碳標(biāo)簽制度下三級(jí)供應(yīng)鏈定價(jià)與碳排放決策研究

尚錢龍，張?jiān)曝S，龔本剛，程永宏

(安徽工程大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

所謂碳標(biāo)簽(Carbon labels)制度，就是將產(chǎn)品從原材料采購(gòu)到生產(chǎn)制造，再到運(yùn)輸儲(chǔ)存，直至最后廢棄回收全過程中排放的溫室氣體用產(chǎn)品標(biāo)簽的形式標(biāo)示出來(lái)，以告知消費(fèi)者產(chǎn)品整個(gè)生命周期中碳排放信息[1]。實(shí)施碳標(biāo)簽制度的意圖在于利用給產(chǎn)品標(biāo)注碳排放信息的方式來(lái)引導(dǎo)消費(fèi)者在消費(fèi)時(shí)更加理性地選擇低碳產(chǎn)品，從而達(dá)到減少溫室氣體排放，減緩全球氣候變暖的目的[2]。政府在減少碳排放方面發(fā)揮著重要作用，許多國(guó)家和地區(qū)先后制定了長(zhǎng)期的減排目標(biāo)。

學(xué)術(shù)界也對(duì)碳標(biāo)簽制度進(jìn)行了深入而廣泛的研究，并取得了比較豐碩的成果。有對(duì)碳足跡的測(cè)量進(jìn)行分析。如Liu等[3]研究了企業(yè)產(chǎn)品碳足跡的量化方法，并在車間內(nèi)提供碳排放數(shù)據(jù)以用于未來(lái)生命周期的產(chǎn)品碳標(biāo)簽的問題；Liu等[4]分析了碳標(biāo)簽概念的演變過程以及碳標(biāo)簽的不同測(cè)量方法和標(biāo)準(zhǔn)，考慮了在不同國(guó)家、地區(qū)實(shí)施碳標(biāo)簽以及碳標(biāo)簽計(jì)劃的潛在影響；徐興等[5]建立產(chǎn)品生命周期時(shí)間維的冷鏈碳足跡模型，給出單位時(shí)間內(nèi)冷鏈工位碳足跡量化的準(zhǔn)確方法。也有討論碳標(biāo)簽對(duì)消費(fèi)者需求的影響，如帥傳敏等[6]對(duì)不同類型消費(fèi)群體對(duì)貼有碳標(biāo)簽的低碳產(chǎn)品的支付意愿展開差異分析，結(jié)果顯示不同類型消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的支付意愿存在明顯差異；Upham等[7]通過實(shí)驗(yàn)研究英國(guó)公民對(duì)碳標(biāo)簽的認(rèn)知，發(fā)現(xiàn)一年內(nèi)每周采購(gòu)40件低碳產(chǎn)品可降低10%的碳排放量；Plambeck[8]指出企業(yè)披露產(chǎn)品碳排放量等相關(guān)環(huán)境信息能增加消費(fèi)者對(duì)企業(yè)的信任度，從而提高產(chǎn)品市場(chǎng)份額。

近年來(lái)，學(xué)者們更多關(guān)注碳標(biāo)簽制度對(duì)制造商生產(chǎn)決策的影響，如程永宏等[9]發(fā)現(xiàn)實(shí)施碳標(biāo)簽制度下的產(chǎn)品碳排放和市場(chǎng)價(jià)格與消費(fèi)者的環(huán)境意識(shí)水平、初始排碳量及供應(yīng)鏈決策方式等相關(guān)；吳林海等[10]以食品企業(yè)為例，應(yīng)用結(jié)構(gòu)方程模型研究碳標(biāo)簽食品生產(chǎn)決策的主要影響因素；張庭溢等[11]認(rèn)為單純的碳標(biāo)簽政策雖然對(duì)于有效降低單位產(chǎn)品的碳排放有顯著作用，但是對(duì)于碳排放總量的影響卻存在不確定性，應(yīng)把碳標(biāo)簽政策與碳排放總量控制相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)單位產(chǎn)品碳排放和碳排放總量的下降；Cheng等[12]研究指出，碳標(biāo)簽方案可以顯著降低整個(gè)供應(yīng)鏈的碳排放，并對(duì)制造商和零售商的利潤(rùn)產(chǎn)生初步的負(fù)面影響，但從中長(zhǎng)期來(lái)看，制造商和零售商仍然可以通過持續(xù)投資低碳技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利；申成然等[13]考慮消費(fèi)者存在低碳偏好，探討了碳標(biāo)簽制度下供應(yīng)商參與碳減排的供應(yīng)鏈決策問題，結(jié)果表明供應(yīng)商參與碳減排能促進(jìn)供應(yīng)鏈整體經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益提升。

