基于碳交易政策考慮CSR和消費者低碳偏好的低碳供應鏈決策

0 引 言

隨著經濟的快速發展，溫室氣體排放導致全球變暖引起了人們的廣泛關注，“雙碳目標”被提出，國家通過碳交易方式引導企業減排。低碳供應鏈強調在供應鏈運作決策中將碳排放作為目標或者約束，為實現“雙碳目標”，低碳供應鏈企業根據自身的技術和能源結構等因素進行碳減排技術的投入或者碳交易，例如技術改造、新能源使用、工藝創新和參與碳交易。與此同時，消費者在購買產品時傾向于低碳產品，企業為了樹立良好的低碳形象，選擇承擔企業社會責任并自主投入碳減排技術，實現低碳供應鏈的可持續發展。因此，考慮承擔企業社會責任和消費者低碳偏好對低碳供應鏈碳減排和定價決策具有重要的理論和實踐意義。

國內外學者對低碳供應鏈碳減排和定價決策問題展開深入的研究。Xia等分析了生產低碳產品和普通產品兩種模式下碳交易對低碳供應鏈的零售價格、碳減排決策的影響；王珊珊等[1]基于是否采用碳減排技術構建四種情境下的收益模型，探討了供應鏈投資碳減排技術的均衡策略。以上文獻都是考慮低碳供應鏈投入碳減排技術對供應鏈減排量和定價決策的影響，隨著碳配額與碳交易政策的提出，研究學者考慮了碳交易政策下低碳供應鏈的決策問題。Benjaafar基于碳配額與碳交易政策，構建了考慮碳排放成本的供應鏈減排決策模型，討論了政府的碳配額和碳交易價格對低碳供應鏈碳排放和定價決策的影響。楊磊等[2]考慮了在碳配額與碳交易背景下，構建不同渠道、結構下的供應鏈分銷模型，采用逆向歸納法解決不同渠道、結構下企業競爭的最優定價與減排技術投資策略。

隨著企業碳減排投入和消費者對低碳偏好的增加，企業為了樹立良好的形象、獲得更高的利潤而選擇考慮企業社會責任，自主投入碳減排技術。企業社會責任是指企業在考慮自身利潤的同時，還需要承擔對環境、社會的責任。近年來，有學者開始將企業的社會責任和供應鏈研究相結合，研究企業社會責任對供應鏈的影響。Panda等從制造商和零售商方面考慮CSR，利用消費者剩余指標衡量CSR，研究結果表明CSR對供應鏈企業的定價決策有一定的影響。Song等考慮政府補貼和CSR對供應鏈的影響，結果表明企業社會責任可以擴大需求。此外，隨著研究學者對企業社會責任和供應鏈的研究更加深入，有部分學者開始研究企業社會責任對供應鏈中碳減排決策的影響。Tong Shu基于碳配額與碳交易政策，研究了企業社會責任和碳減排約束對供應鏈回收和再制造決策的影響，結果表明企業社會責任可以提高回收積極性和減少產品碳排放量。林志炳等[3]研究制造商和零售商，均考慮了企業社會責任對供應鏈定價與策略的影響，考慮了政府補貼情況下，企業社會責任對供應鏈決策的影響。林歡[4]從企業社會責任視角，構建了具有企業社會責任感的效用函數，分析了CSR對各成員的利潤和環境的影響。

綜上所述，以上文獻分別研究了低碳供應鏈減排決策和供應鏈成員考慮企業社會責任對供應鏈的影響，但是都忽略了低碳供應鏈在參與碳交易背景下，考慮企業社會責任和消費者低碳偏好對供應鏈定價和減排決策的影響。因此，本文在碳配額與碳交易機制下，構建了一個由制造商、零售商和具有低碳偏好的消費者組成的二級低碳供應鏈，研究分析了考慮投入企業社會責任、消費者低碳偏好對低碳供應鏈定價和減排決策的影響，并通過算例分析驗證模型的有效性，分析了企業社會責任的最優程度范圍，為低碳供應鏈投入碳減排技術和考慮企業社會責任提供了理論支持。

1 問題描述與符號假設

1.1 問題描述

本文中由單一制造商、單一零售商和消費者構成的二級低碳供應鏈，制造商作為主導者，確定低碳產品的批發價格、企業社會責任程度和碳減排技術投入，將低碳產品按批發價格銷售給零售商，并且參與碳交易；零售商為追隨者，確定低碳產品的零售價格后銷售給消費者，制造商和零售商均以實現自身的利潤最大化為目標。低碳供應鏈中制造商和零售商的信息完全對稱，市場能夠完全出清。

