考慮政府碳減排補貼與談判的供應鏈碳中和契約研究：博弈的視角

鄭月龍 張齡月 白春光 葉林 江霞

摘要 文章研究了一個由制造商和零售商構成的兩級供應鏈通過碳中和契約選擇解決凈零碳排放生產的問題。制造商通過碳減排和碳吸收兩種策略推進凈零排放生產，政府通過補貼碳減排以推進供應鏈碳中和。基于此，文章運用博弈論比較分析了無契約、成本分擔契約及收益共享契約并確定實現碳中和的占優策略，進一步引入談判情形，考慮談判勢力均等和談判勢力不等對供應鏈契約選擇的影響。研究表明：不考慮談判時，收益共享契約是供應鏈碳中和的占優選擇，政府補貼作用使得收益共享契約占優成本分擔契約和無契約，政府補貼大小受到制造商碳減排努力成本系數大小的影響；當考慮談判時，成本分擔契約依然不是占優選擇，收益共享契約占優非談判情形，若制造商談判勢力小于平均水平，談判勢力均等優于談判勢力不等的情形；否則，談判勢力不等情形更優。消費者碳中和敏感性對供應鏈雙方及其整體利潤水平和社會福利水平均有正向影響。這意味著要想實現產品生產的凈零碳排放，既需要把握政府補貼的激勵作用，還需要厘清相關參數的影響機理激發參與主體的積極性，以推進供應鏈碳中和的實現。

關鍵詞 供應鏈碳中和；成本分擔契約；收益共享契約；政府補貼；談判

中圖分類號 F205；F224 文獻標志碼 A 文章編號 1002-2104（2023）01-0171-15 DOI：10. 12062/cpre. 20220921

溫室氣體的大量排放嚴重威脅經濟社會可持續發展。據研究，即使現在能夠完全杜絕碳排放，當前大氣中溫室氣體產生的惡劣影響在未來100 年內都不可逆轉［1］，通過碳減排和碳吸收實現凈零碳排放生產即碳中和是經濟社會可持續發展的重要途徑。與企業生產過程中直接碳排放相比，供應鏈消耗了全球絕大部分能源，是全球溫室氣體排放的主要貢獻者。如沃爾瑪2010年官方數據顯示大約90%碳排放來自供應鏈，僅有10%產生于經營活動［2］；巴西Natura Cosméticos公司2009年公布，96%碳排放來自供應鏈上下游［3］。而綠色供應鏈管理能夠有效調動全產業鏈系統性節能減碳，可助推碳達峰碳中和行動［4］。根據中國碳排放交易網數據，2020年中國的碳排放是100億t，約占全球碳排放的29%，到2060年實現碳中和，中國將面臨非常艱巨的挑戰。鑒于此，考慮到消費者環保意識逐漸增強，更傾向購買環境友好型產品，即使這類產品價格高于普通產品［5-7］；同時，考慮到成本分擔契約與收益共享契約是供應鏈企業間普遍采用的契約形式，且兩種契約得到了學者們的廣泛研究［6， 8-10］，但主要聚焦于供應鏈碳減排、碳交易、綠色研發等領域［11-12］，對于供應鏈碳中和的研究卻幾近空白。為此，文章借鑒現有相關研究［7，13-14］，將凈零碳排放生產資源投入分為碳減排和碳吸收，解析供應鏈碳中和實現的契約選擇問題。那么，在供應鏈碳中和過程中，面臨無契約、成本分擔契約及收益共享契約如何進行選擇？受到哪些因素影響及機理如何？談判勢力對制造商和零售商碳中和契約選擇產生何種影響？政府碳減排補貼在供應鏈碳中和過程中如何發揮作用？談判勢力對政府補貼力度有何影響？政府應如何作為以更有效地助推供應鏈凈零碳排放生產？這一系列學術問題都亟待研究解答。為此，文章解析了供應鏈碳中和實現的運行機理，拓展了供應鏈碳減排領域的相關研究，也為供應鏈碳中和及政府補貼政策制定提供參考。

