供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡下碳稅與碳交易政策比較

楊玉香,李劍鋒,金芳芳,孟麗君

(中國(guó)計(jì)量大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,浙江杭州 310018)

1 引言

當(dāng)前,環(huán)境破壞與污染越來(lái)越嚴(yán)重,溫室氣體的排放嚴(yán)重超標(biāo),環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻,給人類(lèi)生存與發(fā)展帶來(lái)巨大的危害,這一問(wèn)題已引起各國(guó)政府高度重視.為控制碳排放量,很多國(guó)家開(kāi)始實(shí)施低碳政策:碳稅、碳限額、碳限額與交易、碳補(bǔ)償?shù)纫?guī)制政策,其中碳稅政策和碳限額與交易政策(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為碳交易)被廣泛采用和實(shí)施[1].碳稅政策以?xún)r(jià)格控制為特征[2],權(quán)威部門(mén)通過(guò)單位稅或總量稅的形式,對(duì)企業(yè)的碳排放征稅.碳交易政策以數(shù)量控制為特征,權(quán)威部門(mén)為企業(yè)的碳排放量設(shè)置一個(gè)限額[3],在碳交易市場(chǎng)內(nèi),企業(yè)間可以進(jìn)行交易,即若企業(yè)的配額過(guò)剩,其可將多余的配額在市場(chǎng)上交易出去,若企業(yè)的配額不足,則其可在市場(chǎng)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)更多的碳配額.2005 年,歐盟碳排放市場(chǎng)正式運(yùn)行,目前已成為全球最大的碳交易市場(chǎng).2012 年,澳大利亞開(kāi)始執(zhí)行碳稅政策[4],并于2015 年過(guò)渡到碳排放交易體系.2011 年開(kāi)始,我國(guó)啟動(dòng)了北京、上海和廣東等碳排放交易試點(diǎn),2018 年,我國(guó)已啟動(dòng)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng),并實(shí)施環(huán)境保護(hù)稅法.

低碳政策下,相關(guān)減排指標(biāo)必然分解落實(shí)到企業(yè),改變上下游企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)決策行為[5],對(duì)供應(yīng)鏈的績(jī)效產(chǎn)生影響.因而,目前已有較多學(xué)者研究低碳政策對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響問(wèn)題.楊珺等建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,研究強(qiáng)制排放和碳稅政策對(duì)由一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)銷(xiāo)售商組成的供應(yīng)鏈的庫(kù)存和訂貨問(wèn)題的影響[6].許士春等對(duì)比研究了不同減排政策,發(fā)現(xiàn)在污染總量控制方面,若企業(yè)選擇技術(shù)改進(jìn),則可交易許可政策的效果最差,且可交易許可政策的實(shí)施成本最低[7].Palak 等分析潛在低碳規(guī)制機(jī)制對(duì)供應(yīng)鏈中供應(yīng)商和運(yùn)輸模式選擇的影響,僅限于庫(kù)存管理決策[8].Jin 等[9]建立優(yōu)化模型探討三種低碳政策對(duì)供應(yīng)鏈決策和運(yùn)輸模式選擇決策的影響.Hoen 等[10]研究減排規(guī)制下不同運(yùn)輸模式的庫(kù)存、運(yùn)輸、減排成本,探討規(guī)制對(duì)不確定需求情形下的運(yùn)輸模式選擇的影響問(wèn)題.Chen 等[11]分析了不確定需求下,碳限額和碳交易機(jī)制對(duì)零售商最優(yōu)訂購(gòu)批量和運(yùn)輸模型選擇的影響.王一雷等[12]針對(duì)一個(gè)制造商和一個(gè)零售商的供應(yīng)鏈,建立契約模型研究聯(lián)合減排機(jī)制并協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈利潤(rùn).以上文獻(xiàn)僅限于研究減排政策對(duì)庫(kù)存、運(yùn)輸模式?jīng)Q策的影響問(wèn)題以及減排機(jī)制設(shè)計(jì)問(wèn)題.

