基于微分博弈理論的地區(qū)間減排策略研究.pdf

1、碳排放所引起的全球環(huán)境污染問題涉及到社會生產、居民生活等各個方面，諸如海平面的上升，極端氣候的頻現(xiàn)，土地干旱，沙漠化面積增大以及可用能源的枯竭等等。它不僅影響著當前人們的生產生活，甚至還威脅到了我們這個星球上許多物種的生存。為了共同應對人類所面臨的環(huán)境與生存危機，聯(lián)合國相關機構制定了一些可操作的減排方式，幫助各國控制未來溫室氣體排放水平，從而有效緩解環(huán)境問題。這些減排方式包括:
　　1.通過征收碳稅的方式抑制生產規(guī)模，促使一般型企

2、業(yè)向環(huán)保型企業(yè)轉變，從而達到減少排放量的目的。
　　2.兩個地區(qū)之間可以進行排放額度買賣的“排放權交易”，即難以完成削減任務的地區(qū)，可以花錢從超額完成任務的地區(qū)買進超出的額度。
　　3.采用聯(lián)合履行方式，即發(fā)達國家內部的許多國家可視為一個整體，采取有的國家削減排放量、有的國家增加排放量的方法，在總體上完成減排任務。
　　4.采用清潔發(fā)展機制，促使發(fā)達國家和發(fā)展中國家共同減排溫室氣體。
　　相較于傳統(tǒng)意義上的靜態(tài)或

3、動態(tài)博弈模型，微分博弈因其獨特的模型屬性（其設定的決策是連續(xù)進行的決策集合，且參與者的目標函數(shù)受到狀態(tài)變量的影響）更能精確地反應出博弈各方的實際情況，從而更加適合用于地區(qū)間碳排放控制問題的研究。
　　本論文以微分博弈理論為基礎，以時間一致性準則為核心，以整體理性和個體理性為基本保證，通過運用動態(tài)規(guī)劃和最優(yōu)控制兩類基本技術，在全球減排的背景下研究地區(qū)間污染控制問題，主要從以下幾方面進行了分析:
　　第一，基于碳稅調控下的多地區(qū)

4、排放微分博弈分析。在不考慮政治因素的影響下構建微分博弈模型，研究了政府制定的碳稅政策，運用最優(yōu)控制技術，通過建立漢密爾頓函數(shù)的方法分析企業(yè)在面對政府所提出了動態(tài)碳稅方案時所能制定的最優(yōu)生產策略。政府與企業(yè)之間存在著斯塔克伯格博弈，政府需要通過稅收調控政策在促進整個地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展和控制污染中取得動態(tài)的平衡。
　　第二，基于碳排放交易系統(tǒng)下的多地區(qū)排放微分博弈分析?？紤]若干地區(qū)形成聯(lián)盟，一個環(huán)保機構或協(xié)議（如Kyoto Protocol

5、）為聯(lián)盟內的每個地區(qū)都設定了標準排放量。如果超出該排放量，違約的懲罰是巨大的，所以各地區(qū)都不會違約。聯(lián)盟內存在著碳排放許可權交易市場，任一地區(qū)任何時刻都能夠自由地在排放權市場上購買和出售一定量的排放權。建立微分博弈模型，運用最優(yōu)控制技術分析在[0，T]時間段內聯(lián)盟內的各地區(qū)的生產及排放情況，并給出了開環(huán)或反饋納什均衡解。此外，本文還就需求為線性以及需求為三次函數(shù)兩種情況下，分析了基于排放權出售情況的地區(qū)間競爭微分博弈，考察了在排放權交易

6、市場上雙寡頭競爭和寡頭壟斷兩種情況下的地區(qū)間策略的比較。
　　第三，基于污染越界影響下的多地區(qū)合作減排策略微分博弈分析。本文考慮了發(fā)達地區(qū)與發(fā)展中地區(qū)間的合作或者不合作的情況對于各地區(qū)排放策略的影響，以及考慮地區(qū)間污染越界情況對各地區(qū)排放策略的影響，給出相應的微分博弈模型，運用漢密爾頓-雅克比-貝爾曼方程法求出發(fā)達地區(qū)政府的反饋納什均衡解，并就合作博弈情況給出具有時間一致性的動態(tài)支付分配方案。
　　文章的主要難點和創(chuàng)新點可以

7、歸納為以下四條:
　　1.分析了環(huán)保型企業(yè)和一般型企業(yè)這兩類企業(yè)在市場占有率變化情況下的政府碳稅策略問題。與其他文獻不同，本文以狀態(tài)變量的形式設定環(huán)保企業(yè)市場占有率的大小，并給出相應的動態(tài)變化過程，從而得出了雙狀態(tài)變量下的最優(yōu)控制問題（另一個狀態(tài)變量是排放累積存量）。
　　2.不僅分析了碳排放權交易市場上的交易情況，同時也考察了市場上排放權出售的競爭情況。比較寡頭壟斷市場和雙寡頭競爭市場上，排放許可權的銷售價格和銷售量的區(qū)別