企業(yè)所處供應(yīng)鏈上的碳排放要遠(yuǎn)超企業(yè)自身生產(chǎn)過程中的碳排放，其原因在于產(chǎn)品運(yùn)輸過程中也排放了大量的溫室氣體。根據(jù)《斯特恩報(bào)告》，產(chǎn)品運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的二氧化碳占總排放量的18.9%[14]。運(yùn)輸碳排放已成為供應(yīng)鏈碳排放的一個(gè)重要組成部分。Chen等[15]討論了零售商面臨隨機(jī)需求與不同碳減排政策下的訂貨和運(yùn)輸模式選擇問題，結(jié)果表明在不同的碳減排政策下，存在一些重要的交通運(yùn)輸模式轉(zhuǎn)移閾值。Qiu等[16]研究了航空客運(yùn)碳稅的激勵(lì)政策設(shè)置，發(fā)現(xiàn)碳稅激勵(lì)政策可以鼓勵(lì)航空公司在適當(dāng)?shù)臈l件下提高燃料消耗和碳排放績(jī)效。Tang等[17]探討了減排百分比目標(biāo)、碳稅(或限額與交易計(jì)劃)、減排目標(biāo)和碳抵消機(jī)會(huì)等三種方式在控制運(yùn)輸和庫(kù)存管理中碳排放的影響。王明征等[18]分析了運(yùn)輸碳排放稅及不同分?jǐn)偙壤碌闹圃焐套顑?yōu)策略問題。上述學(xué)者對(duì)運(yùn)輸過程的碳排放進(jìn)行了深入研究，但沒有與生產(chǎn)過程中的碳排放相結(jié)合展開分析。本文考慮生產(chǎn)和運(yùn)輸過程碳排放對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)減排產(chǎn)生的重要影響，構(gòu)建一條包含制造商、3PL及零售商在內(nèi)的三級(jí)供應(yīng)鏈，分析生產(chǎn)與運(yùn)輸過程排碳下的供應(yīng)鏈定價(jià)與碳排放決策問題，研究不同決策模式對(duì)供應(yīng)鏈關(guān)鍵參數(shù)的影響方式，為企業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)輸決策提供參考。

1 模型假設(shè)與參數(shù)說明

考察碳標(biāo)簽制度下制造商、3PL和零售商構(gòu)成的三級(jí)供應(yīng)鏈的定價(jià)與碳排放決策，根據(jù)模型建立需要，本文作出下列基本假設(shè)：

假設(shè)1制造商生產(chǎn)單位產(chǎn)品的邊際成本為c，向零售商供應(yīng)的批發(fā)價(jià)為ω；3PL負(fù)責(zé)將產(chǎn)品從制造商倉(cāng)庫(kù)運(yùn)至零售商指定銷售點(diǎn)，從零售商處收取的單位產(chǎn)品運(yùn)費(fèi)為t，需付出的單位產(chǎn)品運(yùn)輸成本為v；零售商以單位產(chǎn)品價(jià)格p在市場(chǎng)銷售該批產(chǎn)品；滿足p>ω>c。

假設(shè)2供應(yīng)鏈上的碳排放主要來(lái)自于制造商的生產(chǎn)過程和3PL的運(yùn)輸過程，生產(chǎn)過程中的單位產(chǎn)品排碳量為em0，運(yùn)輸過程中的單位產(chǎn)品排碳量為et0。由于社會(huì)輿論壓力和市場(chǎng)低碳產(chǎn)品需求的雙重影響，制造商和3PL決定投資碳減排技術(shù)研發(fā)來(lái)減少單位產(chǎn)品排碳量，減排后單位產(chǎn)品的碳排放分別為em和et。

假設(shè)3結(jié)合投資減排設(shè)備與技術(shù)邊際成本上升因素，設(shè)定制造商和3PL投資碳減排技術(shù)研發(fā)的成本分別為k1(em0-em)2和k2(et0-et)2，其中，k1、k2分別為制造商和3PL的碳減排能力系數(shù)，k1>0、k2>0，其值越小表示相同的減排量需要碳減排成本越小，則減排能力越強(qiáng)。