也有學(xué)者研究低碳政策對(duì)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題的影響.Zakeri 等[13]提出解析供應(yīng)鏈規(guī)劃模型,以衡量碳定價(jià)和碳排放交易機(jī)制下規(guī)劃層供應(yīng)鏈績(jī)效,發(fā)現(xiàn)碳交易機(jī)制在排放生成、成本和服務(wù)水平方面,可帶來(lái)較好的供應(yīng)鏈績(jī)效.Fahimnia 等[14]提出碳稅政策下整合經(jīng)濟(jì)和碳排放的雙目標(biāo)優(yōu)化模型,提出修正交叉熵求解算法,研究碳稅對(duì)財(cái)政和減排績(jī)效的潛在影響.Marti 等[15]提出考慮碳政策的整數(shù)規(guī)劃模型,分析碳稅、碳限額等不同政策對(duì)成本和最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響.Mohammed 等[16]構(gòu)建不確定環(huán)境下多周期、多產(chǎn)品供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型,分析碳限額、碳稅、碳交易和碳補(bǔ)償政策對(duì)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的影響.Haddadsisakht等[17]構(gòu)建不確定環(huán)境下三階段隨機(jī)規(guī)劃模型,設(shè)計(jì)閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),模型中考慮了碳稅稅率和需求的不確定性.Zhen 等[18]考慮了需求不確定性,構(gòu)建包括規(guī)制下最小化總碳排量和總運(yùn)作成本的雙目標(biāo)隨機(jī)規(guī)劃模型優(yōu)化閉環(huán)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò).以上文獻(xiàn)建立了考慮碳減排的優(yōu)化模型,探討了減排政策對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響.

可見(jiàn),目前文獻(xiàn)對(duì)碳政策下供應(yīng)鏈庫(kù)存、運(yùn)輸模式選擇問(wèn)題研究較多,也有不少學(xué)者對(duì)比研究碳政策對(duì)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響問(wèn)題,然而,未有文獻(xiàn)探討不同低碳政策對(duì)多層、多成員供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)企業(yè)決策行為的影響,未構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)均衡模型對(duì)比分析不同政策的減排效果.因此,與以上研究不同,本文考慮了兩種常用的碳減排政策:碳稅政策和碳交易政策,構(gòu)建包括多制造商、銷(xiāo)售商和需求市場(chǎng)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),分別分析兩種政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)各層成員的決策問(wèn)題及均衡條件,給出碳稅政策和碳交易政策的均衡條件,分別構(gòu)建碳稅政策和碳交易政策下的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型,提出歐拉求解算法,基于算例對(duì)比分析兩種碳減排政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)間產(chǎn)品交易量、交易價(jià)格、需求、需求價(jià)格、碳排放量及網(wǎng)絡(luò)利潤(rùn)的變化,并給出碳稅稅率的最優(yōu)值,以及碳交易政策下碳排放信用的最優(yōu)分配.

2 不同政策框架下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)均衡分析

2.1 問(wèn)題描述

本文研究的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)包括I個(gè)制造商、J個(gè)銷(xiāo)售商和K個(gè)需求市場(chǎng),如圖1 所示.在此網(wǎng)絡(luò)內(nèi),制造商是最大的碳排放者,因此,模型主要考慮制造商的碳排放,基于碳稅和碳排放交易框架,分別建立不同政策下的企業(yè)決策模型,研究不同企業(yè)間的博弈,給出均衡條件,以及不同碳排放政策的均衡條件.模型涉及的下標(biāo)、決策變量、參數(shù)及函數(shù)如表1 所示.