1 文獻回顧

1. 1 政府補貼與綠色供應鏈

現有研究對綠色供應鏈中不同政府政策作用進行了分析，例如政府補貼、獎懲機制、稅收和補貼機制、綠色信貸及價格規制政策等［14］。部分學者聚焦于閉環供應鏈再制造產品的綠色補貼，Ma等［15］通過比較補貼前后供應鏈成員的最優決策，從消費者、企業和供應鏈角度探討了政府補貼的作用；Wang等［16］考慮了政府對廢舊電子電器產品補貼，發現補貼與產品再制造率密切相關。此外，學者們就政府補貼會惠及綠色供應鏈企業達成基本共識，Huang等［14］研究了一個資金緊張的綠色制造商的供應鏈中的綠色信貸、制造補貼和銷售補貼模式，并嘗試尋找雙贏的補貼模式；Jung等［17］探討了政府補貼對綠色產品技術改進和社會福利的影響，認為政府補貼提高了社會福利水平；最近，Wang等［18］分析了在政府補貼消費者時綠色供應鏈決策的信息共享價值。借鑒上述后三篇文獻，文章考察了一個制造商和零售商構成的兩級供應鏈。不同的是文章聚焦于供應鏈碳中和，探討政府補貼通過對制造商碳減排成本的影響，解析政府補貼在供應鏈碳中和契約選擇中發揮的作用，分析政府補貼下不同契約的社會福利水平變化。

1. 2 供應鏈碳減排與碳中和

供應鏈碳減排領域的研究受到了學者們的廣泛關注，一是供應鏈碳減排決策，Benjaafar 等［19］將碳排放問題納入供應鏈運營決策，研究在何種程度上可通過供應鏈運營調整來滿足碳減排要求；Yang等［20］探討了縱橫向合作的供應鏈定價與碳減排決策；二是供應鏈企業合作減排，Ma 等［21］研究了制造商如何在碳交易政策下通過契約設計降低供應鏈的碳排放；Xia等［22］探討了在信息對稱和不對稱下賣方持股和限額交易規則對供應鏈成員最優決策、利潤和協調的影響。此外，在碳中和目標引導下，Leeuwen等［23］研究了采用氣化爐和固體氧化物燃料電池耦合裝置，為阿姆斯特丹提供靈活電力，以實現城市物質垃圾向電能轉化；Lu 等［24］分析了生物質與煤共氣化及碳捕集技術（CBECCS）對中國碳排放和大氣污染的影響及經濟效益。現有文獻對供應鏈碳減排決策及合作減排進行了探討，也關注了碳減排技術且更多是技術層面的試驗，然而，對于供應鏈碳中和的關注卻非常少見。借鑒現有關于供應鏈合作碳減排以及碳中和技術的研究，文章把握碳中和內涵，遵循供應鏈上下游企業合作契約推進實現供應鏈碳中和的思路，對供應鏈碳中和契約選擇問題進行研究。

1. 3 綠色供應鏈契約與談判

綠色供應鏈契約及談判問題也受到廣泛關注，Bhas?karan等［8］探討了一個一般化的具有不同開發能力的兩家公司產品聯合開發決策；Sheu ［25］研究了政府干預下生產商與逆向物流供應商之間具有不確定性的非對稱納什討價還價問題；就契約而言；Ghost等［6］探討了成本分擔契約對綠色供應鏈參與者決策的影響；Bai 等［9］研究了具有易變質物品的兩級可持續供應鏈，指出成本分擔契約、收益共享契約與兩部定價契約都可以帶來完美協調，但兩部定價契約更具穩健性；Li等［26］研究了零售商提供的收益分享契約和成本分擔契約對減排努力和企業盈利能力的影響；Sharma等［10］研究了由制造商和零售商構成的兩級供應鏈中不同模型參數范圍的成本分攤合同的最優性。文章供應鏈碳中和研究框架主要借鑒了文獻Ghost等［6］和Li等［26］，與現有研究不同，文章在供應鏈凈零碳排放框架下進行建模研究，并將制造商零碳排放資源投入分為碳減排努力和碳吸收投入，研究供應鏈碳中和契約選擇及關鍵影響因素。

