綠色技術創新中多元異質性主體演化博弈研究

胡 姜, 李雪濤, 王逸雯

(湖北汽車工業學院 經濟管理學院,湖北 十堰 442002)

0 引言

隨著經濟全球化的快速發展,我國經濟發展模式呈出典型的高碳特征。然而,由于我國環境管理總體上還是以末端治理的模式為主,企業開展綠色技術創新的積極性經常受到嚴重挫傷。在“新常態”背景下和資源環境的“雙重”約束下,破解環境污染與提升企業競爭力的雙贏的命題既迫切,又存在諸多困境與難題,如何有效引導企業積極開展綠色技術創新,同時發揮政府和金融機構參與綠色技術創新作用已成為我國經濟未來實現高質量增長與環境保護“雙贏”目標的關鍵。

1 相關研究文獻評述

國內外學者關于綠色技術創新的研究成果較為豐富。在定性研究方面,汪明月等提出,綠色技術創新是經濟社會高質量發展的內在驅動力,識別綠色技術創新績效傳導路徑是促進創新的重要前提[1]。陶鋒等認為,環保目標責任制的實施在一定程度上降低了企業創新活動的質量[2]。王馨和王營認為,實現綠色金融與綠色創新的有效結合是推進生態文明建設的必然選擇[3]。在定量研究方面,徐佳和崔靜波通過采用雙重差分模型對綠色技術創新問題進行了多維度實證分析[4]。杜龍政等學者發現企業的綠色技術創新受到環境規制、治理轉型等因素的正向影響[5]。趙路等利用兩階段超效率網絡SBM-DEA模型測算綠色技術創新效率,發現環境規制對綠色技術創新效率存在影響[6]。在博弈論方法的運用上,楊朝均等基于演化博弈模型對FDI技術溢出對工業企業綠色創新路徑演化之間的關系展開研究,結果發現,FDI技術溢出程度深刻影響工業企業進行綠色創新的路徑的演變過程[7]。李婉紅等基于利益相關者和演化博弈理論,研究了綠色技術創新活動中相關利益主體的角色和作用[8]。卞晨等構建了市場激勵型環境規制政策工具促進企業綠色技術創新的非合作演化博弈模型發現了政府實施激勵型環境規制工具促進企業綠色技術創新存在帕累托改進政策效果[9]。汪明月和李穎明通過構建政府、企業和消費者組成的綠色技術創新系統演化博弈模型,對不同情形參與主體策略下系統均衡策略影響演化過程展開研究[10]。鑒于此,本文運用演化博弈及Matlab仿真分析方法,充分考慮金融機構在綠色技術創新發展中的作用和影響,從有限理性的角度構建政府、金融機構和企業之間的三方動態演化博弈模型,分析其三方博弈主體的利益訴求和在長期動態的博弈過程中如何進行行為策略選擇,探討影響綠色技術創新的主要因素,為我國綠色技術創新發展提供理論基礎及相關借鑒。

2 綠色技術創新發展中的三方演化博弈模型

2.1 演化博弈模型中相關參數及解釋

演化博弈模型中,政府、金融機構、企業是利益相關者,其中,政府起到了激勵和引導作用;企業起到策略指定和選擇的作用;而金融機構扮演了支持和催化的作用。利益相關者影響的作用機理如圖1所示。

圖1 綠色技術創新利益相關者影響作用機理

根據作用分析圖設定三方行為演化博弈數,如表1所示。

表1 主要參數假設及解釋

2.2 模型基本假設

(1)博弈主體

假設博弈參與主體主要有政府、企業、金融機構三類,可視為一個完整的系統,綠色技術創新發展中的博弈主體為有限理性,利益最大化是各博弈主體的最終目標。

(2)模型假設

假設1在初始階段,政府有兩種選擇,即選擇激勵策略(P1)或者不進行激勵策略(P2);金融機構有兩種選擇,即選擇支持策略(Q1)綠色金融或者不提供支持策略(Q2);企業有兩種選擇,即選擇綠色創新發展策略(R1)或選擇傳統生產策略,即不創新(R2)。

