独立转型还是合作转型——基于纺织印染企业绿色转型的研究

赵君丽, 高雨筠

(东华大学 旭日工商管理学院,上海 200051)

2021年12月《“十四五”工业绿色发展规划》的颁布,再次强调了绿色转型是中国制造业企业应对未来国际竞争和实现绿色发展的关键所在[1]。英国环境学家Pearce最早在《绿色经济蓝图》一书中提到“绿色经济”,学者们对“绿色经济”的定义多强调为“通过有益于环境或于环境无对抗的经济行为,共同提升经济效益与环境效益,实现可持续增长”[2]。随后学者们基于“绿色经济”的概念,提出绿色转型是指企业以绿色发展理念为指导,以资源集约利用和环境友好为导向,以绿色创新为核心,坚持绿色生产全过程,兼顾经济绩效和环境绩效,最终实现生态环境改善和经济社会高质量发展的一种绿色发展过程[3-6]。企业是绿色转型的重要主体[7],绿色转型的重点和难点在于企业[8-9]。

对于企业绿色转型,学者们多从外部影响因素分析了政策[10-14]、绿色金融[15-17]、市场需求[1,18]、数字化发展[19-20]及媒体监管[21]等如何影响企业绿色转型。此类研究认为,企业在短期效益和逐利目标的驱动下,难以自发地进行绿色转型[22],因此外界因素如地方政府、企业社会公众三方绿色决策的良性互动对推进企业绿色转型并建设生态文明具有决定性作用[23]。也有部分学者从企业内部寻找绿色转型的影响因素,如企业责任[24]、企业规模[25]、管理者策略[26]等,其中高管、高层团队等在企业绿色转型过程中,通过高效整合外部资源、拓宽资源利用的广度和深度,有力推动绿色战略变革[27-29],但鲜有研究企业间合作的绿色转型问题。

纺织产业是传统制造业的典型代表,其中纺织印染企业的绿色转型具有代表性和紧迫性。根据2020年中国环境统计年报显示,中国2019年纺织业COD排放量达到93 547 t,氨氮排放量达2 688 t,纺织工业废水治理设施数达4 436套,工业废水治理设施运行费用为694 328万元人民币。纺织印染工业产生的废水占到纺织工业排放废水量的80%左右[30],此外,印染再加工过程中燃料助剂等化学品的添加,排放物中难处理污染物含量高,常检测出重金属锑超标[31-32],因此纺织印染行业的绿色转型问题亟待解决。在纺织印染企业绿色转型的研究中,一些学者通过绿色技术创新来实现绿色转型[33],部分印染企业存在工艺落后、设备陈旧、运行效率低下的现象[34],通过改进产业链中各个环节的技术,如在生产过程改进工艺[35-36]、排放污染物处理[32,37-39]及资源回收利用[40-41]等环节实现印染企业的绿色转型。也有些学者通过纺织产业集群或建设纺织生态工业园区,帮助企业绿色转型[26]。纺织印染行业多为中小型企业,利润较低,面对较高的环保资金投入和风险不确定性[42],绿色转型成本较高,通过纺织产业集群或建设纺织生态工业园区,帮助印染企业与产业集群成员进行合作,提升纺织产业集群的绿色协同创新[27,43-44],最终实现绿色转型。此类研究为企业合作转型提供了一个很好地理亲缘性的证据[45],但是,企业合作转型的内部动力机制尚缺乏研究。是什么因素影响了企业之间的竞合机制,需要进一步深入探讨。

综上所述,大量学者从企业外部因素对企业绿色转型进行了深入研究,但有关企业绿色转型的内部影响因素,特别是企业独立转型还是合作转型的动力机制的研究比较缺乏,更鲜有学者应用博弈论的方法来研究企业绿色转型。因此,本文的边际贡献体现在:从“企企合作”角度出发,利用演化博弈的方法,基于有限理性的理论假设,研究企业独立转型或者合作转型的影响因素及在重复博弈中的稳定性和趋势分析,从而为企业绿色转型的机制设计提供参考和有益建议。

