博弈论视角下的国际环境公共物品供给——基于欧盟碳排放交易市场形成的分析

肖康康

（西南政法大学，重庆，401120）

一、问题的提出

自工业革命以来，各国工业化程度不断加深，对煤炭、石油等化石能源的需求成倍增长，大量温室气体被排放到大气环境中，形成日益严重的温室效应[1]。世界各国出现了几百年来历史上最热的天气，厄尔尼诺现象、拉尼娜现象频繁发生，给世界各国造成了巨大损失[2]。如何应对气候变化是全球共同关注的问题，《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》在为发达国家设定减排义务的同时，也为国际社会创设了多种灵活减排方案，其中旨在控制温室气体排放的碳排放交易机制最为引人注目[3]。碳排放交易机制既能满足减排目标，又能将履约成本降到最低，使减排成本配置最优化，在经济效益和环境效益上具有显著优势[4]。实施该机制的根本目的在于控制温室气体排放，提供良好的大气环境，环境的非竞争性、非排他性特征，使其具有了公共物品属性。传统理论认为，公共物品自身属性决定了其无法由市场供给，因此需要政府进行干预。然而，气候变化所产生的影响，往往是跨国家、跨地区、跨洲际的[5]，这意味着大气环境无法像传统公共物品一样，简单依靠政府供给，而更多依赖于跨国集体行动，通过国际社会的联合行动来实现。但集体行动往往引发“集体困境”，公共选择理论中最具代表性的集体行动模型，如“公地悲剧”、“集体行动的逻辑”均表明了理性的个人行为往往与集体目标相背离，最终导致公共物品的供给不能[6]。“理论是灰色的，而生活之树长青”，在国际实践中，我们仍经常观察到诸如欧盟碳排放交易市场的建立等一系列成功的跨国集体行动，它们成功实现了环境公共物品的供给，其背后的原因是什么？这种现象在理论上又该如何阐释？

以奥尔森和Oye[7]为代表的学者将其归因于集体规模的大小，他们认为，假设总成本和总收益不变，人数越少，“搭便车”行为便越少，集体成员的收益份额也就越大。在某些小集团中，甚至不用依赖强制或者其他特殊手段就可以形成集体行动[8]。另外一部分学者，如Robert O. Keohane[9]认为，通过制度设计降低信息不对称性、减少各国政府协商成本，使得跨国集体行动成为可能性。此外，Bergstrom[10]等学者从个体间“相互匹配”出发，将局中人分为合作者与不合作者，认为在匹配时，尽管局中人均意识到合作和不合作的指示是不完全的，但他们还是乐于成为合作者。尽管以上理论分析在一定程度上能够为成功的跨国集体行动提供合理解释，但其局限性也是显而易见的。将集体规模的大小作为集体行动成功的因素，一方面，集体大小存在主观判断，何为“大”？何又为“小”？过于模糊的表述，难以为现实提供指引；另一方面，该理论仅能够解释静态博弈模型，对动态博弈缺乏解释力。制度设计无疑会促进集体行动，但在国际社会中，不存在凌驾于政府之上，拥有强制执行力的组织，这就使得制度设计缺乏强制力保障，该理论亦难以为成功的集体行动提供合理的解释。Bergstrom的理论尽管意识到了个体之间的选择会产生相互影响，但该解释过于抽象，同时，该理论也同样缺乏动态分析。

跨国集体行动能否成功供给国际公共物品，关键在于各国之间能否形成博弈均衡[11]。各国在寻求本国利益最大过程中，进行动态博弈，让收益大于成本是促成跨国集体行动的关键。当集体行动的倡议被提出后，各国相互观望，根据自身情况，决定是否率先组织集体行动，成为组织者。在决策过程中，组织者必然考虑到“被搭便车”的损失，因此，它期望各国尽可能参与，共同分担成本。只有在扣除被搭便车的损失和组织成本后，仍有一定收益时，组织该集体行动才成为可能。当集体行动被组织起来后，各国是否选择加入，亦是基于成本和收益之间的理性考量，成本和收益大小关系决定了它会成为集体行动的参与者还是搭便车者。在这个动态博弈过程中，各国之所以会采取集体行动，均是在衡量成本和收益后所做出的理性选择，但是否率先成为组织者以及是否参与，却需要根据各国具体情况具体分析，即国家之间存在的异质性。我们看到，不同的跨国集体行动的组织者是不同的，如以经贸为主要合作目标的上海合作组织，其组织者主要是中国；同样以经济、贸易为主要合作目标的亚洲太平洋经济合作组织，首先发起倡议的却是澳大利亚。国家的异质性决定了该国将会成为集体行动的组织者、参与者还是搭便车者。

