【作　　者】
郝利花1，2

【作者单位】
1.西华大学土木建筑与环境学院，成都，610039；2.西南交通大学经济与管理学院，成都610039

【摘　　要】

    【摘要】使用投资套牢理论，建立研发者、使用者、政府三方参与的模型分析节能环保研发投资中的合作性投资激励问题，结果发现：在同类外部性投资中，第三方——政府的参与对于投资者具有更强的激励；在对立外部性投资中，政府的参与改善了具有巨大社会效益的产品研发投资不足或缺乏投资的状况，且在政府与使用者之间的投资影响系数比不同时，投资者的投资激励是不同的。相对于补贴政策，强制执行政策下投资者更愿意做出最佳投资。
【关键词】投资激励；同类外部性；对立外部性；投资影响系数
【中图分类号】F273      【文献标识码】A      【文章编号】1004-0994（2017）23-0113-5一、引言
随着经济的快速发展，节能与环保问题越来越受到重视，我国能源消耗总量以每年5%的比率增长，而清洁能源的消费比率不足10%。此外，为了实现经济的快速增长，环境污染的代价是巨大的，仅以2011年为例，空气中烟（粉）尘的排放量就达到1278.83万吨，二氧化硫的排放量达到2217.91万吨，氮氧化物的排放量达到2404.47万吨。世界卫生组织发布的2016年全球污染城市排名中北京、上海处于第6、7位，为了保证国家经济的可持续发展，应该改变这种牺牲环境、高能源消耗的发展模式。
节能环保性能优的产品与技术的使用必然增加使用者成本，降低其市场竞争力，故使用者常选择满足政府强制性标准的产品或技术维持经营即可，且常在政府相关部门监管不到的时间和地方偷排污染物。尽管当前政府已经出台相关政策要求企业增加节能和环保投入，且加大了违法处罚力度，但效果并不理想。一方面，若政府强制提高节能环保要求，则会迫使企业离开当前产业，不利于供应链的长期健康发展；另一方面，监督成本是巨大的。因此，鼓励性能佳、成本低廉的节能环保新产品、新技术的投资研发是必要的。
当前我国研发效率并不高，国外企业在我国市场上的影响力和技术影响范围均强于国内企业，且我国的新能源产业自主创新侧重于集成创新和引进消化吸收再创新，原始创新明显不足。尽管政府使用各种措施鼓励投资，但是效果有限。
因此本文区分节能环保研发投资的性质和类型，分析不同节能环保投资政策下的投资效率，以期为制定合适的节能环保政策、提高研发投资效率、实现节能环保目标起到事半功倍的效果。
二、文献综述
当前节能环保研发投资研究关注两个方面：
一是政府对研发者或使用者的补贴政策研究。杨剑等（2012）对于政府补贴对创新项目的选择及补贴资金的分配进行了研究。周波（2011）对于我国节能减排的财税政策选择进行了研究，指出政府投资政策应重在支持高新技术产业研发应用，经由产业结构调整促进节能减排；税收政策应立足于综合采取增设环境污染税、低技术污染税以及税收优惠和减免等激励和惩罚并重措施；政府采购应通过扩大高效节能减排产品的市场需求，引导企业生产行为；财政贴息则应侧重于解决企业节能减排投资以及技术改造过程中的资金约束问题。王海啸、缪小明（2013）建立了政府与企业之间的博弈模型，分析了新能源汽车发展过程中政府与企业就补贴问题而进行的博弈。
二是投资激励。委托代理理论认为，研发者和使用者之间存在信息不对称，可能导致“道德风险”的产生，故使用者或政府为了鼓励研发者做出最佳投不能实现而进行逆向选择。刘富铀等（2003）、但斌等（2010）、赵骅等（2010）以此为基础进行了相关研究。水会莉等（2015）研究了政府压力与税收激励两个因素单独及共同对企业研发投入的影响。