1 印染企业绿色转型演化博弈分析

Smith等[46]最早将生物论中的进化思想引入到博弈论,创造性地提出了演化博弈的思想。演化博弈从有限理性出发,以参与人为研究对象,强调博弈的动态过程。有限理性意味着参与人往往不可能一开始就能找到最优的策略,而要在重复博弈的动态过程中不断学习,通过模仿与试错逐步调整进而找到较好的策略[47]。

本文选择演化博弈方法的原因为:企业绿色转型决策涉及企业竞合关系,企业竞合关系的演化过程与经济环境和决策问题的复杂性最终导致了参与人信息不完全和决策者的有限理性,这种有限理性参与人策略的学习与调整将导致群体意义上的策略均衡。在企业的合作竞争关系中,参与人的关系存在不确定与风险性,且参与人之间是有差别的,因此在多种均衡中最终实现何种均衡则依赖于演化的初始条件及演化路径[48]。演化博弈方法为预测和判断企业决策组合的稳定性提供一个较好的分析方法。

1.1 印染企业绿色转型的模型假设及参数设定

印染行业当前主要将绿色转型的重点集中在废水处理技术研发,环保型染料和助剂的开发,节水设备和工艺改进等方面[49-50]。这是印染企业实现绿色转型提高自身竞争力的重要手段[31]。此外,值得注意的是,在印染过程中需要清洗机器以更换染色品种,而清洗的废水中染料含量很高。一些企业通过升级染色工艺,同时对同一色系由浅到深的染色方法,循环利用,减少废水的排放[51]。本文尝试假设纺织集群中存在两家工艺相似的印染企业,且两家企业是有限理性的,并会在博弈过程中动态调整策略选择。为了便于研究,对模型的构建进一步做以下假设:

H1:两家印染企业在绿色转型过程中尝试升级染色工艺，以减少污水排放和降低染布清洗废水中的染料含量。此时两者存在两种选择:一是维持竞争状态,选取策略“独立转型”,两家企业各自升级染色工艺,独享收益R1、R2;二是选择合作研发,选取策略“合作转型”,两家企业共同承担污染升级染色工艺的研发风险和成本,同时两家企业分别负责浅色染色和深色染色。深色印染企业可以再利用合作的浅色染色企业处理后的废水,实现降低两家污染物的废水排放。其中,两家企业选择“合作转型”的概率分别为x和y;选择“独立转型”的概率分别为(1-x)和(1-y),其中x,y∈[0,1]。企业之间在研发过程中不断地博弈并相互学习和影响,每个企业都会根据不同阶段、不同情况调整自己的策略,因此长期看,这种博弈会重复进行多次,直至企业策略趋于稳定。

H2:在企业合作过程中会存在一定的知识泄露问题。企业的核心知识并不希望与潜在竞争企业进行共享,但潜在的竞争对手可通过多种渠道获取核心知识,导致企业竞争性知识泄露,因此知识共享主体要承担一定的风险成本[52]。两家印染企业实现合作绿色转型,各自需要承担因升级染色工艺的研发投入的风险成本γiCi。其中,Ci表示企业1和企业2合作研发染色工艺的成本,γi为风险系数。

H3:在采取了合作转型时,企业收益包括自主研发染色工艺的收益,即独立转型时的净收益Ri、知识外溢收益Mi、合作协同收益Ni。

H4:为了获得新技术,合作方必须共享一定的技术,从而开展新的技术攻关[53]。其中知识外溢收益是指吸收合作方染色工艺知识转化的收益Mi,与企业自身努力程度ωi及由于吸收对方染色工艺知识而获得的直接收益mi有关,即Mi=ωimi。

H5:当两家印染企业同时选择合作升级染色工艺时,两企业会因“合作转型”而产生协同效应,企业的合作协同收益Ni与两企业的努力程度ωi、知识互补程度β及两企业相互的信任程度θ相关,即Ni=ωiβθCi。信任度θ在很大程度上影响着企业间的合作关系,良好的合作关系能够促进协同收益的提高。企业在合作升级染色工艺时的协同系数为βθ(βθ≥1)。

