发展低碳经济的国际合作机制

　　世界是相互依存的,全球气候变化给世界上所有国家都带来了一些共同而重要的问题,其对整个人类社会带来的巨大影响是无国界的。其中,发展中国家可能更易于受到气候变化的影响。因此,制定国际制度性框架并开展多样性国际合作就成为了全球应对气候变化、发展低碳经济的必然选择。

一、国际合作的制度性框架进程

(一)联合国气候变化框架公约

　　人类应对全球气候变化问题的首次标志性合作事件是1992年《联合国气候变化框架公约》(简称《框架公约》)的达成,它为国际社会在气候变化问题上进行国际合作提供了一个基本框架。在政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)的推动下,1992年5月22日,在巴西里约热内卢的联合国环境与发展大会上通过了《联合国气候变化框架公约》,并于1994年3月21日正式生效。其最终目标是:“将大气中温室气体的浓度稳定在避免气候系统受到人为干扰的危险水平上。这一水平应当在足以使生态系统能够自然地适应气候变化,确保粮食生产免受威胁,并使经济发展能够可持续地进行的时间范围内实现。”《框架公约》第三条还确立了用于指导缔约方采取履约行动的五项基本原则:共同但有区别的责任原则,指出发达国家应率先采取行动对付气候变化及其不利影响;充分考虑发展中国家的具体需要和特殊情况原则;预防原则,各缔约方应采取预防措施,预测、防止或尽量减少引起气候变化的原因,并缓解其不利影响的原则;促进可持续发展原则;开放经济体系原则。《框架公约》号召各个国家自愿地减排温室气体,特别是《框架公约》附件1所列的工业化国家缔约方应当带头按照《框架公约》的目标,改变温室气体排放的趋势,制定国家政策和采取相应的措施,通过限制温室气体排放以及保护和增强温室气体汇和库,减缓气候变化,定期就其采取的政策措施提供详细信息。

(二)京都议定书

　　但由于《联合国气候变化框架公约》只是一项框架公约,没有规定具体的减排指标,缺乏可操作性。因此,1997年12月11日,在日本京都召开的《框架公约》第三次缔约方大会上,149个国家和地区的代表经过异常艰苦的谈判,终于通过了旨在限制温室气体排放的《<联合国气候变化框架公约>京都议定书》(简称《京都议定书》),为各缔约方规定了有法律约束力的定量化减排和限排指标。根据《京都议定书》“共同但有区别的责任”原则,发达国家率先承担具体减排任务,发展中国家在第一阶段没有具体的减排责任。《京都议定书》规定,在2008~2012年间,发达国家温室气体排放量要在1990年的基础上平均削减5.2%,包括6种气体,如二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟利昂(氟氯碳化物)等。其中最大排放国美国削减7%,欧盟各国削减8%,日本削减6%,加拿大削减6%;新西兰、俄罗斯和乌克兰可将排放量稳定在1990年的水平上,而发展中国家包括几个主要的二氧化碳排放国,如中国、印度等并不受约束。这一协议被称为人类“为防止全球变暖迈出的第一步”,也是历史上第一个为发达国家规定减少温室气体排放的法律文件。为帮助各缔约方实现它们的承诺,《京都议定书》制定了三种灵活机制,即联合履行、排放贸易和清洁发展机制。根据这些灵活机制,发达国家可在他们之间及发展中国家之间,通过一定项目,转让或购买排放许可,以最低成本,达到他们的减排目标。《京都议定书》的生效条件是55个《框架公约》缔约方批准,且其中的附件1国家缔约方1990年温室气体排放量之和占全部附件1国家缔约方1990年温室气体排放总量的55%以上。在俄罗斯于2004年11月18日向联合国正式递交加入文件后,《京都议定书》已于2005年2月16日正式生效,这也是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。

