供應鏈企業間碳排放權共享協調策略研究

祝　靜，林金釵

(重慶理工大學 管理學院，重慶　400054)

供應鏈企業間碳排放權共享協調策略研究

祝靜，林金釵

(重慶理工大學 管理學院，重慶400054)

摘要：碳排放限制給企業運營帶來了新的挑戰，為實現供應鏈企業間碳排放權的共享協調使用，考慮由一個供應商和一個制造商組成的二級供應鏈，研究政府碳排放限額下的供應鏈企業碳排放權共享協調問題，并與無協調的情況進行比較。研究結果表明：當制造商共享碳配額后，若供應商不再被政府懲罰，碳排放權共享能提高供應鏈的績效。此時，與無協調的情況相比，需求量增加，供給價格降低，且供應商和制造商的收益都增加。

關鍵詞：碳排放權；供應鏈企業；共享協調；博弈

為應對全球碳排放過量所導致的溫室效應，從1997年的京都議定書到2009年的哥本哈根氣候大會，各國政府已提出一系列措施來減少碳排放[1]。作為最大的發展中國家，我國政府制定了一系列政策來擔負起節能減排的責任，例如《中華人民共和國可再生能源法》《中華人民共和國節約能源法》以及《中國應對氣候變化國家方案》等[2]。在這些政策中都提到應對企業碳排放進行限制，實施碳配額限制制度。碳配額限制肯定會影響到企業的生產，碳配額不足會對企業生產造成約束，而碳配額過剩會造成資源浪費。為此，2011年10月，國家發改委印發《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，批準在北京、上海、重慶和廣東等七省市開展碳交易試點工作[3]。但是現階段我國碳交易市場機制還不完善、不健全，不相關的企業間還很難進行碳交易。供應鏈企業間本身就具有商品買賣關系，在碳交易市場不健全的情況下，供應鏈企業間是否能進行碳排放權共享來實現碳排放權的有效配置呢？

從供應鏈的角度去研究企業碳減排，不僅是供應鏈的新研究點，也是研究企業減排的新視角。Benjaafar首次研究了碳排放限制對供應鏈運行的影響，其研究表明碳排放限制會對企業的生產運作以及供應鏈管理產生影響，并通過構建一系列模型，計算分析得到碳排放對供應鏈生產運作的影響規律[4]。為實現企業成本最小化，Diabat與DavidSimchi-Leviz在考慮碳配額限制的條件下，對供應鏈整體的碳排放進行優化，并進一步探討了碳配額限制對供應鏈結構的影響[5]。Hoen等將碳排放規則和碳排放成本作為約束條件，研究了二者對供應鏈運輸方式選擇的影響[6]。張靖江研究了單個排放依賴型生產商以及排放依賴型供應鏈的生產決策問題，在報童模型背景下，考慮由碳排放權供應商和碳排放依賴型生產商構成的簡單兩階段供應鏈，深入分析了供應鏈雙方的博弈過程，給出各方的最優決策以及給供應鏈帶來的整體利潤[7]。上述研究主要將碳排放當成約束，來進一步分析碳排放限制對供應鏈績效的影響。那么供應鏈企業是否可以就碳排放問題進行合作呢，對此有學者做了進一步研究。如王芹鵬等在考慮市場對低碳產品具有偏好的情況下，針對供應鏈企業之間的碳減排合作進行研究，分析了供應鏈上下游企業的減排投資行為，結果表明投資系數會影響供應鏈企業的策略選擇[8]。而謝鑫鵬等則從碳交易價格和碳配額分配機制的角度對供應鏈企業間的減排合作進行研究，且二者在減排和定價均合作時，供應鏈主體的利潤最大，供應鏈企業的減排效果最好[9]，上述研究沒有考慮政府強制減排策略對供應鏈合作減排的影響。一些學者進而研究了政府政策對供應鏈企業碳減排的影響，為追求最大化利潤，企業就會選擇進行最大化生產，這最終會造成碳排放量超標，而政府的碳配額分配政策會對減排效果產生影響。如王志強等認為只有當實施碳減排為企業帶來的收益大于企業的減排成本時，企業才會自愿實施減排，這部分收益包括政府補貼和社會認同度價值[10]。Du等將政府政策作為可變參數，引入公平偏好和社會總福利，研究了碳排放限制政策對排放權供需雙方運營的影響[11]。李友東等研究了政府補貼對供應鏈合作減排的影響，結果表明，政府要根據供應鏈博弈結構靈活運用政府碳減排補貼策略[12]。