H6:合作违约金F。契约金是企业合作的纽带,在契约精神的引导下,博弈双方可以明确合作期间双方的权利、义务和责任,当签订合约的印染企业中有一方背叛合约,他将获得来自对方的知识投入而产生的外溢收益Mi,但同时也会支付相应的违约金F给合作企业。

H7:政府绿色激励G。政府鼓励印染企业间进行合作绿色转型,通过补贴或税收优惠来激励产业集群中进行绿色转型的印染企业。

1.2 印染企业绿色转型演化博弈模型

根据模型基本假设和企业收益的计算方法,可以构建出企业1和企业2的绿色转型行为博弈模型的收益矩阵,如表1所示。

表1 企业绿色转型演化博弈模型收益支付矩阵Tab.1 Income payment matrix of the enterprise green transformation evolutionary game model

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

可以得到两家绿色转型企业演化博弈双方的复制动态方程组为:

(7)

由微分方程系统所描述的两家企业竞合关系动态演化过程,可用由该系统得到的雅可比矩阵的局部稳定分析来判断各个均衡点的稳定性。雅可比矩阵为:

(8)

雅可比矩阵行列式为:

Det=(1-2x)(1-2y)[y(N1+G)-γ1C1+F][x(N2+G)-
γ2C2+F]-xy(1-x)(1-y)(N1+G)(N2+G)

(9)

雅可比矩阵的迹为:

Tr=(1-2x)[yy(N1+G)-γ1C1+F]+
(1-2y)[(N2+G)-γ2C2+F]

(10)

1.3 印染企业绿色转型的演化路径与均衡点的稳定性分析

因为x*和y*位于(0,1),因此0<γiCi-F

由表2和图1可知,E2和E3是不稳定点,点E1和E4是稳定点,即此博弈的演化呈稳定状态。点E2、E3和E5构成收敛于不同策略模式的分界线,最终结果向点E1或E4演化,即两个企业均选择“合作转型”或者均选择“自主转型”。当两企业的博弈策略落在E1E2E5E3区域时,最终的博弈策略将向点E1演进,最终收敛于策略(0,0);当两企业的博弈策略落在E4E2E5E3区域时,最终的博弈策略将向点E4演进,最终收敛于策略(1,1)。总体而言,对于整个社会及企业而言,后者的稳定策略所带来的收益高于前者。企业最终将会朝着哪一个稳定策略演化,取决于两参与人对对手策略选择的预期和判断,如信任度、风险系数、努力程度、合作协同收益、违约金额及政府激励等因素在博弈过程中的影响力度和影响方向。

表2 企业绿色转型演化博弈的均衡点及稳定性Tab.2 Equilibrium and stability of the evolutionary game of enterprise green transformation

图1 演化博弈理论相位图Fig.1 Phase diagram of the evolutionary game theory

为了能够实现企业双方绿色转型的结果,先对于模型中考虑到的参数进行分析。将演化路径图下方图形E1E2E5E3面积设为ME1E2E5E3,则:

(11)

由该面积函数分别对参数求偏导,并进行分析得到相关性,如表3所示。

表3 企业绿色转型参数与面积ME1E2E5E3的相关性Tab.3 Correlation between green transformation parameters of enterprises and area ME1E2E5E3

综上所述,两家公司的风险系数与面积ME1E2E5E3呈正相关。风险偏较高将会更倾向于选择自主转型的策略,即两企业的策略选择最终将会演化至(0,0)。

两企业签订合约的违约金、相互信任度、知识互补程度、努力程度及政府的激励政策与面积ME1E2E5E3呈负相关。即当政府鼓励企业进行合作,同时企业签订了较高的违约金、拥有较高的信任度、较为互补的知识条件下,两企业都努力转型,最终能够促进两企业实现稳定的合作转型。

