綠色轉型下煤電產業供應鏈競協研究
——基于政府環境規制視角

周琪雅，杜文意 （江蘇師范大學 商學院，江蘇 徐州 221116）

0 引 言

目前和未來的一段時間內，火力發電依然是我國主要的電力生產方式。同時，火電行業是碳排放的主要來源，也是支撐我國電氣化發展的關鍵行業。然而，過去幾十年，由于開采和利用方式粗放等原因，煤炭在支撐我國經濟社會發展的同時，也帶來了一系列環境問題和碳排放壓力。因此，在“碳達峰”、“碳中和”的背景下，政府在發展經濟的同時降低了碳排放量，著力推動地區經濟高質量發展；煤炭資源型企業在政府環境規制下實施綠色轉型行為，一方面，降低碳排放量，另一方面謀求高質量可持續發展。煤電力企業70%的成本為燃煤成本，煤價的任何變動勢必會對電力企業產生極大的影響。由此可以看出，電力企業和煤炭資源型企業在供應鏈上存在密切的利益博弈關系。故而，在環境規制和和綠色轉型的雙重壓力下，研究如何制定煤電政策以及如何處理煤電供應鏈中上下游關系，使得整個供應鏈的整體利潤最優具有現實意義。

國內外學者對供應鏈內部各級制造商的競爭和協調關系進行了理論和實踐方面的探討。關靜怡基于供應鏈的背景，研究企業參與精準扶貧對其供應鏈競爭優勢的影響，結果顯示積極參與有利于提高企業的競爭優勢。王珊珊等以兩條供應鏈為基礎，分為四種不同情景，構建收益的斯坦伯格模型，求出均衡解，決定競爭供應鏈是否采用碳減排技術。吳江華等研究一個供應商和兩個制造商的二級供應鏈，以Cournot 博弈構造模型，求解制造商的均衡訂貨決策和信息共享策略，針對不同信息策略下的利潤和批發價格的比較分析，得出博弈的占優策略。唐華等從產品和延保服務的角度出發，根據零售商的特質，研究供應鏈的協調實現問題。陳曉春等以“政府補貼+協同創新+集采低價”組合契約協調策略優化了醫藥供應鏈，增加社會福利。張國興等旨在通過構建一條包括顧客和制造商供應鏈模型，分析在協調和非協調情形下兩種產品“服務—價格—質量”競爭均衡解。從眾多學者的研究中，發現對于單獨供應鏈協調的研究相對較少，大多通過結合競爭來對比，突出協調發展的優勢。郭春香和譚越研究規制環境下閉環回收供應鏈，通過一個制造商和一個零售商模型，分析最優決策問題，結果表明政府規制的實施能夠有效提升產品質量。李勇建等從供應鏈層面出發，將生產者責任和環境規制結合起來，探索出供應鏈的系統性治理路徑。近年來，環境規制和低碳發展是研究的熱點，但將供應鏈與環境規制聯系起來的研究較少，幾乎為零。同時，綠色供應鏈研究逐漸發展，但還存在綠色轉型過程中的供應鏈協調問題。

綜上所述，關于供應鏈的研究多采用博弈論的方法，分析不同主體在不同情況下的均衡解，以求得最優的策略組合選擇，因此，運用博弈的思想解決供應鏈問題是一個很好的途徑。關于供應鏈的研究內容，主要研究二級供應鏈主體之間的競爭問題，以價格和銷量等經濟指標為突破口，明確協作的必然趨勢，這也是本文的研究思路。關于供應鏈的研究背景，隨著國家經濟發展方針政策向低碳、綠色、環保、美麗、可持續等方面轉變，綠色供應鏈和閉環供應鏈的研究加速提上日程，已有較多學者做這方面研究。本文采用傳統的經典博弈思想，解決新時代企業轉型的特色供應鏈問題；對于資源型企業綠色轉型的研究不是很豐富，尤其是結合供應鏈的研究是相當匱乏的；煤炭企業作為資源型企業由于其負外部性和周期性，綠色轉型是在順應政府環境規制下有效的可持續發展行為，然而電力企業也面臨同樣的困境。本文就是基于這類特色問題，試圖在供應鏈中找到兩者之間的均衡解，為煤電行業提供些許的借鑒。

1 模型構建

本文建立了一條由煤炭資源型企業M 與n 個發電企業D 組成的兩級煤電煤炭供應鏈，已知發電企業供出一度電需要f，即供電煤耗，根據整條供應鏈的實際出發，做出如下假設：

假設1：綠色轉型水平。由于政府對環境質量的要求，以及煤炭企業和發電企業為自身可持續發展的需要，企業積極開展綠色轉型行動。因此，本文引用綠色轉型努力水平來衡量各級企業在環境規制下的綠色轉型程度。用G表示煤炭開采加工企業的綠色轉型水平；用G表示第i 個發電企業的綠色轉型水平。其中，0＜G＜1、0＜G＜1。

假設3：生產成本。用C表示煤炭開采加工企業生產成本；用C表示發電企業的非煤炭成本。

假設4：產品價格。用T 表示煤炭開采加工業銷售煤炭的價格；用P 表示發電企業銷售電力的價格。

2 模型求解與分析

2.1 基于主體競爭的供應鏈均衡分析

各個發電企業在不考慮同類企業和上下游關系協調的情況下，為了補償被迫創新的成本，甚至追求政府環境規制帶來的創新補償效應，進而選擇相互競爭的策略。本文通過各級制造商的利潤函數求解均衡解，分析各個參數所代表的因素對利潤的影響。根據下游發電企業對上游煤炭開采加工企業銷售煤炭的價格T 產生反應，計算可求得均衡解：