二、国家异质性下跨国集体行动的实现：一个博弈分析模型

（一）国家异质性下的国家行动

国家异质性是指国家与国家之间在政治、社会文化、经济技术等方面存在一定的差异，这种差异将会使得一个国家在跨国集体行动中做出不同的选择。以碳排放交易机制为例，假设其他条件不变的情况下，A国减排技术优于B国，即A国减排成本低于B国。因A国和B国之间减排技术的异质性，在排放等量的CO2时，B国减排成本高于A国，B国需要付出更多的减排成本。因此，在其他条件不变的情况下，要求减排等量的CO2时，A国的积极性高于B国，A国相较于B国而言，对集体行动更为积极。

（二）博弈分析

1.模型假设。假设1：环境与可交易的产品相当，可在市场上流通，能给人带来收入，环境可以通过货币衡量，并且一国收入全部投入环境公共物品供给中①事实上碳排放交易机制中，碳排放量确实和收入相关，碳排放额度不够，需要使用货币去购买足够的碳排放额度，碳排放额度充足，则可以通过出售的方式，获得经济利益.。

假设2：环境公共物品的供给需要三个国家共同采取跨国集体行动。Ha代表各国的总收入，总收入是外生给定的约束变量，a=1,2,3。

假定3：环境公共物品的供给需要一定的成本，这些成本包括一定会产生的必然成本，如信息沟通成本、协商成本，以及一些特殊成本，如大气环境公共物品供给中的建立碳交易所的成本。这些成本总和用c来表示。

假设4：一个国家在采取跨国集体行动前其环境总量②此处将环境当做产品来看待，假如采取保护环境的措施，不存在搭便车现象，则行动者可以享受到更好的环境.为Ia，采取环境集体行动后，每个国家可享受到集体行动提供的环境量为B，提供环境公共物品总和为.为便于分析，假设每个国家提供的环境公共物品均相等，为b（同时假设b＞c）③一般而言，收益大于成本是组织或参与集体行动的前提条件，但也存在成本大于收益的情形.，即一个国家要么参与环境公共物品的供给，供给量为b，要么选择搭便车，供给量为0。由于一国全部收入均投入环境建设，则有：Ha=Ia+Ba。

假定5：各国家的环境效用由采取跨国集体行动前环境总量Ia和集体行动提供的环境量Ba决定，参照朱宪辰、李玉连（2007）[12]效用函数：ua=ua(Ia,B)=Ia+αaB+IaB。其中αa表示各国的偏好特征，基于不同国家生活理念、生活方式的不同，对环境有不同的偏好，IaB表示原有环境和集体行动的所提供的环境因为国际制度或者自然原因，他们之间并不是简单的线性关系。根据Ha=Ia+Ba，上述方程可变式为：ua= ua(Ia,B)=（Ha-Ba）+αaB+（Ha-Ba）B。由此，将各国偏好（αa）和总收入（Ha）同时引入了各国博弈过程中。

2.国家行动与博弈均衡。英国首相帕麦斯顿曾就国家与国家之间的关系，有过经典论断，“国家与国家之间，没有永远的敌人，也不存在永远的朋友，唯利益永恒。”国家的每一个决策，无不是在成本和收益之间经过精细考量后，做出的理性选择。在跨国集体行动建议被提出后，首先需要一个组织者，对于一国而言，如果其不组织该集体行动，则其环境收益为Ia。如果其决定组织且剩余两国选择成为搭便车者，该国环境收益为：（Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c；若一个国家决定参与，另一个国家选择不参与，那该国收益为：（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b-c；如剩余两国均选择参与，则该国收益为：（Ha-b）+αa3b+（Hab）3b-c。

由此可知，如果一国选择组织集体行动，其收益可能为（：Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c（；Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b-c（；Ha-b）+αa3b+（Ha-b）3b-c，对该组织国而言，三者中（Ha-b），αa，b,c均为固定值，因此在剩余两国均选择搭便车时，组织国收益最小，为（：Hab）+αab+（Ha-b）b-c。参与提供公共物品的人越多，分担成本的人也就越多，其组织者分担的成本就越少，收益就越多，反之，其收益就越少。因此，只有在满足（：Ha-b）+αab+（Ha-b）b-c＞Ha,即时，该国才会组织该跨国集体行动。由是，有命题1。