2 模拟检验

2.1 模型数据

由于企业绿色转型在研发染色工艺的成本难以衡量,本文借鉴孙凯等[54]对模型数值仿真参数的设置,模拟在模型参数变动的情况下,两家企业在“合作转型”与“独立转型”策略上的变动。本文假设企业绿色转型进行绿色转型的成本Ci=200,企业1和企业2的绿色转型的风险系数γi∈[0,1],绿色转型的努力程度ω1∈[0,1],绿色转型的知识互补程度β∈[1,3],合作绿色转型的信任度θ∈[0.5,1],合作绿色转型的违约金F∈[0,100],政府对合作绿色转型的印染企业激励G∈[0,200]。在对每个参数进行分析时,将以上的系数固定为表4所示初始值,每个企业在选择“合作转型”的概率x和y的取值范围均为[0,1],计算出混合策略稳定点的坐标为E(0.348,0.348),其动态博弈演化仿真相位图如图2所示。为了使得仿真结果具有一般性,通过对纺织企业的调研与搜集相关资料和经验数据的基础上,设定数值进行模拟。

表4 仿真模拟参数初始设定值Tab.4 Initial set value of simulation parameters

图2 企业绿色转型仿真计算相位图Fig.2 Phase diagram of enterprise green transformation simulation calculation

2.2 模拟结果

按照初始值模拟出的动态演化过程表明,鞍点约为(0.348,0.348),且在不同初始概率的条件下,两家印染企业最终的演化结果有差异,可能会演化至(0,0)或(1,1),即验证了在动态演化博弈下两个企业的策略选择存在两个稳态,均选择独立转型或者合作转型。

2.2.1 合作转型概率初始值不同时两家印染企业博弈演化分析

企业1选择合作转型的初始值x=0.2,x=0.5,x=0.8,企业2选择合作转型的概率y∈[0,1]时,企业1和2选择合作转型的演化趋势。

由图3可以看出,当x=0.2、y≥0.6时,演化博弈的策略点为(1,1);当y<0.6时,演化博弈的策略点为(0,0)。当x=0.5、y≥0.2时,演化博弈的策略点为(1,1);当y<0.2时,演化博弈的策略点为(0,0)。当x=0.8、y≥0.1时,演化博弈的策略点为(1,1);当y<0.1时,演化博弈的策略点为(0,0)。

对比图3可以看出,当初始概率值为0.2、0.5和0.8时,企业2的策略演化趋于合作转型的初始概率分别为0.6、0.2和0.1,因此一家企业提高选择合作绿色转型的概率值,更容易实现两家企业的合作转型。类似的,对比图4可以看出,增大初始概率值时,两家企业将以更快的速度演进到稳定状态。

(a) x=0.2

(a) x=0.2

2.2.2 风险系数对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

针对企业合作因竞争性知识泄露问题而产生的风险成本,由图5可知,两家印染企业绿色转型风险系数都达到0.9时,企业将会选择独立绿色转型策略;当一方企业的风险系数达到0.9但另一方的风险系数为0.5时,虽然两家企业最终也会选择独立进行绿色转型,但此时风险系数为0.5的一方选择独立绿色转型需要的时间较长。当两家印染企业绿色转型的风险系数均小于等于0.5时,此时两家企业实现了合作绿色转型,且风险系数越低越能够快速实现合作绿色转型。因此,对于规模较小的印染企业而言,其能够接受的风险成本较低,风险系数较低,从而实现合作绿色转型是更加可行的选择。

图5 风险系数对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.5 Influence of risk coefficients on dynamic evolution results of green transition enterprise decision-making

2.2.3 知识互补程度对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

由图6可知,当两家印染企业绿色转型的知识互补程度大于等于1.6时,两家印染企业均会选择合作绿色转型,且企业知识互补程度越高,越能促进企业快速实现合作绿色转型,说明异质性企业间知识协同效应越大,越吸引企业达成合作。协同离不开上下游企业的有序配合,而这种稳定的合作关系能够降低企业在协同研发过程中的冲突,提高整条产业链的效益[43]。当知识互补系数较低,小于等于1.2时,由于企业间的知识互补性较低,两者的竞争关系更明显,企业更倾向于采取独立转型。

