權力結構變動下雙向技術溢出和碳轉移對供應鏈碳減排水平影響

江曉壯，孫立成

（江蘇大學管理學院，江蘇鎮江 212013）

1 研究背景

我國政府于2020 年提出力爭2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和的“雙碳”目標，并將其納入到生態文明建設整體布局。為此，政府主導下的碳規制強度也在逐步增強，如：以總量控制與配額交易為特征的碳交易市場試點（2011 年）、啟動（2017 年）及全國推行（2021 年）等。面對日益嚴苛的碳規制政策，供應鏈微觀主體的碳減排壓力不斷增大，低碳減排已成為其運營管理中不可忽略的重要環節［1］。

實踐中，不同企業在生產規模、資源獲取等方面具有不同的優勢地位，導致供應鏈內部存在不同的權力結構［2］。在供應鏈不同權力結構下，由于碳規制強度的增強，高碳企業為達成減排目標，往往利用其在供應鏈中的優勢地位將自身難以完成的減排量轉移給上下游［3］，如：微軟、蘋果等公司通過項目外包轉移碳排放量，聯想公司通過供應商庫存管理模式轉出部分碳排放量等。一定程度上，企業間的碳轉移行為，有助于緩解企業減排壓力，但也會造成企業減排責任難以準確界定、干擾企業正常運營，甚至不利于提升供應鏈整體減排水平等問題的出現。

引導企業研發減排技術，實現經濟增長和環境保護雙贏目標是政府碳規制政策的出發點［4］。但減排技術具有正外部性特征，容易在供應鏈主體間產生溢出效應，致使減排主體難以獨享研發收益［5］。從垂直方向來看，上下游企業會因技術溢出而擴大有效產出；從水平方向來看，競爭對手可能因技術溢出而獲益［6］。兩個方向的技術外部性都可能削弱企業研發積極性，同時改變供應鏈原有的碳轉移活動軌跡，這些變化使供應鏈碳減排活動變得更為復雜。可見，不同類型的供應鏈領導者在減排方式上側重點不同，而領導者往往又決定著供應鏈整體減排效果，因此在不同權力結構下，準確把握雙向技術溢出和碳轉移對供應鏈碳減排水平的影響機制，對指導企業減排決策、提升供應鏈減排水平顯得尤為重要。

2 文獻綜述

現有學者針對供應鏈碳轉移、技術溢出及權力結構等問題展開了系統的研究工作。從供應鏈碳轉移來看，Sun 等［3］考慮了減排技術滯后和消費者低碳偏好對企業碳轉移的影響；孫立成等［7］分析供應鏈碳轉移對企業異質性產品定價的影響機制，并提出減少利潤損失的協調策略；Sun 等［8］探究了供應鏈碳排放非理性轉移的識別及優化問題。然而，上述研究均未考慮到供應鏈企業間權力結構的差異，且較少分析碳轉移對供應鏈減排的影響。

就供應鏈技術溢出而言。由于供應鏈企業間的交流互動、產品信息泄露等原因，企業研發活動往往存在技術溢出效應，并在企業運營決策中扮演重要角色［9］。如Liu 等［10］基于技術創新共享的角度研究制造商的生產決策，發現當消費者低碳偏好較強時，共享技術成果可實現雙贏；Chen 等［11］、Lin等［12］通過研究企業研發合作行為，發現技術溢出效應能夠提高合作對企業績效的促進作用。以往研究著重關注技術溢出給受益方帶來的直接收益，如減少生產成本，提高產品質量等。在碳規制政策改變企業成本、收益格局的背景下，學者們意識到低碳技術兼具知識溢出與環境改善的雙重外部性特征，這種溢出可以引起企業碳排放量的變化，幫助企業交易碳排放權來獲得額外收益［13］。如劉名武等［14］研究減排投資溢出效應的供應鏈決策問題，揭示了減排投資溢出機制；李金溪等［15］發現低碳技術溢出能夠提高彼此減排收益。這些學者對低碳技術的減排溢出效應做了進一步研究，但較少詳細區分技術溢出的方向。

