个人碳账户建设的三方演化博弈分析

吕靖烨 范欣雅

摘 要：“蚂蚁森林”是支付宝平台推出的一种个人碳账户，它的行为主体包括了企业组织、政府、用户、环境。应用演化博弈的方法，选取了其中三个主要行为主体即政府、企业组织和用户，建立个人碳账户建设中的三方演化博弈模型，通过复制动态方程分析三方参与主体的演化稳定策略，并运用数值仿真分析进一步验证博弈研究。研究结果表明，政府支持和企业运行都会影响用户是否使用“蚂蚁森林”，从而影响用户运行个人碳账户，但得到政府支持对于建设“蚂蚁森林”项目、建设个人碳账户更为重要。通过研究这一博弈，进一步了解个人碳账户建设中不同行为主体的行为过程，其中政府具有关键的引导与支持作用，在此基础上各方还需协作并行，以推动我国个人碳账户的建设。

关键词：产业经济;“蚂蚁森林”;演化博弈;复制动态方程;个人碳账户

中图分类号：F 224

Abstract：“Ant Forest” is a kind of personal carbon account launched by Alipay platform.The main actors of “Ant Forest” include business organizations，governments，users，and the environment.This paper applies evolutionary game method，selects three main actors，namely government，enterprise organizations and users，to establish a threeparty evolutionary game model in the construction of personal carbon accounts，analyzes the evolutionary stability strategy of the threeparty participants by replicator dynamic equations，and further validates the game using numerical simulation study.The research results show that both government support and enterprise operation can influence whether users use ant forest，thus affecting whether users run personal carbon accounts.However，government support is more important for the construction of “ant forest” project and personal carbon accounts.Studying the game can help governors understand the behavior process of different actors in the construction of personal carbon account，in which the government plays a key role of guidance and support.On this basis，all parties need to cooperate and parallel in order to promote the construction of personal carbon account in China.

Key words：industrial economics;ant forest;evolutionary game;replicator dynamic equation;personal carbon account

0 引言

碳排放權交易是各国或各地区推出的一种市场机制，目的是为了促进二氧化碳的减排工作，也就是把二氧化碳视为一种商品，对其排放权进行交易。《巴黎协定》是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议[1]。在此大背景下，任何经济体的发展都面临低碳转型的重大压力[2-3]。我国碳市场发展起步较晚，在“十二五”规划时才明确提出了建立全国统一碳市场的目标，即利用市场机制来控制碳排放、推动我国经济低碳发展转型的制度创新[4]。2017年，国家发改委正式宣布启动碳排放权交易体系，意味着全国统一碳交易市场即将推出，我国碳市场即将成为全球最大的碳交易系统。当前，作为世界上碳排放量很高的国家，在减少温室气体排放方面，中国正在面临越来越大的国际和国内压力[5]。而我国碳市场依旧存在地区间标准不统一、效果差异化、有些地区的法律法规还不健全以及相应的基础设施建设不完善等问题。

2016年8月，支付宝正式推出个人碳账户——“蚂蚁森林”。这种低碳创新形式可以满足消费者和企业价值两方面需求，同时减少对生态资源的破环，最终达到可持续发展的目的[6-8]。作为目前全球最大的个人碳账户平台，“蚂蚁森林”倡导用户们多用步行或者骑自行车替代开车，鼓励用户们在线缴纳水费、电费、网费等来代替开车出行缴纳。这些行为所节省的碳排放量经过计算，会转化成虚拟的“绿色能量”，在累积到一定数值后，用户就可以申请种树，“蚂蚁森林”和其公益合作伙伴就会在指定区域种一棵真树，或守护相应面积的保护地，同时给用户授予一张专属植树证书，从而激励用户的低碳环保行为。2018年2月，联合国开发计划署（UNDP）在北京发布的《中国碳市场研究报告2017》中着重介绍了“蚂蚁森林”这一款中国互联网产品，并且对于“蚂蚁森林”在全球碳市场中的贡献和实践意义进行了表彰。在同年9月，联合国防治荒漠化公约的第十三次缔约方大会上，“蚂蚁森林”又一次响应了由中方推动的《“一带一路”防治荒漠化合作机制》，对其提出了具体的措施：“蚂蚁森林”将会投入2亿元的资金，以满足项目在资金、技术、资源等方面需求。