假設(shè)4消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求與產(chǎn)品銷售價(jià)格及生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的碳排放呈負(fù)相關(guān)，此處將需求函數(shù)記為q=a-bp-η(em+et)，其中，a為產(chǎn)品的最大市場(chǎng)需求；b為需求對(duì)銷售價(jià)格的敏感系數(shù)(b>0)；η為消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平(或稱為消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品碳排放的敏感系數(shù))；p為產(chǎn)品的銷售價(jià)格。

假設(shè)5為了保證實(shí)施碳標(biāo)簽制度時(shí)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求始終為正值，令約束條件

恒成立，且不同決策模式下供應(yīng)鏈系統(tǒng)及各成員企業(yè)利潤(rùn)最大化的二階條件得到滿足。

根據(jù)上述基本假設(shè)可知：制造商的利潤(rùn)函數(shù)表達(dá)式為

πm=(ω-c)(a-bp-η(em+et))-k1(em0-em)2,

(1)

3PL的利潤(rùn)函數(shù)表達(dá)式為

πt=(t-v)(a-bp-η(em+et))-k2(et0-et)2,

(2)

零售商的利潤(rùn)函數(shù)表達(dá)式為

πr=(p-ω-t)(a-bp-η(em+et)),

(3)

供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn)函數(shù)表達(dá)式為

πsc=(p-c-v)(a-bp-η(em+et))-k1(em0-em)2-k2(et0-et)2,

(4)

上述各式中相關(guān)參數(shù)說明如下：πm、πt、πr、πsc分別表示制造商、3PL、零售商、供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn)函數(shù)；c表示制造商單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本；ω表示制造商單位產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格；t表示3PL單位產(chǎn)品運(yùn)輸價(jià)格；v表示3PL單位產(chǎn)品運(yùn)輸成本；p表示零售商單位產(chǎn)品銷售價(jià)格；a表示產(chǎn)品最大市場(chǎng)需求；b表示需求對(duì)銷售價(jià)格的敏感系數(shù)；η表示消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平；em0表示制造商未投資碳減排前的初始排碳量；et0表示3PL未投資碳減排前的初始排碳量；em表示制造商投資碳減排后的碳排放；et表示3PL投資碳減排后的碳排放；k1表示制造商的碳減排能力系數(shù)；k2表示3PL的碳減排能力系數(shù)；下文中用上標(biāo)j=d,c分別代表獨(dú)立決策、集中決策。

2 模型構(gòu)建與比較

2.1 獨(dú)立決策模型

獨(dú)立決策時(shí)，供應(yīng)鏈成員企業(yè)在定價(jià)決策中展開以制造商為領(lǐng)導(dǎo)者、3PL和零售商為追隨者的Stackelberg博弈；在碳排放決策中，制造商和3PL以雙方利潤(rùn)最大為原則決策各自的最優(yōu)碳排放。決策分為兩個(gè)階段：第一階段為碳排放決策，制造商和3PL各自決策碳排放量；第二階段為定價(jià)決策，制造商首先確定產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格，3PL隨后決定單位產(chǎn)品運(yùn)輸價(jià)格，最后零售商根據(jù)產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格和運(yùn)輸價(jià)格決定市場(chǎng)銷售價(jià)格。運(yùn)用逆向歸納法求解上述模型得到定理1：

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

證明略。

結(jié)論1 獨(dú)立決策時(shí)，

證明已知

記f1(η)=2(k1+2k2)(a-bc-bv)η2+128bk1k2(em0+et0)η+64bk1k2(a-bc-bv)。顯然，f1(η)是關(guān)于η的一元二次函數(shù)且開口向上，f1(η)的根判別式Δf1(η)=512bk1k2(32bk1k2(em0+et0)2-(k1+2k2)(a-bc-bv)2)。

結(jié)論1表明，獨(dú)立決策時(shí)，若產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的初始排碳量較小，則隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，制造商會(huì)降低產(chǎn)品碳排放；若產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的初始排碳量較大，則僅當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在低于某閾值范圍內(nèi)提升時(shí)，才會(huì)促使制造商采取減排措施，降低產(chǎn)品碳排放；否則，消費(fèi)者意識(shí)水平的提升不能降低產(chǎn)品碳排放。原因在于，制造商必須支付很高的減排成本才能將高碳產(chǎn)品的碳排放降到讓環(huán)境意識(shí)水平較高的消費(fèi)者滿意的程度，這對(duì)制造商而言并不劃算；另外，消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的不斷提升表明了消費(fèi)者對(duì)高碳產(chǎn)品的支付意愿正在逐漸下降。