(三)巴厘路线图

　　2007年12月3日~15日,在印度尼西亚巴厘岛举行了《联合国气候变化框架公约》缔约方会议第13次会议暨《京都议定书》缔约方会议第3次会议。此次会议的主要成果是制定了“巴厘路线图”,其中最主要的3项决定或结论为:一是旨在加强落实《联合国气候变化框架公约》的决定,即《巴厘行动计划》;二是《京都议定书》下发达国家第二承诺期谈判特设工作组关于未来谈判时间表的结论;三是关于《京都议定书》第9条下的审评结论,确定了审查的目的、范围和内容。“巴厘路线图”进一步确认了公约和议定书下的“双轨”谈判进程,并决定于2009年12月在丹麦哥本哈根举行的《框架公约》第15次缔约方会议和《京都议定书》第5次缔约方会议上最终完成谈判,形成具有法律效力的国际气候变化新协议,以取代将于2012年到期的《京都议定书》。其总的方向是强调加强应对气候变化国际长期合作,提升履行公约及议定书的行动,从而在全球范围内减少温室气体排放,以实现公约制定的目标。为此,会议决定立刻启动一个全面谈判进程,充分、有效和可持续地履行公约。这一谈判进程要依照公约业已确定的原则,特别是“共同但有区别的责任和各自能力”的原则,综合考虑社会、经济条件以及其他相关因素。这里的“国际长期合作”包括一般国际合作,其目的是加强公约实施,核心是发达国家向发展中国家提供技术转让和资金支持。“巴厘路线图”仍然强调了发达国家和发展中国家在应对气候变化问题上的“共同但有区别的责任”这一基本原则,这是确立发达国家与发展中国家在承担减排温室气体义务方面有区别的基础。“考虑社会、经济条件以及其他相关因素”的规定,充分反映了在应对气候变化方面,不同国家,由于所处的自然地理位置、所拥有的自然资源条件、所处的发展阶段和发展水平等方面均存在差异,其所能够承担的义务应充分反映这种差异。《巴厘行动计划》主要包括4个方面的内容,即减缓、适应、技术和资金,被形象地称为未来应对气候变化的4个“轮子”。

　　2007年,瑞士达沃斯世界经济论坛年会把气候变化问题列为全球第一大挑战。2008年7月,G8峰会表示,将寻求与框架公约其他签约方共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50%的长期目标。2009年9月,在中国大连夏季达沃斯世界经济论坛上,绿色经济、绿色复苏成为论坛最重要的议题。

　　2008年12月,波兰波兹南联合国气候大会研讨新的气候变化国际公约。会议决定启动“适应基金”,并通过了2009年工作计划。2008年12月,欧洲议会也通过了欧盟能源气候一揽子计划,为其在2020年实现“三个20%”(温室气体排放在1990年基础上减少20%,可再生清洁能源占总能源消耗的比例提高到20%,化石能源消费量在1990年基础上减少20%)的目标扫清了最后障碍。

(四)哥本哈根会议

　　2009年,各国代表在哥本哈根联合国气候变化大会之前举行了5次气候谈判:3月29日~4月8日于波恩的第一次谈判、6月1日~12日于波恩的第二次谈判、8月10日~14日于波恩的第三次谈判、9月28日~10月9日于曼谷的第四次谈判、2009年11月2日~6日于巴塞罗那的第五次谈判。以期在12月丹麦哥本哈根气候变化大会就2012年后应对气候变化问题达成新协议。

　　哥本哈根联合国气候变化大会在举世瞩目中于2009年12月7日至19日如期召开。115个国家领导人、192个国家的环境部长和官员出席了会议,参会人数达到4万,成为历史上纽约以外最大规模和最具影响力的国际会议。这是一次被喻为“拯救人类的最后一次机会”的会议。会议讨论的核心问题主要在于:一是各方能否在“共同但有区别原则”下达成共识,促使发达国家在《京都议定书》第二承诺期承担大幅度量化减排指标,确保未批准《京都议定书》的发达国家承担可相互比较的减排承诺,同时推动主要发展中国家参与减排;二是能否保持《联合国气候变化框架公约》全面、有效和持续实施的问题,各方需要就减缓、适应、技术转让、资金支持等问题的制度安排进行谈判,并通过有效的机制安排,推动发达国家和发展中国家在资金、技术转让和能力建设支持方面达成共识,推动各国在可持续发展框架下根据本国国情采取适当的适应和减缓行动。毫无疑问,会议的成果对地球今后的气候变化走向将产生决定性的影响。

　　会议虽然通过了《哥本哈根协议》,然而这一协议并不具有法律约束力。《哥本哈根协议》由美国和包括中国在内的“基础四国”³⁵推动达成,但未获《联合国气候变化框架公约》缔约方大会的一致通过,仅被大会以附注(take note of)的方式通过。因此,《哥本哈根协议》并非一项具有国际法意义的多边协议。尽管得到美、中、欧、印、日等主要发达和发展中国家和地区的同意,但部分拉美、非洲和小岛屿国家通过要求协议文件不能有气候公约文件编号、不能有气候公约法律标志等方式,表达了对协议的消极态度。

　　虽然《哥本哈根协议》就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动做出了安排,并就全球目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识,但《哥本哈根协议》中并未提及各国具体温室气体减排目标,使得相关利益诉求并未得到满意的平衡。2010年1月18日和25日,气候变化公约执行秘书德布尔又向公约192个缔约方广发英雄帖,邀请各国对是否参加《协议》表态,并根据协议要求在1月31日前提交各自的减排目标和行动。截至2010年2月底,有107个国家提交了简要信函,其中55个国家通报了到2020年的量化减排目标和行动,这些国家的能源利用产生的排放占全球能源利用产生排放的78%。

　　尽管很多问题未能达成一致,各国分歧依然很大,但哥本哈根会议在有些方面确实取得了进展。

　　(1)明确提出控制升温在2℃之内,同时考虑了小岛发展中国家(small island developing states,简称SIDS)的强烈要求,考虑把1.5℃作为控制参考。