1.2 符號說明

μ：消費者對產品的價格敏感系數。

d：市場對低碳產品的潛在需求。

p：低碳產品單位零售價格。

λ：消費者對低碳產品碳減排的敏感系數（消費者的環保意識）。

e0：低碳產品原始碳排放量。

e：制造商投入碳減排技術后的碳減排量，反映了制造商的碳減排技術投入程度。

β：制造商碳減排技術的投入成本系數。

w：低碳產品的批發價格。

c：制造商生產低碳產品的單位成本。

k：制造企業的社會責任程度。

Q：政府分配給制造商的碳配額。

Pc：每單位碳交易價格。

1.3 基本假設

假設1：假設消費者對產品的估值符合v～U[0，1]，消費者密度為1。消費者購買低碳產品的效用函數為

消費者購買產品的條件滿足U＞0，得出需求函數為

假設2：碳排放只產生于生產環節，制造商為了減少低碳產品的碳排放，需要投入碳減排技術來實現碳減排。參考學者研究，假設碳減排成本與碳減排量呈二次關系，碳減排成本函數

假設3：在碳限額交易政策下，政府規定制造商的碳交易限額為外生變量，碳交易市場上的碳交易價格為常數，Pc（Q-（e0-e）D）表示碳交易過程中的收益或成本。

2 模型的構建及求解

2.1 制造商不考慮CSR供應鏈決策

在該模型中，制造商不考慮企業社會責任。公式如下：

定理1：在不考慮協調的情況下，制造商不考慮企業社會責任時產品的最優批發價格、最優零售價格、最優碳減排水平、最優需求量、制造商的利潤、零售商的利潤分別為

制造商和零售商的利潤函數為

2.2 制造商考慮CSR供應鏈決策

在該情況下，制造商開始考慮企業社會責任，主要體現在對環境和消費者的責任。此時k≠0，且k∈[0，1]。

定理2：根據逆向求解法，可以得出考慮企業社會責任模型中供應鏈的均衡解。

2.3 結果對比

根據上述兩種模型的最優決策變量進行對比分析，目的在于分析制造商考慮企業的社會責任程度對供應鏈成員的定價決策、碳減排量、利潤的影響。

2.3.1 碳減排量

命題2說明當企業的社會責任程度較低時，制造商考慮企業社會責任時的碳減排量小于不考慮企業社會責任時，此時制造商選擇不考慮企業社會責任。隨著社會責任程度的增加，制造商在考慮企業社會責任時碳減排量在增加。

2.3.2 零售價格

命題3說明當企業的社會責任程度較低時，制造商考慮企業社會責任的商品零售價格高于不考慮企業社會責任的商品零售價格，此時，制造商不愿考慮企業社會責任。當企業社會責任在[B，A]區間內，此時制造商考慮企業社會責任時的商品零售價格低于不考慮企業社會責任時，此時，制造商愿意考慮企業社會責任。

2.3.3 制造商的利潤

命題4說明，若制造商考慮企業社會責任程度較低時，當k達到E時，制造商考慮企業社會責任時的利潤大于未考慮企業社會責任時，此時制造商才會愿意考慮企業社會責任。

2.3.4 零售商的利潤

命題5說明，當考慮企業社會責任程度較低時，企業不考慮企業社會責任時零售商的利潤大于考慮企業社會責任時，此時企業將不考慮企業社會責任。這是因為當企業考慮社會責任程度低時，考慮企業社會責任帶來的收益不足以抵消成本，所以此時將不考慮企業社會責任。當企業社會責任程度較大時，考慮企業社會責任零售商的利潤較高，此時企業愿意考慮企業社會責任。

3 數值分析

為了進一步對上述最優決策結果進行研究，本文利用MATLAB進行算例分析。為了保證研究在可行性范圍內，參考相關文獻的研究，并對參數賦值。Pc=1.97，e0=0.464，λ=0.405。

3.1 碳減排量

從圖1可以看出，碳減排量隨著企業社會責任程度的增加而減小，隨著消費者碳減排敏感系數的增加而降低。

圖1 碳減排量決策與投入CSR程度和消費者低碳偏好關系

對比兩種模型，當k值較小時，制造商不考慮企業社會責任時的碳減排量大；隨著k值增大，制造商考慮企業社會責任時的碳減排量大。

3.2 最優零售價格和需求分析

圖2表明低碳產品的零售價格會隨著企業社會責任程度k和消費者碳敏感系數的增加而增加。當k在一定值域時，考慮企業社會責任的零售價格低于未考慮企業社會責任時。

圖3表示低碳產品需求量和企業考慮社會責任程度k、消費者碳敏感系數成正比，當企業社會責任程度和消費者碳敏感系數增加時，低碳產品需求也會隨之增加；且當k取值較大時，企業考慮投入社會責任決策的低碳產品需求量要大于未考慮企業社會責任時。

圖3 低碳商品需求量決策

當制造商考慮企業社會責任程度在一定值域內時，雖然制造商投入碳減排技術水平會增加產品的成本，但是投入企業社會責任帶來的商譽效應和碳交易帶來的收益可以抵消投入成本；并且隨著消費者對低碳產品偏好的增加，低碳產品的需求也會增加，此時低碳產品的需求量增加，商品可以以較低的零售價格出售，并且消費者愿意購買商品。

3.3 最優利潤決策分析

由圖4可以看出，制造商和零售商的利潤隨著企業社會責任程度的增加先減少后增加，隨著消費者低碳偏好的增加而增加。當k值較小時，制造商未考慮企業社會責任時制造商和零售商的利潤較大，當k值逐漸增大時，制造商和零售商在考慮企業社會責任后利潤較大。說明消費者低碳偏好增加可以提高制造商和零售商的利潤；當制造商考慮企業社會責任大于一定值時可以增加制造商和零售商的利潤。

圖4 制造商和零售商利潤決策

4 結 論

為實現“雙碳目標”，低碳供應鏈碳減排工作刻不容緩，在投入碳減排技術和參加碳交易的同時，低碳供應鏈也提高了企業的社會責任，企業在考慮自身利益的同時考慮到對社會和環境的影響。從結果分析可以得到以下結論：首先，當制造商考慮投入企業的社會責任程度大于一定值時，制造商考慮投入企業社會責任時的碳減排量大于未考慮時，而零售價格則低于未考慮時的價格；其次，企業社會責任和消費者碳敏感系數會共同影響著低碳供應鏈決策。當企業社會責任和消費者碳敏感系數增加時，提高低碳產品價格的同時也會帶來商品需求量的增加，供應鏈中制造商和零售商的利潤也會增加。