結(jié)論2獨(dú)立決策時(shí)，

證明參照結(jié)論1的證明，此處不再贅述。

結(jié)論2表明，獨(dú)立決策時(shí)，若產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的初始排碳量較小，則隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，3PL會(huì)降低產(chǎn)品碳排放；若產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的初始排碳量較大，則僅當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在低于某閾值范圍內(nèi)提升時(shí)，3PL才會(huì)降低產(chǎn)品碳排放。原因在于，當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識(shí)水平較高時(shí)，對(duì)高碳產(chǎn)品的購(gòu)買意愿下降；同時(shí)，3PL將產(chǎn)品運(yùn)輸過程中的碳排放降到較低值時(shí)需要支出很大投資成本，如購(gòu)置新能源車、購(gòu)買燃油效率更高的車輛、加裝尾氣過濾裝置等。兩方面原因?qū)е?PL在消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平處于閾值外時(shí)缺乏減排動(dòng)力。相較于生產(chǎn)過程中消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平對(duì)產(chǎn)品碳排放的影響，運(yùn)輸階段消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平對(duì)產(chǎn)品碳排放的影響趨勢(shì)與之相同，但在同一消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平下兩者對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量的敏感程度不同。

結(jié)論3 獨(dú)立決策時(shí)，

證明已知

記f3(η)=-(k1+2k2)(em0+et0)η2+2(k1+2k2)(a-bc-bv)η-32bk1k2(em0+et0)，顯然，f3(η)是關(guān)于η的一元二次方程且開口向下，f3(η)的根判別式Δf3(η)=4(k1+2k2)((k1+2k2)(a-bc-bv)2-32bk1k2(em0+et0)2)。

結(jié)論3表明，獨(dú)立決策時(shí)，若產(chǎn)品生產(chǎn)和運(yùn)輸過程初始排碳量較大，則零售商隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升而降低產(chǎn)品銷售價(jià)格；若產(chǎn)品生產(chǎn)和運(yùn)輸過程初始排碳量較小，當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在低于某閾值范圍內(nèi)提升時(shí)，零售商會(huì)降低銷售價(jià)格；否則，零售商會(huì)提高銷售價(jià)格。原因在于，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，消費(fèi)者對(duì)采取了減排措施、碳排放較低的產(chǎn)品的支付意愿逐漸增加，即消費(fèi)者愿意為碳排放更低的產(chǎn)品支付更高的價(jià)格，這時(shí)零售商可以根據(jù)利潤(rùn)最大化的目標(biāo)適當(dāng)提高銷售價(jià)格。

2.2 集中決策模型

集中決策時(shí)，制造商、3PL和零售商在定價(jià)決策和碳排放決策中分別開展合作，以供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)最大化為決策目標(biāo)。決策過程分為兩個(gè)階段，首先制造商和3PL聯(lián)合決策產(chǎn)品碳足跡，其次供應(yīng)鏈成員企業(yè)以供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)最大化為目標(biāo)決策產(chǎn)品銷售價(jià)格。求解上述決策過程得到定理2：

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

證明略

結(jié)論4 集中決策時(shí),

證明參照結(jié)論1的證明，此處不再贅述。

結(jié)論4表明，集中決策時(shí)，如果產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的初始碳排放較小，則隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)提升，產(chǎn)品生產(chǎn)階段碳排放降低；如果產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的初始排碳量較大，則僅當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在低于某閾值范圍內(nèi)提升時(shí)，才會(huì)促使制造商降低產(chǎn)品碳排放；否則，消費(fèi)者意識(shí)水平的提升不能降低產(chǎn)品碳排放。原因在于，當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的初始排碳量較大時(shí)，將碳排放降低到一定數(shù)值以下的減排投資成本很高；另外，在消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較高的情況下，消費(fèi)者對(duì)初始排碳量高的產(chǎn)品的支付意愿下降。結(jié)果導(dǎo)致制造商對(duì)初始排碳量高的產(chǎn)品缺乏投資減排的動(dòng)力。因此，產(chǎn)品碳排放隨消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升而增加。