表1 模型涉及的下標(biāo)、決策變量、參數(shù)及函數(shù)Table 1 Subscripts,decision variables,parameters and functions in the models

2.2 不同政策框架下各層決策者的競(jìng)爭(zhēng)行為及均衡條件

2.2.1 碳稅下制造商的競(jìng)爭(zhēng)行為及均衡條件

在碳稅政策下,針對(duì)制造商產(chǎn)生的大量碳排放,權(quán)威機(jī)構(gòu)將以稅率t向其征稅.制造商在支付生產(chǎn)及交易成本之外,還要支付額外的碳稅,因此,可建立如下的制造商i利潤(rùn)最大化的最優(yōu)化模型

其中內(nèi)生變量為pij的均衡值.

假設(shè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中I個(gè)制造商間為非合作競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,構(gòu)成Nash-Cournot 均衡[19],即給定其他制造商的決策,每個(gè)制造商的目的就是使其利潤(rùn)最大化,進(jìn)而確定運(yùn)往銷(xiāo)售商的最優(yōu)產(chǎn)品量.因此,由上述模型,碳稅政策下,均衡時(shí),I個(gè)制造商的均衡條件可通過(guò)如下變分不等式問(wèn)題表述,即求解,使之滿(mǎn)足

式(3)描述的是,若=0,則對(duì)制造商i而言,式(3)中的前三項(xiàng)成本之和大于產(chǎn)品價(jià)格;若為正,則產(chǎn)品價(jià)格等于制造商i的前三項(xiàng)成本的和.

2.2.2 碳排放交易下制造商的競(jìng)爭(zhēng)行為及均衡條件

令li為制造商i的碳信用數(shù)量,l為所有制造商的所有碳信用組合構(gòu)成的向量,.為企業(yè)i的初始分配組合構(gòu)成向量,+,l0為所有制造商的所有初始分配構(gòu)成向量,l0.在碳排放交易政策下,可建立如下的制造商i利潤(rùn)最大化的最優(yōu)化模型

其中式(5)為排放約束.

同理,根據(jù)以上模型,分析考慮碳排放交易政策條件下所有制造商同時(shí)最優(yōu)的條件可轉(zhuǎn)化為如下變分不等式問(wèn)題,求解,使之滿(mǎn)足

其中γ1i為約束(5)相對(duì)應(yīng)Lagrange 乘子,所有的乘子組成I維列向量γ1,γ1=(γ11,γ12,...,γ1I)T.對(duì)于式(7)中的第三項(xiàng),若第三項(xiàng)中的排放約束為零,則影子價(jià)格,即邊際減排成本為正.若其大于零,則影子價(jià)格為零.對(duì)于第二項(xiàng),當(dāng)單位碳信用的價(jià)格大于影子價(jià)格時(shí),制造商i的碳信用最終的分配為零;當(dāng)單位碳信用的價(jià)格等于影子價(jià)格時(shí),制造商i的碳信用最終的分配為正.對(duì)于第一項(xiàng),當(dāng)制造商i的邊際生產(chǎn)成本和交易成本,加上影子價(jià)格與單位產(chǎn)品排放量的積大于銷(xiāo)售商j愿意支付的價(jià)格,此時(shí)制造商i與銷(xiāo)售商j間交易產(chǎn)品是不會(huì)受益的;當(dāng)兩者相等時(shí),為正.

2.2.3 銷(xiāo)售商的競(jìng)爭(zhēng)行為及均衡條件

銷(xiāo)售商j利潤(rùn)最大化的最優(yōu)化模型

其中為pjk的均衡值,為內(nèi)生變量.

假設(shè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)J個(gè)銷(xiāo)售商間也為非合作競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,形成Nash-Cournot 均衡,因此,由上述模型,均衡狀態(tài)下,J個(gè)銷(xiāo)售商的均衡條件可通過(guò)如下變分不等式問(wèn)題表述,即求解,使之滿(mǎn)足

其中γ2j為式(9)對(duì)應(yīng)的Lagrange 乘子,所有乘子組成J維列向量γ2,即γ2=(γ21,γ22,...,γ2J)T.對(duì)于式(11)中的第三項(xiàng),是銷(xiāo)售商j的市場(chǎng)出清價(jià)格.第一項(xiàng)表示若交易量為正,則產(chǎn)品交易價(jià)格與邊際交易成本等于;若交易量為零,則產(chǎn)品交易價(jià)格與邊際交易成本大于.第二項(xiàng)表示若銷(xiāo)售商與需求市場(chǎng)間的交易量為正,則其邊際交易成本和處理成本與市場(chǎng)出清價(jià)格之和等于市場(chǎng)k愿意支付的價(jià)格.