針對供應鏈權力結構問題。學者們多是在不同權力結構下，對比分析成員決策的差異，并探究相關因素對均衡結果的影響。如張國興等［16］研究不同權力結構對雙渠道產品定價、銷量的影響；Jin等［17］研究了權力結構對回收產品定價和協調的影響；Zhang 等［18］發現不平衡的權力結構能夠激勵企業采用低碳技術。隨著研究的深入，學者開始考慮更多的供應鏈結構。如Luo 等［19］構建由不同品牌制造商和零售商組成的供應鏈，考察不同權力結構對產品定價的影響，但并沒有探討企業的減排行為。

綜上所述，學者們對供應鏈碳轉移、技術溢出及權力結構等問題的系統研究，為進一步研究提供了借鑒，但存在一些不足：（1）出于研究目的的需要，以往研究多是在單一市場結構中分析供應鏈碳轉移問題，較少考慮到企業間權力結構的差異；（2）現有研究仍較少關注到低碳技術的減排溢出效應，同時鮮有研究進一步區分技術溢出方向，及其對供應鏈減排水平和企業收益的影響。（3）現有對供應鏈權力結構的研究中，較少從核心企業間競爭的角度來劃分市場權力結構。現實中，核心企業間的競爭現象普遍存在，而競爭本身會影響企業減排行為，還可能通過市場權力來影響到供應鏈減排水平。

基于此，本文構建由低碳制造商、傳統制造商和一個供應商組成的兩級供應鏈，從供應鏈權力結構視角，研究碳轉移和雙向技術溢出對供應鏈碳減排水平的影響。除討論相關因素對供應鏈碳減排水平的影響之外，更深入分析當權力結構變動時，碳轉移和雙向技術溢出產生的變化，以及對供應鏈減排水平帶來的影響，從而為有效指導供應鏈減排提供理論基礎。

3 問題描述與假設

碳交易政策下，市場中存在一個供應商S 和兩個競爭制造商（低碳制造商M1、傳統制造商M2），制造商M1和M2分別生產某種可替代性的低碳產品和普通產品。政府為供應商和制造商制定碳配額Ei(i=1,2,S)，其中供應商碳配額充足，兩個制造商碳配額不足。低碳制造商開展減排技術研發活動，并產生雙向技術溢出效應，即對供應商產生垂直技術溢出效應，對傳統制造商產生水平技術溢出效應，最終降低后者們產品的碳排放量；傳統制造商將超出政府碳配額的部分，按單位產品碳轉移量t 轉移給供應商；供應商為保持與傳統制造商長期合作關系而主動承接，承接后表現為自身產品碳排放量增多。

考慮到供應鏈中既有低碳制造商M1主導，也有傳統制造商M2主導和雙方均勢的情況，如汽車市場中，不乏一些實力強勁的新能源汽車（比亞迪），以及實力較弱的新能源汽車（哪吒）與傳統燃油汽車開展競爭。因此，本文主要分析三種權力結構：（1）M1主導，M2跟隨的M1S 模式；（2）M1和M2雙方均勢的MVN 模式；（3）M2主導，M1跟隨的M2S 模式；同時遵循以制造商為主導、供應商跟隨的總體決策方式［20］。

基本假設：

（1）制造商M1、M2和供應商S 之間技術實力相近。低碳產品與普通產品在性能上具有可替代性，但在生產過程中的碳排放量上存在差異。

（2）制造商和供應商的生產成本均為0，該假設僅簡化均衡解的形式，對結果分析并無實質影響。

（3）由于企業在生產效率、生產規模等方面存在差異，導致傳統制造商和供應商的碳轉移量與承接量有所不同。即由于供應商的規模化生產，其承接碳轉移t 后自身單位產品碳排放量增加gt，其中g(0＜g＜1)表示供應商對碳轉移量t 的承接處理系數。

（6）低碳制造商開展低碳技術研發活動，對供應商產生垂直技術溢出效應，對傳統制造商水平技術溢出效應。產生技術溢出效應后，供應商單位產品碳排放量變為，傳統制造商單位產品碳排放量變為。其中分別是供應商和傳統制造商的單位產品初始碳排放量；分別代表垂直和水平技術溢出系數，由于核心企業之間存在競爭，低碳制造商將采取各種保護措施，減少對競爭者的水平技術溢出，故。

根據上述假設，得出兩個制造商M1、M2和供應商S 的利潤函數：

4 不同權力結構下供應鏈決策模型

不同權力結構需要從供應鏈各主導企業角度探討供應鏈主體行為變化所引起的碳減排水平變化。低碳制造商決定低碳產品產量和產品碳減排水平；傳統制造商決定普通產品產量；供應商決定低碳產品和普通產品的批發價。由于產品碳減排水平通常是一個需要較早決定的長期決策，故其決策順序優先于產量和定價［22］。

