纵向关联市场、环境政策强度和中国环保产业的发展

何欢浪，陈 璐

(1.上海对外经贸大学 国际经贸学院，上海 201620;2.东北农业大学 文法学院，哈尔滨 150030)

内容提要：在开放经济背景下，本文通过构建基于纵向关联市场的博弈模型分析环境政策强度对我国环保产业发展的影响。研究表明，由于中国和发达国家在环保产品生产技术和环境政策强度方面存在差距，当中国和发达国家环保产品的生产技术差距较大时，中国可以通过提高环境政策强度而获得更多环保产品的市场份额；环保产业的存在可以提高一国的环境政策强度，发达国家由于拥有更为先进的环保产业，其环境政策的强度将高于发展中国家。虽然中国政府提高环境政策的强度会在一定程度上削弱中国下游产业的出口竞争力，却可以减少对外国环保产品的依赖，有利于扶持本国环保产业的发展。

环保产业①的发展是由环境政策驱动的，如何设计环境政策，以协调本国环保产业发展和外国环保产品进口的关系，协调出口产业和环保产业之间的矛盾，在开放经济背景下构建纵向关联的市场模型进行相关理论研究更有实际意义。本文的理论框架源自20世纪90年代以来发展的基于纵向关联市场框架下的战略性贸易政策模型[1-3]，这些模型不仅将研究视角限定于最终产品市场，而且假定最终产品在卖到消费者手中之前需要经过中间产品的加工处理过程，分析的重点多是政府如何通过贸易政策扩大中间产品的市场份额。本文试图在一个存在纵向关联市场的垂直贸易体系中分析环境税政策对环保产业发展的影响，并提出政府制定最优战略性环境政策时需要考虑环境政策对环保产业的影响。

一、研究模型的提出

考虑一个两国出口到第三国的双寡头模型，假定存在两个出口国，北方国家(n国，发达国家)和南方国家(s国，中国)，两个国家均存在一个垄断的上游产业厂商和一个垄断的下游产业厂商。上游产业厂商生产同质的环保产品，用于降低下游产业厂商的单位污染排放。两国的下游厂商可以通过购买上游的环保产品生产同质的下游最终产品。两国的下游厂商将生产的最终产品出口至第三国，两国消费者不消费最终产品。企业的污染排放伴随着下游企业的生产产生，损害当地的环境，政府对污染排放征收环境税，以最大化本国的社会福利。

两出口国生产的下游最终产品为Xj,j=s,n。最终产品在第三国市场进行产量竞争，其市场需求函数是P=A-B(Xn+Xs)，其中P为产品价格，A为市场容量。为了分析简便，假定两国生产最终产品的加工成本都是常数C，即南北企业生产最终产品的生产技术是一样的。假设企业的污染排放伴随着下游企业的生产产生，假设其污染排放函数是ε(Xj)>0,j=s,n，满足ε′(Xj)>0，ε″(Xj)≥0，说明企业的污染排放是产量的凸函数。

上游厂商生产环保产品，其边际成本为cj,j=s,n。假设北方国家在生产环保产品上具有技术优势，即cn0，但是w″(aj)≤0，说明减排的边际效率随着环保产品的数量递减，反映了减排的技术难度是随着环保产品的数量而增加。

政府使用环境税为工具调整本国的环境政策，各国选择的环境税的水平为tj,j=s,n。假设其边际损害水平为νj,j=s,n，如果政府仅仅考虑环境污染外部性的情况，其最优的环境政策为tj=νj,j=s,n。若政府选择的环境税小于边际损害水平tj<νj,j=s,n，定义国家j使用战略性环境政策[2]。

博弈过程分为三个阶段：第一阶段，政府选择环境税的水平；第二阶段，给定环境税水平，各国上游厂商分别向下游厂商提供环保产品，并在相互分割的两国环保产品市场上开展产量竞争；第三阶段，给定环保产品价格下，两出口国下游厂商在第三国最终产品市场上展开产量竞争。下面将采取逆向归纳法对模型进行求解。

(一)最终产品市场竞争

在博弈的第三阶段，两出口国的下游厂商在第三国的最终产品市场上进行产量竞争。给定环保产品的价格ps、pn，以及下游生产环节的成本一致为C。两国下游厂商的利润函数为：

πjD=PXj-CXj-pjaj-tj[ε(Xj)-w(aj)],j=s,n

(1)

对式(1)取产量的一阶条件，

(2)

(3)

同时，企业也可以选择是否购买环保产品。如果购买，其最优的环保产品数量为对式(1)取环保产品数量的一阶条件：

(4)

pj=tjw′(aj)=tj(1-aj),j=s,n

(5)

(二)环保产品市场

在博弈的第二阶段，两国上游厂商将各自生产的环保产品分别销售给两国的下游厂商，给定各国环境税收水平，上游厂商的利润函数为：

(6)

