碳交易風(fēng)險(xiǎn)下供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納決策框架研究

丁志剛++蔡小哩++鄒非凡

摘 要：由于碳交易市場(chǎng)中碳交易價(jià)格存在較大波動(dòng)，供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納投資面臨收益不確定風(fēng)險(xiǎn)，考慮供應(yīng)鏈內(nèi)部成員間的競(jìng)爭(zhēng)等特征，提出實(shí)物期權(quán)與博弈理論相結(jié)合的期權(quán)博弈決策框架，該決策框架為供應(yīng)鏈企業(yè)采納低碳技術(shù)提供了科學(xué)決策的方法論。

關(guān)鍵詞：期權(quán)博弈；供應(yīng)鏈；低碳技術(shù)；采納決策

0 引言

作為能源消耗和碳排放的大國(guó)，我國(guó)已經(jīng)在2011年正式啟動(dòng)了碳交易試點(diǎn)，政府期望利用市場(chǎng)機(jī)制激勵(lì)此類碳排放重點(diǎn)部門研發(fā)和采納低碳減排技術(shù)，破解資源環(huán)境約束難題。碳交易政策已逐漸成為推動(dòng)企業(yè)減排的重要手段，已顯著改變企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本和收益構(gòu)成，對(duì)企業(yè)投資決策產(chǎn)生重要影響。企業(yè)投資采納低碳技術(shù)要綜合考慮減排效率和低碳產(chǎn)品銷售效果，需要供應(yīng)鏈上下游企業(yè)聯(lián)合起來協(xié)同決策。在碳交易政策下，供應(yīng)鏈企業(yè)采納低碳技術(shù)的收益受到很多因素影響，比如碳價(jià)格波動(dòng)、消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)、供應(yīng)鏈企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，從而面臨投資決策壓力。由于碳交易政策在國(guó)內(nèi)剛起步實(shí)施，碳交易價(jià)格波動(dòng)劇烈，消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的偏好也不明朗，企業(yè)采納低碳技術(shù)面臨巨大的不確定風(fēng)險(xiǎn)。不確定風(fēng)險(xiǎn)會(huì)推遲企業(yè)采納低碳技術(shù)的意愿，對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，如何評(píng)估碳交易政策帶來的不確定風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)供應(yīng)鏈協(xié)同合作，成為企業(yè)低碳技術(shù)采納決策亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。

1 碳交易風(fēng)險(xiǎn)對(duì)企業(yè)低碳技術(shù)采納決策的影響

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）在研究報(bào)告中強(qiáng)調(diào)，技術(shù)是解決環(huán)境問題的決定因素，超過其他所有驅(qū)動(dòng)因素加總。隨著碳交易政策的推廣實(shí)施和低碳經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，低碳技術(shù)已成為企業(yè)重要的投資領(lǐng)域，低碳技術(shù)投資與采納決策也成為了新興的研究領(lǐng)域。在碳交易政策下，影響供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納收益的風(fēng)險(xiǎn)主要有兩個(gè)方面：一是來自供應(yīng)鏈外部的市場(chǎng)不確定風(fēng)險(xiǎn)，二是來自供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)。

碳交易市場(chǎng)對(duì)低碳技術(shù)投資決策產(chǎn)生重要影響，主要原因是碳交易市場(chǎng)中碳排放權(quán)價(jià)格的波動(dòng)會(huì)影響低碳技術(shù)采納的收益水平。企業(yè)采納低碳技術(shù)獲得的碳減排量，其價(jià)值與碳交易市場(chǎng)中碳交易價(jià)格息息相關(guān)。碳交易市場(chǎng)與普通市場(chǎng)一樣，有市場(chǎng)價(jià)格（碳排放權(quán)交易價(jià)格）信號(hào)對(duì)資源進(jìn)行分配，但受到碳限額分配制度的影響較大，同時(shí)也受到石油、天然氣、煤炭和電力價(jià)格以及大氣溫度、股票市場(chǎng)等因素影響，導(dǎo)致碳價(jià)格的非線性特征十分明顯。如果碳排放權(quán)價(jià)格波動(dòng)巨大，企業(yè)不能客觀評(píng)估投資價(jià)值，會(huì)認(rèn)為采納低碳技術(shù)的收益沒辦法保障，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)普遍推遲采納低碳技術(shù)。

