碳转移与消费者低碳偏好双重影响下供应链异质性产品定价与协调研究

孙立成， 应梦煌， 张济建

(1.江苏大学 管理学院,江苏 苏州; 2.江苏大学 财经学院,江苏 镇江 212013)

0 引言

在供应链体系中，具有竞争关系的企业生产的商品在用途上往往具有一致性，但在商品的整个生命周期中碳足迹含量却并不相同，具有明显的差异性[1,2]。随着供应链微观主体减排压力的不断增大，供应链产品的这种异质性特征主要表现为产品内涵碳排放量的不同。如：乐购(Tesco)、沃尔玛等超市中带有“碳标签”的各类商品等[3]。在实践中，这些内涵碳排放量不同的供应链异质性产品最终销售价格也不同，这不仅会直接影响消费者的购买决策，而且还会间接影响供应链企业的碳减排行为、运作效率和最优利润等[4]。可见，在当前碳减排约束环境下，供应链异质性产品定价问题显得尤为重要。

目前国内外学者针对低碳产品如何建立最优价格机制以及对供应链企业利润影响问题进行了深入细致的研究。通过对不同文献所分析主题进行研究，大致由以下两部分组成：一是研究没有政府碳限制政策的供应链绿色商品价格机制问题。二是研究各种碳限制政策下供应链企业如何对绿色商品制定价格机制问题。在没有政府碳限制政策下，Lei[5]研究的是在互联网技术条件下，绿色供应系统中产品生产成本降低而互联网衍生成本增加带来的碳排放与价格机制问题。杨欣等[6]通过建立新型碳排放-定价需求函数，对制造企业异质性决策影响下，营运商为主体的云制造供应系统利润最优点，碳排放以及价格机制进行了深入研究。Jafar[7]创造性的研究了双通道—多层低碳供应系统价格机制选择问题，并在此基础上更深层次分析了多种模式下供应链碳减排水平带来的利润最优解。Allah[8]研究的是以生产低碳产品为核心的双通道供应链中不同主体企业定价行为。Sahar等[9]以制造商和零售商组成的单对多形式的绿色供应链为研究对象，对企业主体定价行为进行了分析。Jafar[10]、Chen[11]和程发新[12]等研究的都是在绿色闭环供应链系统中，企业如何对商品制定最优价格机制以提高企业本身以及供应链整体利润水平。Zhang[13]和Wang等[14]以低碳—普通产品共生的供应系统为主题，分别研究不同背景下供应链节点企业各自的最优定价行为。Ma[15]研究的是单零售商和多制造商为主体的供应链系统，企业定价行为对供应链整体利润的影响。

在考虑政府各种碳限制政策背景下，Zhou[16]与叶同[17]等研究了政府通过实施碳税政策如何深入影响企业主体定价机制。郭军华等[18]分别以绿色制造商和普通制造商为研究主体，分析了政府碳交易政策对供应链主体定价行为的变化。Xu[19]和Qi等[20]研究了碳配额背景下制造商与零售商组成的供应链系统最优定价机制。江文辉[21]创造性研究了政府异质性碳规制政策下，供应链利润与价格机制之间的最佳平衡关系。Xu J[22]与王道平等[23]均分析了有无政府奖惩行为与供应链绿色产品价格体系的关系。

综上所述，通过现有学者对供应链主体企业定价机制进行的深入探讨，发现两个方面的研究需待加强：

一是对供应链主体企业定价行为的研究容易忽略产品之间的差异性问题，在少数考虑此类背景的文章中，往往容易忽视企业绿色生产带来的低碳产品市场效应。考虑到作为理性人的消费者对绿色产品具有偏好性，企业低碳生产在降低自身碳排放量的同时，其产品定价行为也会受到消费者购买意愿与低碳制造成本双重影响。二是目前学者没有将企业间生产活动交互转移引起的碳减排问题纳入研究。企业会受到政府碳排放约束，在不断提高自身利润的同时，如何有效低成本降低自身碳排放将是企业决策不得不考虑的因素。所以，供应链主体为了满足政府碳配额要求，将部分碳排生产活动交给其他节点主体，这也最终会导致供应链企业对产品定价行为的变化。

基于此，本文通过构建Stackelberg博弈模型，研究不同情境下企业间转移生产活动如何影响企业产品定价机制，提炼供应链内涵碳排放量不同的异质性产品定价策略，并利用Shapley值法对供应链利润进行了协调。通过研究，以期对供应链异质性产品定价策略的完善、碳排放转移影响下低碳供应链体系的构建提供理论基础。