4.1 M1 主導，M2 跟隨的模式（M1S）

低碳制造商M1主導，傳統制造商M2跟隨的M1S 模式。決策順序如下：

定理1：M1S 模式下，當時，供應鏈存在最優均衡解：

4.2 M1、M2 均勢的模式（MVN）

低碳制造商M1和傳統制造商M2均勢的MVN模式。決策順序如下：

定理2：MVN 模式下，當時，供應鏈存在最優均衡解：

4.3 M2 主導，M1 跟隨的模式（M2S）

傳統制造商M2主導，低碳制造商M1跟隨的M2S 模式。決策順序如下：

定理3：M2S 模式下，當時，供應鏈存在最優均衡解：

5 結果比較與分析

命題1 表明，低碳制造商在M1S 模式中減排水平最高，但付出了較高的減排成本。企業的減排投入取決于減排的預期收益，預期收益越高，企業越愿意增加減排投入。M1S 模式中，由于占據主導地位，低碳制造商預期收益較高。同時，產品減排量決定了產品對低碳偏好消費者的吸引力，為吸引消費者，低碳制造商也將增加減排投入。但在M1S 模式中，低碳制造商除了吸引消費者，更需要關注來自普通產品的低價競爭，因此減排難度和減排成本均有所提高。

命題2不同模式下，垂直和水平技術溢出效應對減排水平的影響關系為：

命題2表明：垂直技術溢出效應積極促進低碳制造商減排，水平技術溢出效應則始終產生消極影響。減排技術具有公共利益特征，與供應商之間垂直溢出效應的增強，能夠減輕雙重邊際效應，刺激低碳制造商增加減排投資。水平技術溢出效應降低了傳統制造商碳排放量，傳統制造商“搭便車”行為將削弱低碳制造商減排積極性。

命題3 不同模式下，比較垂直和水平技術溢出效應對減排水平的影響程度，可得：

命題3表明：相較于水平技術溢出效應，垂直技術溢出效應對減排水平的提升效果更明顯；傳統制造商勢力的增強，會降低垂直技術溢出效應的減排激勵效果。具體而言，在M1S 和MVN 模式中，給定任意水平的技術溢出率，1 單位垂直技術溢出率對減排水平的效果是水平技術溢出率的2 倍，M2S情形降低了這種比率關系。因為占據優勢地位的傳統制造商，將采取更多舉措來增強水平技術溢出效應；更主要原因是，此時低碳制造商競爭力較弱，通過減少研發投入來維持收益，間接弱化了垂直技術溢出效應的效果。

命題4說明碳轉移均對減排水平產生消極影響，且影響程度隨著低碳制造商勢力的增強而增強。碳轉移活動緩解了傳統制造商減排壓力，突顯其產品低價優勢，迫使低碳制造商削減研發投入以維持收益。值得注意的是，M1S 情形中，低碳制造商的減排投入最多，故對碳轉移的消極反應更加敏感。

命題5通過產權保護，低碳制造商可減少水平技術溢出。從上文可知，碳轉移和垂直技術溢出效應對減排水平的作用相反，因此有必要比較兩者發揮作用的強弱。可得：

命題5 表明，當碳轉移量較少時，垂直技術溢出效應對提升減排水平更有效。當碳轉移量增多時，碳轉移對減排水平的消極影響則更明顯，且傳統制造商勢力的增強會促使這種消極影響提前到來。供應商可消化部分碳轉移量，因此當碳轉移量較少時，垂直技術溢出效應將發揮主導作用。M2S 模式中，傳統制造商更有利于通過碳轉移活動來緩解減排壓力，低碳制造商則產生提高產品售價、降低減排投入的逆向選擇行為。同時在垂直技術溢出效應的間接作用下，供應商有更多碳配額來承接碳轉移量，可見，傳統制造商勢力的增強將突顯碳轉移活動對減排水平的消極影響。

命題6不同模式中，考慮到碳轉移消極影響減排水平，碳交易價格的作用表現為：

命題6 表明，碳交易價格上漲會加劇碳轉移活動對減排水平的消極影響，并且該效果不會因供應鏈權力結構變動而改變。由命題4 可知，傳統制造商碳轉移活動迫使低碳制造商削減研發投入。隨著碳交易價格上漲，相較于購買碳配額，傳統制造商更傾向于轉移碳排放量來滿足碳規制要求，故其碳轉移行為對低碳制造商減排的消極影響愈發突出。