供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)存在不同的地位，除了考慮低碳技術(shù)自身和產(chǎn)品市場(chǎng)的不確定性因素之外，供應(yīng)鏈企業(yè)采納低碳技術(shù)還要考慮收益在企業(yè)間的分配。一般情況下，制造商比零售商減排效率高，所以低碳技術(shù)采納投資主要在制造商負(fù)責(zé)實(shí)施。在低碳產(chǎn)品銷售中，零售商低碳促銷投資對(duì)消費(fèi)者影響更大。因此，制造商與零售商各有所長(zhǎng)，存在能力互補(bǔ)性。如果一方投資，而另一方不參與投資，則存在搭便車現(xiàn)象，也不利于整體優(yōu)化。因此，供應(yīng)鏈協(xié)同決策是獲得供應(yīng)鏈整體優(yōu)化的前提保障。然而，協(xié)同決策獲得的溢出收益如何分配，將取決于供應(yīng)鏈企業(yè)的主導(dǎo)地位和各自的討價(jià)還價(jià)能力。

2 基于期權(quán)博弈的供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納決策框架

實(shí)物期權(quán)理論是投資決策研究中應(yīng)用較為廣泛的基礎(chǔ)理論之一，相比傳統(tǒng)的投資理論，如凈現(xiàn)值法、回收期法、內(nèi)部收益率法等，實(shí)物期權(quán)理論對(duì)投資活動(dòng)的不可逆性、不確定性及時(shí)機(jī)選擇等問題的研究更具有適用性。Dixit和Pindyck成功運(yùn)用實(shí)物期權(quán)理論對(duì)投資的不可逆性、投資回報(bào)不確定和投資時(shí)機(jī)的可延遲性開展研究。

期權(quán)博弈理論與方法主要解決供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納投資價(jià)值最大化以及最佳采納時(shí)機(jī)的問題，期權(quán)博弈決策框架包括決策背景描述、問題假設(shè)和變量設(shè)置；運(yùn)用數(shù)學(xué)模型評(píng)估低碳技術(shù)采納投資收益不確定的一般實(shí)物期權(quán)價(jià)值；建立供應(yīng)鏈成員的收益函數(shù)并推導(dǎo)供應(yīng)鏈博弈均衡解；確定最優(yōu)采納門檻（碳價(jià)水平）和低碳技術(shù)采納水平；給出低碳技術(shù)采納決策建議等5個(gè)步驟。

第一步，供應(yīng)鏈低碳技術(shù)采納的環(huán)境描述與模型假設(shè)。首先描述供應(yīng)鏈的組成結(jié)構(gòu)和主導(dǎo)者，以及宏觀政策和市場(chǎng)條件，此外，還需要給出企業(yè)低碳技術(shù)采納的參數(shù)設(shè)置，比如低碳技術(shù)采納中的碳減排率、碳交易價(jià)格、銷售收入等諸多變量。

第二步，低碳技術(shù)采納收益不確定性的價(jià)值評(píng)估。由于碳交易價(jià)格隨機(jī)波動(dòng)，假設(shè)碳價(jià)格服從某種隨機(jī)分布且低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)需求與低碳技術(shù)水平以及低碳促銷水平具有某種函數(shù)關(guān)系，建立包括低碳產(chǎn)品銷售收入、碳交易收益、產(chǎn)品制造成本、低碳技術(shù)采納成本以及低碳促銷成本等部分組成的供應(yīng)鏈低碳技術(shù)采納期望收益函數(shù)模型，即一般期權(quán)價(jià)值模型。

第三步，建立供應(yīng)鏈各成員的投資收益函數(shù)并推導(dǎo)博弈的均衡解。根據(jù)碳價(jià)服從的隨機(jī)分布，建立基于實(shí)物期權(quán)的供應(yīng)鏈各成員企業(yè)低碳技術(shù)采納收益函數(shù)，在此基礎(chǔ)上著重討論供應(yīng)鏈企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系對(duì)采納決策的影響。若事先沒有給定誰是領(lǐng)導(dǎo)者，誰是追隨者，對(duì)于由由制造商和零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈而言，存在兩種競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果：制造商主導(dǎo)和零售商主導(dǎo)。根據(jù)這兩種情境，以供應(yīng)鏈契約為主要協(xié)調(diào)手段，分別構(gòu)建碳交易政策下制造商主導(dǎo)和零售商主導(dǎo)低碳投資的Stackelberg博弈模型，并推導(dǎo)出均衡解。