假設2對于政府而言,政府可通過征收稅、補貼等手段激勵企業采取綠色技術創新發展方式C1,但綠色技術創新活動風險系數較高、成本投入較大、收益效果較慢,如果政府采取強制手段推進綠色技術創新,不僅會挫傷企業生產的積極性,甚至導致企業倒閉。

假設3對于金融機構而言,在綠色金融中,金融機構除了常規信貸服務外,還提供與綠色技術創新發展相關的綠色IPO、綠色信貸服務、綠色債券服務、綠色基金服務等。金融機構在推行綠色金融時需要投入一定的人力、物力和財力,成本記為m,且在支持企業綠色技術創新發展過程中還存在一定的信貸風險,風險比率,記為S2。假設政府不對金融機構提供直接或間接的扶持、資助及其他紅利政策。

假設4對于企業而言,由于綠色技術創新投入大、風險系數高、不確定性強等特征,其投入包括人力投入、物力投入及財力投入,這些在一定程度上制約了企業綠色技術創新發展進程,需要政府和金融機構的激勵與支持。此外,開展綠色技術創新發展和傳統生產的企業均可獲得金融機構的常規性信貸等一些金融服務支持,記為K1。

假設5企業、金融機構和政府均有兩種行為選擇,即企業采取綠色技術創新策略與否、金融機構采取支持策略與否和政府采取激勵策略與否,以x,y,z表示相應策略的選擇概率,且x,y,z∈[0,1],均為時間t的函數?；诖?最初,企業選擇綠色技術創新或不選擇的概率分別為x和1-x;金融機構則為y和1-y,即支持或不支持的概率;政府選擇激勵或不激勵的概率分別為z和1-z。

2.3 三方演化博弈模型的建立

根據上述假設條件和相應的各方行為,構成8種企業、金融機構和政府之間的博弈策略集,如表2所示。

2.4 三方演化博弈模型的求解與分析

根據收益矩陣,分別構造政府、金融機構和的企業行為策略的復制動態方程,如下:

(1)企業選擇“創新”和“不創新”的期望收益分別為V11和V12,平均期望收益V1,通過計算得到3個穩定狀態點分別為:

(2)金融機構“支持”或“不支持”的期望收益分別為V21和V22,V2為平均期望收益,則3個穩定狀態點分別為:

(3)政府“激勵”和“不激勵”策略下的期望收益各不相同,分別為V31和V32,V3是其平均期望收益,通過計算得到3個穩定狀態點分別為:

在演化博弈過程中,當三方均達到穩定狀態時,表示政府、金融機構與企業均通過不斷的學習、試錯和調整找到了有效的納什均衡。通過上述計算可知方程存在8個特殊的均衡點,即(0,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(1,1,1,),(1,0,0),(1,0,1),(0,1,1),(1,1,0),(x*,y*,F′(z)<0),8個點構成了演化博弈解域的邊界{(x,y,z)|0

3 演化博弈的穩定策略分析

根據演化博弈的相關性質,當F′(x)<0,F′(y)<0,F′(z)<0時,為三方應采取的穩定策略。下面將分別對企業、金融機構與政府的穩定策略進行分析。

3.1 企業策略的演化穩定性分析

F(x)=0,即在所有水平上都是穩定狀態,企業策略選擇不隨時間的變化而變化;當x>x*時,此時F′(1)<0,F′(0)>0,即x=1是全局唯一的演化穩定策略;當x0,F′(0)<0,即x=0是全局唯一的演化穩定策略。企業動態演化路徑見圖2。

圖2 企業動態演化路徑圖

3.2 金融機構策略的演化穩定性分析

圖3 金融機構動態演化路徑圖

3.3 政府策略的演化穩定性分析

圖4 政府動態演化路徑圖

通過上述演化穩定性分析可知,政府、金融機構、企業在選擇實施(激勵,支持,創新)策略集時需要重視系統的初始狀態,根據不同的初始狀態而采取相應的策略。

4 政府激勵下金融機構和企業演化博弈穩定性分析

4.1 演化博弈模型構建

為進一步分析政府在綠色技術創新發展中的行為表現,在滿足

的條件下進行分析,其他條件均與前文假設條件相同,本文不再對政府激勵下金融機構和企業收益情況作表述。

首先,和前文假設條件一致,V11和V12表示企業選擇創新策略和不選擇創新策略下的期望收益,V1則為平均期望收益。通過計算,得到3個穩定狀態點分別為:

4.2 演化博弈均衡點及其穩定性分析

基于Friedman均衡點的穩定性策略的驗證方法可知,系統演化均衡的穩定可以根據系統的雅克比矩陣(J)的局部穩定性判定。

(1)

表3 局部均衡點的行列式值和跡

由以上分析可知,該情況下同時存在兩個ESS,即F1(0,0)即(Q2不創新,R2不支持)和F4(1,1)即(Q1創新,R1支持)為該博弈系統的穩態均衡點,其中F4(1,1)即(Q1創新,R1支持)為演化博弈系統的最優均衡點。

4.3 影響綠色技術創新發展的因素分析

如圖5可知,在5個均衡點中,F5(x*,y*)是不穩定源出發點,F2(0,1)和F3(1,0)是鞍點,F4(1,1)和F1(0,0)是進化穩定狀態,分別對應金融機構與企業采取(創新,支持)與(不創新,不支持)策略。SF2F5F3F4面積內的點最終將演化收斂于最優穩態均衡點F4(1,1),即(創新,支持)的策略。

而SF1F2F5F3面積內的點最終將演化收斂到穩態均衡點F1(0,0),即(不創新,不支持)策略。雖然該點是演化博弈系統的均衡點,但存在社會福利的帕累托改進空間。

圖5 企業和金融機構在綠色技術創新中合作發展的演化路徑

由于演化博弈的均衡狀態不是一蹴而就的,企業和金融機構需要經過一定的學習、調整和試錯過程作出下一個時間段的判斷和選擇。在初始狀態下,如果演化博弈的均衡點處于區域SF2F5F3F4內,則表示未來系統演化的穩定均衡策略將延續企業采取非創新策略的狀態。

在初始狀態下,如果系統的穩定均衡點處于SF2F5F3F4區域,系統的均衡將向企業選擇綠色技術創新發展方向轉換。因此,綠色技術創新發展的演化系統向最優狀態的轉換需要政府、企業和金融機構的共同作用。

(2)

SF2F5F3F4面積的大小隨鞍點F5(x*,y*)的位置變化而改變,其中,演化穩定系統向點F4(1,1)收斂的可能性會隨著SF2F5F3F4的面積增大而變大。由于演化博弈的長期穩定策略受博弈前以及博弈過程中的某些因素變化的影響,這里設定固定參數為σ影響因素,通過比較靜態分析法檢驗各參數對于SF2F5F3F4面積大小的影響,函數如式(3)所示:

(3)

(1)政府層面(C1,C2)

(2)企業層面(S2,W,K1,n)

(3)金融機構層面(F,P,q)

4.4 數值模擬仿真

為更加形象地描述政府、企業、金融機構三方收益差別對策略選擇穩定性的影響、探明影響演化博弈系統均衡的原因,本文選取了政府的補貼C1和稅收C2、綠色金融服務成本P和綠色金融服務的收入F、以及企業投入的金融成本K1和綠色技術創新產生的間接收益n作為影響博弈均衡的代表性因素展開對比研究。假設企業和金融機構的策略比例初始值均為0.5,即x0=0.5,y0=0.5,對應的各參數初始值設定為:K2=50,K1=15,W=10,S1=80,S2=30,m=0.5,n=50,C1=20,C2=30,P=40,q=20,F=45。

(1)政府的補貼C1和稅收C2對企業策略的影響

在其他參數不變的情形下,補貼力度分別賦值為C1=15,C1=25,C1=40,C1=60時,模擬補貼對于企業策略演化的影響。結果表明:政府補貼力度與企業采取綠色技術創新發展策略選擇成正相關,即政府對企業補貼力度越大,越能激發企業從事綠色技術創新,越有利于企業向“綠色創新”策略演化。同理,稅收分別賦值為C2=0,C2=50,C2=65,C2=80時,結果表明:政府對采取傳統生產方式的企業的稅收越大,越有利于促進企業向 “綠色創新”策略的方向演化。結果如圖6所示。