2.2.4 需求市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)行為及均衡條件

對(duì)于需求市場(chǎng)k而言,其空間價(jià)格均衡條件可表示為

達(dá)到均衡下,K個(gè)需求市場(chǎng)均需滿(mǎn)足式(12)和式(13),因此,可表述為如下的變分不等式問(wèn)題,即求解,使之滿(mǎn)足

2.2.5 碳稅的均衡條件

供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中,制造商是主要的碳排放成員,在碳排放稅收政策下,權(quán)威部門(mén)為所有企業(yè)制定統(tǒng)一閾值B,令t表示權(quán)威部門(mén)規(guī)定的單位碳排放稅稅率,則碳排放稅收政策的均衡條件可表述為

上述均衡條件等價(jià)于如下變分不等式問(wèn)題,即求解t?≥0,滿(mǎn)足

式(16)可解釋為,如果權(quán)威部門(mén)的稅率等于零,則表明達(dá)到均衡狀態(tài)下的企業(yè)總碳排放量小于B;如果稅率大于零,說(shuō)明達(dá)到均衡狀態(tài)下的總碳排放量等于B.

2.2.6 碳排放交易的均衡條件

均衡狀態(tài)下,如果碳信用價(jià)格是正的,那么碳信用市場(chǎng)必然出清;如果碳信用供應(yīng)過(guò)剩,那么碳信用價(jià)格必然是零.因此,碳信用市場(chǎng)出清的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)條件為

上述均衡條件等價(jià)于如下變分不等式問(wèn)題,即求解p?∈R+,滿(mǎn)足

3 不同政策框架下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型的建立

在不同碳排放政策框架下,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)達(dá)到均衡狀態(tài)下,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的制造商運(yùn)往銷(xiāo)售商的產(chǎn)品數(shù)量應(yīng)該與銷(xiāo)售商的購(gòu)買(mǎi)量一致,且產(chǎn)品數(shù)量、價(jià)格和碳減排相關(guān)的政策必須滿(mǎn)足所在決策框架下各均衡條件,現(xiàn)給出如下定義:

定義1在不同碳排放政策框架下,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的均衡條件:供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)每層企業(yè)之間產(chǎn)品的賣(mài)出量和買(mǎi)入量是一致的,且產(chǎn)品數(shù)量、價(jià)格和碳減排政策相關(guān)量滿(mǎn)足供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)每層企業(yè)的均衡條件及碳減排政策的均衡條件.

定理1碳稅政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)在均衡條件下的決策問(wèn)題與下列變分不等式問(wèn)題是等價(jià)的,求解,使之滿(mǎn)足

證明先證必要性,均衡條件式(3)、式(11)、式(14)和碳稅均衡條件式(16)相加,即可得到式(19).

式(20)可以轉(zhuǎn)換成下式

式(21)恰好是均衡條件(3)、式(11)、式(14)和式(16)的和. 證畢.

對(duì)于變分不等式(21),可將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)變分不等式,即求解Z?∈H,使得

變分不等式問(wèn)題是等價(jià)的.

定理1 證明過(guò)程與定理1 類(lèi)似,證明略.

