碳排放權交易機制下的低碳供應鏈決策模型分析

祝凌燕

摘 要：碳排放權交易機制，在閉環供應鏈中加入了碳元素，改變了閉環供應鏈的結構，影響了節點企業的利潤。制造商和零售商均積極進行技術改造、增加廢舊產品的回收再制造，實現設定的減排目標，通過交易方式出售剩余的碳配額，增加企業利潤。兩者利潤函數由新產品的利潤、回收廢舊產品利潤和為碳排放權交易利潤或成本三個部分構成。

關鍵詞：低碳供應鏈;碳排放權;利潤函數

面對日益嚴重的環境問題，傳統的環境政策存在一些無法克服的缺點，減排效果較差。建立碳排放權交易市場，用市場化手段解決問題，受到國際社會廣泛關注，并在多個國家和地區得以嘗試，取得良好

效果。

1 碳排放權交易機制

1.1 內涵界定

據世界銀行測算，到2020年全球碳排放權交易將成為第一大能源交易市場，而中國將成為全球碳排放交易第一大市場。因此建設全國統一碳排放權交易市場，利用市場機制控制和減少溫室氣體排放，推動綠色低碳經濟發展，是落實國際減排承諾的重要政策工具。碳排放權交易機制是一種配額交易機制，政府控制總量，免費向企業發放碳排放權配額，要求企業對碳排放量實行總量管理和減排，對超出排放量設立處罰標準。在碳排放交易機制下，企業通過低碳技術改造、優化產品生產等多種方式自主減排，或直接從市場購買配額抵消超額排放量，達到減排成本最低化。

1.2 研究現狀

碳排放權交易機制的研究主要集中于初始分配研究和碳交易價格研究。（1）初始分配研究。碳配額的分配是碳排放權交易的核心環節。王文舉、李峰研究了基于市場機制完善的歐盟碳排放權初始分配制度改革舉措和改革方案，認為我國推進統一的碳排放權交易市場建設，應健全碳排放權初始分配制度，制定合理的碳排放權分配方式[1]。趙文會等基于Cournot模型對電力行業初始碳排放權分配策略進行了研究，分析結果表明，在嚴格配額分配的基礎上，減少碳排放量的同時能更好地保護企業低碳生產的積極性，促進低碳技術改造[2]。（2）碳交易價格研究。馬秋卓等對碳配額交易體系下企業低碳產品定價及最優碳排放策略進行了研究[3]。陳欣等對碳交易價格的驅動因素與結構性斷點進行了研究，并基于中國七個碳交易試點進行了實證分析[4]。

綜上所述，對于碳排放權交易的研究大多側重于政策方面，將碳排放權交易引入閉環供應鏈的研究較少。要達成未來的減排目標，實現經濟的低碳增長，政府和企業必須共同努力，而企業需從低碳供應鏈的視角控制碳排放。因此本文的研究一方面能夠進一步豐富完善閉環供應鏈的理論，為低碳經濟下閉環供應鏈的理論研究提供新的視角;另一方面，可以促進企業實施低碳閉環供應鏈，提升 “綠色”形象，進而有助于國家碳減排目標的實現。

2 碳排放權交易機制下的低碳供應鏈結構

閉環供應鏈通過產品的回收再利用減少資源的浪費和降低企業成本。消費者對產品碳排放的關注為產品融入了低碳的屬性。碳排放權成為一種資源后，供應鏈中出現了一些與碳減排相關的新主體和新的經濟關系，節點企業為降低碳排放量，也會增加一些減排的投入，這使得閉環供應鏈的結構設計發生了變化。本文基于一個制造商和一個零售商對碳排放權交易機制下的低碳供應鏈結構進行了設計（圖1）。

3 碳排放權交易機制下的低碳供應鏈決策模型

碳排放權交易不僅影響了低碳供應鏈的結構，還使得節點企業的利潤不僅與產品交易有關，還受到碳交易的影響。

3.1 參數設定

P：低碳產品在最終市場的零售價格;

Pr：零售商回收廢舊產品的價格;

ω：制造商給零售商低碳產品的批發價格;

Cm：低碳新產品的邊際生產成本;