　　(2)2010~2012年之间由发达国家提供300亿美元的资金给最不发达国家,小岛国和非洲;到2020年之前每年出资1 000亿美元帮助发展中国家适应气候变化和减少碳排放。

　　(3)明确林业减排(REDD)。REDD一直是减排领域争论的焦点,这次得以明确,巴西成为最大的受益国,因为其减排目标一半的实现依赖REDD。

　　(4)成立4个新机构:REDD机制、COP下负责资金管理的高层小组、哥本哈根绿色气候基金和技术机制。

　　(5)碳捕获和封存(CCS)得到了广泛关注,并考虑进入CDM项目,有利于CCS技术的快速发展和商业化推广。

　　(6)航空和航海温室气体排放被正式提上会议议题,弥补了《京都议定书》的不足,今后其减排只是一个时间问题。航空业是温室气体排放增长最迅速的领域之一,从1990年至今,其温室气体排放量已增加了1倍。

　　哥本哈根会议的盛况空前、举世瞩目,这本身就是一种成功,说明气候变化已经引起了全球的高度重视,积极应对气候变化是全人类的共识。然而诸多遗憾也表明,我们所面对的气候变化挑战要比想象中困难得多,人类应对气候变化还需有很长一段路要走。

(五)坎昆会议

　　2010年11月29日~12月11日,《联合国气候变化框架公约》第16次缔约方会议暨《京都议定书》第6次缔约方会议在墨西哥海滨城市坎昆召开。本次会议的重要目标之一是明确发达国家在《京都议定书》2012年底第一承诺期到期之后的温室气体减排指标,并在落实发达国家向发展中国家提供用于应对气候变化的资金援助、技术转让等方面寻求共识。经过近两周的紧张磋商,会议通过了两项应对气候变化决议,推动气候谈判进程继续向前,向国际社会发出了积极信号。

　　决议对棘手问题“《京都议定书》第二承诺期”采用了较为模糊的措辞:《议定书》特设工作组应“及时确保第一承诺期与第二承诺期之间不会出现空当”。这一说法虽然认可存在第二承诺期,但并未给出落实第二承诺期的时间表。决议还敦促《议定书》“附件1国家”提高减排决心。决议认为,在应对气候变化方面,“适应”和“减缓”同处于优先解决地位,《联合国气候变化框架公约》各缔约方应该合作,促使全球和各自的温室气体排放尽快达到峰值。决议认可发展中国家达到峰值的时间稍长,经济和社会发展以及减贫是发展中国家最重要的优先事务。决议还认为,发达国家根据自己的历史责任必须带头应对气候变化及其负面影响,并向发展中国家提供长期、可预测的资金、技术以及能力建设支持。决议还决定设立绿色气候基金,帮助发展中国家适应气候变化。

　　本次会议的最大成果在于挽救了联合国气候谈判大会,各方得以继续在这个框架内讨价还价,而更多的关键问题则被留到了的南非德班气候大会来解决。

　　从1990年联大设立政府间谈判委员会到1994年《联合国气候变化框架公约》生效、2005年《京都议定书》生效、2007年达成了“巴厘路线图”,再到2009年的哥本哈根会议、2010年的坎昆会议,这一过程见证了国际社会在应对全球气候变化问题上逐渐加深认知、凝聚共识和加强合作的历史进程。在应对气候变化的道路上,国际社会显然不会就此停滞不前,全球气候谈判的列车将在哥本哈根站和坎昆站之后继续前行,希望能在未来两年内达成具有法律效力的制度性合作协议。

二、国际合作的主要途径

　　发展低碳经济的国际合作途径主要可以概括为加强科技合作、发展CDM机制和推进商业活动三大方面(如图8-1所示)。

图8-1　发展低碳经济的主要国际合作途径

(一)加强科技合作

　　科学技术和创新不仅在发现和揭示,而且在应对和解决气候变化问题方面具有重要作用。气候变化问题的全球性特征,决定了不可能由一个国家或少数几个国家解决应对气候变化科技的难题,国际社会开展国际科技合作、共享科技成果在应对气候变化的挑战方面具有不可替代的重要作用。

　　依靠科学技术应对气候变化是各国的必然选择,各国政府应依照相关的国际公约,从全球利益出发,以更加开放的态度,努力拓展双边、多边国际科技合作,通过充分发挥各方优势、协作攻关、分享国际前沿科技成果,形成互利共赢、技术共享、资源集成的良好格局。此外,还应大力推动应对气候变化的国际和区域科学研究和技术开发计划,鼓励和支持各国科学界、企业界广泛参与,形成产学研的联合互动。其中,发达国家应为国际科技合作提供充足的资金支持,还应进一步向发展中国家开放其科技计划,鼓励发展中国家的科学家、科研机构和企业参与,切实帮助发展中国家建设高水平的科技研究基地和培养相关人才,以有效提高发展中国家应对气候变化的科技能力。