综上可知，首先，国内的节能环保研发投资研究关注两方参与下的研发投资问题，这与三方参与的节能环保研发投资状况不符。其次，契约未必完全，投资激励常常软化或失效，而做出合作性投资的投资者面临后契约机会主义行为。再次，节能环保研发投资对使用者和政府的影响并不一定是同向的，例如，当节能环保产品或技术具有良好的环保效果时，其或许会提高使用者的成本，故使用者在节能环保产品和技术的选用上，达到政府要求即可，这在环保设备的选用上更为突出。这类研发投资尚缺乏研究资料。
国外学者David Bartolini（2008）建立模型分析了三方进行合作性投资时的投资效益问题。其模型考虑了不同外部性对投资者的投资带来的影响，也考虑了无效投资，但是没有与具体的投资环境相结合，所以，分析未投资方的博弈时认为他们是市场中平等的主体，但在真实的世界中，政府实质上是市场的补充，起促进作用，且在分析投资者的效率时并没有考虑政策对于投资效率的影响。因此，笔者拟参考David Bartolini（2008）的模型，结合政府参与下节能环保研发投资的实际状况，考虑不同政策下三方参与的节能环保研发投资效率。
三、三方参与下博弈模型的建立
假设在节能环保技术与新产品研发中存在三个风险中性的参与者，分别是：参与者1——研发者，参与者2——政府机构，参与者3——投资成果的使用者。其中，仅参与者1做出投资，且投资具有外部性，影响了另两方的收益。非投资方的收益表现为：
情况1：无变化，比如研发者做出降低自身成本的投资（即自利性投资）。
情况2：同向，即收益均增加（收益为负为法律所不允许），称之为同类外部性。
情况3：异向，即一方收益为正，一方收益为负，称为对立外部性。
情况1中投资无外部性，可由研发者自行做出投资决策，本文不做研究。情况2和情况3中投资具有外部性，即影响另两方的收益。情况2同时增加了另两方的外部收益，即技术或产品提高节能环保效果，且降低了使用者成本；情况3则指新技术或产品虽提高节能环保效果，但提高了使用者成本。情况2、3均需考虑参与者2和3如何给予参与者1补偿的问题。如果另两方不对研发者做出补偿，由于研发者的投资具有专用性，投资一旦做出，转向他处的价值将大大降低，其投资就被“套牢”了。此时，另两方可能借此侵占研发者的收益，预期到这一点，研发者必然放弃投资或投资不足。那么，如何才能促使研发者做出社会福利最大化的投资呢？下面建立模型对此进行分析。本文做出如下假设：
（1）三个风险中性的参与者1、2和3（参与者1和3是若干参与者的集合）。在1时期参与者1做出投资，且投资额为i（假设该项投资没有成本），该投资提高了技术水平或产生了新产品，价值函数为γ（i），且γ"（i）>0、γ""（i）<0，即投资的价值函数随着投资额的增加而增加，但是随着投资额的增加，价值函数的增加幅度逐渐变小；且i=0时，γ（i）=0，即没有投资就没有新价值产生；i∈Я+，且是沉没的。
（2）参与者2和3无投资，但由于参与者1的投资存在外部性，故影响到参与者2和3的收益，且他们的收益影响系数分别为θ2、θ3。由于参与者2通过政策的制定，鼓励参与者1投资更加节能环保的新技术或新产品，否则就禁止其投资成果上市交易，为此，一定有：θ2≥0。而参与者3的收益影响系数θ3与θ2可能同向，可能反向。θ3为负意味着参与者1的投资对参与者3产生的是负外部性，即引起作为购买方的参与者3产生价值贬损（这种贬损更多地体现其产品因为成本增加造成的市场份额减少）。
（3）假设没有投资时，三方的收益分别是z1、z2、z3，且z1、z2、z3≥0，说明参与者2和3在与参与者1的合作中获得正的收益，故仍愿意保留与参与者1的关系。而参与者1进行了投资之后，三方的收益分别是：R1=z1-i、R2=z2+θ2γ（i）、R3=z3+θ3γ（i）。
（4）假设（θ2+θ3）γ（i）-i>0时，投资是有效的，否则无效（假设投资者不会、也不愿意做出无效投资）。社会最优投资水平可以由max（i）［（θ2+θ3）γ（i）-i］确定。此时，有内部解的有效创新，i满足：