Cr：低碳回收產品的邊際再造成本;

Pmr：制造商支付給零售商的回收價格;

Q：市場低碳產品的總需求量;

Qr：零售商對廢舊品的回收量;

Em：制造商的碳排放量;

Er： 零售商的碳排放量;

Gm：制造商為節能減排投入的成本;

Gr：零售商為節能減排投入的成本;

Fm： 政府給制造商的免費碳排放初始配額;

Fr： 政府給零售商的免費碳排放初始配額;

Pe：單位碳交易價格;

Пm：制造商的利潤;

Пr：零售商的利潤;

3.2 碳排放權交易機制下的低碳供應鏈決策模型

在閉環供應鏈中，通過回收再制造廢舊產品制造商獲得比新產品制造更多的產品利潤。在碳排放權交易機制下，制造商基于減排壓力，積極進行技術改造，減少碳排放量，以期參與碳排放權交易，減少碳排放成本獲得更多利潤。因此制造商的利潤不僅來源于批發給零售商的產品利潤，還受到其參與的碳排放權交易的影響。2018年，試點城市的碳交易成績矚目，眾多企業節能減排降低碳排放量的成效顯著，開展綠色發展、綠色變革，把結余的碳排放指標在碳市場出售，獲得的收益進一步用于企業節能改造。

制造商的利潤函數為：

Пm=（ω-Cm）（Q-Qr）+（ω-Cr-Pmr）Qr-Gm-Pe（Em-Fm）（3-1）

在上述利潤函數中，（ω-Cm）（Q-Qr）為新產品的利潤，（ω-Cr-Pmr）Qr為回收廢舊產品利潤，Pe（Em-Fm）為碳排放權交易利潤或成本。當Em-Fm>0，說明制造商的碳排放量大于政府免費給予的初始配額，制造商需要參與碳交易市場購買碳排放量。當Em-Fm<0，說明制造商的碳排放量小于政府免費給予的初始配額，制造商可以參與碳交易市場出售多余的碳排放量，獲取碳收益。在碳減排壓力和經濟效益的驅使下，制造商會投入成本積極進行節能減排，使企業的碳排放量控制在所具有的碳配額范圍內。

零售商的利潤函數為：

Пr=（P-ω）（Q-Qr）+（Pmr- Pr）Qr-Gr-Pe（Er- Fr）

（3-2）

在上述利潤函數中，（P-ω）（Q-Qr）為零售商新產品的利潤，（Pmr- Pr）Qr為回收廢舊產品的利潤，Pe（Er- Fr）為碳排放權交易利潤或成本。當Er- Fr >0，說明零售商的碳排放量大于政府免費給予的初始配額，零售商需要參與碳交易市場購買碳排放量。當Er- Fr<0，說明零售商的碳排放量小于政府免費給予的初始配額，零售商可以參與碳交易市場出售多余的碳排放量，獲取碳收益。

4 結論

隨著全球對氣候變化逐漸重視，企業受到政府與民眾的壓力逐漸增大，但由于缺乏足夠的經濟激勵，企業減排的正外部性無法實現經濟收益，難以實現自主自愿減排。在碳排放權交易機制下，低碳和企業利潤之間相輔相成，互相促進。碳排放權交易機制，在閉環供應鏈中加入了碳元素，改變了閉環供應鏈的結構，影響了節點企業的利潤。制造商和零售商均積極進行技術改造、增加廢舊產品的回收再制造，實現設定的減排目標，通過交易方式出售剩余的碳配額，增加企業利潤。

參考文獻：

[1]王文舉，李峰.碳排放權初始分配制度的歐盟鏡鑒與引申[J].改革，2016（07）：65-76.

[2]趙文會，高姣倩，宋亞君.基于Cournot模型的電力行業初始碳排放權分配策略研究[J].軟科學，2017，31（01）：76-80.

[3]馬秋卓，宋海清，陳功玉.碳配額交易體系下企業低碳產品定價及最優碳排放策略[J].管理工程學報，2014，28（02）：127-136.

[4]陳欣，劉明，劉延.碳交易價格的驅動因素與結構性斷點——基于中國七個碳交易試點的實證研究[J].經濟問題，2016（11）：29-35.