　　2007年底形成的“巴厘岛路线图”将技术转让与减缓、适应和资金问题一起列为应对气候变化的四大因素,强调了技术转让对帮助发展中国家应对气候变化的重要性,表明了国际社会对技术转让问题重要性的共识。会议各方达成协议,技术转让专家组负责在接下来的两年内设立机制,以推进大规模的环保技术转让。但“巴厘路线图”只是笼统地规定发达国家要通过资金和技术来支持发展中国家履行义务,并没有给出一个明确的、实际的促进向发展中国家进行技术转让的行动方案。由于能源技术内在的战略利益,技术转让议题极具政治敏感性。在当前的气候谈判形势下,需要一个面向技术转让和技术进步的政策机制,超越现有的技术转移障碍,促进技术的转让。因此,为了能够使相关技术政策机制发挥更显著的作用,需要在《京都议定书》或者《联合国气候变化框架公约》下设立一个新的完备的政策体系。在这种现实需求下,国际技术协议作为一个新的可能解决气候变化问题的手段,得到了人们的广泛关注。

　　根据目前相关技术协议的共同特征以及技术的应用目的,应对气候变化的国际技术协议可以定义为:为促进温室气体减排技术的研究、开发、示范推广而订立的国际协议,通过促进技术进步或者实施技术管制和激励,达到温室气体减排的最终目标。根据这个定义,国际技术协议把所有为应对气候变化所涉及的技术合作或者技术转让等内容的协议均纳入了共同的框架之中,并进行了整合。

　　Coninck等(2008)将现有涉及技术转让的协议大致分为以下几类:

　　(1)知识的共享和协调机制。主要包括讨论、共同策划、信息交换,以及研究方法和研究进展的沟通,这在国际技术协议中是最简单的技术转让方式。

　　(2)技术的研究、开发和示范。主要指共同开展技术研究,建立技术的示范机制,以及负有共同的筹措资金义务。

　　(3)技术转移。技术转移是一个比较常见的方式,但是需要一系列相关协议以保证其顺利进行。技术转移目前受到技术本身的可转移性、成熟度以及国际知识产权保护等因素制约。

　　(4)技术规范与激励机制。包括促进技术转让和对特定技术转让进行管制的国际协议,这些国际协议为技术转让设立了标准或者提供了激励。

　　国际技术协议具有独特的重要价值,其既具有减缓气候变化的环境效益,又可以增强各国适应气候变化的能力,同时还能兼顾各国利益的国际公平取向,体现出“共同但有区别的责任”。此外,国际技术协议还具有完善国际法律体系的法律正义取向。但由于气候变化问题的复杂性,以及应对气候变化的国际合作的环境效益、国家利益、政治因素、经济利益等相互制约与影响,目前国际技术协议的实施还具有很多的局限性,如法律覆盖范围及效力有限、环境效益扭曲、存在风险和不确定性等。因此,国际技术协议的制定一定要保证各国参与的积极性,要推动并有力地保障发达国家和发展中国家在应对气候变化领域内的更深层次的合作。

　　可见,国际技术协议是一个旨在通过非气候路径解决气候变化问题的手段,具有较强的灵活性。但国际技术协议只能作为其他政策的一个补充而存在,因为其在国际法层面及环境效益、风险和不确定性方面的局限性目前尚无有效的对策,而且国际技术协议如何与既有的国际知识产权法律体系相协调还存在问题。现有的知识产权更多地注重产权保护,而忽略了对技术转让的促进。此外,国际贸易关税障碍、市场的成熟度、政府的能力等问题,都是在技术转让过程中需要考虑和解决的。现阶段国际技术协议独立地发挥效力还为时过早,不过,随着国际技术协议体系的不断发展完善,国际技术协议必定会成为应对气候变化的重要手段之一。

(二)发展CDM机制

　　清洁发展机制(clean development mechanism,简称CDM),是《京都议定书》中引入的三个灵活履约机制之一,是发展中国家参与环保合作的一种新型国际合作机制。该机制是发达国家提供资金和技术援助,在发展中国家境内实施温室气体减排项目,通过购买发展中国家二氧化碳减排指标,发达国家抵消国内温室减排高成本的指标。通过出售经过认证的温室气体减排额度,CDM项目促进资金和技术向发展中国家的低碳项目转移,进而帮助发展中国家获得低碳发展的资金和技术。由于发达国家减排温室气体的成本是发展中国家的几倍甚至几十倍,所以由发达国家提供资金和技术支持,在发展中国家中实施具有温室气体减排效果的项目,而项目所产生的温室气体减排量则列入发达国家履行《京都议定书》的承诺,就是“资金+技术”换取温室气体的“排放权”。