因此，根據均衡解可求得兩級企業的最優利潤為：

2.2 基于主體協調的供應鏈均衡分析

供應鏈協調是指供應鏈主體之間，即上下游之間，在保持自己的利益不減少的前提下，為實現整體利益最大化，而建立的一個動態平衡關系。本文通過采用比例分配的方法構造主體協調模型，來分析協調情形下各個因素對于企業最優利潤的影響。建立煤電產業聯盟，構建收益成本分擔契約來協調上下游企業之間的關系，規定煤炭開采加工企業所分攤的比例為λ，則發電企業所分攤比例為（1- λ ）。根據上述利潤公式可得協調情況下總利潤模型為：

由總利潤函數，可求得均衡解：

由此均衡解可求得最優利潤：

3 實證分析

根據中國電力企業聯合會的有關煤電規模數據和實際情況，得出在2015～2020 年的值，同時β=10；選取中煤能源股份作為煤電生產加工企業的代表，由其2015～2020 年財務報表中動力煤銷量和動力煤營業成本得出煤電企業的成本，即C值。假設存在5 家發電企業即n=5，且他們會根據相互之間的決策，調整自己的決策，故使用國電電力股份發展有限公司年報中火電發電量和火電設備折舊額，計算出C的值，其他4 家發電企業的發電非煤成本在C的基礎上分別為+0.002、-0.002、+0.004、-0.004，本文參考規定供電煤耗f 為310 克/千瓦時；設定煤電加工企業的綠色轉型水平G=0.5，5 家發電企業的綠色轉型水平G分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7。政府環境規制的創新補償效應和創新激勵政策在創新方面得出同樣的效果，故參考胡俊等人對于政府創新激勵和競爭政策假設，得出B的值和B的值。對供應鏈參數設置如表1 所示。

3.1 競爭情形下供應鏈最優分析

將表1 的參數值帶入競爭情形下的均衡解和最優利潤表達式，可以得出如圖1 的結果。

表1 兩級供應鏈參數值表 單位：元/克、元/千瓦時、元、千瓦時

如圖1 所示，可以看出除2019 年外煤炭成本呈現遞增趨勢，同樣發電企業的最優銷售量也呈現逐年遞增的趨勢；剔除2019 年的數據，煤炭生產加工企業和發電企業的最優利潤逐年增長，從橫向比較來看，這種增長是由發電企業的創新補償效應帶來的，而且彌補了由煤炭成本增加帶來的負面效應，而煤炭開采加工企業的利潤增長是由發電企業和其自身的創新補償效應帶來的。縱向來看，隨著成本的增加，發電企業最優銷售數量有所降低，然而綠色轉型水平對最優銷售量沒有影響；發電企業的最優利潤隨著成本的增加和發電企業的綠色轉型水平的升高有所降低。

圖1 競爭情形下供應鏈均衡解與最優利潤

3.2 協調情形下供應鏈分析

根據圖2 中煤炭加工開采企業最優利潤與整個供應鏈總利潤數據，可求得開采加工企業與總利潤的比，以多年來的利潤占比平均數作為協調情形下煤炭開采加工企業與發電企業之間的利潤分攤系數，通過計算煤炭開采加工企業的成本分攤系數為0.86。據此可算出協調情形下均衡解和最優利潤，如圖2 所示。

圖2 協調情形下供應鏈均衡解與最優利潤

根據圖2，對比競爭情形下的均衡解和最優利潤，可以看出在協調情形下的最優銷量和最優利潤明顯高于前者，且整個供應鏈的利潤也有所進步；隨著發電企業的創新補償規模逐漸擴大，發電企業通過綠色轉型來應對環境規制，此時能夠獲得更多環境補償，因此發電企業的最優利潤不斷增長。

4 結 論

本文基于政府環境規制推動下，研究綠色轉型和創新補償效應對不同情形下煤電產業供應鏈的動態影響，通過實證分析不同情形下的各級企業均衡解和最優利潤的變化及與綠色轉型水平與創新補償效應的關系。研究結果表明：（1） 政府環境規制所帶來的創新補償效應有利于增加制造商利潤。由于政府環境規制政策的推動，各級企業積極進行技術創新，進行綠色轉型，降低了自身產品生產和消耗過程中對自然環境的壓力，同時技術創新帶來的環境規制創新補償效應，使得制造商能夠收獲更多的利潤；即在實現綠色可持續發展的基礎上，提升了自身利潤。因此，政府應根據自然環境狀況和經濟發展的要求，建立合適的環境規制政策，有效形成各級企業的最大規模的創新補償效應，促進產品綠色化，實現產業高質發展；但政府實施政策要注意盡量避免實施嚴厲苛刻的環境規制政策，企業也要注意綠色轉型的投入，注意綠色轉型成本給企業帶來的風險，合理綠色化。（2） 隨著綠色轉型水平的升高，既帶來成本的增加，此過程中的技術投入，又會產生一定的創新補償效應，當創新補償效應超過綠色轉型成本時，給企業帶來利潤的增長。實施綠色轉型有利于提高企業形象，進而提高自身的市場競爭力。因此，制造業重視綠色轉型，以求環境規制帶來的創新補償效應，同時制造商在進行綠色轉型時，可以考慮與上下游企業之間的技術合作，共同轉型；但同時應避免無目的轉型投入，避免資金浪費而不能產生創新補償效益。（3） 與競爭情形相比，協調情形下各級企業的利潤及整個供應鏈總利潤更高。相比之下，各級制造商之間進行協調合作，采用一種收益共享制度更能提高各級企業的最優收益及整體利潤。因此，在供應鏈當中，可以根據實際情況引入收益共享制度來協調各級制造商的關系，提升各級制造商的協同程度，更能有效增加各級制造商的利潤，實現整體供應鏈最優。