“双积分”政策下考虑燃油车减排的汽车制造商价格博弈研究
时间：2023-02-22 19:45:06 来源：千叶帆 本文已影响人
卢 超, 王倩倩, 陈 强
(1.上海大学 管理学院,上海 200444; 2.同济大学 经济与管理学院,上海 200092)
在汽车产业的演化过程中，传统燃油车(Internal Combustion Engine Vehicle，简称ICEV)始终占据市场主导地位，新能源汽车(New Energy Vehicle，简称NEV)的市场份额十分有限[1]。自2018年4月1日起，国家正式通过“双积分”政策对汽车企业进行约束和激励，企业平均燃料消耗量(Corporate Average Fuel Consumption，简称CAFC)积分和新能源汽车积分同时对传统燃油车和新能源汽车产生影响，旨在提高ICEV能效、促进NEV发展。但是，诸如NEV积分供大于求导致价格过低、对ICEV降油耗倒逼作用不明显[2]等问题日渐显现。为此，在ICEV和NEV并存的情况下，考虑ICEV减排的汽车制造商价格博弈，从定价的视角探讨“双积分”政策促进NEV产业发展作用机制非常重要。
一些学者对“双积分”政策影响汽车产业生产决策的问题进行了探索，如唐金环等研究了“双积分”政策和消费者需求两侧驱动下垄断厂商的决策及环境影响[3]，但将汽车厂商简化为单个垄断情况，忽略了厂商之间的竞争；
Li等基于补贴和“双积分”政策建立ICEV和NEV供应链生产模型[4]；
张奇等定量分析了“双积分”政策、市场、成本因素对不同渠道势力汽车厂商的决策及社会福利影响[5]。以上学者均假设传统车企仅生产ICEV，但“双积分”政策对NEV积分比例有要求，传统汽车厂商也会涉足NEV的生产。此外，Ou等量化了“双积分”政策对消费者选择和行业利润的影响[6]；
Wang等以四种中国典型汽车制造商为例，在“双积分”政策下比较这些汽车制造商的合规替代办法、总结其最具成本效益的合规生产策略[7]；
Zhou等在三种不同情形(仅ICEV、ICEV和NEV并存、仅NEV)下研究“双积分”政策对绿色技术投资和定价决策的影响[8]，这些文献重点研究了“双积分”政策的作用效果，虽然同时考虑了NEV和ICEV的研发与生产，但未体现汽车市场中产品之间的价格竞争。程永伟和穆东基于关联企业有限合作原则，研究了积分交易价格对汽车生产商决策的影响[9]，但积分交易价格与积分交易市场供需情况有关，而每台NEV积分值是政府设定的政策内容，研究每台NEV积分值的影响可为政府提出决策建议。本文研究的是具有竞争性的双寡头汽车制造商(图1)，生产NEV和ICEV两种产品。但事实上，NEV1与NEV2受不同车企研发投入、技术特点等因素的影响，价格往往也存在竞争关系。因此，借鉴文献[10,11]关于两种产品价格竞争的做法，将需求函数类比到三种产品(ICEV、NEV1、NEV2)进行深入研究，是非常有价值的探索。
图1 研究框架
综上所述，本文以双寡头车企为研究对象(传统车企生产ICEV和NEV，新能源车企仅生产NEV)，在考虑汽车价格竞争和传统车企减排的基础上，研究每台NEV积分值对制造商决策的影响。本文的创新点包括：(1)同时考虑ICEV和NEV之间的价格竞争以及不同车企生产的NEV之间的竞争；
(2)关注每台NEV积分值对车企定价、减排决策的影响，并据此重点探讨每台NEV积分值调整的建议。
1.1 参数假设
图1所示，根据“双积分”政策，双寡头车企在积分交易市场进行积分抵消和交易。两个制造商之间进行Bertrand博弈，在ICEV和NEV并存的情况下，考虑汽车产品之间的价格竞争，研究“双积分”政策对汽车制造商竞争定价与减排策略的影响。本文对比“双积分”政策实施前后ICEV、NEV价格与汽车制造商利润的变化，剖析“双积分”政策对汽车制造商定价决策与减排策略的影响。参数说明见表1。
表1 参数说明
假设1参考李友东和谢鑫鹏、刘名武等[12,13]的研究，采取减排策略的一次性投入成本为mτ2，且m>b2p2/4。
假设2根据Bertrand博弈理论，假设ICEV和NEV对于用户是同质的，用户仅对价格敏感，产品的价格替代系数均为μ且为弱中性[14]，即0<μ<0.5。
假设3仅考虑单周期内决策，不考虑积分跨年结转问题。
假设4NEV1和NEV2的生产成本均为c2。
汽车需求总量简化为1[15]，将ICEV、NEV1和NEV2的自身价格敏感系数设为1[16]。故消费者对ICEV、NEV1、NEV2的需求为：q1=1-p1+μp2+μp3；
q2=1-p2+μp1+μp3；
q3=1-p3+μp1+μp2。