總結上述文獻可發現，現有研究主要是關于微觀企業的碳減排，針對供應鏈企業間的減排策略，大部分是從碳交易及碳配額分配機制進行的，還有一部分是研究政府政策對企業碳減排的影響。為實現供應鏈企業低碳化，本文在相關文獻的研究基礎上，考慮政府的碳排放權限制政策，通過構建以制造商占主導、供應商跟隨的Stackelberg博弈模型，研究碳排放權協調對供應鏈企業績效的影響。

一、問題描述與模型假設

為實現碳減排的目的，政府對企業的碳排放量實施限額管理，當企業的碳排放量超過政府給予的配額時，政府會對超額部分進行罰款。例如，2013年北京就根據《北京市碳排放權交易試點配額核定方法(試行)》[13]，核定了重點排放單位的年度碳排放配額。雖然北京發改委已經允許碳配額過剩或不足的企業可以在登記后進行轉讓或交易，但在現實中，這種轉讓或交易是很難實現的。因為我國的碳交易市場還處于初級發展階段，市場機制尚未形成，業務不相關的企業進行碳交易的量很小，并且其對碳交易價格不能達成共識[14]。但是那些業務相關的企業，特別是供應鏈上下游企業之間的碳排放權轉讓就顯得簡單且常見。實施碳排放配額會對供應鏈企業產生影響，當一方碳配額不足，被政府罰款后，企業成本增加，其必然提高產品價格來增加收益。從主觀上來說，當供應商碳配額不足，而制造商有剩余的碳配額時，制造商可將剩余的碳配額轉讓給供應商使用，滿足供應商的碳排放需求，從而使供應商不被罰款。那么，在這種情況下，碳排放共享協調會對供應鏈產生什么影響呢？下面對此問題進行研究，先做如下假設。

假設1：制造商向供應商購買原材料q，可假設產品原材料和產品為一對一關系，也就是說數量為q的原材料可生產數量為q的成品。制造商的單位生產成本為c2，生產單位產品的碳排放量為t2。制造商的產品需求函數為q=a-bp，其中p為市場價格，q為市場需求量，a為市場容量參數，b為價格敏感系數。

假設2：供應商單位原材料的生產成本為c1，生產單位原材料的碳排放量為t1，供應商向制造商供應的原材料價格為w。

假設3：政府限定供應商的碳排放配額為m1，限定制造商的碳排放配額為m2，超過碳配額的單位碳排放罰款為g。一般而言，政府對企業碳排放實施配額管理后，會出現供應商與制造商碳配額均不足、均剩余、一方不足而另一方剩余這3種情況。顯然，當一方碳配額不足而另一方剩余時，雙方易達成碳排放的協同使用，因此本文重點關注一方碳配額不足而另一方有剩余的情況。同時，進一步假設制造商碳配額有剩余，而供應商碳配額不足，*因為制造商往往處于供應鏈核心地位，其在碳排放限制后，可通過一系列的技術改造，減少排放，并且對于相反的供應商碳配額剩余，而制造商碳配額不足的情況，讀者也可用下文的類似分析思路進行分析，在此就不累述。即t1q>m1，t2q

假設4：供應商與制造商之間的博弈順序為，供應商首先給出原材料供應價格w，隨后制造商決定原材料采購數量q，且二者都是風險中性的。

二、無協調下的供應鏈交易模型

(1)

Stt2q-m2<0

(2)

構建拉格朗日函數，則有

λ(t2q-m2)

(3)

模型最優解滿足如下條件：

(4)

t2q-m2<0

(5)

λ(t2q-m2)=0

(6)

根據式(4)、(5)、(6)，解得

(7)

對于供應商來說，超出政府配額的碳排放量會被政府罰款，罰款金額為(t1q-m1)g，此時，供應商利潤函數為wq-c1q-(t1q-m1)g，供應商最優價格決策可用如下模型P2來表述

P2maxwq-c1q-(t1q-m1)g

(8)

Stt1q-m1>0

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

三、碳排放權共享協調下的供應鏈交易模型

前文假設已指出，供應商的碳排放量超過政府限定的碳排放配額，而制造商的碳排放量小于政府限定的碳排放配額。在供應商出現碳配額不足的情況下，制造商將其未使用完的碳排放權轉讓給供應商使用，即供應鏈企業實施碳減排協調，且制造商轉讓的碳配額能夠滿足供應商的生產需求，使其不會被政府罰款，下面對此種情況進行分析。