个人碳账户是碳市场的一个分支。碳账户是将碳减排量储存在一个账户内，用所积累的碳减排量兑换福利。我国在个人碳账户的研究方面起步较晚，主要是将个人与组织的碳排放量联系在一起[9]。个人碳交易的概念是由Fleming在1996年率先提出的，具体内容包括给每个居民平均分配一定碳排放权，进而通过市场化交易机制构建，从而激励居民积极响应政府碳减排政策[10-12]。目前，学术界公认个人碳交易在理论上有三大难题：一是个人碳排放的监控测算成本太高;二是个人碳排放标准和模式的确定存在争议;三是绿色环保信息披露力度不够。然而，区块链、人工智能、云计算、大数据等新科技的不断发展对上述问题的研究提供了新的思路[13]。现有碳交易研究主要面向生产领域，针对消费领域碳减排的研究则很少，如何使个人碳账户普及到民众生活中是学者们共同关注的问题。

目前关于个人碳交易模式和运行机制的研究很少，而且国内开展相关研究的学者也较少。作为降低碳排放的一个有效手段，个人碳交易可以对上游碳交易机制和碳税进行补充，因此对个人碳交易模式和运行机制研究迫在眉睫。综上所述，本文以“蚂蚁森林”为例，分析了个人碳账户建设中各行为主体之间的关系，建立三方演化博弈模型，通过复制动态方程分析三方参与主体的演化稳定策略，并运用数值仿真分析进一步验证博弈研究。从而进一步了解个人碳账户建设中不同行为主体的行为机制，以推动我国个人碳账户的建设，为未来我国个人碳账户的建立和发展提供参考依据。

1 博弈模型及假设

冯·诺伊曼和摩根斯坦共同出版了《博弈论与经济行为理论》，正式建立了博弈论的理论体系[14]。博弈论作为一种公认的数学理论，已逐渐成为解决许多关键问题的强大数学工具，帮助两个或多个实体在面对利益冲突时可以做出最佳决策，以确保自己的利润最大化或付出最小化[15-16]。与传统博弈理论不同，演化博弈更符合现实条件，它跳出了完全理性人和信息完全对称的束缚，让博弈者通过不断地接触、试错来调整策略，最终达到一种动态平衡[17]。

1.1 博弈模型

1.1.1 政府

政府的策略有2种：支持企业运行“蚂蚁森林”与不支持企业运行“蚂蚁森林”。“蚂蚁森林”公益项目自上线以来，得到了政府的大力支持，一方面，政府可以为个人碳账户的营运创造良好的政策环境，另一方面，政府也会通过财政补贴、直接拨款、税收减免等方式对其提供资金支持，进而促进“蚂蚁森林”的发展。

1.1.2 “蚂蚁森林”企业

低碳背景下，政府与企业的目的都是节能与减排，以响应国家号召。但是，政府的基础设施建设以及人力资源成本会制约企业是否运行“蚂蚁森林”。因此，企业有两种策略选择：运行和不运行。“蚂蚁森林”的主办方为阿里巴巴集团，通过向企业注入运行资金，来维持网络平台的正常运作。平台自身也需要不断进行更新与完善，开发新功能增强平台的吸引力。在这个过程中，既加强了用户对平台的使用粘性，又带动了用户使用支付宝平台的其他功能。

1.1.3 用户

用户的策略有2种：使用“蚂蚁森林”与不使用“蚂蚁森林”。在“蚂蚁森林”平台中，支付宝将用户所节省的碳排放量计算为虚拟的“绿色能量”，一方面增强了用户之间的沟通交流，另一方面满足了用户低碳生活的期望。

1.2 模型假设

1）博弈规则。

博弈首先由政府行动，选择是否支持企业运行“蚂蚁森林”，其策略集合为（支持，不支持）;随后由企业行动，选择是否运行“蚂蚁森林”，策略集合为（运行，不运行）;最后用户行动，选择是否使用“蚂蚁森林”，策略集合为（使用，不使用）。