1 模型描述与基本假设

本文通过建立供应商以及异质性产品制造商(MH、ML)构造的供应链模型，并以此为研究主体，分析企业间发生碳排放转移与产品定价之间的关系。定义制造商MH由于使用传统生产技术实行的是普通高碳生产，制造商ML由于进行了技术革新、绿色投入而实行低碳生产。政府会对制造型企业制定碳配额，低碳产品制造商碳排放量在政府配额范围内，而普通产品制造商在碳配额外会超出一部分，并将此部分以生产活动的形式往上游企业进行转移。此时，供应商S由于承接部分生产活动而导致其碳排放量与成本的增加，并采取对产品抬价的方式来弥补自身利益。ωH、ωL，PH、PL分别为制造商MH、ML的批发价和销售价。最终用户具有绿色偏好型，即在市场上更倾向于购买碳足迹比较低的商品，因此制造商MH、ML生产出来的产品的市场需求分别为DH、DL。

基本假设：

(1)低碳型商品与普通高碳型商品功能一致，用户不会因商品间功能差异产生购买选择。

(2)制造商ML因为进行低碳技术革新投入，造成企业商品制造成本大于竞争对手企业。

(4)假定产品市场容量为1。基于假设(3)，可以得出制造商MH、ML产品需求量分别为：DH=((PL-PH)/(ε-1)-PH)、DL=(1-(PL-PH)/(ε-1))。

(5)企业生产成本与其碳排放成正向相关性。即CH=ke1，CL=pe2，CS=qes。其中k、p、q数值各不相同。e1、e2、es分别为制造商MH、ML以及供应商的单位产品碳排放量。

(6)供应商承接来自制造商MH的碳转移量，因此t=e1-eH，其中eH为政府对制造商MH给定的碳配额量。

2 模型构建及求解

2.1 分散定价决策模型

供应链不同节点企业都以自身利润最大为目标：

(1)

(2)

(3)

采用逆向归纳方法计算得到产品的最优定价:

(4)

(5)

(6)

(7)

产品销量计算结果为：

(8)

(9)

最后得出：

(10)

(11)

结论1碳转移t对制造商MH承受的批发价ωH起促进作用，但影响程度会随着t的增加而得到削弱。

结论表明，供应商承担来自制造商MH的碳排放转移量，承接部分生产活动，带来的直接影响是导致企业本身商品制造成本提高，为了弥补经济损失，作为理性人的供应商自然而然会提高自己的商品售价。然而，批发价升高导致后续制造商售价提高带来的一系列连锁反应，势必会造成消费者购买意愿的降低，商品销量收到影响，此时供应商提价的决策力度也会变缓。

结论表明，供应商虽然只承接制造商MH的部分碳排放，但其对制造商MH、ML的批发价定价机制均可能会受到影响。若碳转移量t在某个阈值范围内，此时只有制造商MH独立承担碳转移带来的价格压力，同时制造商ML能够享受供应商的降价红利；当碳转移量t突破这一阈值，制造商ML享受的降价红利消失，此时制造商MH、ML共同承担来自上游供应商的批发价压力。结合结论1，说明在碳排放转移发生前期，制造商MH虽然碳排放压力减轻，但产品最终售价相对提高，并对制造商ML产生一定的利好作用，这是制造商MH不愿看到的。但这种作用不会长时间放大，随着碳转移量的不断增加，考虑到消费者价格接受度，制造商MH承担不了所有的批发价压力，低碳产品售价不会一直明显提高，此时供应商需要将压力部分转移给制造商ML，且碳转移量越多，这种批发价转移效应越明显。

结论3碳转移量t的存在对异质性产品最终售价均会产生影响。主要表现为：①PH和PL都会随着碳转移量t的增加而先降价后提价。②碳转移量t对制造商MH产生的影响程度大于制造商ML。

结论表明：①对制造商ML来说，制造商MH与供应商之间碳排放转移对其定价行为的影响趋势与其上游批发价相同。主要原因在于自身并没有发生碳排放转移，其产品生产成本不因碳转移的发生而变化，制造商ML定价决策行为只受其上游供应商给的ωL的变化直接影响。②对制造商MH来说，以部分生产活动转移出去的方式实现碳转移，可以降低生产成本，ωH的前期上升并未抵消转移出去的成本压力，因此制造商MH销售价格PH还是会降低；伴随碳转移的持续存在，ωH不断走高，当ωH不断提高带来的进价成本大于碳转移出去的生产成本时，制造商MH会选择抬价。③由于制造商MH发生碳排放转移，其产品定价所受t变化较于制造商ML来说更加敏感。④若转移量t低于某个阈值时，PH、PL均高于碳转移发生前，说明此时由消费者承接部分供应链内部碳转移压力。

