供应链企业间碳排放权共享协调策略研究

祝　静，林金钗

(重庆理工大学 管理学院，重庆　400054)

供应链企业间碳排放权共享协调策略研究

祝静，林金钗

(重庆理工大学 管理学院，重庆400054)

摘要：碳排放限制给企业运营带来了新的挑战，为实现供应链企业间碳排放权的共享协调使用，考虑由一个供应商和一个制造商组成的二级供应链，研究政府碳排放限额下的供应链企业碳排放权共享协调问题，并与无协调的情况进行比较。研究结果表明：当制造商共享碳配额后，若供应商不再被政府惩罚，碳排放权共享能提高供应链的绩效。此时，与无协调的情况相比，需求量增加，供给价格降低，且供应商和制造商的收益都增加。

关键词：碳排放权；供应链企业；共享协调；博弈

为应对全球碳排放过量所导致的温室效应，从1997年的京都议定书到2009年的哥本哈根气候大会，各国政府已提出一系列措施来减少碳排放[1]。作为最大的发展中国家，我国政府制定了一系列政策来担负起节能减排的责任，例如《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国节约能源法》以及《中国应对气候变化国家方案》等[2]。在这些政策中都提到应对企业碳排放进行限制，实施碳配额限制制度。碳配额限制肯定会影响到企业的生产，碳配额不足会对企业生产造成约束，而碳配额过剩会造成资源浪费。为此，2011年10月，国家发改委印发《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》，批准在北京、上海、重庆和广东等七省市开展碳交易试点工作[3]。但是现阶段我国碳交易市场机制还不完善、不健全，不相关的企业间还很难进行碳交易。供应链企业间本身就具有商品买卖关系，在碳交易市场不健全的情况下，供应链企业间是否能进行碳排放权共享来实现碳排放权的有效配置呢？

从供应链的角度去研究企业碳减排，不仅是供应链的新研究点，也是研究企业减排的新视角。Benjaafar首次研究了碳排放限制对供应链运行的影响，其研究表明碳排放限制会对企业的生产运作以及供应链管理产生影响，并通过构建一系列模型，计算分析得到碳排放对供应链生产运作的影响规律[4]。为实现企业成本最小化，Diabat与DavidSimchi-Leviz在考虑碳配额限制的条件下，对供应链整体的碳排放进行优化，并进一步探讨了碳配额限制对供应链结构的影响[5]。Hoen等将碳排放规则和碳排放成本作为约束条件，研究了二者对供应链运输方式选择的影响[6]。张靖江研究了单个排放依赖型生产商以及排放依赖型供应链的生产决策问题，在报童模型背景下，考虑由碳排放权供应商和碳排放依赖型生产商构成的简单两阶段供应链，深入分析了供应链双方的博弈过程，给出各方的最优决策以及给供应链带来的整体利润[7]。上述研究主要将碳排放当成约束，来进一步分析碳排放限制对供应链绩效的影响。那么供应链企业是否可以就碳排放问题进行合作呢，对此有学者做了进一步研究。如王芹鹏等在考虑市场对低碳产品具有偏好的情况下，针对供应链企业之间的碳减排合作进行研究，分析了供应链上下游企业的减排投资行为，结果表明投资系数会影响供应链企业的策略选择[8]。而谢鑫鹏等则从碳交易价格和碳配额分配机制的角度对供应链企业间的减排合作进行研究，且二者在减排和定价均合作时，供应链主体的利润最大，供应链企业的减排效果最好[9]，上述研究没有考虑政府强制减排策略对供应链合作减排的影响。一些学者进而研究了政府政策对供应链企业碳减排的影响，为追求最大化利润，企业就会选择进行最大化生产，这最终会造成碳排放量超标，而政府的碳配额分配政策会对减排效果产生影响。如王志强等认为只有当实施碳减排为企业带来的收益大于企业的减排成本时，企业才会自愿实施减排，这部分收益包括政府补贴和社会认同度价值[10]。Du等将政府政策作为可变参数，引入公平偏好和社会总福利，研究了碳排放限制政策对排放权供需双方运营的影响[11]。李友东等研究了政府补贴对供应链合作减排的影响，结果表明，政府要根据供应链博弈结构灵活运用政府碳减排补贴策略[12]。

总结上述文献可发现，现有研究主要是关于微观企业的碳减排，针对供应链企业间的减排策略，大部分是从碳交易及碳配额分配机制进行的，还有一部分是研究政府政策对企业碳减排的影响。为实现供应链企业低碳化，本文在相关文献的研究基础上，考虑政府的碳排放权限制政策，通过构建以制造商占主导、供应商跟随的Stackelberg博弈模型，研究碳排放权协调对供应链企业绩效的影响。