結(jié)論5集中決策時(shí),

證明參照結(jié)論1的證明，此處不再贅述。

結(jié)論5表明，集中決策時(shí)，若產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的初始排碳量較小，則產(chǎn)品的碳排放會(huì)隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升而降低；若產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的初始排碳量較大，則僅當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在低于某閾值范圍內(nèi)提升時(shí)，才能促使3PL降低產(chǎn)品碳排放。其原因?yàn)椋捎诠?yīng)鏈系統(tǒng)的初始排碳量較高，將其降低到一定數(shù)值以下的減排投資成本很高；另外，當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識(shí)水平較高時(shí)，消費(fèi)者對(duì)初始排碳量較高產(chǎn)品的支付意愿下降。上述原因致使3PL缺乏投資減排初始排碳量高的產(chǎn)品的動(dòng)力，最終導(dǎo)致產(chǎn)品碳排放隨消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升而增加。

結(jié)論6集中決策時(shí)，

證明參照結(jié)論3的證明，此處不再贅述。

結(jié)論6說明，集中決策時(shí)，若產(chǎn)品在生產(chǎn)和運(yùn)輸階段初始排碳量較大，則隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，3PL會(huì)選擇降低產(chǎn)品銷售價(jià)格；若產(chǎn)品在生產(chǎn)和運(yùn)輸階段的初始排碳量較小，則消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平存在一個(gè)閾值，當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平在小于閾值的區(qū)間內(nèi)提升時(shí)，零售商選擇降低銷售價(jià)格；否則，零售商提高銷售價(jià)格。其原因?yàn)椋S著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的需求增加，制造商和3PL需要更多減排投資以降低產(chǎn)品碳排放，而投入的減排成本會(huì)轉(zhuǎn)嫁到產(chǎn)品銷售價(jià)格；同時(shí)，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，消費(fèi)者對(duì)初始排碳量低的產(chǎn)品的支付意愿逐漸增加，零售商通過提高產(chǎn)品銷售價(jià)格來(lái)匹配消費(fèi)者的支付意愿。

2.3 兩種決策模式比較

將獨(dú)立決策與集中決策模式下的均衡解進(jìn)行比較，得出如下結(jié)論：

結(jié)論7碳標(biāo)簽制度下，若給定產(chǎn)品的初始排碳量em0+et0，則獨(dú)立決策與集中決策模式下的產(chǎn)品碳排放、銷售價(jià)格、市場(chǎng)需求及供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)分別滿足：

證明比較獨(dú)立決策和集中決策模式下的均衡解，有

命題3表明，制造商、3PL和零售商等供應(yīng)鏈參與企業(yè)之間應(yīng)加強(qiáng)合作，實(shí)施集中決策，有助于提高供應(yīng)鏈系統(tǒng)整體利潤(rùn)，增加產(chǎn)品市場(chǎng)供給量，降低生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中的排碳量；當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較低時(shí)，集中決策下的產(chǎn)品銷售價(jià)格相比獨(dú)立決策更具優(yōu)勢(shì)，而較高的消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平會(huì)使得集中決策下的產(chǎn)品銷售價(jià)格更高。

隨著“綠色環(huán)保，低碳經(jīng)濟(jì)”等觀念的日益滲透，消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平呈不斷提升趨勢(shì)，促使消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的需求逐步增加，該現(xiàn)象有利于集中決策在較高的消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平下實(shí)現(xiàn)較低的市場(chǎng)銷售價(jià)格。同時(shí)，政府及社會(huì)組織應(yīng)通過應(yīng)給予制造商和3PL減排投資補(bǔ)貼，鼓勵(lì)制造商和3PL減少碳排放，向社會(huì)提供更多低碳產(chǎn)品，刺激消費(fèi)者增加低碳需求。

3 協(xié)調(diào)機(jī)制設(shè)計(jì)

由結(jié)論7可知，在碳標(biāo)簽制度下，若供應(yīng)鏈成員企業(yè)采取獨(dú)立決策模式，由于存在“雙重邊際化效應(yīng)”，致使供應(yīng)鏈系統(tǒng)整體利潤(rùn)下降；同時(shí)，產(chǎn)品最終碳排放相較于集中決策更高，且獨(dú)立決策向市場(chǎng)提供的產(chǎn)品數(shù)量也比集中決策時(shí)更少；在消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較低時(shí)，集中決策下的市場(chǎng)銷售價(jià)格也更低。因此，從經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益視角考慮，集中決策優(yōu)于獨(dú)立決策，在社會(huì)效益方面，集中決策也在一定程度上占優(yōu)。綜合來(lái)看，可以認(rèn)為，碳標(biāo)簽制度下三級(jí)供應(yīng)鏈的定價(jià)與碳足跡集中決策比獨(dú)立決策更優(yōu)。