2）政府、企业和用户均是经济意义上的有限理性。三者都遵循低碳背景。

2 模型分析

通过对模型的假设，建立起政府-企业-用户的三方博弈模型，其扩展式博弈模型如图1所示。

三方博弈模型分为三部分，政府、企业、用户分别做出选择，根据选择得出不同的策略组合。

由模型假设及扩展式三方博弈树，可以得出在不同的策略组合下各博弈主体的支付矩阵[18-20]与三方博弈收益值，见表1和表2。

2.1 稳定进化策略

2.1.1 政府的复制动态方程

2.2 综合分析

对三方演化博弈复制动态方程的分析后可以看出，在博弈过程中共有8种策略组合，即（1，1，1），（1，1，0），（1，0，1），（1，0，0），（0，1，1）（0，1，0）（0，0，1）（0，0，0）。三方博弈不会固定地收敛于某一特定的稳定策略集合，但是，当初始状态为（1，1，1）策略时，政府支持企业运营“蚂蚁森林”和企业自主选择运营“蚂蚁森林”都能够有效发挥作用，并且用户也趋向于使用“蚂蚁森林”，这也是低碳背景下企业运行“蚂蚁森林”的理想状态。

3 数值仿真

0，z0的取值与模型分析中的一致。

3.1 政府的支持与企业运行初始比例变化对演化结果的影响

图2的5组数据表示当政府支持x不断增大，企业运营y和用户使用z不变时的情形，分别代表x=0.1，y=0.1，z=0.1;x=0.2，y=0.1，z=0.1;x=0.3，y=0.1，z=0.1;x=0.4，y=0.1，z=0.1;x=0.5，y=0.1，z=0.1;图3的5组数据表示当企业运营y不断增大，政府支持x与用户使用z不变时的情形，分别代表

x=0.1，y=0.1，z=0.1;

x=0.1，y=0.2，z=0.1;

x=0.1，y=0.3，z=0.1;

x=0.1，y=0.4，z=0.1;

x=0.1，y=0.5，z=0.1。

從图2可以看出，当政府趋向于支持企业运营时，用户逐渐趋向于使用“蚂蚁森林”;从图3可以看出，当企业趋向于运营“蚂蚁森林”时，用户也逐渐趋向于使用“蚂蚁森林”;同时，随着政府支持企业运营的初始值不断增大，用户趋于使用“蚂蚁森林”的速度也变快，企业也存在这个规律。将图2与图3进行比较可以得出，当政府支持企业运营与企业自主选择运营的初始值相同时，政府的支持使得用户趋向于使用“蚂蚁森林”的速度快于企业自主选择，因此，得到政府支持对于建设“蚂蚁森林”项目、建设个人碳账户更为重要些。

3.2 政府的支持与企业运营的效果对比

为了更直接比较政府支持企业运营与企业自主选择运营的情况，绘制了图4。图4的2组数据分别代表了

从图4可以看出，当政府支持的初始值较高且企业自主运营的初始值较低，以及政府支持的初始值较低且企业自主运营的初始值较高时，较高的政府支持初始值使得用户以更快的速度趋于使用“蚂蚁森林”，比极高的企业运行初始值的效果好，因此，政府的支持往往能更好、更迅速起到建设个人碳账户的效果。

4 结语

本研究基于低碳的現实背景，分析了在政府是否支持与企业自主运营的基础下，用户是否选择使用“蚂蚁森林”的行为机制，通过复制动态方程分析三方参与主体的演化稳定策略，并运用数值仿真分析进一步验证博弈研究，得出以下结论与启示。

1）政府的支持和企业的自主选择都会影响用户是否使用“蚂蚁森林”，从而影响用户运行个人碳账户。政府的支持对于运行“蚂蚁森林”起到非常重要的支持作用，不仅为个人碳账户的营运创造了良好的政策环境支持，还通过财政补贴、直接拨款、税收减免等方式对其提供资金支持，进而促进“蚂蚁森林”的发展，也促进了个人碳账户的建设发展。

2）相较于企业的自主选择，政府的支持对于建设“蚂蚁森林”更为重要。这是因为“蚂蚁森林”在运行的过程中没有自身独创的核心技术，形成的技术壁垒较低，这种模式很容易被其他企业或平台复制。同时，“蚂蚁森林”给用户的现实生活没有带来真正的福利，最终的种树奖励证书是只是精神层面的满足，由于“绿色能量”的积累时间比较长，用户热情所持续时间较短，导致用户粘性不稳定。但是，政府的支持会为“蚂蚁森林”的运行提供良好的政策环境，帮助培养民众的低碳理念，养成绿色消费行为，进而实现了经济效益和社会效益的双赢。