对式(6)取环保产品产量的一阶条件为：

(7)

二、发达国家(北方国家)垄断了环保产品

徐嵩龄(1999，2000)[4-5]、傅京燕(2004)[6]引用OECD环保产业报告，提出主要发达国家(加拿大除外)是国际环境贸易的出超国，而发展中国家全为国际环境贸易的入超国。这里考虑一个极端的情况：发达国家垄断环保产品的生产，而发展中国家不生产环保产品。

(一)均衡的环保产品

将式(5)边际需求函数代入式(7)边际供给函数，可以得到最优的环保产品价格和产量为：

(8)

(9)

式(8)是一个典型的垄断产品定价，说明环保产品的价格和其自身的成本相关之外，还和一国的环境税收水平相关。由式(9)知道要保证环保产品生产存在的必要条件是aj>0，即需要满足tj>cn,j=s,n，由此得到引理1：

引理1：当北方垄断生产环保产品时，国家j要有环保产品市场存在的必要条件是环境税高于生产环保产品的边际成本，即tj>cn,j=s,n。

(二)社会福利以及均衡环境税的决定

在博弈的第一阶段，政府通过选择环境税水平而最大化社会福利，一国的社会福利函数包含了本国上游厂商和下游厂商的利润以及污染所带来的环境损害成本。由于使用了“第三国”模型，在福利函数中不需要考虑消费者剩余效应，南方国家和北方国家唯一的差距就是南方国家没有生产环保产品，北方国家不仅生产环保产品，而且还出口到南方，两国的福利函数分别可以写为：

(10)

(11)

(12)

等式(12)右边第一项就是边际环境损害，第二项是最终产品的利润攫取，第三项是环保产品的利润攫取。在最终产品市场中只要保证市场容量A足够大，则第二项最终产品的利润攫取必然为负，说明降低环境政策标准有利于下游企业的出口。

引理1说明tn>v，保证第三项为正，并且第三项环保产品的利润攫取效应随着环境税tn的提高而增加。若tn≈cn，第三项环保产品的利润攫取接近于零。此时tncn，政府的环境政策强度越高，第三项的环保产品利润攫取效应越大。如果第三项的环保产品的利润攫取效应高于第二项的最终产品利润攫取效应，政府有使用严格环境政策的动机，即tn>v，说明政府会使用环境税高于边际环境损害的环境政策。

政府是否使用高于边际环境损害的环境政策，中间的权衡主要有两个，一是第三国市场的市场容量水平A，市场容量越大，在第三国市场的利润攫取效应越大；二是现有的环境水平，如果现有的环境水平越高，其在环保产品市场上的利润攫取也越大。相对于Barrett(1994)[7]仅考虑最终产品，也就是等式(12)右边第二项，最优环境税仅仅取决于市场容量水平A；在有了环保产业的纵向垂直约束下，北方使用战略性环境政策的动机减弱，甚至会使用环境税高于边际环境损害的环境政策。

(13)

式(13)右边第二项和第三项都为负，ts

命题1：环保产业的存在使得提供环保产品的国家有动机提高环境政策强度。

由引理1和命题1知道环保产品市场是政府政策驱动的，只有当政府的制定的环境政策水平到了一定程度才有环保产业的存在。发达国家(北方国家)已有的环境水平很高，其环保产业发达程度必然好于发展中国家，而环保产业的良好发展，发达国家就更有动机使用严格的环境政策，并促使发达国家进入了一个良性的循环。

三、南北国家都生产环保产品

假设南方国家生产环保产品，在一个分割的两国环保产品市场中给定环境税水平下，各国上游厂商分别向下游厂商提供环保产品，并在两国环保产品市场上开展产量竞争，假设南方国家在生产环保产品上技术落后，其生产环保产品的边际成本高于北方国家生产环保产品的边际成本，即cn

(一)均衡的环保产品

在博弈的第三阶段，下游最终产品的市场结构不会改变，其最优的出口水平也不会变化。在博弈的第二阶段，上游的环保产品市场结构从北方垄断变为南北双方开展数量(古诺)竞争，环保产品生产厂商在南北国家市场上的利润函数为：

(14)

(15)

式(14)和式(15)分别是在北方国家和南方国家环保产品市场中，南方和北方环保企业的利润函数。定义anj和asj分别为j国环保企业在北方和南方国家环保产品市场中的份额。南方国家和北方国家的环保市场相互分割，对式(14)和式(15)分别求关于环保产品数量的一阶导，可以得到j国环保企业在i国的均衡环保产品数量aij，国家i环保产品的数量ai和价格pi为：

(16)

(17)

(18)