P3maxwq-c1q

(14)

Stm1-t1q<0

(15)

t1q+t2q-m1-m2<0

(16)

(17)

(18)

解得供應商最優供給價格

四、模型比較分析

下面對無協調和碳排放共享協調下的結論進行比較分析，以得到進一步的管理意義。

接下來，分析制造商利潤變化情況，在無協調的情況下，制造商利潤為r，實施碳排放共享協調后，制造商利潤為r1，則

最后，分析供應商利潤變化情況，在無協調的情況下，供應商利潤為R，實施碳排放共享協調后，供應商利潤為R1，則供應商利潤變化情況為

R-R1=

當供應商企業實施碳減排協調，且這種協調使供應商擁有的碳排放配額大于其完成生產所需要的碳配額時，供應鏈企業擁有充足的碳配額進行生產，政府限定的碳排放配額已經不能影響供應鏈主體的行為，供應鏈主體按照市場需求決定其需求量和供給價格。與無協調的情況相比，供應鏈企業間交易數量增加，供給價格降低，供應商和制造商的利潤都有所增加，供應鏈績效提高，那么這種碳排放共享協調就是有意義的。

五、結束語

本文從供應商和制造商的生產關系出發，針對政府限定碳排放權配額后，供應鏈企業中供應商碳配額不足，而制造商碳配額有剩余的情況，運用博弈論的方法，對供應鏈企業間的碳排放進行協調。通過構建Stackelberg模型，比較實施碳減排協調前以及實施碳減排協調后，供應商供給價格、制造商需求量、以及供應商和制造商的利潤變化情況，結果表明，在實施碳減排協調后，制造商需求量增加，供應商供給價格降低，供應鏈主體利潤增加。這說明，在供應商碳配額不足，面臨被政府罰款的情況下，制造商將未使用完的碳配額轉讓給供應商使用，使供應商有充足的碳配額進行生產時，碳排放權的協調使用是有意義的。這為供應鏈企業進行碳減排提供了一種新的方式，也為我國實施碳減排提供了一定理論依據。

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(責任編輯許若茜)

收稿日期：2015-03-17

基金項目：國家自然科學基金項目“知識密集型服務外包中的知識共享激勵與知識資產爭端協調機制研究”(71301182)；國家自然科學基金項目“云環境下考慮用戶偏好的會計信息系統可信性動態評估模型研究”(71201179)；國家社會科學基金項目“我國重點區域大氣污染協同治理模型研究”(14BGL100)；重慶市自然科學基金項目“OEM-OBM并行運作時自主產品定價和生產能力優化模型及協調機制研究”(cstc2013jcyjA0998)；重慶理工大學研究生創新基金(YCX2014246)

作者簡介：祝靜(1989—)，女，河南三門峽人，碩士研究生，研究方向：物流與供應鏈管理；林金釵(1987—)，女，碩士研究生，研究方向：物流與供應鏈管理。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2015.08.008

中圖分類號：X820

文獻標識碼：A

文章編號：1674-8425(2015)08-0049-05

ResearchonSharingandCoordinationStrategyof
CarbonEmissionsinSupplyChainEnterprises

ZHUJing,LINJin-chai

(CollegeofManagement,ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400054,China)

Abstract:Carbon emissions limits bring new challenge to enterprises,in order to achieve the sharing of carbon emission rights between enterprises of supply chain,the sharing and coordination of carbon emission permits under the carbon emissions targets of government was discussed with considering the two stage supply chain,which is consisted of a single supplier and a single manufacturer,and we further compared the result with the condition of no coordination. The research results show that when manufacturer shared carbon quotas,if the supplier is no longer punished by government,the sharing of carbon emissions rights can improve the performance of supply chain. At this point,compared with no coordination,the demand increased,the supply price reduces and the profits of supplier and manufacturer both increase.

Key words:carbon emission permits; supply chain enterprises; sharing and coordination; game

引用格式：祝靜，林金釵.供應鏈企業間碳排放權共享協調策略研究[J].重慶理工大學學報:社會科學，2015(8):49-53.

Citationformat：ZHUJing,LINJin-chai.ResearchonSharingandCoordinationStrategyofCarbonEmissionsinSupplyChainEnterprises[J].JournalofChongqingUniversityofTechnology:SocialScience，2015(8):49-53.