　　CDM项目合作领域很广,对发展中国家来说,其国内的新能源和可再生能源行业,包括风能、水能、生物质能、沼气发电等领域,以及有潜力在钢铁、水泥、化工等大型工业建筑业进行节能的技术和项目,或者能够大量回收甲烷气的垃圾发电和煤层气回收领域,都在CDM项目合作领域之内,都可以寻找发达国家进行合作。可见,CDM是一种“双赢”的选择。一方面,CDM给予了发达国家一些履约的灵活性,使其以较低成本履行义务;另一方面,对发展中国家而言,可以利用减排成本低的优势从发达国家获得资金和技术。但发展中国家要想充分利用CDM带来的机遇,还需要在以下三个方面有所提高和改善。

　　首先,要尽快提高自身的科技水平。因为技术的转移不仅仅是简单的设备的转移,而是从硬件到软件全方位的转移。如果没有较高的科技水平、吸收和创新能力,技术转移就不能有效实现,更不可能谈引进吸收再创新,那就会一直处于被动,即使是再多的技术转移对这样的国家来说其实也是没有实际意义的。其次,发展中国家必须改变经济发展的方式,由粗放型的模式转向集约型的方式,推行低消耗、低污染、高收益的经济增长方式,以取代高消耗、高污染、低收益为特征的传统经济增长方式,大力发展循环经济。如果仍然实行粗放型的经济发展方式,低技术的CDM项目就可能轻松实现较大的减排,发达国家也没有动力在项目中应用科技含量更高的低碳技术。所以真正利用CDM的优势,就必须先练内功。最后,发展中国家政府还应当在财税政策方面,通过必要的措施和手段为可再生能源项目利用CDM创造条件。

　　由于中国经济正处于高速增长阶段,对于国内企业而言,通过CDM不仅可以转让到正常商业途径无法获得的技术,而且还获得了一项全新的融资渠道。国家发改委已明确可再生能源是我国CDM项目的三大重点领域之一。中国的可再生能源处于快速发展阶段,一些技术已达到或接近商业化发展水平,无论从资源、技术和产业的角度,在近期都有大规模发展的潜力。在风力发电、小水电、生物质能发电、垃圾填埋气利用等领域,具备了广泛使用CDM的条件。

(三)推进商业活动

　　通过市场运作推进低碳经济领域的商业合作活动也是发展低碳经济的重要合作路径之一。在当前金融危机的形势下,这种路径更是得到了各国的追捧,以中国可再生能源市场为例。中国于2009年3月宣布了太阳能行业补贴政策,以扶持本地制造商对抗全球需求的下跌。据汇丰银行估计,中国对绿色能源项目的投资在4万亿元人民币经济刺激方案中的比重可达34%。预计亚洲政府有关环保相关方面的投资支出占经济刺激计划支出的20%,约为2 720亿美元,比美国用于环保项目专款的2倍还多。受这些因素的影响,到2012年亚洲可能取代美国和欧洲,成为最大的可再生能源项目市场。

　　西方的新能源设备的生产商很快捕捉到了这一商机,纷纷进入亚太尤其是中国市场。如丹麦风力涡轮制造商Vestas Wind Systems A/S为快速抓住中国日渐发展的风力发电市场而扩大生产,并在中国内蒙古自治区设立新厂,生产为当地专门定做的叶片更大的涡轮。新的工厂届时可年产涡轮800台。西班牙太阳能企业也正通过“中国的资金+西班牙的技术”,将工厂设在浙江,造出的产品销往西班牙,和中国的合作模式在中国市场迅速拓展。德国再生能源企业也纷纷进军中国等亚太市场,2009年4月初,世界最大的太阳能电池生产商德国QCells SE公司与中国企业宣布成立合资公司,进军中国光伏并网发电领域。德国SSB集团也已经在中国东部的青岛等沿海城市为风车轮翼生产驱动装置,并获得了大量订单。目前,中国可再生能源的制造规模和利用总量已居世界第一。在世界范围内,每3个新建的风车就有1个安装在中国境内,中国有望在2009年超过德国成为可再生能源项目投资总额最多的国家。

　　值得注意的是,国外的新能源企业大举进入中国市场并不会对中国的新能源企业造成很大冲击。这主要是因为中国政府对新能源企业的扶持还只是刚刚开始,国内的需求还不大,国外的产品质量虽好,但价格也高,对国内企业影响有限。同时,中国企业的产品主要是销往欧洲。因此,真正令人担心的不是外国企业进入国内产生的冲击,而是外国政府在金融危机背景下筑起的贸易壁垒,阻碍中国新能源产品的出口。此外,中国也要注重新能源的技术创新,虽然目前政府大力推广新能源技术,对行业起到了巨大的推动作用,但政府的支持和补贴只是新能源行业发展的第一步,企业发展自己的核心技术,进一步降低产品成本,借助资本杠杆实现市场化,才是新能源行业持续、快速发展的根本途径。