γ"（i∗）=[1θ2+θ3]            （1）
由式（1）可知，创新的边际收益等于投资的边际成本，获得社会最佳收益。
如果创新无效，边际收益总是负的，且θ2+θ3<0，导致角点解：i∗=0。
（5）三方信息是对称的，即一旦创新投资完成，每个参与者均知道投资创新对于所有参与者收益的影响。
四、同类外部性下的投资分析
同类外部性时，由于参与者2、3受到的影响是相同的，则投资者实质上可以同时向他们要求补偿。因此，可先将他们归为一方进行分析。假设补偿额是t，此时参与者2、3的收益是：R=R2+R3=（z2+z3）+（θ2+θ3）γ（i）-t。假设双方（参与者1与参与者2、3）的议价权是外生固定的，为α（0≤α≤1），则补偿额t=α（θ2+θ3）γ（i）。参与者1预期到这个结果，在时期1将设置事前投资水平arg max（i）［z1-i+α（θ2+θ3）γ（i）］，从而有：
γ"（ib）=[1α(θ2+θ3)]                （2）
当参与者1仅面对一个相对人时， ib<i∗，即事前投资水平是次优的，除非α=1，即只有参与者1拥有全部议价权时其才会做出社会福利最大化投资。
参与者2和3并不会如上所述同时给予参与者1补偿，作为理性的经济人，他们会尽可能使自身投入最小。
下面关注参与者2、3之间的博弈。参与者2、3均希望参与者1做出投资。一旦参与者1做出投资，则参与者2和3的行动分别是：
参与者2的行动有：（补贴，不补贴）
参与者3的行动有：（使用，不使用）
政府并不能从参与者1的投资中直接获得收益，而是通过参与者3的使用实现收益。而对于参与者3而言，补偿数额超过了其从使用中所获收益时必然放弃对这一成果的使用（参与者3对于参与者1的补偿通过大量的投资成果使用者之间的竞标实现）。假设参与者2的补贴为b2，参与者3通过市场竞争实现对参与者1的补偿，补贴为b3，且有b2≥0、b3≥0。参与者1和3之间的博弈过程可以用表1描述。
补贴的均衡数额分别为：   =z2+θ2γ（i）；    =z3+θ3γ（i）。

由表1可知，如果使用者选择使用，则政府的最佳选择是不补贴；若使用者决定不使用，则政府的最佳选择也是不补贴。因此，政府的最佳选择均是不补贴，即b3=0。
政府不补贴，参与者3选择使用的条件是z3+
θ3γ（i）-b3>z3，即θ3γ（i）≥b3。由于对于参与者1的补偿来自于两方面：参与者2和3，此时，由于政府不补贴，因此，对于参与者1的投资补偿全部由参与者3承担，即b3=t。此时，由于z3+θ3γ（i）-b3>z3，使用是参与者3的最优决策，即参与者2和3的均衡战略是（不补贴，使用）。此时，只要参与者3的市场需求可补贴参与者1的投资，参与者1就会做出最优投资。因此，对于降低使用成本的投资而言，政府不论是否出台任何鼓励和补贴政策，参与者3都愿意积极使用，保证b3≥t；参与者2可以“搭便车”。
预期到这一情况，参与者1依据R1=arg max（i） ［z1+αθ3γ（i）-i］设置最佳投资水平。事前投资均衡水平是icn，即：
γ"（icn）=[1α∙θ3]                （3）
因此，存在icn≤ib≤i∗。
如果b3＜t，则作为理性经济人的参与者3不会选择使用，参与者2不能“搭便车”，参与者1因其投资收益不能实现，投资不足的状况出现，故参与者2给予补贴是必要的。
参与者2的补贴力度应该为多大？首先，参与者2和3对于参与者1的补偿力度应该以保证参与者1愿意做出投资为准。作为理性的经济人，b2+b3>t时，参与者1才可能做出足额的投资，实现社会福利最大化。其次，对于参与者3，只要能够从使用参与者1的新技术或新产品中获益，其就有足够动力选择使用，帮助参与者2实现其收益。因此，参与者2的补贴额应该以参与者3从使用投资成果中获益为准，即b2>t-b3≥ ［α（θ2+θ3）-θ3］γ（i）≥ε（任意小的正数）。
