓度，针对向自然环境排放废弃物的行为强制征收一定资金。②《排污费征收使用管理条例》，《中华人民共和国国务院公报》2003年5月。为了研究方便，本文在不影响结论的情况下，假设政府的环保制度主要是征收排污费，且排污企业仅仅排放一种类型的污染物。假定政府在征收排污费时不是采用每单位污染物相同的收费标准，而是采用污染累进收费模式，即排污总的收费T是污染企业排放污染物u的线性递增函数，即每单位污染物收取费用t，同时根据累进量u2收取费用tu2。

4．环境污染损失L3。

对于环境污染造成的损害可以考虑用损害函数来描述。一般来说，环境中的污染物越多，所产生的损害也越大。事实上，环境污染的损害取决于污染物的类型和被污染的环境状况。为了研究方便，在这里将环境污染的损害统一使用货币计量单位。其损害函数为:

其中，L0表示环境对污染的同化能力，即在0—L0范围内产生的污染物，环境可以对其进行自然的处理，因此不会产生环境污染损害。U表示环境污染物的数量。

5．环保产业的边际治理污染成本和价格。

排污企业对环保设备和服务的需求将直接影响到环保产业的产品生产和定价策略。因此，在环保产业产品定价过程中，政府排污费和排污企业的需求是最主要的影响因素。假设环保产业治理污染的边际成本MC由基本单位治理成本C0和污染控制成本C1组成，Co可描述为环保产业初期投入的厂房设备、其他投入的沉没成本等。由于污染物越多，其治理的边际成本越大，假定治理成本与污染物数量u呈线性递增关系，即:

其中，α表示每治理一单位污染需要的成本。而环保产业获得利润最大化的条件是P2=MR=MC，因此，根据以上描述，污染企业生产Q1数量的产品，会产生kQ1的污染物，而环保产业的产品价格为P2:

此外，假设排污企业排放的污染物越多，需要的环保产业的产品就越多，即环保产业的产品数量与污染物的数量之间存在技术上的线性关系:

其中，β表示治理一个单位的污染物所需要的环保产品的数量。

根据(式3)和(式4)，政府征收的最后一个单位污染物的排污费为:

由于环保产品的边际成本MC=C0+αkQ1，当Mt=MC时，

此时的产量是污染企业的临界产量。污染企业会根据以下不同的实际情况和均衡产量来做出策略选择。

不同情况下的博弈均衡分析:

(1)当环保产业初始治理污染成本C0＞tK，且Mc斜率大于 MT的斜率，即αk＞2tk2时，此时 t＜min(C0/K，α/2K)。由于环保产业的初始污染控制成本C1是递增的，而政府的排污费收取也是递增的，因此当环保产业的边际治污成本大于政府的边际排污费，即MC＞MT，污染企业的所有污染都会选择缴纳排污费，对环保产业没有任何需求。

(2)当环保产业初始治理污染成本C0＞tK，但Mc斜率小于MT的斜率，即 时，此时(α/2K)＜t＜ (C0/K)。均衡产量为Q1*，当污染企业的产量Q1＞Q1*时，超过均衡产量的部分由于排污费用过高，导致污染企业会选择委托环保产业治理污染;当污染企业的产量Q1＜Q1*时，污染企业会选择缴纳排污费。

(3)当环保产业初始治理污染成本C0＜tK，且Mc斜率大于MT的斜率，即(C0/K)＜t＜(α/2K)时，均衡产量为Q1*，当污染企业的产量Q1＞Q1*，超过均衡产量的部分由于治理费用过高，导致污染企业会选择缴纳排污费;当污染企业的产量Q1＜Q1*的部分，污染企业会选择环保产业治理的方式来治理污染。

(4)当环保产业初始治理污染成本C0＜tK，且Mc斜率小于 MT的斜率，即 t＞max((C0/K)，(α/2K))时，由于排污费随着产量增加递增较快，而治理成本则增长较慢。因此，污染企业根据市场需求来决定自己的产量，并且所造成的污染全部会委托环保产业来进行治理。

环保产业在均衡产量下的利润分析:

根据(式3)，(式8)和(式9)，环保产业最大化时的利润可以表示为:

上述公式是政府排污费对环保产业利润影响的反应函数，是环境等制度影响环保产业发展的直接体现。其中，只有排污费标准t为决策变量，可以由政府调节其大小，而参数α，β，K和C0均为市场环境参数，短期内无法人为地进行调整和改变。

根据上述分析，环保企业的利润函数在dL2/dt=0时达到最大，此时，环保产业最大化时的利润与政府排污费标准t，环保企业成本C0，治理成本与污染物数量关系参数α以及排污企业排放的污染量与生产产品的数量之间关系系数K均存在直接关系。因此，提升环保产业利润的途径，一方面与政府的排污收费标准t有关，另一方面也与环保产业自身的技术水平有关。

通过上述4种情况的分析来看，污染企业的选择治理污染还是选择缴纳排污费用，其策略选择主要在于政府制定的t值与(C0/K)和(α/2K)之间的比较。

第一种情况表明，政府部门制定的t较小时，对企业的约束作用也小，企业仍旧会选择排污，政府虽然获得了排污费，但环境却受到了破坏。

第二种情况表明，即使政府部门制定较低的排污费标准t，但是环保产业如果通过自身技术创新和进步(可以在政府的税收补贴或者政策支持下)，能够有效地降低对污染治理的成本时(即边际治污成本曲线虽然递增但较为缓和时)，仍然能够鼓励企业选择环保产业产品或服务。

第三种情况表明，在较高的排污费t下，企业首先会选择污染治理策略，当产量超过均衡产量时，超出部分会选择缴纳排污费。

第四种情况表明，政府制定过高的排污费t，而环保产业自身成本较低的情况下，企业会完全选择污染治理，而不会缴纳排污费。实际中，政府为追求环境保护的目标会强制企业采取环保行为。

由于Q1*=(C0－tK)/(2tK－α)K，所以污染企业可以据此来对自己的排污策略进行决策，当Q1＞Q1*时，污染企业的策略分为两部分，产量大于Q1*的部分，企业会选择缴纳排污费;当产量小于 Q1*的部分，污染企业会选择环保产品或服务来治理污染。因此，企业的策略选择很大程度上依赖于政府制定排污费的标准。

三、讨论与启示

首先，在无政府规制的情况下，污染企业为追求自身利润最大化必然会选择牺牲环境的策略而采用污染生产的方式。而改善这一状况的途径可以是政府通过环保制度的建立与实施，向污染生产的企业征收排污费，向环保生产的企业进行一定的税收补贴，使“看不见的手”的市场机制发挥作用。在累进排污费制度模式下的政府、污染企业和环保产业之间的博弈模型中，由于环保产业与污染企业之间存在着产业链上的供需关系，因此政府的环保制度(如排污费标准)对环保产业的利润有间接的影响作用，其传递过程是通过排污费标准的高低来约束和改变污染企业的生产策略，从而影响其对环保设备产品和治理污染服务的需求。

其次，从前面的博弈的结果可以知道，当博弈均衡时，环保产业的利润与政府排污费之间存在非线性关系，这说明，环保产业的利润与政府排污费标准之间有着密切联系。由此，环保产业要提高产业自身的利润，一方面要依靠政府的制度推动，另一方面则要加强环保产业自身的技术创新和技术进步，减少治理单位污染所需要的成本，从而鼓励污染企业在决策时更多的选择环保企业的产品，并提高环保产业的利润水平。

再次，由于污染企业生产的产品数量小于均衡产量的部分会选择购买环保产业的企业产品和服务来治理污染，因此采用累进排污收费制度，企业会更多的将其产品造成的污染交由环保产业来治理，从而提高对环保产业企业产品的市场需求，对环保产业的发展会起到更大的促进作用。在实际应用中，政府也可以考虑采用按污染量分级收费方式，即每隔一定数量制定一个累进收费标准，而不是采用固定的单位收费标准。

F062．9

A

1003－4145［2012］04－0157－03

2011－11－03

张 震，男，山东大学经济研究院博士研究生。

(责任编辑:栾晓平E－mail:luanxiaoping@163．com)