命题1：一国在不知道他国的效用信息时，只有满足时，该国才有可能采取跨国集体行动。

若上述条件满足后，剩余两国是否参与该集体行动，仍取决于该决策国对成本和收益的衡量。a国是否参与取决于其对预期结果的衡量：

若a国预期会有两国参与，其仍不参与的收益为：Ha+αa2b+Ha2b，其参与的收益为：（Hab）+αa3b+（Ha-b）3b。当Ha+αa2b+Ha2b＞（Ha-b）+αa3b+（Ha-b）3b,即αa+Ha＜3b+1时，该国将选择不参与，成为搭便车者。

若a国预期仅有一国参与，其不参与的收益为：Ha+αab+Hab，其参与的收益为：（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b。当 Ha+αab+Hab＞（Ha-b）+αa2b+（Ha-b）2b时，即αa+Ha＜2b+1时，该国将选择不参与，成为搭便车。其中，b为固定值，因此3b+1和2b+1均为固定值，且3b+1＞2b+1。

于是，得出命题2：

命题2：组织者组织集体行动后，只有当αa+Ha＞2b+1时，才有可能有国家选择参与该集体活动，当αa+Ha＜2b+1时，无论其他国家做出何种选择，该国均会选择成为搭便车者。当αa+Ha＞3b+1时，无论其他国家做出何种选择，该国一定会参与集体行动。

尽管上述命题说明了总收入（Ha）和偏好（αa）在一个国家进行决策中的影响，但并没有将不同国家之间的总收入（Ha）和偏好（αa）进行比较，从而显示出各国异质性对其决策的影响。我们假设，基于全球信息化的逐步实现，各国之间的总收入（Ha）和偏好（αa）是共同知识，并假设H1＞H2＞H3, α1＞α2＞α3。因此有H1+α1＞H2+α2＞H3+α3。又因为三者效用方程同为ua= ua(Ia,B)=（Ha-Ba）+αaB+（Ha-Ba）B，由是我们可以得出，一国总收入越高，对环境偏好越高，其越可能获得更大的效用，也越可能成为跨国集体行动的组织者。因为H2+α2＞H3+α3，根据命题2，当αa+Ha＞2b+1时，组织者组织集体行动后，才可能有国家选择参与该集体活动，由是可以得出，国家2比国家3更容易成为参与者。由于各国异质性的存在，即各国总收入（Ha）和偏好（αa）的不同，在跨国集体行动中，各国将选择性的成为组织者、参与者和搭便车者。三国在跨过集体行动中的博弈过程，可转化为图1：

根据图1以及命题1、命题2，三国跨国集体行动所提提供的环境公共物品总量如下：

根据上述分析可见，国家异质性的存在，即总收入（Ha）和偏好（αa）差异，使得各国在跨国集体行动中，做出了不同策略选择：某些国家在跨国集体行动中，将会积极组织，成为组织者。在组织者出现后，其他国家根据自身情况的不同，分别作出策略选择，或成为参与者、或成为搭便车者。在（1）的情形下，首先组织集体活动的国家不但得不到收益，而且将会被其他国家搭便车。因此，此时各国将相互观望，等待组织者出现，然后选择成为搭便车者。集体物品的供给将无法实现。从（2）（3）（4）中，我们可以看到，当组织者的收益大于成本时，跨国集体行动将会被组织起来，此时，在特定条件下，其他国家会选择参与或搭便车，可以实现部分集体物品的供给，甚至是完全的集体物品供给。

当今世界格局，少数国家掌握着世界上大多数财富，世界各国经济发展极度不平衡。与此同时，自工业革命以来，经济发展向来都与环境问题相伴而生，经济高速发展的同时，生态环境也面临着严重损害，现今世界经济发展已达到一定水平，但环境状况却愈发不容乐观，世界各国对美好生活环境的需求越来越强烈，正纷纷试图为我们共同的环境贡献一份力量。但环境属于典型的公共物品，面对集体行动的困境，全球环境公共物品该如何实现供给已然成为当今世界热议的话题。

三、国际环境公共物品供给的成功范例：对欧盟碳排放交易市场形成的现实考察

欧盟碳排放交易市场（简称“EU ETS”）是世界上最大④2017年之后.中国将成为世界第一大碳排放交易市场.详见国际碳交易：中国将成为全球碳排放权交易第一大市场!http：//news.huishoushang.com/139563.html，2017-10-14/2019-6-10.、最成功的碳排放交易所[13]。Ellerman[14]认为欧盟在第一阶段（2005-2007）碳排放减少额达21亿吨，约占欧盟碳排放总量的3%。2005-2010年，欧盟碳排放交易制度的成功实施，使其碳排放量减少8%左右[15]，提前完成其在《京都议定书》中减少8%碳排放量的减排承诺。2005-2016年，欧盟碳排放交易市场碳减排量达26%[16]。然而，截止2008年，我国温室气体排放量却高居世界第一，2013年，我国人均碳排放量超过欧盟，达7.2吨[17]，面临国内外巨大的减排压力。哥本哈根气候会议上，我国承诺到2020年CO2排放量相比2005年下降40%-50%，这一目标比美国提出的17%、欧盟提出的30%都要高，也超出了《巴厘路线图》对发展中国家的要求[18]。在这种情形下，对欧盟碳排放交易市场进行分析变得更具现实意义。