图6 知识互补程度对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.6 Influence of knowledge complementarity on the dynamic evolution results of green transition enterprise decision-making

2.2.4 信任度对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

由图7可知,当两家印染企业的合作研发染色工艺的相互信任度大于等于0.7时,两家企业会达成合作绿色转型的策略选择,此外企业间信任度越高,则越快速地形成合作绿色转型策略。当企业间的信任度小于等于0.6时,两家企业仍维持独立绿色转型,难以形成合作策略。因此,企业间合作绿色转型需要较高的信任才能实现。

图7 信任度对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.7 Influence of trust degree on the dynamic evolution results of green transition enterprise decision-making

2.2.5 企业努力程度对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

由图8可知,当两家印染企业合作绿色转型努力程度较低,如(0.1,0.1)和(0.2,0.2)时,企业最终都会放弃合作而转向独立绿色转型。当两家印染企业的努力程度系数均在0.5及以上时,即此时企业对于合作研发染色工艺十分重视,两家企业的合作绿色转型可维持一个稳定状态。特殊的情况,当两家印染企业的努力程度不同,如企业1的努力程度为0.2,另一家企业的努力程度为0.5时,两家企业最终实现稳定合作需要的时间较长,且较不努力的一方在博弈初期会倾向于选择独立进行绿色转型。

图8 努力程度对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.8 Influence of the effort level on dynamic evolution results of green transformation enterprise decision-making

2.2.6 违约金对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

由图9(a)可知,当两家印染企业选择合作绿色转型的初始值为(0.5,0.5)时,即使不设置违约金来约束企业采取机会主义策略,两家企业也会选择合作转型策略。当两家印染企业选择合作绿色转型的初始值降低到(0.3,0.3)时,即企业合作研发染色工艺的意愿并不高时,如图9(b)所示,如果违约金的设定大于等于50时,企业也会选择合作转型,且随着违约金的增加企业实现合作的速度越快。当违约金的设置小于等于20时,较低的违约金会使企业认为合作风险较大,从而进行独立绿色转型。

图9 违约金对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.9 Influence of liquidated damages on the dynamic evolution results of green transition enterprise decision-making

2.2.7 违约金对绿色转型企业决策的动态演化结果的影响

由图10(a)可知,政府对合作绿色转型的印染企业激励的设定值即使为0,两企业在(0.5,0.5)初始点处的最终演化结果为1,即两家印染企业在选择合作转型的初始值较高的情况下,即使没有政府激励,两者最终也会实现合作转型,但两者实现合作转型的速度会随着政府激励增加而增快。

但改变两家印染企业选择合作绿色转型的初始值时,如图10(b)所示,将初始值降低到(0.3,0.3)时,政府激励在0和50时都无法促进企业进行合作转型。当激励大于等于80时,才能够推动两家企业实现合作绿色转型,且两者实现合作转型的速度会随着政府激励增加而增快。

图10 政府激励对绿色转型企业决策的动态演化结果影响Fig.10 Impact of government incentives on the dynamic evolution results of green transition enterprise decision-making

2.3 检验结论

本文利用演化博弈的方法为印染企业绿色转型提供了一个新的路径,即通过合作的方式来实现印染企业绿色转型。研究表明:演化博弈的最终结果受到印染企业绿色转型的初始合作转型意向的影响,合作意向越高,越能够降低快速实现稳定合作状态。印染企业绿色转型并不是一劳永逸的,随着印染技术和印染织物类别的变化,废水处理技术也应不断改进提升,因而绿色转型是一个长期的发展战略,需要印染企业通过不断地重复博弈,最终找到适合自身的战略选择,有效提升印染废水处理效能,实现企业的绿色转型。

