滿婷婷 呂璞

【基金項目】遼寧省教育廳科學研究經(jīng)費項目（JDW2020010）：“一帶一路”沿線國家跨境電商物流模式研究。

【作者簡介】滿婷婷（1999-），女，廣西玉林人，碩士研究生在讀，研究方向：企業(yè)物流與綠色供應鏈管理。

【通訊作者】呂璞（1981-），男，陜西西安人，教授，研究方向：企業(yè)物流與供應鏈管理、交通運輸管理。

【摘? 要】為研究不同碳配額分配方式對雙渠道供應鏈的影響，論文構建了由一個制造商與一個零售商構成的雙渠道供應鏈系統(tǒng)，對比分析雙渠道供應鏈系統(tǒng)在歷史排放法和基準線法下的Stackelberg博弈均衡。主要研究結論如下：在基準線法下制造商的碳減排量更高，網(wǎng)絡直銷渠道與傳統(tǒng)零售渠道的產(chǎn)品定價更低；當歷史排放法下的總量碳配額與基準線法下的基準碳配額滿足一定數(shù)量關系時，歷史排放法下的制造商收益更高；碳配額分配方式對零售商收益無影響。

【關鍵詞】碳配額與交易政策；歷史排放法；基準線法；雙渠道供應鏈

【中圖分類號】F274；X322? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2024）03-0038-03

1 引言

目前，各國政府針對碳減排問題都在加緊制定各自的碳排放政策，常見的碳排放政策主要包括：碳稅、碳配額以及碳配額與交易3種形式。其中，碳配額與交易政策因為其易操作性和靈活性被視為控制企業(yè)碳排放的重要措施之一。如何合理分配碳配額是各國實行碳配額與交易政策之前必須考慮的問題，國際上主要的初始分配方式有3種，分別是免費分配、固定價格與拍賣。其中，免費分配方式是全球碳交易市場中應用最廣泛的碳配額分配方式，其能顯著降低因政策執(zhí)行為企業(yè)帶來的阻力，并且更易于執(zhí)行。歷史排放法（Grandfathering）和基準線法（Benchmarking）是免費分配碳配額的兩種方式，前者從總量控制的角度，以企業(yè)歷史碳排放水平為依據(jù)確定當年獲得的免費碳配額；后者從單位產(chǎn)品碳排放量的角度，以企業(yè)所在行業(yè)的平均單位產(chǎn)品碳排放量為標準，確定單位產(chǎn)品碳排放量的基準線，基準線與產(chǎn)品產(chǎn)量的乘積為其應得到的免費碳配額。

隨著電子商務的快速發(fā)展，許多傳統(tǒng)制造商在維持傳統(tǒng)零售渠道的同時開辟了線上直銷渠道。許多研究都表明開辟雙渠道具有必要性[1-3]，能促使供應鏈更好表現(xiàn)。隨著環(huán)境污染等問題日益嚴重，低碳環(huán)境下的雙渠道供應鏈運作管理問題備受關注[4-6]。本文在碳配額與交易政策下考慮歷史排放法與基準線法兩種碳配額分配方式對雙渠道供應鏈決策的影響，主要研究以下問題：①在兩種不同碳配額分配方式下，雙渠道供應鏈碳減排量、產(chǎn)品定價如何決策？②哪種碳配額分配方式下供應鏈成員收益更高？

2 問題描述與模型假設

2.1 問題描述

本文以一個制造商與一個零售商組成的二級雙渠道供應鏈系統(tǒng)作為研究對象，建立Stackelberg博弈模型，研究在不同碳配額分配方式下供應鏈碳減排決策問題。在雙渠道供應鏈系統(tǒng)中，制造商為博弈的領導者，零售商為跟隨者。制造商具有生產(chǎn)與銷售能力，其生產(chǎn)的產(chǎn)品同時通過傳統(tǒng)零售渠道與網(wǎng)絡直銷渠道進行銷售，是受到碳配額約束的高耗能、高排放的制造企業(yè)。單一周期內(nèi)政府對制造商分配一定的免費碳排放配額，具體分配方式有兩種，即歷史排放法與基準線法。制造商在生產(chǎn)過程中剩余或者不足的碳配額可在碳交易市場以單位價格pc（pc＞0）進行買賣。零售商從事傳統(tǒng)零售渠道的零售活動，其活動不產(chǎn)生碳排放，不受政府碳交易政策的直接約束。雙渠道供應鏈系統(tǒng)博弈的決策順序如下：首先，在碳配額與交易政策下，制造商先確定單位產(chǎn)品的碳減排量ei；其次，確定傳統(tǒng)零售渠道的批發(fā)價wi與直銷渠道的直銷價pid；最后，零售商確定傳統(tǒng)零售渠道的零售價pir。相關符號及含義如表1所示。