圖6 C1,C2變化的動態演化仿真結果

(2)綠色金融服務收益F和綠色金融服務成本P對企業策略的影響

在其他參數不變的情形下,綠色金融服務收益分別賦值為F=10,F=30,F=50,F=80時,模擬綠色金融服務對于企業策略演化的影響,如圖7所示,結果表明:綠色金融服務收益與企業采取綠色技術創新發展策略選擇成正相關,即綠色金融服務收益越高,會增加金融機構開展綠色金融服務的動力,進而促進金融機構與企業在綠色技術創新方面的合作,越有利于企業向“綠色創新”策略演化。同理,綠色金融服務成本分別賦值為P=20,P=30,P=40,P=50時,結果表明:綠色金融服務成本與企業采取綠色技術創新發展策略選擇成負相關,即綠色金融服務成本越低,越有利于促進企業向“綠色創新”策略的方向演化。

(3)企業投入金融成本K1和綠色技術創新的間接收益n對企業策略的影響

如圖8所示,在其他參數不變的情形下,金融成本分別賦值為K1=10,K1=20,K1=30,K1=60時,模擬金融成本對于企業策略演化的影響。結果表明:企業所投入的金融成本與企業采取綠色技術創新發展策略選擇成負相關,企業所投入的金融成本越低,會刺激企業從事綠色技術創新,越有利于企業向"綠色創新”策略演化。同理,間接收益分別賦值為n=10,n=35,n=50,n=80時,結果表明:企業從事綠色技術創新產生的間接收益越大,越有利于促進企業向“綠色創新”策略方向演化。

圖7 F,P變化的動態演化仿真結果

圖8 K1,n變化的動態演化仿真結果

5 結論與建議

本文在有限理性假設前提下,構建政府、金融機構與企業之間的三方演化博弈模型及其動態復制方程,研究結果發現:政府、金融機構和企業選擇(激勵,支持,創新)策略集是綠色技術創新發展的最優狀態。影響綠色技術創新發展的最優均衡點形成的主要因素包括政府對企業綠色技術創新的所提供的補貼、政府對企業生產的稅收力度、金融機構開展綠色金融服務的成本和收益、企業在綠色技術創新在投入中的預期收益等。政府在推進我國綠色技術創新發展中扮演著及其重要的角色,不僅是調動企業和金融機構積極性的關鍵所在,同時也發揮著引導和調節等重要作用。

基于此,本文提出以下幾點建議:第一,完善供給側推動的政府綠色激勵機制。一方面,實行補貼激勵。在現有補貼政策的基礎上,加大補貼力度,尤其是綠色技術創新補貼,同時,擴大受益對象范圍,對于需要投入大量資金的新興產業、戰略性產業等綠色產業的大項目,引入資本市場的力量,發揮綠色金融作用進行間接補貼。另一方面,實施財政稅收激勵。提高稅收政策的正確執行能力,積極發揮出稅收調節經濟的杠桿作用,降低企業從事綠色技術創新的各項成本,增加企業綠色技術創新的預期收益和間接收益,激活企業綠色技術創新動力。三是政策法規激勵。通過政策導向,強化綠色技術創新的法律保障,建立適應市場機制運行的相關政策體系和法律法規體系。第二,完善需求側助力的金融機構綠色創新服務。設立專項綠色基金,如企業綠色技術創新與成果轉化提供貸款擔保專項資金、風險補償專項資金、融資費用補助等。創新投融資機制,降低綠色技術創新風險投資系數,放寬社會資本準入范圍,引導和激勵更多社會資本流向綠色產業,同時拓寬風險投資的退出通道,為企業分擔綠色技術創新風險。第三,完善供需互動的企業綠色發展體系。要加強供需對接,以市場為導向,以企業為主體,促進企業供給側主動對接綠色市場需求側。其次,要加強服務體系建設。在企業內部搭建綠色技術創新科技研發服務、信息服務、技術交易、知識產權和科技成果轉化等專業平臺,開展綠色技術咨詢和培訓,實現行業科技資源的對接、合作與共享,推動企業綠色技術創新與擴散能力成螺旋向上發展態勢。同時,要加強人才政策激勵。將人才使用、考核、獎勵與人才培養相結合,并通過企業內部的制度創新,在企業內部形成推動綠色技術創新發展的強大合力。