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Dynamic game analysis for international environmental agreements

Research Project

Project/Area Number 23K20604
Project/Area Number (Other) 21H00717 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 07040:Economic policy-related
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

赤尾 健一  早稲田大学, 社会科学総合学術院, 教授 (30211692)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 上東 貴志  神戸大学, 計算社会科学研究センター, 教授 (30324908)
西村 和雄  神戸大学, 計算社会科学研究センター, 特命教授 (60145654)
和佐 泰明  早稲田大学, 理工学術院, 専任講師 (60793560)
石井 仁司  津田塾大学, 数学・計算機科学研究所, 研究員 (70102887)
内田 健康  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (80063808)
阪本 浩章  神戸大学, 経済学研究科, 准教授 (80758996)
鈴木 詩衣菜  聖学院大学, 政治経済学部, 准教授 (80780121)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords国際環境協定 / 動学ゲーム / Payoff dominant 均衡 / 区分的に連続な戦略 / 協調ゲーム / 非対称動学ゲーム / 協力解 / 環境主義的効率解 / 平等主義的協力解 / Stackelberg ゲーム / 協調ゲーム/Stackelberg ゲーム
Outline of Research at the Start

本研究では、国際環境協定を、各国にとって望ましいナッシュ均衡(payoff dominant 均衡)を選択する事前交渉付き協調ゲームと見なして、次の課題に取り組む。
(a) この想定の妥当性の検討、
(b) この想定の下での区分的連続関数を含む戦略空間上の非対称動学ゲームの payoff dominant 均衡の特徴づけ、
(c) 新たな科学的知見や技術革新の可能性が同均衡に及ぼす影響(不確実性の導入)、
(d) 非対称ゲームにおける非協力解の厚生評価、
(e) もう一つの国際環境協定の定式化として、リーダー国群/フォロワー国群の構造をもつ Stackelberg モデルの定式化と分析。

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き非対称動学ゲームについて研究を進めた。本年度は特に協力解を分析し、その準備として対称動学ゲームの非対称協力解についても研究を行った。効率的協力解は各プレイヤーの効用にウェイトを与えることで得られるが。ウェイトは自由に設定できるため無数の効率的協力解が存在する。2人ゲームについて、環境問題の観点から、定常状態の汚染が最も多くなるものと少なくなるものを明らかにした。汚染が最も少なくなるものは、一方の国の社会厚生を無視してそのウェイトをゼロとする場合である。それによって、当該国からの汚染はゼロとなる。同時に、もう一方の国の汚染を緩和する機能は残る。これら2つの要因によって汚染は最小化される。他方、汚染が最も多くなるケースについては、対応するウェイトを導出した。また、両国に等しいウェイトを与える平等主義のケースが汚染を最大化する条件を明らかにした。協力解において汚染を最小化する/最大化するウエイトに関する分析からわかることは、環境主義と平等主義は両立しないということである。そこで、国際環境交渉においてウェイト選択がどのように行われるかが課題となる。この点に関して、本年度の研究では、long-run envy freeを想定し、それに対応するウェイトを明らかにした。
これまで主に標準的な動学ゲームから国際環境協定を理解してきたが、本年度は具体的な地球環境問題に関する国際条約を経済学的に理解することも試みた。初年度(2021年度)も類似の考察を行ったが、そこでは標準的な動学ゲームを正当化する証拠を見出すことが目的であった。本年度の考察は、標準的な動学ゲームでは表現しがたい事実や理解しがたい事実をいかに解釈するかを主眼としている。未だ考察途上であり、本年度は論点の抽出にとどまっているが、新たなモデル構築や解釈を求めて研究を継続する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定している研究成果について最終年度には結果を得ることが予想されるため。また、研究計画以上の研究の発展が見込まれるため。