在每種碳排放政策下,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)制造商間及銷(xiāo)售商間均為非合作競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,追求利潤(rùn)最大化,達(dá)到均衡狀態(tài);需求市場(chǎng)內(nèi)的消費(fèi)者通過(guò)比較做出選擇,進(jìn)而達(dá)到均衡.在市場(chǎng)機(jī)制作用下,達(dá)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的均衡.均衡狀態(tài)下,上一層運(yùn)往下一層的產(chǎn)品量和價(jià)格,恰好等于下一層可接受的數(shù)量和價(jià)格,因此,碳稅政策下,均衡表現(xiàn)為交易量、價(jià)格和稅率須同時(shí)滿(mǎn)足均衡條件(3)、式(11)、式(14)和式(16),等價(jià)于各條件之和;碳排放交易政策下,均衡表現(xiàn)為交易量、價(jià)格和碳信用分配量及其價(jià)格須同時(shí)滿(mǎn)足均衡條件(7)、式(11)、式(14)和式(18),等價(jià)于各條件之和.

4 不同碳排放政策均衡結(jié)果對(duì)比分析

本文應(yīng)用歐拉方法[20?21]求解變分不等式(19)和式(23),以式(19)為例,算法實(shí)現(xiàn)如下:

步驟1初始化:設(shè)置迭代次數(shù)為M,M ←1,設(shè)置序列{αM},使得,當(dāng)M →∞,αM →0,設(shè)置ε>0 及初始值Z0∈H.

步驟2計(jì)算:通過(guò)下列變分不等式問(wèn)題求解ZM.

步驟3收斂檢驗(yàn),若|ZM ?ZM?1|≤ε,則停止循環(huán),否則,M ←M+1,返回步驟2.

本節(jié)在理論模型的基礎(chǔ)上,對(duì)各項(xiàng)成本函數(shù)及相關(guān)參數(shù)合理賦值,并逐步變化相關(guān)模型參數(shù),比較不同碳排放政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)間產(chǎn)品交易量、需求、價(jià)格、碳排放量、利潤(rùn)等均衡結(jié)果的變化情況,具體而言,首先,在碳稅政策下,研究不同碳排放閥值下網(wǎng)絡(luò)均衡結(jié)果的變化及最優(yōu)的碳稅稅率確定問(wèn)題;其次,在碳交易政策下,分析單位產(chǎn)品碳排放量對(duì)網(wǎng)絡(luò)均衡結(jié)果的影響,給出最優(yōu)碳信用的分配方案;最后對(duì)兩種政策進(jìn)行對(duì)比,為權(quán)威部門(mén)制定政策提供依據(jù).

4.1 碳稅框架

考慮如下結(jié)構(gòu)的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò):由2 個(gè)制造商M1 和M2,2 個(gè)銷(xiāo)售商D1 和D2,2 個(gè)需求市場(chǎng)E1 和E2構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),相關(guān)成本函數(shù)如下.制造商生產(chǎn)新產(chǎn)品的成本函數(shù)為

由以上均衡結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn):

1)由圖2～圖5 可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)碳排放閾值B≥145 時(shí),產(chǎn)品交易量及交易價(jià)格均未發(fā)生變化;隨著環(huán)境要求的提高,即碳排放閾值的進(jìn)一步降低,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中各成員企業(yè)間的產(chǎn)品交易量逐漸降低,網(wǎng)絡(luò)間交易價(jià)格逐漸提高.

2)由圖6～圖7 可知,當(dāng)閾值B≥145 時(shí),需求價(jià)格和需求量均保持不變;隨著閾值的進(jìn)一步降低,需求價(jià)格逐漸提高,2 個(gè)市場(chǎng)的需求量均逐漸降低.

3)由圖8～圖9 可知,當(dāng)碳排放閾值B≥145 時(shí),由于閾值足夠大,此時(shí)碳稅為0,因而對(duì)企業(yè)未產(chǎn)生影響,企業(yè)的碳排放未發(fā)生變化;隨著閾值的進(jìn)一步降低,碳排放稅稅率逐漸提高,每個(gè)企業(yè)選擇逐漸降低碳排放.此外,在不同閾值下,2 個(gè)企業(yè)的總碳排放量均未超過(guò)閾值的限制,可見(jiàn),企業(yè)的碳排放稅達(dá)到了預(yù)期的效果.