此时，参与者3实现个人收益最优。预期到这一点，参与者1就会做出投资icb，根据R1=z1+t-i≥z1+α（θ2+θ3）γ（i）-i，有：
γ"（icb）≤[1α(θ2+θ3)]           （4）
显然，icb≤ib≤i∗，即当使用者补贴额大于成本时，尽管存在政府补贴政策作为保障，参与者1并不愿做出最优投资，原因在于补贴来源较多时，未投资者之间存在“内耗”，使得投资者的投资并没有得到全面的补偿，因此做出足额投资的意愿不强。从而有：命题1：当θ2>0、θ3>0时，即参与者1的投资对参与者2和3存在正外部性影响时，有：
（1）icn≤ib≤i∗，即如果参与者2不补贴，而仅让参与者3对投资者进行补偿，则尽管能够促使参与者1做出投资，但其投资不足的程度加剧。
（2）θ3γ（i）>i时，b2=0；否则，b2>0。
（3）只要θ2≠0，就有icn<icb。
（1）说明参与者2并不愿意对参与者1进行补偿，而更愿意“搭便车”；（2）说明只要参与者2能够从参与者1的投资中获得正外部性，则就应当对于参与者1的投资进行补偿，才能促使参与者1做出的个人最优投资接近于社会福利最大化的投资水平。
五、对立外部性下的投资分析
1. 对立外部性下参与者2和3的博弈。投资的新技术和新产品的节能环保效果优，却可能提高参与者3的使用成本时，投资有效的最基本条件是：θ2γ（i）>θ3γ（i）+i，故有θ2>θ3。由于投资对参与者3存在负外部性影响，参与者3并不愿意使用参与者1的投资成果。参与者2的政策会影响参与者3的收益。
参与者2的战略有三个：（强制实施，补贴，不补贴）。政府有两个战略促使参与者3使用投资成果：①强制实施。参与者2并不需要付出，可净得收益；只要关系外收益小于关系收益，参与者3就留在关系之内；②给予参与者3补贴b2，促使其选择使用投资成果。强制实施时参与者3独自承担负外部性，补贴时参与者2为了实现自身的正外部性，必须对参与者1的投资进行补偿，还需要对参与者3使用投资成果时的负外部性进行适当补贴。假设补贴时，参与者3所得在总补贴中所占的比重为1-α（由参与者1和3的谈判能力决定，参与者1的谈判能力为α）。
参与者3决定是否使用参与者1的投资成果，因此其战略有：（使用，不使用）。参与者2、3的收益见表2：

2. 对立外部性下参与者1的投资选择。下面首先分析“强制实施”这一战略的实施空间。由于此时通过强制执行迫使参与者2购买参与者1的新产品或新技术，故参与者3的内部竞争对参与者1做出了补偿，投资的负外部性不会得到参与者2和1的补偿，因此参与者3的损失是巨大的，为（1-α）θ3γ（i）。由于参与者3并不能从参与者1的投资中获得收益，其使用投资成果的限制条件是：z3-（1-α）［θ3γ（i）-i］>λ（λ为正数），即参与者3尽管被强制要求使用投资成果，其仍能从三方关系中受益，且不低于行业平均收益。否则，参与者3就将退出交易关系。
参与者1的收益为：R1=z1+α［θ3γ（i）+i］-i，参与者1使自身收益最佳的投资为：
γ"（ioe）=[1-αα]∙[1θ3]    （5）
且有α［θ3γ（i）+i］-i>ε（ε为任意小的正数）。
其次，分析参与者2选择对参与者1或3进行补贴。条件是：①b2>θ3γ（i）+i，即参与者2给出的补贴必须大于参与者1的投资和参与者3的负外部性之和，否则参与者1即使愿意投资，参与者3也未必愿意使用；且其中z3-θ3γ（i）+（1-α）b2>A+ε，A为参与者3退出交易关系时产生的收益，该公式表明补贴后参与者3的收益不小于关系外收益时仍愿意留在关系中；②θ2γ（i）-b2>ε，参与者2的正外部性是巨大的，必然大于其对参与者1、3所做出的补贴之和。