命題7在碳轉移消極影響減排水平的情況下，碳交易價格和消費者對普通產品估值的作用表現為：

命題7 表明，在碳轉移消極影響碳減排的情景下，針對消費者對普通產品不同的估值情況，碳交易價格發揮的作用亦有所不同。M1S 和MVN 模式中,當消費者對普通產品估值較低時，提高碳交易價格會放大碳轉移活動的消極影響；反之，增強消費者低碳意識更能激勵低碳制造商開展減排工作。M2S模式中，傳統制造商通過碳轉移活動獲得了成本優勢，相比于增強消費者低碳意識，此時降低碳交易價格更能緩解碳轉移活動的消極影響。

6 數值分析

本部分通過數值模擬對上述命題作驗證分析，討論權力結構變動下，碳轉移、雙向技術溢出等因素對供應鏈碳減排水平的影響，同時比較企業利潤。基礎參數取值：

6.1 碳轉移對減排水平的影響

圖1 反映碳轉移對減排水平的影響。一般而言，企業減排投入與預期收益掛鉤，占主導地位的制造商預期收益較高，于是低碳制造商在M1S 情形下減排水平最高，在M2S 情形中減排水平最低。碳轉移活動始終消極影響著減排水平，其影響程度與低碳制造商勢力正相關。這是由于傳統制造商利用碳轉移活動降低碳規制成本，具有價格優勢的普通產品擠兌低碳產品市場份額，迫使低碳制造商削減研發投入來維持收益。同時低碳制造商在M1S 情形中減排投入最多，減排難度最大，所以會對碳轉移活動的消極作用更敏感。

圖1 碳轉移對減排水平的影響

6.2 雙向技術溢出效應對減排水平的影響

圖2 反映了垂直、水平技術溢出效應對減排水平的影響。可以發現，（1）減排水平與垂直技術溢出率正相關，與水平技術溢出率負相關，并且這種關系不受供應鏈權力結構變動影響。另外，與水平技術溢出率相比，垂直技術溢出率對減排水平的提升效果更強。技術溢出效應體現了減排技術的正外部性特征：垂直技術溢出效應促成上下游的雙贏局面，這是對研發正外部性的有效補償，鼓勵低碳制造商開展減排研發活動；水平技術溢出效應則增強了競爭對手的優勢，因此會削弱低碳制造商的研發積極性。（2）受權力結構變動影響，隨著低碳制造商勢力的增強，技術溢出效應對減排水平的影響程度隨之增強，即垂直技術溢出效應的積極作用、水平技術溢出效應的消極作用都更明顯。垂直技術溢出效應可以緩解雙重邊際效應，此時加強與供應商交流合作，不僅能吸引低碳消費者，還能通過售碳來獲得碳配額盈余價值，故低碳制造商減排積極性提高。同時，低碳制造商也會對傳統制造商的搭便車行為，即對水平技術溢出效應引發的消極影響更加敏感。

圖2 技術溢出效應對減排水平的影響

6.3 比較垂直技術溢出效應和碳轉移對減排水平的影響程度

不同模式下，比較垂直技術溢出效應和碳轉移對減排水平的影響程度，如圖3 所示，（1）當碳轉移量時，垂直技術溢出效應的積極作用更顯著；當碳轉移量時，碳轉移的消極影響則更明顯。意味著垂直技術溢出效應發揮的積極效果有限，尤其碳轉移量逐漸增多時。這主要是因為碳轉移活動幫助傳統制造商凸顯其產品價格優勢；其次當碳轉移量逐漸增多時，供應商會將部分規制成本轉嫁給低碳制造商，同時在垂直技術溢出效應的作用下，供應商可承接更多碳轉移量。這些變化均降低了低碳制造商的預期收益，因此碳轉移的消極影響便越發明顯。（2），受供應鏈權力結構變動影響，傳統制造商勢力的增強會促使碳轉移的消極作用提前到來。傳統制造商勢力的增強，意味著其更容易利用優勢地位來進行碳轉移活動，從而削弱了低碳制造商的減排積極性。