4 算例分析

在制造商、3PL和零售商組成的三級(jí)供應(yīng)鏈中，取a=100，b=1，c=20,v=5,k1=10,k2=20,η∈(0,5),em0∈(0,10),et0∈(0,5)對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。本文在η∈(0,6),em0∈(0,10),et0∈(0,5)時(shí)比較分析獨(dú)立決策和集中決策下供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量以及消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平對(duì)產(chǎn)品碳排放、產(chǎn)品銷售價(jià)格、市場(chǎng)需求、供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)的影響，以及實(shí)施協(xié)調(diào)契約前后制造商、3PL和零售商的利潤(rùn)狀況。

4.1 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品碳排放的影響

消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品碳排放的影響如圖1所示。由圖1可知，在產(chǎn)品生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中，給定供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，產(chǎn)品碳排放在獨(dú)立決策和集中決策時(shí)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；給定消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平，隨著初始排碳量的增加，產(chǎn)品碳排放在兩種決策模式中均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。其中，集中決策時(shí)產(chǎn)品碳排放受消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和初始排碳量的影響更為明顯，體現(xiàn)了集中決策對(duì)碳減排的要求更高，以達(dá)到使產(chǎn)品更為適應(yīng)市場(chǎng)要求的目標(biāo)。

圖1 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品碳排放的影響

4.2 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品銷售價(jià)格的影響

消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品銷售價(jià)格的影響如圖2所示。由圖2可知，給定供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，產(chǎn)品銷售價(jià)格在獨(dú)立決策時(shí)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，而在集中決策時(shí)呈現(xiàn)先降低后上升特征。原因在于當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平提升時(shí)，消費(fèi)者對(duì)碳排放較高產(chǎn)品的購(gòu)買意愿降低；當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平很高時(shí)，低碳排放已經(jīng)成為產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)者對(duì)于低碳排放的產(chǎn)品購(gòu)買意愿強(qiáng)烈，需求增加致使銷售價(jià)格出現(xiàn)了上升；給定消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平，隨著初始排碳量的升高，產(chǎn)品銷售價(jià)格均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

4.3 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)市場(chǎng)需求的影響

消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)市場(chǎng)需求的影響如圖3所示。由圖3可知，給定供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，市場(chǎng)需求在獨(dú)立決策時(shí)呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，在集中決策時(shí)呈現(xiàn)出先下降后上升趨勢(shì)，原因同圖2所示；給定消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平，隨著初始排碳量的升高，市場(chǎng)需求均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

圖2 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)產(chǎn)品價(jià)格的影響 圖3 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)市場(chǎng)需求的影響

4.4 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)供應(yīng)鏈利潤(rùn)的影響

消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)的影響如圖4所示。由圖4可知，給定供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，無(wú)論獨(dú)立決策還是集中決策，供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；給定消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平，隨著初始排碳量的升高，兩種決策模式下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)也均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的升高，消費(fèi)者更傾向于購(gòu)買低碳產(chǎn)品(體現(xiàn)在集中決策下消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較高時(shí)對(duì)產(chǎn)品需求的增加)，但當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量同時(shí)升高時(shí)，消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平提升帶來(lái)的利潤(rùn)增長(zhǎng)幅度要低于供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量不斷增加帶來(lái)的減排成本上升幅度，從理論上體現(xiàn)了領(lǐng)先于市場(chǎng)半步的內(nèi)涵。在現(xiàn)有的消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，集中決策時(shí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)要高于獨(dú)立決策時(shí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)。

圖4 消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量對(duì)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)的影響

4.5 協(xié)調(diào)機(jī)制實(shí)施前后供應(yīng)鏈參與企業(yè)利潤(rùn)狀況

實(shí)施協(xié)調(diào)機(jī)制前后，供應(yīng)鏈各參與企業(yè)的利潤(rùn)比較如圖5所示。由圖5可知，供應(yīng)鏈各參與企業(yè)接受協(xié)調(diào)契約并對(duì)增量利潤(rùn)按比例分享后，在給定供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量的前提下，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提升，各參與企業(yè)利潤(rùn)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；給定消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平，隨著供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量的升高，各參與企業(yè)利潤(rùn)也均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。可以看出，在現(xiàn)有消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平和供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量設(shè)定數(shù)值范圍內(nèi)，協(xié)調(diào)后各參與企業(yè)利潤(rùn)均高于協(xié)調(diào)前的利潤(rùn)水平。其中，制造商的利潤(rùn)增幅最大，體現(xiàn)了制造商處于供應(yīng)鏈的主導(dǎo)地位。