綜上，文章主要貢獻在于：①聚焦供應鏈碳中和，將凈零碳排放生產資源投入分為碳減排和碳吸收，根據供應鏈碳中和內涵建立了供應鏈碳中和博弈模型，推進了綠色供應鏈相關研究。②與Ghost等［6］和Li等［26］探討收益分享契約和成本分擔契約對綠色供應鏈的影響不同，文章探討供應鏈碳中和契約選擇，揭示了制造商和零售商面臨無契約、成本分擔契約及收益共享契約的契約選擇時的影響因素及機理，解析了談判勢力對供應鏈碳中和契約選擇的影響，確定了考慮談判勢力前后供應鏈契約選擇的條件。③揭示了政府補貼在供應鏈碳中和契約選擇中的作用，揭示了談判勢力對政府補貼力度的影響，豐富了Wang等［16］關于政府補貼對綠色產品和綠色供應鏈影響的研究，文章研究為政府補貼下推進供應鏈碳中和提供參考。

2 基本假設

考慮一個由制造商和零售商構成的兩級供應鏈，兩家企業均為風險中性且追求利潤最大化，雙方通過簽訂供應鏈碳中和契約解決凈零碳排放生產的問題，供應鏈碳中和包含碳減排和碳吸收兩個過程，碳減排即降低產品生產的單位碳排放量，而碳吸收則主要是通過碳捕獲、利用與封存技術和碳匯等方式以避免將剩余的游離溫室氣體排放進大氣中，實現凈零碳排放。制造商生產單位產品的碳排放總量為e，零售商以ω 的批發價從制造商獲得產品并以p 的價格銷售給消費者，參考Ghosh等［6］和Li等［26］的相關研究。假定存在一個碳中和產品敏感性的消費市場，消費者對產品的需求不僅受到產品市場價格的影響，也受到制造商碳中和行為的影響。

為此，假設產品市場需求函數為q = a - p + αθ，其中a為市場潛力，θ 為制造商生產產品過程中的碳減排努力水平，p 為碳中和產品市場價格，α > 0為消費者碳中和敏感性，反映消費者對碳中和產品的購買意愿。制造商碳中和包含：一是碳減排，即在產品生產過程中減少碳排放，例如通過研發綠色減排技術等方式，相應努力投入成本為dθ2 /2，d > 0為制造商碳減排努力成本系數，d 越小則其碳減排努力的效率越高；二是碳吸收，即將碳減排努力之后剩余的額外游離二氧化碳等溫室氣體通過碳匯、CCUS技術等方式實現碳歸零，易得碳吸收水平為e - θ，進而假設單位碳吸收邊際成本為β，文章假設供應鏈碳吸收總成本為線性函數β （e - θ） q，滿足β > 0，0 < θ ≤ e，β可理解為制造商進行碳吸收支付的邊際成本，如給CCUS技術擁有者或為碳匯支付給相關部門的單位成本。與此同時，考慮到企業生產某一產品的單位碳排放總量既定，當θ = e 時，意味著碳減排努力水平θ達到e時，生產過程產生的碳排放量通過碳減排努力完全消化，此時，制造商碳吸收成本就不復存在。

上述假設基于以下考慮：一是“雙碳”是國家未來幾十年經濟發展的主旋律，供應鏈企業需適應發展的外部政策環境，即供應鏈企業具有碳減排進而助力實現碳中和的動機；二是由于大部分企業的物理邊界非常小，即不具備廣闊的土地資源通過碳匯來進行碳吸收；三是當前針對CCUS技術的財稅激勵政策缺失，加上較高的成本及能耗，且當前CCUS技術研發呈現出周期長以及安全規范尚不完善等特點，導致通過此種方式進行碳吸收在實踐上令大多數企業望而卻步［27］；四是供應鏈碳中和實現過程中碳減排和碳吸收是此消彼長的關系，制造商會在兩種投入之間進行權衡，以實現利潤最大化，碳減排努力投入水平θ 即是制造商權衡的結果。為助推供應鏈碳中和，政府通過補貼碳減排行為促進供應鏈碳中和的實現［28］。假設政府對制造商碳減排努力成本給予s 比例的補貼，滿足0 ≤ s ≤ 1。為了提升整體供應鏈碳中和協同水平和市場利潤，在政府補貼激勵下，零售商可能會選擇分擔制造商碳減排努力成本，雙方簽訂成本分擔契約，或者通過轉讓一部分收益給制造商的方式，雙方簽訂收益共享契約。