2.2 模型假設

假設1：假設制造商無庫存成本，所有產(chǎn)品都能出清，即制造商采用訂單式生產(chǎn)策略。為簡化計算，假設制造商的制造成本為0。

假設2：參考相關文獻[7]，假設消費者從零售商購買產(chǎn)品的意愿v服從[0，Q]的均勻分布，即f（v）=■，0≤v≤Q0，其他，消費者從傳統(tǒng)零售渠道購買產(chǎn)品的效用為Uir=v-pir+γei。消費者從網(wǎng)絡直銷渠道購買的意愿為θv，其中θ∈[0，1]，表示消費者網(wǎng)購偏好，所以其在網(wǎng)絡直銷渠道購買產(chǎn)品的效用為Uid=θv-pid+γei。傳統(tǒng)零售渠道和網(wǎng)絡直銷渠道的需求函數(shù)如下：

Dir=Q■f（v）dv=Q-■? ? ? ? （1）

Did=Q■f（v）dv=■-■ （2）

假設3：參考相關文獻[8]，假設制造商進行減排投資是一次性支出，如改進生產(chǎn)工藝、購入低碳生產(chǎn)技術等，因此，制造商的減排投資成本只與減排量有關是減排量的凹函數(shù)，減排投資成本表示為kei2，減排投資成本系數(shù)是一個較大的數(shù)值，且滿足k>■。

假設4：市場規(guī)模足夠大，且滿足Q>■。

3 模型建立與分析

本文構建了兩個模型對兩種不同碳配額分配方式下的雙渠道供應鏈減排決策進行分析，分別為歷史排放法（模型T）與基準線法（模型N）。

3.1 歷史排放法

在基于歷史排放法的碳配額與交易政策下，政府根據(jù)制造商過去的碳排放數(shù)據(jù)確定免費分配給制造商的碳配額T，在模型T中，制造商與零售商的收益函數(shù)分別為：

πTm=pTdDTd+wTDTr-[（DTd+DTr）（E-eT）-T]pc-keT2? ? ?（3）

πTr=（pTr-wT）DTr? ? ? ?（4）

定理1：在歷史排放法下，當k>■時，存在最優(yōu)的零售價、直銷價與批發(fā)價以及碳減排量使制造商收益與零售商收益最大化。

證明：將式（1）、式（2）帶入式（3）、式（4），根據(jù)逆向求解法，對πTr求關于pTr的二階導數(shù)：■=■<0，故存在最優(yōu)pTr使得πTr取得最大值，令■=■=0，得p■■（pTd，wT）=■（Q-θQ+pTd+wT）。將p■■帶入πTm，得到關于pTd與wT的海瑟矩陣：

HT=■=■

不難判斷該海瑟矩陣為負定，所以存在最優(yōu)的pTd與wT使πTm取得最大值，令■=■=0，聯(lián)立方程可得p■■與w■■：

p■■=■[θQ+γeT+（E-eT）pc]，w■■=■[Q+γeT+（E-eT）pc]，進一步可得p■■=■[Q（3-θ）+2γeT+2（E-eT）pc]。

將p■■與w■■再帶入πTm，求πTm關于eT的二階導得■=-■，因為k>■，所以■=-■<0，所以存在最優(yōu)減排量e■■使得πTm取得最大值。令■=0，得e■■=■，證畢。

將e■■帶入p■■、w■■與p■■可得p■■=■-■，w■■=■-■，p■■=■-■，D■■=■-■，D■■=■，π■■=■+■+pcT，π■■=■Q2（1-θ）。

3.2 基準線法

在基于基準線法的碳配額與交易政策下，政府根據(jù)制造商所處行業(yè)的平均碳排放水平確定單位產(chǎn)品碳排放基準A，在模型N中，制造商與零售商的收益函數(shù)分別為：

πNm=pNdDNd+wNDNr-（DNd+DNr）（E-eN-A）pc-ke■■ （5）

πNr=（pNr-wN）DNr ? ? （6）

定理2：在基準線法下，當k>■時，存在最優(yōu)的零售價、直銷價與批發(fā)價以及碳減排量使制造商收益與零售商收益最大化。

定理2的證明與定理1同理，在此省略。求出的均衡解如下：

e■■=■，p■■=■-■，w■■=■-■，p■■=■-■，D■■=■-■，D■■=■，π■■=■+■，π■■=■Q2（1-θ）。

4 模型對比

通過上文對兩種不同碳配額分配方式下的雙渠道供應鏈模型進行建模與求解，得到供應鏈成員關于減排與定價的最優(yōu)決策，接下來進一步對兩種碳配額分配方式下最優(yōu)決策時的供應鏈成員收益進行對比分析，并由此得到以下結論：