Strategy for Future Research Activity

非対称動学ゲームの非対称MPNEのうち long-run envy free NEをpayoff dominantと定常状態において対応する協力解のウェイトの観点から特徴づける。Stakelbergモデルの分析を完成させる。実際の国際環境協定と標準的な動学ゲームの差分を明らかにし、差分を合理化する解釈やモデル構築を試みる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] EXISTENCE OF AN OPTIMAL PATH IN A CONTINUOUS-TIME NONCONCAVE RAMSEY MODEL2022

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao, Hitoshi Ishii, Takashi Kamihigashi, Kazuo Nishimura
    • Journal Title

      Pure and Applied Functional Analysis

      Volume: 7 Pages: 1939-1952

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sustainable Development: Controversies and Theoretical Results in Economics2022

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Journal Title

      Sustainable development disciplines for society : breaking down the 5Ps - people, planet, prosperity, peace, and partnerships

      Volume: - Pages: 123-138

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 測区間非対称な二人非協調動的ゲームにおける均衡探索2022

    • Author(s)
      田中大地, 和佐泰明, 早川朋久
    • Journal Title

      制御部門マルチシンポジウム予稿集, 3D1-6

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability analysis of pricing competition in retail electricity market: On Impact of bounded rationality2021

    • Author(s)
      S. Yamashita, M.A. Khan, T. Hatanaka, K. Uchida, and L. Tong
    • Journal Title

      Proc. 60th IEEE Conference on Decision and Control, Austin, Dec. 2021

      Volume: - Pages: 5646-5652

    • DOI

      10.1109/cdc45484.2021.9683418

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 選好を考慮したLQG電力需給ネットワークに対する動的予算均衡統合メカニズムの設計2021

    • Author(s)
      村尾俊幸, 鈴木志昇, 平田研二, 内田健康
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: 57 Pages: 358-366

    • NAID

      130008076437

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A system analysis brought by asymmetric prediction horizon length in two-agent non-cooperative differential game2021

    • Author(s)
      和佐泰明, 田中大地, 早川朋久
    • Journal Title

      Proceedings of the Japan Joint Automatic Control Conference

      Volume: 64 Issue: 0 Pages: 906-910

    • DOI

      10.11511/jacc.64.0_906

    • NAID

      130008128061

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] “Coase Meets Bellman: Dynamic Programming for Production Networks”2021

    • Author(s)
      Tomoo Kikuchi, Kazuo Nishimura, John Stachurski and Junnan Zhang
    • Journal Title

      Journal of Economic Theory

      Volume: 196 Pages: 105287-105287

    • DOI

      10.1016/j.jet.2021.105287

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] “Externalities of human capital,”2021

    • Author(s)
      Stefano Bosi, Teresa Lloyd-Braga and Kazuo Nishimura
    • Journal Title

      Mathematical Social Sciences

      Volume: 112 Pages: 145-158

    • DOI

      10.1016/j.mathsocsci.2021.03.013

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Incentive and Control Mechanism in a Principal-Agent Problem: A Stability Analysis in Long-Term Risk-Sensitive Case2023

    • Author(s)
      Yasuaki Wasa
    • Organizer
      Asian Association of Environmental and Resource Economics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EPR or PPP? The choice of principle for environmental regulation2023

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Organizer
      Asian Association of Environmental and Resource Economics
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Procedural Justice in Intergeneration and Discounting2022

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Organizer
      nternational Conference on Public Economic Theory
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A basic theory for the environment and natural resource management: Existence of an optimal path in a continuous time nonconcave Ramsey model2022

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Organizer
      The 11th Congress of the Asian Association of Environmental and Resource Economics
    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] International Environmental Agreement as an Equilibrium Choice in a Differential Game2021

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Organizer
      2021 Asian Meeting of the Econometric Society (Curtin University Malaysia, Online)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Payoff dominant equilibrium in a differential game for pollution control2021

    • Author(s)
      Ken-Ichi Akao
    • Organizer
      Society for the Advancement of Economic Theory 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Sustainable development disciplines for society : breaking down the 5Ps - people, planet, prosperity, peace, and partnerships2022

    • Author(s)
      Urata, S., K.-I. Akao, A. Washizu
    • Total Pages
      254
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811951442
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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