三、碳减排的国际博弈模型

(一)碳排放空间的公共物品特性

　　大气中二氧化碳等温室气体的排放空间是公共物品。所谓公共物品,是指在边际成本为零时为他人所用的物品或服务。公共物品有两个显著的标志以区别于私人物品:消费的非竞争性和收益的非排他性。如果是私人物品,当某个人在消费这一物品时,别人就不能再消费了,这是消费的竞争性;当某一购买者支付了相应成本而取得了该产品的所有权,就排斥了其他人通过该产品获得收益的权利,这是收益的排他性。公共物品则相反。非竞争性和非排他性兼而有之即为纯公共物品,只具其一是准公共物品。碳排放空间具有消费的非竞争性,即一国排放了,并不妨碍其他国家继续排放。同时,因为全球大气无法在技术上进行隔绝,无法把不付费排放的国家排除在外,因此它还具有收益的非排他性。

(二)碳减排的国际非合作博弈模型

　　碳排放空间是一种公共产品,各国单打独干,即非合作减排,会导致碳排放过多。碳减排的国际非合作博弈模型的假设如下:假设全球有n个参与国同意碳减排或者意识到要进行碳减排,每个参与国自愿提供碳减排量,碳减排量越多,意味着空气的质量越好,全球受益。

　　令第i个参与国的减排量为q_i,总减排量为Q=q_i。假定参与国i的效用函数为U_i(e_i,Q),e_i是各参与国的GDP,视为各国的私人产品。

　　假定>0,>0,即GDP和碳减排的边际替代率是递减的。每个参与国面临的问题是在保护环境与经济增长之间达到效用最大化,即MaxU_i(e_i,Q)。

　　约束条件是p_iQ+e_i=M_i,其中M_i是预算约束,p_i为减排量中各国所承担的单位成本,为GDP增长的成本(贡献)。

　　利用拉格朗日乘数法,可知:

　　=(8-1)

　　式(8-1)意味着各国达到经济增长与环境协调的最大效用时,每个国家参与碳减排的边际效用与GDP的边际效用之比等于相应的成本之比,即一单位的成本无论用于减排还是用于GDP的增长,带来的效用都是一样的。

　　另一方面,对于全球而言,碳减排量的社会最优条件为MaxW=γ_iU_i(e_i,Q),γ_i为第i个国家的效用在全球中所占的比重,与该国的政治经济条件相关。

　　约束条件为:

　　M_i=Qp_i+e_i(8-2)

　　帕累托最优的一阶条件为:

　　=(8-3)

　　由(8-3)式可得:

　　=-(8-4)

　　一般情况下,式(8-1)和式(8-4)不相等。即从全球角度而言的帕累托最优的减排量大于从各国自利最大化出发的减排量。单个国家没有动力提供足够的减排量,因为非合作博弈强调的是个体理性、个人选择的最优,其结果可能是无效率的。

(三)碳减排的国际合作博弈模型

　　合作博弈是指参与者之间能达成一个具有强制性协议的博弈,强调集体理性。《京都议定书》是设定强制性减排目标的第一份国际协议,其参与国与缔约国之间的博弈是一种合作博弈。对于合作博弈有两个重要的问题需要解决:一是合作(联盟)是怎样形成的,二是合作中的成员如何分配他们可以得到的利益。

　　1.联盟的形成

　　虽然目前已有170多个国家签定了《京都议定书》,但为了简化分析,可以将其分为四类成员的联盟。

　　第一类是欧盟等承诺具体减排任务的国家。欧盟及其成员国于2002年正式批准了《京都议定书》。欧盟等率先采取气候变化行动,明确表示不给发展中国家设定减排义务,并且积极推进与发展中国家在低碳技术方面的交流与合作。2007年3月,欧盟各成员国领导人一致同意,单方面承诺到2020年将欧盟温室气体排放量在1990年基础上至少减少20%。

　　第二类是美国。美国1998年在《京都议定书》签字,2001年退出,世界主要工业发达国家中只有美国没有签署《京都议定书》。但2002年美国推出温室气体减排方案和自己的减排计划,不过该计划比《京都议定书》的任务要小得多。截至2004年,主要工业发达国家的温室气体排放量在1990年的基础上平均减少了3.3%,但美国的排放量却相比上升了15.8%。美国众议院于2009年通过的《限量及交易法案》和《清洁能源安全法案》,均授权美国政府可以对包括中国在内的不实施碳减排限额国家的进口产品征收碳关税。同时在联合国第四次气候变化国际谈判会议上,美国威胁要放弃《京都议定书》目标,并敦促其他发达国家与其一道,设定一个旨在促进所有国家共同减排的新框架条约。可见,美国想搭国际减排的便车,或者说不想让其他国家(主要是发展中国家)搭便车,但又想在碳减排中担任领导角色。