第四步，分析最優(yōu)投資門檻和低碳技術(shù)采納水平。在制造商主導(dǎo)情形下，由于低碳產(chǎn)品需求受零售商的促銷努力影響，制造商需考慮如何制定契約激勵(lì)零售商提高低碳促銷投資水平并實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，契約內(nèi)容將約定制造商低碳技術(shù)采納水平、零售商對(duì)低碳產(chǎn)品的促銷水平以及碳排放權(quán)收益分成比例，構(gòu)建供應(yīng)鏈企業(yè)收益函數(shù)模型，求解推導(dǎo)過程應(yīng)先由制造商決定低碳技術(shù)水平和碳排放權(quán)收益分成比例，再由零售商決定促銷水平。在零售商主導(dǎo)情形下，由于生產(chǎn)低碳產(chǎn)品需要制造商采納低碳技術(shù)，零售商則需考慮激勵(lì)上游制造商提早采納低碳技術(shù)的契約手段。假設(shè)模型以零售商低碳促銷水平、制造商低碳技術(shù)采納水平和碳排放權(quán)收益分成比例為決策變量，以供應(yīng)鏈企業(yè)收益為目標(biāo)函數(shù)，模型的博弈均衡推導(dǎo)應(yīng)先由零售商決定促銷水平和碳排放權(quán)收益分成比例，再由制造商決定低碳技術(shù)水平。

第五步，低碳技術(shù)采納投資優(yōu)化策略與建議。利用已建立的模型，推導(dǎo)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的最大期權(quán)價(jià)值和最優(yōu)采納時(shí)機(jī)，驗(yàn)證已建模型的有效性。進(jìn)行敏感性分析，得出碳價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)水平和消費(fèi)者低碳偏好程度與低碳技術(shù)采納時(shí)機(jī)和期望總收益的關(guān)系，總結(jié)其管理含義，為優(yōu)化低碳技術(shù)采納投資提供參考。

3 結(jié)語

在碳交易政策下，供應(yīng)鏈企業(yè)采納低碳技術(shù)的投資風(fēng)險(xiǎn)主要包括兩個(gè)：一是由于碳交易市場(chǎng)中碳交易價(jià)格波動(dòng)帶來的投資收益不確定性；二是低碳技術(shù)減排效果不確定性對(duì)于企業(yè)投資收益的影響。不確定性因素會(huì)導(dǎo)致投資決策的延遲，因此，供應(yīng)鏈企業(yè)在低碳技術(shù)采納投資決策中要考慮到不確定性因素對(duì)于投資決策產(chǎn)生的影響。另一方面，供應(yīng)鏈企業(yè)間存在競(jìng)爭(zhēng)合作關(guān)系，企業(yè)采納低碳技術(shù)時(shí)需要上下游企業(yè)協(xié)同合作，在面對(duì)收益分配時(shí)會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，需要評(píng)估競(jìng)爭(zhēng)與合作產(chǎn)生的收益，以及合理的協(xié)調(diào)契約。碳價(jià)格波動(dòng)使得低碳技術(shù)采納投資蘊(yùn)含期權(quán)價(jià)值，而供應(yīng)鏈企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)情形包含博弈成分，因此，在同時(shí)考慮碳交易風(fēng)險(xiǎn)因素與供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)情形下，非常適合運(yùn)用實(shí)物期權(quán)與博弈理論來解決收益不確定性以及競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)下供應(yīng)鏈企業(yè)低碳技術(shù)采納投資決策優(yōu)化問題。

基金項(xiàng)目：紹興市哲社科規(guī)劃重點(diǎn)課題（135090，135092）；國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（201510349013）；浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃暨新苗人才計(jì)劃（2015R428021）；紹興文理學(xué)院科研啟動(dòng)項(xiàng)目（20155023）。