圖5 協(xié)調(diào)前后供應(yīng)鏈參與企業(yè)利潤(rùn)狀況

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 研究總結(jié)

本文基于供應(yīng)鏈視角，研究了制造商、3PL和零售商組成的三級(jí)供應(yīng)鏈定價(jià)與碳排放決策，得出以下結(jié)論：

(1)無(wú)論是獨(dú)立決策還是集中決策，隨著消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平的提高，產(chǎn)品碳排放下降；隨著供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量的增加，產(chǎn)品碳排放上升；獨(dú)立決策時(shí)產(chǎn)品碳排放要比集中決策時(shí)產(chǎn)品碳排放更高。

(2)若消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較低，則獨(dú)立決策時(shí)的產(chǎn)品銷售價(jià)格要比集中決策時(shí)高；若消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平較高，則集中決策時(shí)的產(chǎn)品銷售價(jià)格要比獨(dú)立決策時(shí)高。同時(shí)，隨著供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量的提升，無(wú)論獨(dú)立決策還是集中決策，產(chǎn)品銷售價(jià)格都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。

(3)當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)水平及供應(yīng)鏈系統(tǒng)初始排碳量滿足一定條件時(shí)，集中決策相較于獨(dú)立決策更優(yōu)，這體現(xiàn)在產(chǎn)品碳排放更低、產(chǎn)品銷售價(jià)格降低以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)增加等。同時(shí)，通過實(shí)施利潤(rùn)共享協(xié)調(diào)契約，對(duì)集中決策下的供應(yīng)鏈利潤(rùn)增量進(jìn)行合理分配，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的完美協(xié)調(diào)。

5.2 研究展望

本文為實(shí)施供應(yīng)鏈低碳運(yùn)作做出了有益補(bǔ)充。在消費(fèi)者已經(jīng)具有環(huán)境保護(hù)意識(shí)的現(xiàn)實(shí)情境下，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈利潤(rùn)增長(zhǎng)和保護(hù)環(huán)境的矛盾并非不可調(diào)和，兩者可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。碳標(biāo)簽制度很好地實(shí)踐了市場(chǎng)手段的調(diào)節(jié)功能并取得效果，即用科學(xué)的綠色的消費(fèi)觀念引導(dǎo)企業(yè)以及供應(yīng)鏈成員實(shí)施低碳節(jié)能、技術(shù)升級(jí)的轉(zhuǎn)型策略。對(duì)于企業(yè)而言，企業(yè)需要在低碳產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)成熟時(shí)，適時(shí)跟進(jìn)或加強(qiáng)與供應(yīng)鏈成員企業(yè)的合作，甚至在低碳產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)不夠成熟時(shí)，保持較強(qiáng)的獨(dú)立性更利于生存。對(duì)于政府而言，政策制定部分應(yīng)審時(shí)度勢(shì)，制定合適的政策來(lái)引導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)買低碳產(chǎn)品的綠色消費(fèi)觀念，同時(shí)激勵(lì)企業(yè)走綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展之路。碳標(biāo)簽制度實(shí)現(xiàn)了不同角色應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的社會(huì)價(jià)值，不論是作為消費(fèi)者的普通民眾，還是參與產(chǎn)品生命周期的供應(yīng)鏈企業(yè)，或者制定政策的政府部門，都在其中為創(chuàng)建低碳減排、綠色可持續(xù)發(fā)展社會(huì)貢獻(xiàn)力量。

最后，限于篇幅，本文未對(duì)制造商和3PL兩者構(gòu)成的關(guān)于碳排放決策的二元博弈進(jìn)行深入研究；在以制造商為主導(dǎo)的集中決策模型中，利潤(rùn)共享時(shí)未對(duì)共享比例進(jìn)行決策博弈。未來(lái)可以考慮建立多目標(biāo)主體的低碳供應(yīng)鏈，比較分析不同博弈規(guī)則下最優(yōu)策略組合。