　　第三类是中国。2002年中国向联合国交存了《京都议定书》的核准书。中国在第一期承诺中没有减排任务,只是参与清洁能源发展机制。一方面中国受益于该机制,中国在CDM的卖方市场中具有较强竞争力,比如在理想状态下,仅通过CDM这一渠道,2010年当年的投资流量就可达到52亿~174亿美元。另一方面中国压力巨大。中国的能源消费结构中煤炭占的比例高出世界平均水平2倍多。由于煤炭在几大类能源中碳排放系数最高,达到0.75,使得我国单位能源消耗的二氧化碳排放量明显偏大。2006年,中国综合能源效率为1 076美元/吨标准煤,只有日本、法国、德国和英国的1/7到1/5,略高于美国的1/4,甚至比印度低四成。虽然现在中国不承担具体的减排任务,但以美国为首的一些国家强烈要求中国承诺具体减排任务,中国的压力巨大。

　　第四类是其他参与《京都议定书》但没有具体减排任务的国家,比如77国集团。77国集团是发展中国家的代表,强调“共同但有区别的原则”,并坚持在后京都谈判中不接受进一步的承诺,强调发达国家应对发展中国家起表率作用。

　　2.联盟的利益分配

　　碳减排是与经济利益挂钩的,无论是美国退出《京都议定书》,还是澳大利亚退出再加入,都是利益博弈的结果。因此,碳减排对于各国而言不单纯是环境问题,更是经济问题,还有政治地位的较量。在此我们以环境收益和经济收益状况再加上政治地位的收益为碳减排的利益分配,用向量(x₁,x₂,x₃,x₄)表示实施减排的利益分配,其中x₁表示欧盟等的分配,x₂表示美国的分配,x₃表示中国的分配,x₄表示联盟内其他国家的分配。

　　另外,用U(I)表示参与者的总和收益,U(i)表示单个参与者(即不与任何人联盟、不参与《京都议定书》)时的收益,参与人的收益取决于环境质量中的效用,还取决于由于参加碳减排给各国带来的收入效用,以及各国在碳减排的过程中的政治影响力的效用,参与人在减排中的收益就是这些效用之和,i=1,2,3,4。

　　3.合作博弈的解

　　合作博弈求解的目的是希望得到博弈的“理性”最终分配。理性的分配是指:对联盟来说,整体收益大于其每个参与人单独博弈时候的收益之和;另外,对于联盟内部而言,应存在着具有帕累托改进性质的分配规则,即每个加入联盟的参与人获得的收益比不加入联盟时多。如果对n个参与者而言,存在一个向量x=(x₁,x₂,…,x_n)满足:(1)∑x_i=U(I);(2)x_i≥U(i)。可用优超法来定义合作博弈的解。优超的定义:设x和y为n人合作博弈(I,U)的两个分配,S⊂I为一个联盟,如果对任意的i∈S,有x_iøy_i,且≤U(S),则称x在S上优超y,记为xøy。一旦联盟S发现xøy,它将放弃y而接受x。所以只有不被优超的分配才是令参与人满意的分配,这样的战略组合才是合作的均衡。

　　由于在四类成员中,只有欧盟等有具体减排任务的国家负担重。如果欧盟不承担具体的减排任务,假设这时的利益分配为y₁,相对于有具体减排任务时的x₁而言,环境效用下降了,政治效用下降了,经济效用可能增加,但增加的幅度一般不会超过环境效用与政治效用的下降之和。因为这些国家经济很发达,对环境以及政治地位的偏好强于发展中国家,何况这些国家GDP的增长速度已经不高,所以总体而言y₁<x₁,所以不满足优超条件。

　　另一类利益分配的格局是美国承担分配给它的具体减排任务,假设这时美国的利益分配为y₂。相对于没有承诺具体减排任务而言,此时全球的环境效用提高了,对于美国也是如此。另外,美国国际政治形象改善了。至于经济状况,一般情况下,在承担具体减排任务后经济发展会受到影响,假如美国的经济因此受到影响,但只要这种影响的效用小于政治和环境效用的提高,那么总体效用仍然是上升的,这种利益分配优超了现在的分配格局。而事实上,至少到2009年为止美国将经济利益看得非常重,所以它拒绝具体的减排任务,故有y₂<x₂,所以不满足优超条件。

　　另外,如果现在中国参加具体的减排任务,对于中国的发展影响将是非常大的,所以不满足优超条件。其他的发展中国家也是如此。因此,可以断定,现在这种博弈的分配是当时情况下的一种均衡分配。

　　4.稳定集

　　稳定集要求联盟具有内部稳定性和外部稳定性。内部稳定性指联盟内部成员的分配不允许某一个成员的分配优于另一个成员,否则,这种分配会造成联盟内部的不稳定。条件外部稳定性指加入联盟的成员的分配应高于不加入联盟的成员的分配,否则,参与人就没有加入联盟的积极性。稳定集定义:对于n个合作博弈(I,U),分配集W⊂E(U)为稳定集,则W应满足:(1)不存在x,y∈W满足xøy;(2)对于任意x∉W,y∈W,使得xøy。

