在双重信贷政策背景下，面对技术不确定性下的新能源汽车研发竞争

《INTERNATIONAL JOURNAL OF PRODUCTION ECONOMICS》：The new energy vehicle’s research and development competition with technology uncertainty under dual credit policy

　　摘要：双积分政策是一种基于市场的机制，旨在通过推广新能源汽车并限制燃油车使用来减少汽车行业的碳排放。本研究从低碳运营的角度探讨了该政策如何与技术不确定性及市场竞争相互作用，从而影响新能源汽车的研发策略，进而决定碳排放的减少幅度。我们构建了一个博弈论式的新闻商框架，将燃油车市场的衰退内生化，并引入符合IPCC指南的使用阶段碳核算模型。在不完全竞争环境下，我们将积分价格的边际碳影响分解为四种驱动因素：质量提升、竞争溢出、市场收缩效应以及产量激励。研究结果表明，只有当新能源汽车的质量提升所带来的能效提升足够大时，较高的积分价格才能有效降低总排放量；而在完全竞争环境下，燃油车市场萎缩的加速效应占主导地位，过高的积分价格反而可能因挤占企业自身的新能源汽车生产而增加排放。进一步，我们得出了研发质量、产量及产品上市时机的均衡策略，并通过2019–2024年的生产数据差异分析证明，该政策显著推动了新能源汽车的普及。数值研究显示，完全竞争和技术进步可以替代政策激励，这意味着碳减排路径可从政策驱动转向技术驱动。这些研究结果为低碳政策提供了可行路径：保持适度的积分价格，将价格调整与能效标准相结合，同时制定强制性的燃油车淘汰计划，以使双积分政策与净零目标相契合。

引言：研究与开发以及新产品开发是企业实现成长、创新及保持竞争优势的关键（Krishnan和Bhattacharya，2002；Yadav和Goel，2008），如今它们也成为了应对汽车行业专项碳减排政策——即“乘用车平均燃料消耗量与新能源汽车积分管理政策”中“胡萝卜加大棒”式管控措施的战略工具。这一政策极大地改变了尤其是新能源汽车领域的研发流程。

该碳减排政策的目的是限制燃油车生产，推动新能源汽车的发展。该政策设立了两种积分类型：平均燃料消耗量积分和新能源汽车积分。平均燃料消耗量积分旨在鼓励制造商提升传统燃油车的能效，其计算依据是制造商车辆生产的平均燃料消耗量，燃料消耗越高，每生产一辆燃油车所获得的负积分就越多。而新能源汽车积分则旨在促进新能源汽车的研发与生产，制造商根据所生产的新能源汽车的数量和类型获得积分，续航里程更长、性能更高的车型能获得更多积分。在该政策下，制造商会根据其车辆队的能效水平及新能源汽车产量来获得积分，这些积分是可以进行交易的（Cheng和Fan，2021；Ou等人，2018）。

该政策虽初见成效，但也引发了优胜劣汰的局面：2021年新能源汽车的渗透率已达14%，预计未来还将上升至50%。作为新能源汽车领域的佼佼者，比亚迪的销量增长了494%。然而，这种转型也带来了严峻的运营挑战：63%的燃油车制造商报告称，其新能源汽车的实际表现与预期之间存在30%以上的差距（Bhaskaran等人，2021），而积分价格的波动（每积分300–2500元人民币）则带来了巨大的财务不确定性（Ou等人，2018）。那些传统的燃油车制造商，包括行业内的领先企业，几乎都没有出现在中国汽车流通协会发布的Top 10榜单中。作为燃油车制造领域的领军企业，一汽大众因该双积分政策而面临约3亿元人民币的巨额财务补偿。这一现状凸显出了一个核心矛盾：要遵守政策要求，燃油车制造商就必须进行创新，但技术障碍使得创新在财务上风险极高。