一、问题描述与模型假设

为实现碳减排的目的，政府对企业的碳排放量实施限额管理，当企业的碳排放量超过政府给予的配额时，政府会对超额部分进行罚款。例如，2013年北京就根据《北京市碳排放权交易试点配额核定方法(试行)》[13]，核定了重点排放单位的年度碳排放配额。虽然北京发改委已经允许碳配额过剩或不足的企业可以在登记后进行转让或交易，但在现实中，这种转让或交易是很难实现的。因为我国的碳交易市场还处于初级发展阶段，市场机制尚未形成，业务不相关的企业进行碳交易的量很小，并且其对碳交易价格不能达成共识[14]。但是那些业务相关的企业，特别是供应链上下游企业之间的碳排放权转让就显得简单且常见。实施碳排放配额会对供应链企业产生影响，当一方碳配额不足，被政府罚款后，企业成本增加，其必然提高产品价格来增加收益。从主观上来说，当供应商碳配额不足，而制造商有剩余的碳配额时，制造商可将剩余的碳配额转让给供应商使用，满足供应商的碳排放需求，从而使供应商不被罚款。那么，在这种情况下，碳排放共享协调会对供应链产生什么影响呢？下面对此问题进行研究，先做如下假设。

假设1：制造商向供应商购买原材料q，可假设产品原材料和产品为一对一关系，也就是说数量为q的原材料可生产数量为q的成品。制造商的单位生产成本为c2，生产单位产品的碳排放量为t2。制造商的产品需求函数为q=a-bp，其中p为市场价格，q为市场需求量，a为市场容量参数，b为价格敏感系数。

假设2：供应商单位原材料的生产成本为c1，生产单位原材料的碳排放量为t1，供应商向制造商供应的原材料价格为w。

假设3：政府限定供应商的碳排放配额为m1，限定制造商的碳排放配额为m2，超过碳配额的单位碳排放罚款为g。一般而言，政府对企业碳排放实施配额管理后，会出现供应商与制造商碳配额均不足、均剩余、一方不足而另一方剩余这3种情况。显然，当一方碳配额不足而另一方剩余时，双方易达成碳排放的协同使用，因此本文重点关注一方碳配额不足而另一方有剩余的情况。同时，进一步假设制造商碳配额有剩余，而供应商碳配额不足，*因为制造商往往处于供应链核心地位，其在碳排放限制后，可通过一系列的技术改造，减少排放，并且对于相反的供应商碳配额剩余，而制造商碳配额不足的情况，读者也可用下文的类似分析思路进行分析，在此就不累述。即t1q>m1，t2q

假设4：供应商与制造商之间的博弈顺序为，供应商首先给出原材料供应价格w，随后制造商决定原材料采购数量q，且二者都是风险中性的。

二、无协调下的供应链交易模型

(1)

Stt2q-m2<0

(2)

构建拉格朗日函数，则有

λ(t2q-m2)

(3)

模型最优解满足如下条件：

(4)

t2q-m2<0

(5)

λ(t2q-m2)=0

(6)

根据式(4)、(5)、(6)，解得

(7)

对于供应商来说，超出政府配额的碳排放量会被政府罚款，罚款金额为(t1q-m1)g，此时，供应商利润函数为wq-c1q-(t1q-m1)g，供应商最优价格决策可用如下模型P2来表述

P2maxwq-c1q-(t1q-m1)g

(8)

Stt1q-m1>0

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

三、碳排放权共享协调下的供应链交易模型

前文假设已指出，供应商的碳排放量超过政府限定的碳排放配额，而制造商的碳排放量小于政府限定的碳排放配额。在供应商出现碳配额不足的情况下，制造商将其未使用完的碳排放权转让给供应商使用，即供应链企业实施碳减排协调，且制造商转让的碳配额能够满足供应商的生产需求，使其不会被政府罚款，下面对此种情况进行分析。

P3maxwq-c1q

(14)

Stm1-t1q<0

(15)

t1q+t2q-m1-m2<0

(16)

(17)

(18)

解得供应商最优供给价格

四、模型比较分析

下面对无协调和碳排放共享协调下的结论进行比较分析，以得到进一步的管理意义。

接下来，分析制造商利润变化情况，在无协调的情况下，制造商利润为r，实施碳排放共享协调后，制造商利润为r1，则

最后，分析供应商利润变化情况，在无协调的情况下，供应商利润为R，实施碳排放共享协调后，供应商利润为R1，则供应商利润变化情况为

R-R1=

当供应商企业实施碳减排协调，且这种协调使供应商拥有的碳排放配额大于其完成生产所需要的碳配额时，供应链企业拥有充足的碳配额进行生产，政府限定的碳排放配额已经不能影响供应链主体的行为，供应链主体按照市场需求决定其需求量和供给价格。与无协调的情况相比，供应链企业间交易数量增加，供给价格降低，供应商和制造商的利润都有所增加，供应链绩效提高，那么这种碳排放共享协调就是有意义的。

五、结束语

本文从供应商和制造商的生产关系出发，针对政府限定碳排放权配额后，供应链企业中供应商碳配额不足，而制造商碳配额有剩余的情况，运用博弈论的方法，对供应链企业间的碳排放进行协调。通过构建Stackelberg模型，比较实施碳减排协调前以及实施碳减排协调后，供应商供给价格、制造商需求量、以及供应商和制造商的利润变化情况，结果表明，在实施碳减排协调后，制造商需求量增加，供应商供给价格降低，供应链主体利润增加。这说明，在供应商碳配额不足，面临被政府罚款的情况下，制造商将未使用完的碳配额转让给供应商使用，使供应商有充足的碳配额进行生产时，碳排放权的协调使用是有意义的。这为供应链企业进行碳减排提供了一种新的方式，也为我国实施碳减排提供了一定理论依据。

参考文献：

[1]王遥.碳金融：全球视野与中国布局[M].北京：中国经济出版社,2010.