此外,两家印染企业绿色转型的合作意愿、风险系数、知识互补程度、信任度、努力程度、违约金及政府激励等因素都对印染企业在绿色转型过程中选择提高“内功”独立转型还是寻求“外援”合作转型产生重要影响:企业间较高的知识互补度、信任度、努力程度及高额的违约金和政府激励能够提高协同效应,降低绿色转型风险,从而促进企业实现合作;而拥有较高风险系数的企业则更倾向于自主绿色转型。

具体体现在:1) 印染企业知识的互补性能够更有效达成企业间的合作,互补度较高的企业能够更有效地在对方企业中获得对自己有利的资源和知识,扩大知识的协同效应,如浅色染厂和深色染厂的合作。2) 合作中印染企业的努力程度能够有效维持合作的稳定性。3) 印染企业间较高的信任程度能够促进企业实现合作转型,但合作契约的达成需要企业之间较高的信任度。4) 较高的违约金能够有效降低企业在合作中选择机会主义的概率,有利于维护合作的稳定性。5) 风险系数更高的印染企业更倾向于独立进行绿色转型,风险系数较低的企业更倾向于与其他企业合作,降低绿色转型风险成本。6) 政府的激励政策能够有效弥补印染企业初始合作绿色转型意愿不强、犹豫的心态,促进企业之间达成合作。

3 建 议

本文研究表明,企业可以根据合作意愿、风险系数、知识互补程度、信任度、努力程度、违约金等因素,对于潜在的合作伙伴进行各方面的评估,预测自身的风险和收益,考虑在绿色转型过程中是自主转型还是合作转型。

1) 绿色转型的印染企业应当多选择与具有较高知识互补性的企业间合作。印染企业知识互补程度越高,越能够创造更高的外溢效应,建立较为紧密的合作关系,知识互补企业之间的合作能够有效降低研发和生产成本,也更容易实现印染企业的转型升级。例如,由于印染企业上游新原料、新工艺、新染料和新助剂的研发,印染厂在生产过程中所排放的废水污染物越发复杂,处理难度也在提升,因此促进上下游企业进行合作,了解彼此工艺技术,从而有效实现产业链的绿色转型。

2) 企业在建立合作关系时,应全面考察对方企业的资信水平,要选择资信水平较高、口碑良好的企业作为合作伙伴,从而降低合作风险。此外,在合作过程中需要签署有效合同,明确双方的责任义务,设计有效的冲突解决机制。例如,设立惩罚机制,减少恶意违约事件,从而建立高度信任的合作关系,维护合作及联盟的稳定性。

3) 合作的印染企业需要建立良好的沟通机制和核心技术保护机制。随着中国纺织印染企业的集聚,纺织工业园区数量不断增加,印染企业拥有实现合作的天然的地理优势。在合作过程中,企业既要促进企业间正式及非正式的人员交流,充分利用网络技术,实现沟通常态化维持绿色知识共享机制和平台的稳定性,又要帮助企业提高自身技术实力和绿色转型所需技术创新水平,创造良好的绿色转型环境。

4) 政府在企业合作绿色转型中扮演着重要角色,尤其是在企业间的合作意愿并不强烈的情况下,政府的激励政策能够推动企业实现合作绿色转型,整合社会资源。

4 结 语

企业合作转型为双方企业创造了一个良好的知识共享平台,提供了优质资源,也为企业绿色转型途径提供了新的视角。尽管现实中相关印染企业更愿意通过产学研的途径独自研发绿色工艺、减排设施,较少与竞争对手分享知识储备和研发成果,但在考虑到目标企业的因素,例如知识转化能力、风险偏好能力、企业之间互补程度等因素,实现跨异质性企业合作转型,从而创造更高的外溢效应和协同效应并降低风险成本,对于印染企业合作绿色转型的稳定是有实际意义的。

但是,本文在模型构建和数据的选取上存在一定的局限,可以在未来的研究中继续完善。例如,在两个博弈的上下游印染企业进行更为复杂情况的讨论;在博弈模型中加入情景等,模拟更加贴合现实的模型;本文的模拟仿真中的参数赋值只是对印染企业合作绿色转型数据的近似估计,未来可以对参数进行具体调研,收集实际样本做进一步研究。

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