4)由圖10～圖12 可知,當(dāng)閾值B≥145 時(shí),制造商1的利潤(rùn)保持1 887.20,制造商2 的利潤(rùn)保持5 668.60,2 個(gè)銷(xiāo)售商的利潤(rùn)均保持1 121.70,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)為9 799.20;隨著閾值的進(jìn)一步降低,每個(gè)企業(yè)的利潤(rùn)逐漸下降.當(dāng)閾值降到50,制造商1 的利潤(rùn)已降為245.00,制造商2 的利潤(rùn)降為727.22,2 個(gè)銷(xiāo)售商的利潤(rùn)均變成130.91,網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)降為1 234.04.

4.2 碳排放交易框架

令制造商M1 和M2 的初始分配和均為60,為分析制造商i(i=1,2,...,I)生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排量ei對(duì)均衡結(jié)果的影響,考慮如下三種情況:高單位產(chǎn)品碳排放量(ei=2.5),記為情形1、中單位產(chǎn)品碳排放量(ei=2),記為情形2 和低單位產(chǎn)品碳排放量(ei=1.5),記為情形3,其它成本函數(shù)及參數(shù)與4.1 節(jié)相同,求解均衡模型(23),程序參數(shù)設(shè)置與4.1 節(jié)相同.均衡結(jié)果如表2～表7 所示.

表2 不同情形下的網(wǎng)絡(luò)間產(chǎn)品交易量均衡結(jié)果的變化Table 2 The changes in equilibrium results of product trading volume between networkes under different cases

表3 不同情形下的網(wǎng)絡(luò)間產(chǎn)品交易價(jià)格均衡結(jié)果的變化Table 3 The changes in equilibrium results of the prices of products traded between networks under different cases

1)由表2～表4 可知,隨著單位產(chǎn)品碳排放量的降低,制造商與銷(xiāo)售商、銷(xiāo)售商與需求市場(chǎng)間產(chǎn)品交易量均逐步提高,網(wǎng)絡(luò)間產(chǎn)品交易價(jià)格逐步下降,需求市場(chǎng)的需求逐步提高,需求價(jià)格逐步下降.

表4 不同情形下均衡結(jié)果的變化Table 4 The changes in equilibrium results of demands and demand prices under different cases

2)由表5 和表6 可知,雖然隨著單位產(chǎn)品碳排放量的降低,網(wǎng)絡(luò)間的產(chǎn)品交易量逐步提高,然而,兩個(gè)企業(yè)的碳排放量并未發(fā)生變化,因此,所需的碳信用的數(shù)量也未發(fā)生變化,然而碳信用的價(jià)格逐步降低.

表5 不同情形下碳排放量均衡結(jié)果的變化Table 5 The changes in the equilibrium results of carbon emission under different situation

表6 不同情形下碳信用數(shù)量及其價(jià)格均衡結(jié)果的變化Table 6 The changes in equilibrium results of carbon credit quantity and price under different conditions

3)由表7 可知,隨著單位產(chǎn)品碳排放量的降低,制造商和銷(xiāo)售商的利潤(rùn)均發(fā)生了變化,網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)逐步提高.

表7 不同情形下網(wǎng)絡(luò)成員企業(yè)利潤(rùn)的變化Table 7 The changes in profits of network member enterprices under different cases

4.3 兩種政策的比較

本節(jié)比較兩種碳減排政策,碳稅政策下,將此政策記為P1,設(shè)定B=150;碳排放交易政策下,將此政策記為P2,令制造商M1 和M2 的初始分配分別為50 和90,生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排量ei為1.6,其它成本函數(shù)和參數(shù)與4.1 節(jié)相同.