双积分政策通过可交易的积分奖励新能源汽车领域的创新，同时通过平均燃料消耗量合规成本惩罚落后企业，这种“胡萝卜加大棒”的方式从根本上改变了汽车制造商的研发模式。该监管框架是在技术不确定性的背景下运行的：63%的燃油车制造商报告称，其新能源汽车的实际表现与预期之间存在30%以上的差距。政策层面的确定性与社会技术层面的不确定性之间的失衡，为运营管理领域留下了重要的研究空白。

以往的研究已经强调了技术不确定性对新产品开发的重大影响（Krishnan和Bhattacharya，2002；Hao等人，2019；Niu等人，2022）。因此，对于那些致力于开发新能源汽车的传统燃油车制造商而言，面临的主要挑战正是技术不确定性，这类不确定性又可进一步分为转化不确定性和时间不确定性（Bhaskaran和Krishnan，2009）。转化不确定性指的是计划中的产品质量与实际产出之间的偏差，反映了制造商将研发成果转化为实际产品的能力；时间不确定性则涉及与研发周期相关的成本不可预测性。需要指出的是，时间不确定性在所有的研发过程中都存在，但对于那些已经成熟的电动汽车制造商而言，随着他们不断优化新能源汽车的生产技术，时间不确定性便成了最突出的挑战。此外，由于消费者对产品质量极为敏感，转化不确定性还会引发需求方面的不确定性（Milliken，1987；Souder等人，2010；Yadav和Goel，2008；Golmohammadi和Hassini，2021；Zhang等人，2024）。不同汽车制造商之间的差异也会进一步加剧需求方面的不确定性。技术不确定性、需求不确定性以及双积分政策的监管框架相互交织，使得汽车制造商的研发决策变得极为复杂。

第二个挑战来自竞争层面，既包括不同汽车制造商之间的竞争，也包括他们所生产车型之间的竞争。竞争的影响会因市场竞争结构的不同而有所差异。不完全市场竞争仅存在于新能源汽车市场，在这种情况下，新能源汽车的质量并不会直接影响燃油车的衰落，后者主要受市场环境的影响。而完全市场竞争则同时存在于新能源汽车市场和燃油车市场，在这种情况下，新能源汽车的质量便成为推动燃油车衰落的关键因素。正如以往研究所证实的那样，新产品的出现会带来明显的“自相残杀”现象（Cohen等人，2000；Desai，2001；Chen和Zeng，2025），这就要求汽车制造商调整其新能源汽车研发策略。

具体而言，燃油车制造商可以选择何时开始研发新能源汽车。关于产品上市时间的战略重要性，以往已有大量研究探讨（Cohen和Ho，1996；Bayus，1997；Morgan等人，2001；Krieger，2021）。提前推出新产品不仅能抓住市场机遇（Cohen和Ho，1996；Paulson Gjerde等人，2002；Klastorin等人，2016），还能通过尽早获得新能源汽车积分来弥补平均燃料消耗量积分的负面值，从而降低成本。不过，提前推出产品也会导致燃油车与新能源汽车之间的“自相残杀”现象（Bhaskaran等人，2021；Paulson Gjerde等人，2002），使得燃油车制造商在市场上失去利润，尤其是那些拥有高质量研发成果的制造商。此外，如果燃油车制造商的研发成果质量较低，他们还可能在与成熟电动汽车制造商的竞争中被排除在新能源汽车市场之外。另一方面，为了保护现有的燃油车业务，燃油车制造商也可能倾向于推迟新能源汽车的推出。不过，考虑到双积分政策的要求，他们在开始研发新能源汽车之前就必须承担平均燃料消耗量积分负面值的补偿成本。

新能源汽车研发的第三个挑战与制造商的目标和成本结构有关，而这些都因双积分政策而发生了显著变化。过去，研发的影响主要局限于产品市场：企业通过研发获得市场份额，如果不进行研发则不会失去市场份额，且无需承担额外成本，决策时主要考虑的是研发成本。但在汽车行业实施双积分政策之后，这种权衡变得更加复杂。一方面，那些选择不从事新能源汽车研发的燃油车制造商，不仅面临失去市场份额的风险，还要承担积分补偿成本或面临监管机构施加的生产限制等处罚。另一方面，新能源汽车研发不仅能帮助制造商抓住新的市场机会，还能将其研发成果转化为积分收入。因此，以往针对企业研发策略的研究可能并不适用于实施双积分政策的汽车行业。这一政策带来的独特动态和考量，要求我们重新审视传统的研发策略。