在预知参与者2会对自身和参与者3做出补贴、保证投资回收和投资成果能得以使用的前提下，参与者1决定如何投资。参与者1的收益为：z1+α［θ3γ（i）+i］-i>z1+α[11-α]θ3γ（i）-i>ε。存在：
γ"（iob）>[1-αα∙1θ3]           （6）
因此，有：
命题2：对立外部性中，ioe>iob。
命题2说明，存在对立外部性时，强制实施与补贴政策下，参与者1的投资效率前者大于后者，表明强制实施时参与者1愿意做出更佳投资。
最后关注不补偿的情况。此时参与者3不愿意使用，参与者1也不愿意投资，所谓的最佳投资是不存在的。
下面关注ioe（或iob）与i∗和ib的关系（ioe>iob）。
命题3：参与者1的投资对于参与者2和3存在对立外部性时，参与者1的投资与投资影响系数之间的关系可以表述如下：
（1）当1≥[θ3θ2]≥（1-α），ioe≥i∗>ib；
（2）当（1-α）≥[θ2θ3]≥[1-α2-α]时，i∗＞ioe≥ib；
（3）当[1-α2-α]≥[θ3θ2]≥0时，i∗＞ib≥ioe。
命题3说明，参与者1的投资对于参与者2和3存在对立外部性时，由于投资影响系数的关系不同，参与者1的投资效果是不同的：在1≥[θ3θ2]≥1-α时，即投资具有很好的节能环保效果，而且对使用者的负影响大的投资效率更高，参与者1可能做出社会福利最大化投资，甚至投资过度；而在（1-α）≥[θ3θ2]≥[1-α2-α]时，参与者1的投资效率优于双方博弈下的投资效率，这是由于参与者1的投资可能通过政府的政策进行弥补；而在[1-α2-α]≥[θ3θ2]≥0时，投资具有良好的节能环保效果，但是对于使用者有较小的负面影响，尽管以保障使用为前提，参与者1会因为担心使用者离开交易关系而投资不足。当然，参与者1的议价权α也是重要的：参与者1的议价权极大时，即使是对立外部性的情况，参与者1也可能做出过度投资；反之，则可能投资不足。
六、结论
节能环保产品研发针对的并不是一般的产品，而是社会影响和效益较大的产品，故其研发具有第三方介入的特征。因此，有必要引入参与者2——政府介入供需双方模型中去分析投资者进行合作性投资的效率。基于David Bartolini（2008）的模型，在保证使用的前提下，按投资的外部性影响区分投资类型为同类外部性投资和对立外部性投资，并在此基础上分析参与者的投资效率。政府的介入大大改善了原有的研发者投资动力不足的问题。研发者在不同的投资影响系数比下的投资效率存在不同：在投资具有很大社会价值，但也可能造成使用者的高成本时，只要政府或使用者中的一方能保证投资的回收和未来的推广，也可能造成研发过度，原因在于政府保证使用，相当于给予研发者一个很强的议价权。强制政策尽管可能提高研发者的投资效率，但是也可能伤害到使用者，迫使使用者离开交易，因此强制推广政策的使用应该慎重。
政府的资金是有限的，合理配置研发者的议价权决定节能环保产品研发投资的效率。当该项投资产生的节能环保效果极佳，而政府资金不能保证使用时，可由政府委托研发机构研发，在时机成熟（即市场具有足够的接纳度）时再进行市场推广。其他情况则可通过部分市场、部分政府补偿的形式来解决投资不足的问题。
本文的结论对于类似的具有很强外部性的产业如新兴产业参与者各方的行为决策有着较大的指导意义。文章也存在以下不足：仅分析有效投资的情形，对实际中存在的无效投资未加以考虑。这是未来的研究方向。此外，投资的不确定性也是未来需要关注的。

主要参考文献：
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