“双碳”背景下演化博弈理论在碳减排领域的运用文献综述

“双碳”背景下演化博弈理论在碳减排领域的运用文献综述

陈俐雯

重庆工商大学

[摘要]演化博弈理论因其具有动态性和有限理性假设，被广泛应用于碳减排行为主体博弈研究中。本文系统梳理了国内学者关于“双碳”背景下演化博弈理论在碳减排领域的运用文献，发现在碳减排政策的碳税、碳交易背景下，博弈主体重点聚焦于企业和政府，部分涉及消费者、第三方机构及供应链企业，分析博弈主体在博弈过程中的策略变动。现有研究通过构建多方动态博弈模型，以复制动态方程和演化稳定策略为研究方法，结合数值仿真技术对数据进行预测评估，分析不同碳减排政策的有效性问题，以此推演博弈主体动态博弈策略。

[关键词]演化博弈；碳减排；碳税；碳交易

随着全球气候变化愈演愈烈，我国面临严重的气候危害。为应对气候变化，减少温室气体排放，我国政府制定了2030年达到碳排放峰值并力争2060年实现碳中和的“双碳”目标，发表了《中国应对气候变化的政策与行动白皮书》和《国家适应气候变化战略2035》等一系列政策文件，采取了增设碳税和碳交易市场等措施。如何平衡多方利益，推动我国碳减排政策制定和落地，对实现“双碳”目标具有重要意义。演化博弈理论作为一种重要的分析工具和方法，可以模拟和优化决策者在不同情境下的策略性互动、竞争与合作等行为，因此被广泛用于碳交易市场、碳税、碳定价等方面的研究。演化博弈理论可以通过模拟和优化博弈过程，探讨碳政策等环境影响，分析参与者在这些机制下的最优策略，为解决碳排放问题提供有效的分析工具和指导思路。本文旨在通过对我国现有演化博弈理论在碳减排领域的应用相关文献进行梳理总结，为实现“双碳”目标提供理论支持和策略建议。

1博弈主体

近年来学者们利用演化博弈理论模型研究碳排放过程中参与者如何在多次博弈中通过动态适应调整策略，优化其决策（刘文君等，2023；张凯泽等，2020）。目前，研究演化博弈理论在碳减排方面的重点是政府如何影响企业的碳排放策略，因此部分学者仅将政府与企业作为博弈主体，如曾惠芝（2023）以低碳企业和政府为博弈主体，探究属地政府是否参与规制对低碳企业发展的影响。兰智谦（2023）以制造企业和政府群体为研究对象，对双方演化路径进行分析，探讨交易驱动下双方可能达成的几种博弈均衡组合。更多学者关注政府、企业及第三方在碳减排中的多方博弈，构建多方参与的博弈模型。如姜早龙等（2022）关注到建筑业这个典型的高碳行业，聚焦于利益相关者的博弈研究，从政府、建材生产商、建筑开发商三个利益相关者的视角出发，构建三方收益矩阵。闫佳彤（2022）等人考虑到政府的环境规制强度对节能技术推广有着巨大影响，同时企业也会因节能技术的额外成本而抵制节能降碳技术，因此以高耗能企业、地方政府以及中央政府为主体，构建三方演化博弈模型，探讨三方主体在节能降碳工作中的策略选择。也有文献从供应链链条出发，探究供应链企业间的博弈，丁翔等（2024）针对由制造商、零售商和具有低碳偏好的消费者组成的供应链，根据零售商是否与制造商分享信息，构建了供应链动态博弈模型。周施敏等（2024）通过构建绿色供应链上下游企业投资减排的动态博弈模型，对政府监管下绿色供应链投资减排演化博弈的分析。综上，在探究利用演化博弈分析碳减排问题时，以往学者多以企业、政府为研究对象，探究企业在碳减排中的决策策略和行为，例如在碳市场中的减排创新、技术投资、定价策略，及这些策略对碳减排效果的影响；探究政府在碳减排政策设计和调整中的决策过程和策略选择，包括碳定价、减排政策优化及碳市场管理对减排效果的影响。部分文献从供应链角度出发，构建了供应链动态博弈模型，以研究供应链各方在碳减排方面的策略协调与竞争关系，探讨其对碳减排效果的影响。

2研究政策侧重点

已有研究主要集中在碳税和碳交易等碳减排措施上。众多学者的研究表明，设置或调整碳税、建立碳交易市场、推进碳交易都有助于推进碳减排。杨扬等人（2021）研究了在碳税政策下物流企业的低碳行为演化博弈路径，认为调整碳税税率只能影响演进速度，而不改变最终结果。这说明碳税能有效遏制物流企业的非低碳行为，但单靠碳税调控不足以促使企业向低碳行为转型，政府监管是关键因素。方国昌等人（2023）研究了在公众意愿约束基础上引入碳交易因素的政企演化博弈模型，发现在碳市场初期时碳交易在碳减排中作用有限，但随着市场成熟，碳交易规模扩大，政府和企业会更积极地选择碳减排策略来改善碳减排效果。杨霞等人（2023）以政府和重污染企业为博弈主体，以公众和企业意愿为约束条件，将碳交易、碳补贴及碳惩罚作为手段，构建政府与重污染企业演化博弈理论模型，以此探究碳交易机制下重污染企业碳减排影响因素。结果表明，碳交易机制的介入能有效推动重污染企业积极减排，并对政府的碳减排积极性具有促进作用。综上所述,以往学者主要研究演化博弈理论在碳税、碳交易等不同碳减排政策下，不同主体之间的互动影响，如政府如何调整税率以引导企业的行为，企业如何应对政策变化等，从而预测不同决策对碳减排效果的影响。此外，演化博弈理论还有助于分析各主体在不同市场条件下对碳排放权的购买、销售和持有策略的变化，以及这些变化如何影响市场价格和供需关系。通过分析不同博弈主体的行为选择和策略变动，探讨各种政策形式的优缺点，深入分析碳减排政策实施中的各种因素。