基于上述分析，我们在双积分政策背景下，考察了一个由一家燃油车制造商和一家电动汽车制造商构成的供应链中，面对技术不确定性时的新能源汽车研发策略。具体而言，我们的研究将从以下几个方面展开：（i）在双积分政策下，由传统燃油车制造商和成熟电动汽车制造商组成的不对称竞争格局中，它们应如何确定新能源汽车的研发策略，包括新能源汽车的产量、质量以及上市时间？（ii）技术不确定性和竞争如何影响汽车制造商的研发策略？（iii）在新能源汽车研发过程中，技术和竞争之间存在着怎样的相互作用？这些力量又是如何共同决定双积分政策所带来的碳排放结果的？（iv）在何种条件下，双积分价格才能真正实现降低燃油车制造商碳排放的目标？还需要哪些配套政策措施才能让该政策与净零气候目标相契合？

为了解答这些问题，我们采用了新闻商框架。首先，我们引入指数衰减函数来描述燃油车市场的萎缩情况。其次，我们区分了两种技术不确定性：转化不确定性和时间不确定性，同时引入随机变量来表示转化不确定性带来的质量波动，再用指数分布来模拟时间不确定性。再次，我们通过不同的燃油车衰减率来体现竞争程度：包括不完全竞争、仅存在于新能源汽车市场的竞争，以及完全竞争——在完全竞争情况下，新能源汽车的质量会加速燃油车的衰落。最后，为了评估该政策的低碳效果，我们在模型中纳入了符合IPCC指南的碳核算框架，并在不完全竞争和完全竞争两种环境下，将积分价格对燃油车制造商碳排放的边际影响分解为不同的经济渠道。随后，我们得出了燃油车制造商将新能源汽车推向市场的最佳时机以及相应的均衡生产策略。在得到制造商的均衡结果后，我们分析了市场环境及双积分政策对这两家制造商新能源汽车研发策略的影响。此外，我们还考虑了与燃油车衰减率相关的新能源汽车质量因素，并比较了两种燃油车衰减模型的研究结果。我们得出了新能源汽车研发质量和产量的精确决策方案，进而分析了双积分政策所带来的碳减排效应。汽车制造商的新能源汽车研发产量决策遵循与销售损失率相关的新闻商逻辑，而质量决策则取决于一个综合了市场利润和积分收入的投资收益比率。竞争结构会从根本上改变各方的战略依赖关系，进而影响政策的碳减排效果。

通过分解积分价格对燃油车制造商碳排放的边际影响，我们发现了两种市场结构下的不同作用机制。在不完全竞争环境下，碳排放的减少取决于四种力量：质量提升、竞争溢出、市场收缩效应以及产量激励。只有当新能源汽车质量提升所带来的能效提升足够大时，才能确保实现碳排放的净减少，否则就需要设定严格的能效标准。而在完全竞争环境下，燃油车市场萎缩的加速效应占据主导地位，过高的积分价格反而可能因挤占企业自身的新能源汽车生产而增加排放。

竞争结构从根本上决定了研发策略及其带来的碳减排效果：（i）适度的竞争能够提升双积分政策在推动新能源汽车发展方面的作用；（ii）相比不完全竞争，完全竞争能够提升新能源汽车的质量，而且通过技术进步，完全竞争还可以替代政策激励的作用。至于技术不确定性，我们发现，同时考虑转化不确定性并不一定有利于新能源汽车的发展，而适当区分不同类型的不确定性则有助于提升整体研发质量。

我们通过2019–2024年的生产数据差异分析对模型进行了验证，结果证实该政策确实显著推动了新能源汽车的普及。数值研究还表明，燃油车制造商的利润随新能源汽车渗透率的变化呈现U型曲线，而研发时机对积分价格则具有高度敏感性。这些研究结果为我们系统地理解技术、竞争以及双积分政策是如何共同决定新能源汽车发展的经济效应和碳减排效果的提供了依据。