欧盟碳排放交易本质上是一种控制CO2排放量的制度设计，其最终目的是为了应对全球气候变化问题。气候变化问题的国际性，决定了碳排放交易具有国际性，其提供的收益——良好的大气环境，具有公共物品属性[19]。尽管世界各国均意识到气候问题关系着各国共同命运，良好的大气环境为一国经济、社会、生活所必需，但正是因为大气环境的公共物品属性，各国也意识到：假如由其组建碳排放交易市场，其减排收益必然会被它国或多或少的分享。由是各国起初均在观望，等待着其他国家来负担碳排放交易市场建立的成本，而由其坐享碳减排收益。欧洲共45个国家⑤此处仅将欧洲作为一个整体来分析，尽管气候变化是全球性问题，但距离越遥远，其影响就越小，对过于遥远的国家进行分析，其说明力较弱.，将欧盟作为一个整体看待（相当于27国组成的一个大国），由其成员国（27个）共同做出碳减排承诺，如果说欧盟内部是依赖强制手段使得各国加入碳排放交易市场的话，那么挪威、冰岛、列支敦士登三个非欧盟国家的加入无疑是完全自愿的，这种自愿也为分析欧盟碳排放交易市场提供了分析价值。事实上，无论是挪威等三国还是欧盟内部成员国，在国与国之间，主权应相互尊重，强制是战争的导火索。《京都议定书》订立于1997年，而欧盟碳排放交易市场于2003年才得以建立，2005开始正式运行，挪威于2015才申请加入，冰岛、列支敦士登也是在欧盟碳排放交易市场运行一段时间后自愿选择加入。欧洲剩余15国，则并未加入该碳排放交易市场。从欧盟碳排放交易市场的碳减排效果来看，显然该碳交易市场的建立是一个成功的跨国集体行动，实现了较好的国际环境公共物品的供给。

接下来，将用上文阐释的理论模型来分析欧洲碳排放交易市场形成的内在机理。该理论模型强调国家之间存在异质性，因为异质性的存在，某些国家将会率先组织集体行动，其后各国预测其他各国将会采取的策略，根据自身情形，在进行成本和收益衡量后，选择参与或搭便车。即在碳排放交易市场形成过程中，欧洲各国均能够意识到大气环境的重要性，也明白建立碳排放交易市场所带来的收益，但基于各国之间具体情况的差异和他国的决策不同，做出的策略选择不同，扮演的角色也存在差异。

欧盟碳排放交易市场这一跨国集体行动的实现过程，可以分为两个阶段，一个是组织阶段；另一个是参与阶段。在此过程中基于欧盟整体和其他欧洲国家之间的异质性以及对他国策略选择的预测，某些国家愿意成为组织者，其他国家理性的选择成为参与者或搭便车者。在这个过程中，碳排放交易市场能否建立的关键在于其能否给各国带来净收益，而净收益的大小又取决于国家的异质性，主要是指国家收入和减排技术的差异所导致的减排成本不一样，以及对环境偏好不同等。其动态博弈过程见图2.