3研究模型及方法

复制动态方程和演化稳定策略是当前演化博弈理论使用最多的方法。复制动态方程是一种简单且易于理解的数学模型，主要用于描述参与者在演化过程中策略的动态变化。通过分析方程的平衡解，可以确定演化稳定策略和均衡点，揭示策略选择的长期稳定性。演化稳定策略是指经过长时间演化后能保持相对适应性和竞争力的策略，在竞争中具有长期稳定性的优势。在当前的演化博弈理论中，这两种方法结合数据仿真技术广泛应用于数据模拟和实证研究，以分析和理解各方行为策略的动态演化及其相互作用过程。胡子坤等（2023）通过MATLAB仿真分析，研究了降低企业减排成本、政府监管成本以及提高碳减排收益对企业减排行为概率的影响。夏良杰等（2013）构建了政府与双寡头企业的三阶段博弈模型，并采用数值模拟探讨了政府碳配额分配对企业碳减排的影响。吴昊等（2004）研究了合作竞争博弈的演化模型，通过复制动态模型分析了不同稳定态下的行为趋势及稳定性。蒋军等（2023）以航运企业、政府监管部门及货主为主体，利用仿真工具探讨了演化过程中的博弈路径及干扰因素，深入研究了航运业碳排放的动态演化。

4结论与展望

通过演化博弈模型，可以分析政府、企业及其他利益相关者在碳减排策略上的动态互动和稳定性。这种理论不仅能够帮助制定更有效的碳减排政策，还能揭示不同策略对于参与者长期利益的影响。演化博弈的动态特性和稳定性使其成为研究碳减排领域中长期演化趋势的有力工具，有助于推动以碳税和碳交易为主的减碳政策的广泛应用及科学化和智能化发展。然而，现有研究大多集中在具有管理权和政策制定实施能力的政府、根据政策调整策略的企业以及第三方机构。相比之下，公众、非政府组织和学术界等其他利益相关者在碳减排领域中的作用和影响常被忽视。未来在碳减排领域的演化博弈理论研究可以从以下几个方面展开。首先，建立更复杂、更精细的模型，考虑更多参与者、策略和环境变量，以更准确地描述碳减排行为的演化过程。其次，增强跨学科交流合作，结合演化博弈理论与行为经济学、社会网络分析等学科，深入研究碳减排决策的社会、经济和技术驱动因素及相互作用机制。最后，结合大数据和人工智能技术，加强对碳减排领域的理论建模和实证研究，验证演化博弈理论的适用性和预测能力，支持科学化和智能化的碳减排决策。

参考文献

[1]刘文君,张婷,黄聃.碳核查机构寻租行为和政府奖惩机制——基于三方演化博弈的仿真分析[J/OL].昆明理工大学学报(自然科学版):1-13[2023-12-21].https://doi.org/10.16112/j.cnki. 53-1223/n.2023.06.293.

[2]张凯泽,沈菊琴,徐沙沙等.碳排放监管中政府与企业演化博弈及策略研究:基于第三方监督视角[J].重庆大学学报(社会科学版),2020,26(04):82-92.

[3]曾惠芝.双循环格局下低碳企业生产演化博弈模型及其仿真分析[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2023,23(10):44-50.DOI:10.16792/j.cnki.1672-6758.2023.10.018.

[4]兰智谦.碳交易下政府与制造企业碳减排演化博弈[J].物流技术,2023,42(09):73-77+147.

[5]姜早龙,唐佼,陈大川.环境规制下绿色建材低碳发展的演化博弈研究——基于利益相关者视角[J].工业技术经济,2022,41(12):45-52.

[6]闫佳彤,黄书培,李文龙.双碳目标下基于演化博弈的高耗能企业节能降碳机制[J].资源科学,2022,44(08):1723-1734.

[7]丁翔,王文宾,毛展鹏,等.碳交易机制下考虑零售商信息分享策略的供应链决策研究[J/OL].中国管理科学:1-13[2024-06-13].https://doi.org/10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2023.1484.

[8]周施敏,黄枭雄.政府监管下绿色供应链投资减排演化博弈分析[J].无锡商业职业技术学院学报,2024,24(02):12-22+30.DOI:10.13659/j.cnki.wxsy.2024.02.011.

[9]杨扬,徐新扬.考虑碳税政策的物流企业低碳行为演化研究[J].安全与环境学报,2021,21(04):1750-1758.DOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2020.0790.

[10]方国昌,何宇,田立新.碳交易驱动下的政企碳减排演化博弈分析[J/OL].中国管理科学:1-12[2023-12-21].https://doi.org/10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2021.1401.

[11]杨霞,何刚,吴传良等.碳交易机制下政府与重污染企业碳减排演化博弈分析[J].安全与环境学报,2023,23(11):4097-4107.DOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2022.1946.

[12]胡子坤,张浩.协同视角下的高排放企业碳减排三方演化博弈分析[J].山西大同大学学报(自然科学版),2023,39(05):65-74.

[13]夏良杰,赵道致,李友东.考虑碳交易的政府及双寡头企业减排合作与竞争博弈[J].统计与决策,2013(09):44-48.DOI:10.13546/j.cnki.tjyjc.2013.09.005.

[14]吴昊,杨梅英,陈良猷.合作竞争博弈中的复杂性与演化均衡的稳定性分析[J].系统工程理论与实践,2004(02):90-94.

[15]蒋军,杨琛,陈丽璇,等.“双碳”目标下航运企业碳减排的三方演化博弈分析[J].交通信息与安全,2023,41(06):152-160.