上述供應鏈碳中和博弈過程分為五個階段：第一階段，政府根據社會福利最大化制定對制造商碳減排努力成本的補貼比例；第二階段，如果簽訂契約，零售商決定成本分擔比例或收益共享比例，如果雙方不簽訂契約則博弈進入第三階段；第三階段，制造商決定碳減排努力水平；第四階段，制造商決定給零售商的產品批發價格；第五階段，零售商決定碳中和產品在碳中和敏感型市場的價格。考慮到零售商有與制造商簽訂契約與否的自由，文章首先對無契約、成本分擔契約及收益共享契約三種情形進行比較分析；接著解析談判勢力對供應鏈碳中和契約選擇的影響，并揭示政府補貼的作用。

7 結論與啟示

文章考慮由制造商和零售商構成的兩級供應鏈，引入政府碳減排補貼，區分無契約、成本分擔契約及收益共享契約三種情形，以解析制造商和零售商之間是否簽訂契約或應該簽訂哪種契約的選擇問題，揭示談判勢力對供應鏈雙方契約選擇的影響。研究結論表明：①政府最優補貼系數在成本分擔契約下最小，就無契約和收益共享契約而言，政府最優補貼水平的大小與制造商碳減排努力成本系數有關。②政府補貼作用下成本分擔契約中制造商碳減排努力水平、利潤及社會福利水平均與無契約相同，但供應鏈利潤水平最低。收益共享契約下制造商碳減排努力水平、利潤及社會福利水平高于其他兩種契約，也帶來更高的供應鏈利潤水平。此時，收益共享契約是供應鏈碳中和的占優選擇。③收益共享契約中，政府對碳減排努力成本的補貼與消費者碳中和敏感性及制造商碳吸收成本負相關，與制造商碳減排努力成本系數正相關；供應鏈收益共享比例、供應鏈雙方及整體利潤及社會福利水平與消費者碳中和敏感性正相關，與制造商碳減排努力投入成本系數負相關；制造商碳減排努力水平與消費者碳中和敏感性正相關，與制造商碳減排努力成本系數負相關；碳吸收成本對制造商碳減排努力水平的影響受到碳中和成本系數的影響。④就成本分擔契約而言，非談判情形下更優，若考慮談判情形，制造商談判勢力偏小為占優選擇；就收益共享契約而言，非談判情形劣于談判情形；若制造商談判勢力小于平均水平，則談判勢力均等優于談判勢力不等的情形，反之談判勢力不等情形更優。

研究結論對供應鏈碳中和有如下政策啟示，首先，不考慮談判時，收益共享契約是供應鏈碳中和的占優選擇，需要理清政府補貼的作用。其次，考慮談判時，收益共享契約占優非談判情形，實踐中究竟應選擇哪種契約與制造商談判勢力有關。最后，需要理清收益共享契約關鍵變量的影響因素及機理，以更好地推進供應鏈碳中和，例如為提升收益共享契約的社會效益，需要有意識地培養消費者對碳中和產品的敏感性。

文章研究了一個由制造商和零售商構成的簡單供應鏈，進一步可從考慮在碳中和產品市場引入競爭和不同供應鏈結構，如一個制造商和兩個或更多競爭性零售商或者兩條競爭性供應鏈；也可將政府支持拓展至補貼之外，考慮政府的非補貼策略如知識技術支持、政策支持等的影響。還有一個可能的拓展方向是在碳中和產品市場需求中引入隨機需求或模糊需求，實現對模型的改進以更加貼近現實。

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