1.2 模型建立
1.2.1 模型1：无“双积分”政策约束
此时，式(1)为制造商1的利润；
式(2)为制造商2的利润:
πm1=q1(p1-c1)+q2(p2-c2)
(1)
πm2=q2(p3-c2)
(2)
(3)
(4)
(5)
1.2.2 模型2：有“双积分”政策约束，ICEV不进行减排
此时，两个汽车制造商需要交易积分。a (1)情形1 油耗实际值大于达标值 此时a πm1=q1(p1-c1)+(a-b)p4q1+ q2(p2-c2)+(eq2-λq1)p4 (6) πm2=q3(p3-c2)+eq3p4 (7) 求解方法同模型1，可得: (8) (9) (10) (2)情形2 油耗实际值小于达标值 此时a>b，无须抵消CAFC负积分。两个制造商的利润函数分别为式(11)和(12): πm1=q1(p1-c1)+q2(p2-c2)+(eq2-λq1)p4 (11) πm2=q3(p3-c2)+eq3p4 (12) 求解方法同模型1，可得: (13) (14) (15) 1.2.3 模型3：有“双积分”政策约束，且ICEV进行减排 当制造商1对ICEV进行减排时，虽然增加了制造商1的ICEV生产成本，但也降低了ICEV油耗水平。当a<(1-τ)b时，减排可以减少制造商为抵偿CAFC负积分而购买NEV正积分的费用，增加制造商1利润。故制造商1对ICEV采取减排策略时的利润函数与不采取减排策略时的利润函数不同。 (1)情形1 减排后实际油耗大于达标值,此时a<(1-τ)b，其中(a-(1-τ)b)p4q1表示ICEV减排后制造商1为抵消CAFC负积分支付的费用。制造商1和制造商2的利润函数分别为式(16)和(17): πm1=q1(p1-c1)+(a-(1-τ)b)p4q1+ q2(p2-c2)+(cq2-λq1)p4-mτ2 (16) πm2=q3(p3-c2)+cq3p4 (17) 求解方法同模型1，可得: (18) (19) (20) (21) (2)情形2 减排后实际油耗小于达标值 此时a>(1-τ)b，无须抵消CAFC负积分。制造商利润函数分别为式(22)和(23): πm1=q1(p1-c1)+q2(p2-c2)+(eq2-λq1)p4-mτ2 (22) πm2=q3(p3-c2)+eq3p4 (23) 结论1表明，“双积分”政策约束下ICEV价格相较无“双积分”政策约束时的大小与e有关。若e较小，制造商1生产NEV1获得的NEV积分较少，制造商1的NEV积分压力较大。为降低NEV积分压力，制造商须减少ICEV的生产，故提高ICEV价格，以减少ICEV的需求。国家可以通过制定e来对ICEV的价格进行控制，进而引导ICEV市场的发展。 由结论2、3表明，双积分”政策下不考虑ICEV减排时，若e较小，NEV的价格变得更高，会降低消费者的购买积极性，限制NEV市场的开拓。若e较高，则消费者购买NEV的价格得到降低，能促进消费者购买从而促进NEV市场发展。 结论5e=e*时，“双积分”政策下考虑减排时ICEV、NEV1和NEV2价格较不减排时不变。当e>e*时，“双积分”政策下考虑减排时ICEV、NEV1和NEV2的价格较不减排时增大。反之，则减小。 结论6模型3情形1中，即有“双积分”政策约束，ICEV进行减排，且减排后实际油耗大于达标值时，减排水平随着每台NEV积分值的增大而减小。 结论6表明，由于每台NEV积分值增大，制造商1的NEV积分变多，积分压力变小，对于减排的积极性减小，减排水平随着每台NEV积分值的增大而减小。 结论7表明，在“双积分”政策下，ICEV、NEV1和NEV2的价格均随着每台NEV积分值的增大而减小。模型2情形1和模型3情形1中制造商1生产ICEV产生CAFC负积分，需要NEV积分来抵消，随着每台NEV积分值越大，制造商1获得的NEV积分增多，制造商1积分压力变小，故制造商1降低ICEV价格，提高ICEV的销售量，获取更多利润。而降低NEV1的价格，可以提高NEV1的销量，获得更多NEV积分来抵消由于ICEV生产销售量增加而带来的CAFC负积分。制造商2也随着每台NEV积分值增大而降低NEV2的价格，获得更多的NEV积分且可以通过出售NEV积分获得更多利润。模型二情形二中ICEV未产生CAFC负积分，制造商1无积分压力，制造商1和制造商2降低ICEV、NEV1和NEV2的价格，提高两种车销量且获得更多NEV积分，通过出售NEV积分可获得更多利润。 对模型参数赋值仿真：由于电池成本较高，同级别NEV的生产成本一般均高于ICEV。假设某款ICEV的生产成本为7万元/辆，NEV生产成本为11万元/辆。