　　对于《京都议定书》协议,存在内部不稳定。x=(x₁,x₂,…,x_i)为现有分配。同样是发达国家,美国没有签订具体的减排任务,而欧盟等则有具体任务。长期如此,美国将成为众矢之的,成为全球环境受破坏的罪魁祸首,美国的国际形象会相当糟,而欧盟等政治地位会上升,欧盟也不会让美国长期搭便车。因此,存在一种新的利益分配优于现在的分配状况,即美国承担具体的减排任务。假如此时的利益分配为Y=(y₁,y₂,y₃,y₄),其中y₁表示欧盟的分配,y₂表示美国的分配,y₃表示中国的分配,y₄表示联盟内其他国家的分配。

　　由于美国承担具体减排任务后,对全球的整个社会经济环境有利,则会有y₁øx₁,y₃øx₃,y₄øx₄对于美国而言政治地位提高了,环境效用也提高了,虽然经济发展有相应的负效用,但总体来说效用提高了。因此,长期而言这个联盟是不稳定的。

　　5.本质性联盟

　　本质性联盟是指如果联盟的收益总和大于没有联盟时收益总和,即如果U(I)>U(i),U(i)表示参与人i组成的联盟的收益,则称此合作博弈是本质的,存在有净收益的联盟。否则如果U(I)=U(i),则称该合作博弈是非本质的。《京都议定书》协议这种环保联盟是一种本质性联盟,因为无论哪个国家或者团体单独减排,提供的减排量是不能满足控制二氧化碳排放量以抑制全球变暖的需求的,因为碳减排是一种公共物品,每个国家均有搭便车的动机。但是二氧化碳的排放量不加以控制,引起地球温度过快地上升会导致一些灾难性的后果,只有联盟、承诺才能完成具体的指标,因为在《京都议定书》的承诺是要负责任的。因此,合作的效用比不合作时要大。

　　6.沃克机制

　　环境联盟是一种本质联盟,能给世界各国带来更多的利益。但现有的机制是不稳定的,沃克机制可为理性分配提供一种方式,既满足集体理性也满足各国的个体理性。

　　如果每个参与国给出一个信息m_i∈k,m_i是i国根据其GDP以及能源消耗情况,以及其他条件给出的一个实数,比如减排量。所有国家给定信息组合为m≡(m₁,m₂,…,m_n)。

　　由该机制决定的碳减排量是:x=Φ(m)≡。意味着减排量x等于信息的平均值,但若平均值为负,则减排量为0。每个国家可以不断地调整m_i直到得到的减排量x至少与《京都议定书》的目标减排量一致为止。

　　c_i为每个国家提供的减排量,取决于相邻国家或者贸易地理结构中主要的两个贸易伙伴,以及所有国家个数均值,与机制确定的减排量相联系,即c_i=Φ(m)(i=1,2,…,n)。

　　由这个机制导致的个人理性行为的目标应该和社会目标一致,即:

　　c_i=Φ(m)=Φ(m)=x(8-5)

　　可以证明,存在=1,因为关于贸易的地理流向中,如果A国是B国的主要贸易伙伴国或者邻国,那么B国也是A国的主要贸易伙伴或者邻国,存在着一定的对称性。从而=x^*成立。并且对于所有的i=1,2,…,n:

　　(8-6)

　　U_i(x,c_i)表示第i个国家在提供的减排量下,在全球的减排目标下的效用。

　　式(8-6)的最优解存在。因此,令π_i(m_i,…,m_n)=U_i[Φ(m)],Φ(m)(i=1,2,…,n)为一个n个参与国的博弈支函数,则m^*=(,,…,)是该博弈的纳什均衡解。

　　上述博弈模型即对目前及未来世界各国面对全球气候变化问题和国际合作状态的一种抽象描述。该模型证明了目前《京都议定书》的参与国与缔约国之间的博弈是一种合作博弈,在这种合作博弈中,由欧盟、美国、中国、其他国家等形成的联盟中的现行利益分配不会被优超,但是该利益分配是不稳定的。同时《京都议定书》协议联盟是一种本质联盟,意味着组成联盟比不联盟要好。

　　模型的结果意味着这样的环境联盟需要继续存在,但是这种利益分配格局需要继续调整。沃克机制可以解决联盟内部的利益分配问题,实现个体理性与集体理性的统一。因此,按照沃克机制实施联盟内部的利益调整,是一种解决不稳定性的方式。但是沃克机制的实施需要各个国家反复不断地调整减排量,直到达到全球减排的目标为止,这个过程可能是一个漫长的谈判过程,交易费用很高。