在南方国家，北方环保企业生产环保产品的必要条件是ts>2cn-cs。在北方垄断条件下，南方存在环保产品市场的条件是ts>cn。由于cn2cn-cs。南方环保企业在本国生产环保产品的必要条件是ts>2cs-cn>cs，北方环保企业在南方国家生产环保产品的条件是ts>cn，而本国环保企业生产环保产品的条件是ts>2cs-cn。由此有引理2：

引理2：当南北国家环保企业开展竞争时，南方国家的环境政策水平ts∈[cn，2cs-cn]时，只有北方国家企业生产环保产品；当环境政策水平ts∈[2cs-cn，]，两国环保企业进行数量竞争。

引理2印证了引理1，说明无论环保产业的市场结构如何，环保产业是受环境政策驱动。如果南方国家生产环保产品技术比较落后，环保产业的出现可能有一个渐进过程，先是北方国家的环保企业提供环保产品，而随着南方国家的环境政策趋于严格，南方国家环保企业也开始提供环保产品。由式(16)容易发现：

(19)

(20)

根据式(19)和(20)，无论在北方还是南方的环保产品市场，南方上游环保企业生产的环保产品数量总是随着环境税的上升而提高。北方上游企业的环保产品数量随环境税的变化，取决于两国之间生产环保产品的技术差距，如果技术差距不是很大，即cs<2cn，则北方环保企业生产的环保产品随着环境税的上升而提高。如果技术差距很大，即cs>2cn，则提高环境税的水平，将降低北方环保企业的环境产出水平，由此可以得到命题2：

命题2：当环保产品生产的技术差距很大时，技术先进的企业生产环保产品不再是环境政策驱动，而是随着环境政策的强度上升，失去一些市场份额。

当南北方国家环保产品生产的技术差距很大时，环保产品的市场结构将影响到环保企业的生产。在环保产业是北方垄断时，北方环保产业是环境政策驱动的，但是当有南方环保企业竞争下，北方环保产业可能不再是环境政策驱动。命题2的政策蕴含在于，当发达国家环保企业和中国环保企业的生产技术相差较大，满足cs>2cn，中国政府加强环境政策强度可以减少对外国环保产品的依赖，从而可以扶持本国环保产业的发展。另外，对于某一个国家的环境产出水平，容易发现：

(21)

由此得到引理3：无论在哪个国家，其环保产业的需求随着环境税的提高而上升。

和北方垄断生产环保产品一样，提高环境税会增加下游最终产品企业对环保产品的需求，从而提高上游环保产品的产量。

(二)社会福利以及均衡环境税的决定

南北国家的社会福利函数为：

(22)

(23)

福利函数主要由三部分组成：第一部分为最终产品的利润，随着环境税的提高，利润下降。环境税上升使得企业的环境税支出成本上升，企业购买环保产品的成本也上升，政府的税收假设在福利函数中全部返还给了消费者。第二部分为环保产业部门的利润，由命题2知道如果南北环保企业技术差距很大时，在北方国家提高环境税时，北方环保企业的市场份额下降，而南方环保企业的市场份额上升，但是环保产品的价格随着环境税提高而上升。所以，在环保产品生产技术差别很大时，环境税提高对北方环保企业的利润攫取不确定。当技术差别较小时，环境税的上升提高了北方环保企业的利润。在南方国家，环境税的上升有利于南方环保企业利润的提高。第三部门为环境损害，环境税上升既降低了最终产品的份额，又提高了环保产品的生产，两方面都有利于环境损害的降低。

(24)

当cs<5cn时候，第三项可能为正。若为正，说明环境税提高有利于环保产品生产商的利润攫取；若环保产业部门增加的利润攫取大于第二项最终产品部门失去的利润，则北方最优的均衡环境税可能大于边际环境损害。当cs>5cn，则政府完全没有动机提高环境税水平，因为提高环境税不利于最终产品在第三国的竞争，而且不利于本国环保企业在本国的利润攫取，由此可以得到命题3：

命题3：当环保产品的南北生产技术差距很大时，如cs>5cn，北方政府完全没有提高环境税的动机。当环保产品的南北生产技术差距不是很大时，如cs<5cn，北方政府可能会提高环境税来促进本国环保产业的发展。

当南北国家环保产品生产技术差距很大时，北方环保企业在竞争中占据优势，政府不需要通过提高环境政策强度来补贴本国环保企业，而是降低环境政策强度来补贴下游出口企业。当技术差距较小时，北方政府可能需要通过提高环境政策强度补贴上游环保企业。

命题3进一步呼应了命题2的结论，当发达国家环保企业和中国环保企业的生产技术相差很大，满足cs>5cn。中国政府加强环境政策强度可以减少对外国环保产品的依赖，从而可以扶持本国环保产业的发展。根据分析式(12)和式(24)，无论南北环保企业的技术差距是什么样的，式(12)最优的环境税将大于式(24)的最优环境税，说明环保产品市场结构从北方垄断转为南北方相互竞争时，北方环保企业从环保产业攫取的利润降低，使得北方政府使用严格环境政策的动机减弱。