以10万元为单位，参考程永伟和穆东[9]的研究，假设c1=0.7，c2=1.1，p4=0.2； 图2 ICEV价格与每台NEV积分值的变化关系 图3 NEV1价格与每台NEV积分值的变化关系 图4 NEV2价格与每台NEV积分值的变化关系 图5 制造商1的降油耗水平与每台NEV积分值的变化关系 由图2至图4可知，当e 图5可知，模型3情形1时，ICEV的减排水平随着每台NEV积分值的增大而减小，与结论6一致。 图6 制造商1的利润与每台NEV积分值的变化关系 图6可知，在有“双积分”政策约束的各种情形下制造商1的利润均随着每台NEV积分值的增大先减小后增大。当油耗未达标时，采取减排措施后制造商1的利润高于不减排时。当每台NEV积分值较小时，“双积分”政策降低了涉及ICEV生产的制造商1的利润。且即使每台NEV积分值为0，由于有积分比例要求的存在，制造商1有积分压力，“双积分”政策下制造商1的利润依然小于无“双积分”政策约束时。但当每台NEV积分值较大时，“双积分”政策约束下制造商1的利润大于无“双积分”政策约束时。故“双积分”政策对制造商1利润的影响与每台NEV积分值的大小有关。 图7 制造商2的利润与每台NEV积分值的变化关系 图7可知，在“双积分”政策约束下各种情形的制造商2利润均随着每台NEV积分值的增大而增大。且由于“双积分”政策下NEV厂商可以出售NEV正积分获得更多利润，所以“双积分”政策约束下制造商2的利润均大于无“双积分”政策约束时。“双积分”政策提高了制造商2的利润，随着每台NEV积分值的增大，制造商2的利润逐渐增大，对新能源车企有利。 本文考虑供给侧由双寡头车企组成，通过Bertrand博弈模型，在ICEV和NEV并存的情况下，考虑汽车产品之间的价格竞争，研究“双积分”政策下每台NEV积分值对汽车制造商竞争定价与减排策略的影响。得到以下结论：(1)存在一个特定的每台NEV积分值区间，在不考虑制造商1对ICEV减排时可以达到在提高ICEV价格的同时降低NEV1、NEV2的价格。当油耗值不达标时，这个区间由国家规定的CAFC达标值、NEV积分比例要求以及CAFC实际值和竞争产品价格替代系数决定； 管理启示：(1)积分奖励与政策效果并不存在显著的正相关关系，NEV积分值设置过大不利于促进ICEV减排水平的提高。(2)对于同时生产ICEV和NEV的车企，当ICEV实际油耗高于达标值时，将每台NEV积分值设置在合理区间内，可以同时提高ICEV价格、降低NEV价格。此时车企的油耗水平有较大下降空间，采取减排策略会提高车企利润，激发传统车企进行减排研发。当ICEV实际油耗低于达标值时，车企生产低油耗ICEV，无CAFC负积分压力，此时再进行降油耗研发的难度加大、车企减排的动力减小。但车企会降低ICEV价格，消费者最终受益。(3)每台NEV积分值的增大对于仅生产NEV的制造商有利，其应该积极提高NEV产量获得更多的NEV正积分，并通过出售NEV正积分提高利润。 本文在需求确定的情形下对车企定价进行了研究，未来可以考虑需求不确定背景下汽车厂商的策略选择。此外，本文未考虑关联企业的存在，未来可考虑汽车卖场关联企业之间的积分抵消问题。
令μ=0.4；
《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》中规定2020～2023年度的NEV积分比例要求分别为12%、14%、16%、18%。本文以2020年度NEV积分比例要求12%为例，令λ=0.12；
由于m需满足m>b2p2/4，故假设m=1；
《节能与新能源汽车产业发展规划(2012～2020)年》要求2020年乘用车CAFC降至5.0升/百公里，令CAFC达标值为a=5。当a>b时，以百公里综合油耗4.5升的丰田卡罗拉双擎为例，令b=4.5；
当a
反之，由国家规定的NEV积分比例要求和竞争产品价格替代系数决定。(2)存在一个每台NEV临界值，当小于该临界值时，“双积分”政策下制造商1减排时的ICEV、NEV1和NEV2的价格均小于不减排时的价格；
反之则相反。每台NEV积分临界值由国家规定的CAFC达标值和NEV积分比例要求，以及竞争产品价格替代系数、CAFC实际值、NEV积分交易价格、ICEV生产成本、NEV生产成本决定。(3)“双积分”政策下，ICEV、NEV1和NEV2的价格、减排水平随着每台NEV积分值的增大而减小。(4)当每台NEV积分值较小时，涉及ICEV生产的制造商利润较无“双积分”政策约束时减小；
仅生产NEV的制造商利润较无“双积分”政策约束时增大。