分別求解均衡模型(19)和模型(23),程序參數(shù)設(shè)置與4.1 節(jié)相同.在碳稅政策下,得到最優(yōu)碳稅t?=2.22;碳排放交易政策下,得到M1 和M2 碳信用的數(shù)量分配分別為42.00 和98.00,交易價(jià)格為價(jià)格12.74.兩種政策的減排效果和供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)成員企業(yè)的利潤(rùn)及網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)的對(duì)比如表8 所示,可見(jiàn),碳交易政策下兩個(gè)制造商的碳排放量均低于碳稅政策下的排放量;碳交易政策下,M1 和M2 的利潤(rùn)高于碳稅政策下的利潤(rùn),而D1 和D2 的利潤(rùn)低于碳稅政策下的利潤(rùn),網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)高于碳稅政策下的總利潤(rùn).

表8 兩種政策下的排放量及利潤(rùn)對(duì)比Table 8 Comparison of emissions and profits under two policies

5 結(jié)束語(yǔ)

本文考慮兩種碳減排政策:碳稅政策及碳排放交易政策,針對(duì)由多個(gè)制造商、銷(xiāo)售商和需求市場(chǎng)構(gòu)成的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),分別分析了兩種碳減排政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)各成員企業(yè)的均衡條件及行為,以及兩種碳減排政策的均衡條件,在此基礎(chǔ)上,分別構(gòu)建兩種碳減排政策下的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型,給出歐拉方法求解均衡模型,最后,通過(guò)算例,首先,在碳稅政策框架下,探究不同碳排放閾值下網(wǎng)絡(luò)均衡結(jié)果的變化,給出不同閾值下最優(yōu)碳稅稅率;其次,在碳排放交易政策框架下,分析單位產(chǎn)品碳排放量對(duì)網(wǎng)絡(luò)均衡結(jié)果的影響,給出不同情形下碳信用的分配方案;最后,對(duì)兩種碳減排政策進(jìn)行對(duì)比分析.研究發(fā)現(xiàn):碳稅政策下,對(duì)于企業(yè)而言,面對(duì)較低的碳排放閾值,企業(yè)將選擇通過(guò)減少產(chǎn)量來(lái)達(dá)到減少碳排放的目標(biāo),由此帶來(lái)產(chǎn)品價(jià)格的上漲,需求也隨之下降,導(dǎo)致供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)下降;對(duì)于政府而言,選擇合適的碳排放閾值至關(guān)重要,依此模型可決策最優(yōu)的碳稅稅率,既能使得供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)成員獲得最優(yōu)的利潤(rùn),也可達(dá)到適當(dāng)?shù)臏p排目標(biāo).碳排放交易政策下,對(duì)于企業(yè)而言,可通過(guò)采用低碳技術(shù)降低單位產(chǎn)品碳排放量,此時(shí)可選擇提高產(chǎn)品產(chǎn)量,既可達(dá)到一定的排放目標(biāo),也可提升供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn);對(duì)于政府部門(mén)而言,可依據(jù)此模型合理分配碳信用,同時(shí),可制定各種激勵(lì)措施鼓勵(lì)企業(yè)積極采用低碳技術(shù).對(duì)比碳稅政策及碳排放交易政策,發(fā)現(xiàn):碳交易政策下的碳排放量低于碳稅政策下的排放量,碳交易政策下的網(wǎng)絡(luò)總利潤(rùn)高于碳稅政策下的總利潤(rùn).可見(jiàn),碳稅政策和碳排放交易政策均可實(shí)現(xiàn)減排,然而,碳稅政策為供應(yīng)鏈中的企業(yè)帶來(lái)了巨大的財(cái)務(wù)壓力,對(duì)企業(yè)的利潤(rùn)影響較大;碳交易政策下,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)企業(yè)可進(jìn)行碳信用交易,具有更大的靈活性.此外,碳交易政策下,若要激勵(lì)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)聯(lián)合減排,需要制定必要的協(xié)調(diào)機(jī)制,以促使成員企業(yè)的利潤(rùn)均能得到合理提升.

本文的模型可用來(lái)分析不同政策下供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)成員企業(yè)的行為變化及政策影響,可為政府制定碳減排政策提供決策參考,也可為企業(yè)在碳減排政策的生產(chǎn)及減排策略制定提供一定的依據(jù).