(25)

命题4：在南方国家，北方环保企业技术高于南方环保企业技术，则南方国方必然使用环境税低于边际环境损害的战略性环境政策。

与北方国家不同，此时存在三个效应：一是下游产品出口的利润攫取，提高环境政策强度不利于下游企业的出口，不利于其利润攫取；二是上游环保企业的利润攫取，提高环境政策强度有利于其利润攫取；三是下游最终产品的成本效应，从命题2可知南北环保产品生产技术差距很大时，如果提高环境政策强度，南方环保企业提供的环保产品份额上升，北方环保企业提供的环保产品份额下降，从而南方国家的环保产品市场中，低效率高成本的环保产品份额上升，下游最终产品购买环保产品的成本上升。所以，提高环境政策强度更加不利于下游企业的出口。只要北方环保企业的生产技术高于南方环保企业，即满足，cn

综合以上的分析可以回答环保产业的发展是否和战略性环境政策不可协调的问题。环保产业发展和战略性环境政策使用存在矛盾，但是这个矛盾是可协调的。发达国家往往使用比较严格的环境政策，因为其环保产业上攫取的利润可能可以高于其在最终产品失去的利润。由于环保产业的生产技术较低，发展中国家提高环境税可以扩大其环保产品的市场份额，但是提高环境税可能不利于发展中国家利用发达国家低成本的环保产品，发展中国家往往没有提高环境税的动机，引致发展中国家的环保产业发展就会陷入“降低环境政策-更多使用发达国家环保产品—本国环保产品份额减少”的困境。为了走出这个困境，在利用发达国家环保产品时，如何更加好地使用“市场换技术”就显得相当重要，只有环保产品的生产技术进步了才能使得发展中国家进入发达国家类似的良性循环。简而言之，就是环保产业技术进步对协调环保产业发展和战略性环境政策使用有重要的作用。

四、结论和政策含义

在开放经济背景下，本文在一个两国出口到第三国的双寡头模型中分析环境政策强度对环保产业发展的影响。两出口国国内均存在两家具有纵向市场关联的厂商，上下游企业分别生产环保产品和最终产品，两国之间存在环保产品的贸易，最终产品出口至第三国。政府对下游企业产生的污染征收环境税，而环保产品可以用来降低下游最终产品生产的污染排放。环保产业是环境政策驱动的，无论市场结构如何，只有当环境政策强度达到一定程度，下游企业才会选择使用环保产品。

由于南方国家和北方国家在环保产品生产技术和环境政策强度方面存在差距，当北方国家垄断生产环保产品时，南方国家必然使用环境税低于边际环境损害的战略性环境政策，而北方国家可能会使用环境税高于边际环境损害的环境政策，即环保产业的存在使得提供环保产品的国家有动机提高环境政策强度。当南北国家都生产环保产品，南方国家为了利用低成本的北方环保产品，仍旧会使用战略性环境政策。环保产品的生产技术差距将影响北方国家的环境政策选择，当环保产品的南北生产技术差距很大时，北方政府使用战略性环境政策；当环保产品的南北生产技术差距较小时，北方政府可能会提高环境税来促进本国环保产业的发展。

协调上游环保产业发展和下游产业出口之间的矛盾关键在于提高本国环保产业的技术水平，中国应加大环保产业的技术创新，降低环保产品的生产成本，促使中国环保产业的发展走出“降低环境政策强度—更多使用发达国家环保产品—本国环保产品市场份额减少”的困境，而走入“提高环境政策强度—使用更多的本国环保产品—攫取更多的环境利润”的良性循环。

根据结论，本文提出如下政策建议：第一，尽管发达国家环保企业和中国环保企业的生产技术差距较大，中国政府仍然可以通过加强环境政策强度，减少对外国环保产品的依赖，扶持本国环保产业的发展。第二，在开放经济下，环保产业的发展除了可以提高下游出口企业的污染减排水平外(通过提高国家环境政策强度)，还可以通过环保产品出口，从国际市场上赚取环境利润，我国可以通过发展环保产业来实现环境治理的目的。第三，各地在引进环保产业FDI时既要重视“数量”，更要重视其“质量”，更好地利用外国先进的减排技术提高中国环保企业的生产技术水平。

注释：

① 环保产业(Environmental Protection Industry)主要是指国民经济结构中为污染防治、生态保护与修复提供产品和服务支持，以满足人的环境需求，促进经济社会可持续发展的产业，或者一般化地定义为满足用户的环境需求并从而创造出经济价值的产业。参见徐嵩龄(1999，2000)。