在欧盟碳排放交易市场建立过程中，欧盟27国作为一个整体，显然是该跨国集体行动的组织者。在全球气温不断升高的背景下，欧盟在组织该集体行动之前，意识到若其不组织该集体活动，必然面临大气环境变化所引发的一系列安全问题，包括经济安全、能源安全、生活安全等。其组织该活动的预期在于其他国家将陆续加入该碳排放交易市场，共同分担成本，从而减缓，甚至是消除气候变化带来的威胁。2017年，据世界银行统计，欧盟27国GDP总和占欧洲和中亚GDP总和的80.63%[20]。伴随经济高速发展而来的还有严重的环境问题，欧盟成员国诸如英国、德国、法国、比利时等，均是工业革命的先驱者，高能耗、高污染导致的环境问题层出不穷，世界八大公害中伦敦烟雾事件、比利时马斯河谷事件均发生在欧盟成员国，均源于大气污染。如果存在 H1+α1＞H2+α2＞H3+α3的情形，那么欧盟毫无疑问是H1+α1。在欧盟碳排放交易市场建立过程中，欧盟诸国显然属于的情形，即欧盟碳排放交易市场一旦建立，其收益必然被其他国家搭便车，也正是因为这样，该跨国集体行动案例才具有研究价值。欧盟对大气环境的偏好以及GDP总量是欧洲各国的共同知识，欧盟意识到自己应当承担组织者的角色，欧洲各国也预测到了该结果。因此，2003年，欧盟通过了《建立欧盟温室气体排放配额交易机制的指令》（以下简称《2003年排放交易指令》），2006年，又以决定形式确立欧盟15国碳排放量（以下简称《2006年分解指令》），2010修改该指令，确定欧盟27国碳减排量，此后，分别于2008、2009年分别对《2003年排放交易指令》进行修订，并就各国衔接机制进行一系列立法规制，逐步完善了欧盟碳排放交易市场。

在欧国各国策略选择过程中，一方面，组织者只有在预期会有其他国家参与，共同分担成本，使得其收益大于成本时，该组织者才会产生组织动力；另一方面，只有在各国意识到参与该集体活动，能够获得收益时，它们才会选择成为参与者，否则它们会理性的选择成为搭便车者。在欧盟碳排放交易市场形成过程中，将挪威、冰岛、列支敦士登作为一个整体看待，据国际货币基金组织（IMF）数据显示，挪威人均GDP全世界排名第3，冰岛排名第5，尽管并未公布列支敦士登人均GDP的数据信息，但根据往年预测，其人均GDP将会超过16万美元，位居世界第一，此外，挪威和冰岛生活品质分别位于世界第一和第二[21]，显然它们满足α2+H2＞2b+1，即选择参与的收益将会大于选择不参与。而剩余15国，其GDP总和数额较小、减排技术不发达、大气污染现象也并不严重，因此，对这些国家而言，α3+H3＜3b+1,这些国家理性的选择不参与，成搭便车者。

为更加清晰的阐释欧盟碳排放交易市场的形成机理，假设H1=10，H2=8,H3=2,α1=0.9,α2=0.7,α3=0.1,b=3,c=2。将其代入图3，可得：

如图3所示，若欧盟率先组织建立碳排放交易市场，即使仅挪威、冰岛、列支敦士登等部分国家参与，剩余国家选择搭便车，其收益52.4大于其不组织10，欧盟正是认识到这一点才有积极组织该跨国集体行动的动力，而挪威、冰岛、列支敦士登这三个国家，发现其参与的收益56.3大于其不参与的收益34.1，因而，基于理性选择，它们必然会选择参与。至于剩余15国，其参与的损失大于其不参与的损失，即参与的收益小于不参与的收益，因此，它们选择成为搭便车者。

概而言之，欧盟碳排放交易市场的形成是源于欧洲各国在国家收入、减排技术、环境偏好等方面存在异质性，进而各国展开动态博弈后产生的跨国集体行动的产物，其实现机理为：首先由欧洲地区，GDP总量最大、对大气环境质量需求最高的欧盟率先组织碳排放交易市场的建设；此后，人均GDP均位于世界前五，对环境品质要求较高的挪威、冰岛、列支敦士登选择参与欧盟碳排放交易市场；欧洲剩余15国基于自身利益的理性选择，成为了搭便车者。由此可知，在需要世界各国共同参与跨国集体行动，提供国际公共物品时，由收入较高、对该公共物品偏好较大的国家率先组织，其后，若那些因国际公共物品的提供，获益较小的国家，也积极参与该跨国行动的话，哪怕存在部分国家不参与集体活动，国际公共物品还是可以顺利得以供给。

四、结论

环境属于典型的公共物品，它的供给往往超越了国界，需要世界各国采取一致行动，然而跨国集体行动往往陷入“集体行动的困境”。在梳理前人理论模型的基础上，构建以国家异质性以及策略选择互动性为基础的动态博弈模型，得出：基于国家异质性的普遍存在，以及对各国策略选择的有效预测上，在成本——收益的理性衡量下，某些国家将会率先组织跨国集体行动，之后，其他国家也会基于类似的策略选择方式，成为参与者或搭便车者。欧洲碳排放交易市场即是一个典型范例：GDP总量最大、对大气环境质量需求最高的欧盟，率先组织建设欧盟碳排放交易市场，其后，基于自身利益考量，人均GDP最高，对生活品质有较高要求的挪威、冰岛以及列支敦士登选择成为参与者，其余15过则选择成为搭便车者。