本文的其余部分安排如下：第2节将回顾相关文献；第3节介绍本文的模型结构；第4节则阐述模型的稳态均衡结果，以及对燃油车外部衰减率的分析。第5节探讨了燃料车衰减率取决于新能源汽车质量时的均衡结果。第6节提供了数值研究及管理启示。第7节对全文进行总结。

文献综述
与本研究相关的有两类文献：关于双积分政策的研究，以及关于供应链中研发策略的研究。由于全球“碳中和”目标的推动，双积分政策对汽车行业的影响受到了广泛关注。学者们研究了该政策对汽车制造商运营策略的影响，比如研发投资与创新策略、生产运营策略（Yao等人，2025年；Pu和Chun，2025年；Fu等人）。

系统描述
我们考虑一个由两家汽车制造商构成的汽车行业：一家传统的燃料车制造商，以及一家成熟的经济型汽车制造商。燃料车需求受两个因素影响。首先，诸如碳减排政策或消费者环保意识等内在因素会影响燃料车的需求。

不完全竞争情形
在不完全竞争情况下，燃料车占据主要市场。燃料车市场的衰减不受竞争对手状况的影响。燃料车制造商和经济型汽车制造商在新能源汽车市场上展开竞争。在时间t时，燃料车市场的规模为d=αe?λ(θ1λ1+t)。如前所述，燃料车制造商在新能源汽车发展方面面临不确定性，从而导致质量结果θ1+v?也存在不确定性。因此，燃料车制造商在新能源汽车市场的规模为d1=α(1?e?λ(θ1λ1+t))+γ(θ1+v?)?βθ2，而经济型汽车制造商的新能源汽车市场规模为d2=α(1?e?λ(θ1λ1+t))+γθ2?β(θ1+v?)。

完全竞争情形
与不完全竞争情况不同，在完全竞争环境下，系统内部各成员之间以及两种类型的汽车之间存在竞争。燃料车的衰减率既取决于外部市场环境，也取决于新能源汽车的质量。我们假设燃料车的衰减与新能源汽车的平均质量呈线性关系，即Λ=λ(θ1+θ2)2。这一假设是合理的。实际上，那些购买了燃料车的消费者表示，如果新能源汽车质量较高，那么

数值研究与管理启示
为了解析双积分政策、竞争和技术不确定性在汽车制造商新能源汽车研发中的作用，本节进行了数值研究。首先，我们利用行业数据实证分析了双积分政策对新能源汽车发展的影响。其次，我们研究了燃料车制造商和经济型汽车制造商最优研发策略的动态变化趋势。

结论
本文构建了一个低碳运营模型，用以分析双积分政策、技术不确定性以及市场竞争如何共同决定新能源汽车的研发策略，进而影响燃料车制造商的碳排放减少程度。通过将使用阶段的碳核算框架纳入博弈论式的报童模型结构中，我们能够将积分价格带来的边际碳影响分解为不同的经济渠道，并确定该政策实现目标的条件。

作者贡献声明
陶志英：写作——审阅与编辑、写作——初稿撰写、方法论、形式分析、概念构建。李建斌：监督、资金筹措。张继红：监督。王兆华：写作——审阅与编辑。

资金支持与利益冲突
本研究部分得到了中国国家自然科学基金、中国科学技术部以及华中科技大学人文社会科学“双一流”建设项目的资助[项目编号72071085、71831007、G2022154004L、2021WKFZZX008]。作者们没有报告任何潜在的利益冲突或矛盾关系。

未引用参考文献
陈和朱（2021年），Dominique Olié Lauga和Ofek（2009年），Iyer和Soberman（2016年），Ofek和Turut（2013年），Weber和Neuhoff（2009年），徐（2020年），张等人（2022年）。

利益冲突声明
作者们声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

陶志英|李建斌|张继红|王兆华