結論1：e■■＜e■■。

證明：e■■-e■■=■>0，證畢。

結論1表明，在基準線法下制造商的碳減排量更高，這是由于基準線法從單位產(chǎn)品制定碳排放標準，這使得制造商只能加大減排投資來提高碳減排量，而歷史排放法為制造商提供了減少產(chǎn)品產(chǎn)量以滿足碳排放約束的生產(chǎn)策略，在一定程度上對制造商的減排激勵作用不大。因此，基準線法比歷史排放法更能促進制造商進行減排投資以提高減排量。

結論2：①p■■＜p■■；②w■■＜w■■；③p■■＜p■■。

證明：p■■-p■■=-■<0，其他證明類似，在此省略，證畢。

結論2表明，歷史排放法下的直銷價、批發(fā)價與零售價更高。結合結論1可知，歷史排放法對制造商的減排激勵作用有限，制造商更傾向于在控制產(chǎn)品產(chǎn)量的同時提升產(chǎn)品定價，將碳配額與交易政策帶來的額外成本通過高定價轉(zhuǎn)移給消費者。在基準線法下制造商通過減排投資來提高碳減排量，其不受到總量控制的約束，同時，可以通過“薄利多銷”的策略分攤減排投資成本，因此，不會將碳配額與交易政策帶來的額外成本轉(zhuǎn)移給消費者。因此，基準線法下的直銷價、批發(fā)價與零售價總是比歷史排放法下的相應價格低。

結論3：①D■■＞D■■；②D■■=D■■。

證明：D■■-D■■=■>0，D■■=D■■=■，證畢。

結論3表明，基準線法下的直銷渠道需求量大于歷史排放法。由結論2可知，在歷史排放法下，由于總量控制的存在，制造商只能在減排投入與市場需求之間進行權衡，在滿足碳約束的前提下，提升市場需求就意味著要進一步加大減排投入以提升碳減排量。而在基準線法下，只要制造商進行減排投資，將單位產(chǎn)品的碳排放控制在基準線以下，其市場需求并不受到碳配額約束的影響。

結論4：π■■=π■■。

證明：π■■=π■■=■Q2（1-θ），證畢。

結論4表明，兩種碳配額分配方式下的零售商收益相等，這是因為零售商不受碳配額與交易政策的限制，單位產(chǎn)品邊際利潤與零售渠道的需求量不變，所以零售商收益不變。

結論5：當T>■時，π■■＞π■■，反之π■■＜π■■。證明：π■■-π■■=■，當T>■時，π■■-π■■＞0，反之π■■-π■■＜0，其他證明同理，證畢。

結論5表明，當歷史排放法下的總量碳配額與基準線法下的基準碳配額滿足一定數(shù)量關系時，歷史排放法下的制造商收益更高。與基準線法相比，歷史排放法需要更多的碳配額才能使制造商與社會獲得更多收益，因此，歷史排放法更適用于碳配額與交易政策實行的初始階段。在碳配額與交易政策實行的初始階段，政府應為制造商分配較大的碳配額，更寬松的碳約束能夠在控制制造商碳排放的同時，為制造商帶來更多收益，有利于降低制造商減排壓力以及碳約束對市場供給的影響，減少碳交易政策推廣與實施的阻力。

5 結論

第一，基準線法下制造商的碳減排量更高，并且在兩個渠道中的產(chǎn)品定價更低。在歷史排放法下，制造商可通過降低產(chǎn)品產(chǎn)量來滿足政府的碳排放約束。所以在歷史排放法下，制造商的碳減排量更低，同時，會將減排成本轉(zhuǎn)移給消費者，導致其在兩個渠道中的產(chǎn)品定價更高。因此，采用基準線法更能促進制造商提高碳減排量，同時增加市場總需求。第二，當歷史排放法下的總量碳配額與基準線法下的基準碳配額滿足一定數(shù)量關系時，歷史排放法下的制造商收益更高；碳配額分配方式對零售商收益無影響。

管理啟示：歷史排放法更適用于碳配額與交易政策實行初期，較為寬松的碳政策有利于減少碳配額與交易政策推廣與實施的阻力，但是，減排是一個長期行為，隨著減排力度的加大，基準線法對于促進制造商減排更具優(yōu)越性，可以實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的共贏。

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