根据以上结论，提出如下对策建议：“蚂蚁森林”取得的成功是基于政府、企业、组织与公众多方协作并行，一方面需要国家政府的出面参与，另一方面需要各大企业和平台不断地践行绿色低碳理念，创新公益内容，增强使用者的公益参与感，进而鼓励公众主动选择低碳行为，让环保生活具有趣味性，让低碳成为一种生活习惯，同时也为个人碳账户的发展提供一种有效的路径。

作为目前全球最大的个人碳账户平台，“蚂蚁森林”是一种典型的企业主导、组织合作、政府支持、公众参与的个人碳账户类型，这种多方合作从而达到共赢的项目是值得推广与学习的。中国是一个负责任的大国，也始终在全球气候变化领域积极贡献着自己的力量。

参考文献：

[1]田永.低碳“三农”与碳交易抵消机制的关联性研究——基于碳交易驱动乡村振兴低碳化发展的分析[J].价格理论与实践，2019（08）：46-51.

[2]李斌，陈斌.环境规制、财政分权与中国经济低碳转型[J].经济问题探索，2017（10）：156-165.

[3]陈诗一.中国各地区低碳经济转型进程评估[J].经济研究，2012（08）：33-45.

[4]张昕.全国碳市场建设的新要求与行动[J].环境保护，2019，47（16）：9-12.

[5]朱美凤，魏景赋.产业内贸易、FDI对我国三大经济圈CO2排放影响研究[J].技术与创新管理，2018，39（05）：606-610+628.

[6]周朝波，覃云.碳排放交易试点政策促进了中国低碳经济转型吗？——基于双重差分模型的实证研究[J].软科学，2020，34（10）：36-42+55.

[7]林伯强.中国低碳转型[M].北京：科学出版社，2011.

[8]刘姝宁，杨朝均.中国低碳创新的研究脉络演进及热点领域分析[J].技术与创新管理，2020，41（01）：24-33.

[9]曹云梦，江宏川，郑惠梓，曹勇宏.“蚂蚁森林”建立机制分析与发展建议[J].管理观察，2019（23）：97-100.

[10]陈红敏.个人碳交易研究进展与展望[J].中国人口·资源与环境，2014，24（9）：30-36.

[11]刘琦铀，张成科，石平，黄而代.个人碳交易理论视域下的节能汽车选择及减排效果分析[J].工业工程与管理，2020，25（05）：75-82.

[12]刘自敏，朱朋虎.递增阶梯电价的分档电量优化设计——基于个人碳交易视角[J].财经问题研究，2020（04）：38-46.

[13]吴嘉莹，毛庆庆，董炳灿.大数据时代下个人碳账户的可持续发展研究——以蚂蚁金服为例[J].时代金融，2019（14）：103-107+1.

[14]NEUMANN V，MORGENSTERN O.Theory of games and economic behavior[M].CHAM：Springer，2020.

[15]CHENG L F，LIU G Y，HUANG H Q，et al.Equilibrium analysis of general Npopulation multi-strategy games for generationside longterm bidding：An evolutionary game perspective[J].Journal of Cleaner Production，2020（276）：124123-124139.

[16]CHENG  L，YU  T，ZHANG  X，et al.Parallel cyberphysicalsocial systems based smart energy robotic dispatcher and knowledge automation：concepts，architectures and challenges[J].IEEE Access，2019（07）：25727-25762.

[17]双莎莎，何建佳.基于博弈论的低碳企业合作稳定性分析[J].技术与创新管理，2017，38（03）：320-326.

[18]吕靖烨，杨华.政府对碳市场监管的三方演化博弈研究——基于罗尔斯主义社会福利函数视角[J].煤炭经济研究，2019，39（03）：77-82.

[19]姚翠友，罗宗，杨艳红，平艳茹.京津冀地区农村养老机制的演化博弈分析[J].系统科学学报，2020（02）：100-104.

[20]韩莹，陈国宏.政府监管与隐形契约共同作用下集群企业创新合作的演化博弈研究[J].中国管理科学，2019，27（11）：88-95.

（责任编辑：严 焱）