圖3 比較垂直技術溢出效應和碳轉移對減排水平的影響

6.4 碳交易價格的作用

已知碳轉移消極影響減排水平，進一步分析碳交易價格在其間的作用，以M1S 模式為例，如圖4。令表示消費者對普通產品估值較低，表示消費者對普通產品估值較高。可以發現，（1）碳交易價格上漲均放大碳轉移的消極影響，消費者低碳偏好的增強使這種現象更加明顯（表現為值從0.9 降到0.3，曲線右移）。（2）參數和在不同組合下的表現不同，如當時，消費者傾向于購買低碳產品。當碳交易價格時，傳統制造商對碳交易價格敏感，提高碳交易價格會放大碳轉移活動的消極影響。當時，增強消費者低碳意識更有助于低碳制造商減排。因為當碳交易價格、消費者低碳偏好均較高時，低碳制造商不僅能從產品市場獲利，還能通過售碳來彌補減排成本。

圖4 M1S 模式

6.5 不同權力結構下供應鏈各主體利潤的比較

由于不同模式下對制造商利潤的比較十分復雜，因此本文借助數據實驗來分析［20］。設技術溢出率，比較不同情形下，制造商利潤隨碳轉移量的變化情況，如圖5 。從供應鏈權力結構變動角度來看，制造商是否在供應鏈中占據主導地位與其可獲得的最高收益之間并無必然聯系。具體而言，低碳制造商占據主導地位時收益最高，勢力最弱時收益最小，即。傳統制造商則與之相反，在其競爭對手占主導地位時反而獲得了較高利潤，即。主要原因是M1S 模式中，低碳制造商預期收益和研發投入都較高，由于技術溢出效應，傳統制造商獲得的額外收益（從低碳制造商研發中通過搭便車獲得的收益）也越多。但在M2S 模式中，低碳制造商研發投入最少，低碳產品價格隨之降低；另外，傳統制造商通過碳轉移節省的碳規制成本，最終仍會被供應商以提高批發價的形式轉嫁回來，故此時普通產品的價格優勢不再，傳統制造商利潤空間將被壓縮。

圖5 碳轉移對低碳/傳統制造商利潤的影響

7 結論與展望

本文構建由一個低碳制造商、一個傳統制造商和一個供應商組成的二級供應鏈，從供應鏈權力結構變動的視角，研究不同情形下，碳轉移和雙向技術溢出效應對供應鏈碳減排水平和企業利潤的影響。主要結論有：

（1）低碳制造商的減排水平和減排難度在M1S情形中最高，在MVN 情形中次之，在M2S 情形中最低。傳統制造商勢力的增強（即低碳制造商勢力的減弱），會降低低碳制造商的減排水平，卻也使其付出較少的減排成本。

（2）不同權力結構情形下，垂直技術溢出效應始終積極影響著減排水平，但其作用效果取決于碳轉移量的多少；水平技術溢出效應則始終產生負面影響。相較于水平技術溢出效應，垂直技術溢出效應對制造商碳減排水平的提升效果更為明顯，但傳統制造商勢力的增強會降低垂直技術溢出效應的減排激勵作用。

（3）碳轉移消極影響減排水平，這與供應鏈權力結構無關。受權力結構變動的影響，低碳制造商勢力的增強會增加對碳減排水平的研發投入，因此會對碳轉移引發的消極影響更加敏感，傳統制造商勢力的增強則會促使這種消極影響提前到來。

（4）在不同權力結構模式下，碳交易價格的上漲均會加劇碳轉移對碳減排水平的消極影響。在M2S 模式中，降低碳交易價格更有助于緩解碳轉移的消極影響；在M1S 和MVN 模式中，減排水平會在消費者低碳偏好程度和碳交易價格的不同組合下發生變化。

（5）從供應鏈權力結構變動視角來看，制造商是否在供應鏈中占據主導地位與其可獲得的最高收益之間并無必然聯系。低碳制造商占主導地位時收益最高，勢力最弱時收益最小；傳統制造商則與之相反，在低碳制造商占主導地位的情況下反而獲得了較高收益。

本文仍有很多不足之處，這給未來的研究提供了方向。首先，本文僅考慮核心企業間競爭的情況。其次，本文把碳轉移視作影響減排水平的外在因素，后續研究可將其作為決策變量，探討它在技術溢出效應中的變化。另外，本文考慮技術溢出產生效果是即時的，但現實中往往存在滯后性，后續研究可利用微分博弈來開展。