[2]中国电子技术标准化研究所课题组.国内外碳排放政策简介[J].信息技术与标准化,2010(11)：6-8.

[3]鲁力,陈旭.不同碳排放政策下基于回购合同的供应链协调策略[J].控制与决策,2014,29(12):2212-2220.

[4]BENJAAFARS,LIYZ,DASKINM.Carbonfootprintandthemanagementofsupplychains:Insightsfromsimplemodels[R].Minneapolis:UniversityofMinnesota,

2009.

[5]DIABATA,SIMCHI-LEVIZD.ACarbon-CappedSupplyChainNetworkProblem[J].IndustrialEngineeringandEngineeringManagement,2009.

[6]HOENKMR,TANT,FRANSOOJC,etal.Effectofcarbonemissionregulationsontransportmodeselectioninsupplychains[R].Eindhoven:EindhovenUniversityofTechnology,2010.

[7]张靖江.考虑排放许可与交易的排放依赖型生产运作优化[D].北京：中国科学技术大学,2010.

[8]王芹鹏,赵道致,何龙飞，等.供应链企业碳减排投资策略选择与行为演化研究[J].管理工程学报,2014,28(3):180-189.

[9]谢鑫鹏,赵道致.低碳供应链企业减排合作策略研究[J].管理科学,2013,26(3):108-119.

[10]王志强,周隽,沈月琴，等.基于自愿协议减排的企业演化博弈分析[J].浙江农林大学学报,2014,31(5):785-790.

[11]DUS,ZHUL,LIANGL,etal.Emission-dependentsupplychainandenvironment-policy-makinginthe“cap-and-trade”system[J].EnergyPolicy,2013,57:61-67.

[12]李友东,赵道致,夏良杰，等.低碳供应链纵向减排合作下的政府补贴策略[J].运筹与管理,2014(4):1-11.

[13]北京市发改委.北京市碳排放权交易试点配额核定方法(试行)[EB/OL].[2013-12-30].http://www.tanpaifang.com/zhengcefagui/2013/123027580.html.

[14]吕能芳.我国碳排放权交易的会计处理研究[J].重庆三峡学院学报，2013(2)：46-49.

(责任编辑许若茜)

收稿日期：2015-03-17

基金项目：国家自然科学基金项目“知识密集型服务外包中的知识共享激励与知识资产争端协调机制研究”(71301182)；国家自然科学基金项目“云环境下考虑用户偏好的会计信息系统可信性动态评估模型研究”(71201179)；国家社会科学基金项目“我国重点区域大气污染协同治理模型研究”(14BGL100)；重庆市自然科学基金项目“OEM-OBM并行运作时自主产品定价和生产能力优化模型及协调机制研究”(cstc2013jcyjA0998)；重庆理工大学研究生创新基金(YCX2014246)

作者简介：祝静(1989—)，女，河南三门峡人，硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理；林金钗(1987—)，女，硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理。

doi:10.3969/j.issn.1674-8425(s).2015.08.008

中图分类号：X820

文献标识码：A

文章编号：1674-8425(2015)08-0049-05

ResearchonSharingandCoordinationStrategyof
CarbonEmissionsinSupplyChainEnterprises

ZHUJing,LINJin-chai

(CollegeofManagement,ChongqingUniversityofTechnology,Chongqing400054,China)

Abstract:Carbon emissions limits bring new challenge to enterprises,in order to achieve the sharing of carbon emission rights between enterprises of supply chain,the sharing and coordination of carbon emission permits under the carbon emissions targets of government was discussed with considering the two stage supply chain,which is consisted of a single supplier and a single manufacturer,and we further compared the result with the condition of no coordination. The research results show that when manufacturer shared carbon quotas,if the supplier is no longer punished by government,the sharing of carbon emissions rights can improve the performance of supply chain. At this point,compared with no coordination,the demand increased,the supply price reduces and the profits of supplier and manufacturer both increase.

Key words:carbon emission permits; supply chain enterprises; sharing and coordination; game

引用格式：祝静，林金钗.供应链企业间碳排放权共享协调策略研究[J].重庆理工大学学报:社会科学，2015(8):49-53.

Citationformat：ZHUJing,LINJin-chai.ResearchonSharingandCoordinationStrategyofCarbonEmissionsinSupplyChainEnterprises[J].JournalofChongqingUniversityofTechnology:SocialScience，2015(8):49-53.