结论4制造商MH产品最终市场占有量DH随着碳转移的发生先提高后降低；制造商ML产品最终市场占有量DL则随着碳转移量的发生先降低后提高。

结论表明，随着碳排放转移的发生，制造商MH生产的产品销量变化情况与其销售价格的变化情况相反，即价格越高，销量越低，这符合价格与销量反向规律；对制造商ML而言，普通产品的销售量增长将会导致其低碳产品的销量下滑，但低碳产品销售价格与销量变化情况不与之对应。结合结论3，其可能的原因在于，碳转移的发生对制造商MH产品售价的影响远大于制造商ML，普通产品的价格提高幅度过大，消费者自然降低对它的购买欲望，此时即使低碳产品价格略微上涨，消费者还是更有意愿购买使用低碳型产品。

结论表明：①制造商ML定价行为会受到消费者绿色偏好促进影响，制造商MH定价行为受消费者绿色偏好反向作用，这是显而易见的。主要原因在于，受供需关系影响，消费者对低碳产品支付意愿越强烈，制造商ML提高价格的可能性就越高，而此时制造商MH则会采取降价促销方式吸引消费者。②消费者对绿色产品的购买欲望越强，异质性产品最终市场则会逐渐向绿色产品靠拢，最终变成绿色产品掌握市场。③碳转移的发生以及消费者的绿色意愿会对异质性产品销量产生综合性影响，且当异质性产品市场分布达到某个拐点时，用户绿色购买效应会发生变化，其对各类产品的购买效用会因碳转移的发生而产生波动。

2.2 集中定价决策模型

供应链集中决策下的最优利润表示为:

(PL-CL-CS)DL

(12)

可得集中决策时最优定价为：

ε(CL+CS)

(13)

(14)

异质性产品最优市场占有量分别为：

(15)

(16)

结论表明，集中决策下制造商MH定价和制造商ML的市场占有量均低于分散决策，而制造商ML定价和制造商MH市场占有量高于分散决策下，并且供应链系统利润有所提高，意味着集中决策模式更能提高供应链整体利润。

3 基于Shapley值的供应链协调

假定各节点企业的Shapley值为：

(17)

LH联盟时:

(18)

(19)

(20)

(21)

HS联盟时:

(22)

(23)

(24)

(25)

LS联盟时:

(26)

(27)

(28)

此时，制造商和供应商的最优利润分别表示为:

(29)

(30)

(31)

4 算例分析

为论定模型的真实可行性，本部分将需要使用具体算例具体分析。各个参数具体代表如下[19,24]：CH=0.2，CL=0.4，CS=0.3，es=1，eH=0.5。

(1)异质性商品最终售价受t与ε影响变化

图1 分散决策下PL变化

图2 分散决策下PH变化

图3 两种决策下PL对比

图4 两种决策下PH对比

(2)供应商定价行为受量t影响变化

如图5、图6所示，分别论证了结论1和2。图6为凹函数形状，斜率为正，证明了随着企业间生产活动交互的不断发生，制造商ML批发价所受影响程度也会更加明显。

图5 WH变化

图6 WL变化

图7 分散决策DH变化

(3)产品市场占有量受t与ε影响变化

图7、8分别代表分散决策下制造商MH和制造商ML市场需求量变化图；图9、10分别表示集中决策下制造商MH和制造商ML市场需求量变化图；图11表示分散决策下异质性产品综合市场需求变化图；图12表示集中决策下异质性产品综合市场需求变化图。证明了结论4。

图8 分散决策DL变化

图9 集中决策DH变化

图10 集中决策DL变化

图11 分散决策异质性产品销售量变化

图12 集中决策异质性产品销售量变化

图13 不同低碳偏好水平下碳转移量t对企业利润的影响

(4)企业利润受t与ε影响变化

5 结束语

本文综合考虑碳转移和用户绿色购买意愿双重影响，分别在不同情境下，研究了供应链异质性产品定价问题，并针对不同情境下供应链的利润损失进行了协调。文章主要研究结论显示：①供应商接受来自制造商MH的碳排放转移时，会增加供应商的碳 排放量和生产成本，并间接对供应链异质性产品批发价产生影响。其中，制造商MH批发价随着碳转移量的增加而上升，而制造商ML批发价则随着碳转移量的增加先下降后上升，制造商ML更乐意制造商MH向供应商转移适度的碳排放量；②普通产品和低碳产品销售价均随着碳转移量增加先下降后上升，但碳转移量对普通产品销售价的影响系数要高于低碳产品，当碳转移量达到某一阈值时，两类产品最终售价均高于无碳转移时的最终售价。③制造商MH生产的产品销售量会因其销售价的提高而下降，但不会一味降低；随着碳转移量的增加，制造商ML销售价格会有所提高，消费市场也会向普通产品倾斜，此时普通产品销售量提高而低碳产品销售量下降。④企业转移部分生产生产活动不仅可以降低自身碳排放，实现碳减排目标，而且还会对竞争企业同类产品形成市场优势。