基于联合减排与销售努力的三级低碳供应链成本分担契约选择

刘俊华 黄悦 王福

内容提要：在碳交易政策背景下，从消费者感知最终产成品的角度出发，针对由碳排放依赖型供应商和制造商及进行低碳产品宣传的零售商组成的三级低碳供应链，本文采用Stackelberg博弈模型，考虑環境福利，制造商可选择无成本分担（NS）、仅分担销售努力成本（SS）、仅分担减排成本（CS）和两者均分担（BS）等契约，探讨制造商与供应链上下游企业合作减排与销售努力策略问题，分析不同契约下的供应链策略及其对社会福利的影响。研究发现：当制造商的边际收益达到某一阈值时，制造商才会选取SS或CS模式;当制造商的边际收益同时大于SS与CS模式下的临界值条件时，制造商才会选取BS模式，但此时SS与CS模式下的供应链各方福利大小关系并不确定;碳排放依赖较大的行业倾向于选取CS模式，依赖销售努力较大的行业倾向于选取SS模式。

关键词：碳交易机制;碳减排;销售努力;博弈研究

中图分类号：F274 文献标识码：A 文章编号：1001-148X（2022）01-0123-10

作者简介：刘俊华（1972-），女，内蒙古凉城人，内蒙古工业大学经济管理学院教授，管理学博士，研究方向：物流与供应链管理;黄悦（1998-），女，河北衡水人，内蒙古工业大学经济管理学院硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理;王福（1975-），本文通讯作者，男，内蒙古化德人，内蒙古工业大学经济管理学院副教授，管理学博士，研究方向：商业模式创新以及物流与供应链管理。

基金项目：内蒙古自然科学基金项目，项目编号：2018LH07007，2021LHMS07001;内蒙古哲学社会科学规划项目，项目编号：2019NDB021。

随着全球生态环境问题日益突出，碳限额和碳交易成为企业发展的环保约束条件，中国已将碳交易作为降低碳排放的有效途径。然而单个企业的碳减排效应必定有限，需要从供应链的整体进行联合减排，实施低碳供应链管理;同时，需要注意的是消费者对供应链上供应商、制造商减排信息不明确，零售商对于以上信息的披露起到了决定性作用。因此，从消费者感知最终产品角度进行分析减排与销售努力问题很有必要。通常供应商和制造商在供应链中是碳排放大户[1]，低碳产品价值的实现需要销售环节的宣传努力，使消费者感知并产生购买意愿，这将进一步激励供应商与制造商更好地实施减排行为，加大碳减排技术投入，形成良性循环[2-3]。价值创造是由供应链上各主体相互协作共同完成的，有社会责任感的品牌商通过承担部分减排成本方式联合其代工企业共同实施减排策略[4-6]。消费者从终端零售商处获得低碳信息，对不同行业感知的敏感度是不同的。通过在碳限额与交易机制下构建由供应商、制造商和零售商组成的不进行成本分担（NS）、仅分担销售努力成本（SS）、仅分担减排成本（CS）和两者均分担（BS）四种不同契约模型，并对这四种减排模式下的供应商、制造商的减排水平、零售商销售努力程度、减排成本分担率、销售努力成本分担率等进行具体比较，分析不同模型下各方福利的大小关系如何;探究制造商分担销售努力成本或与供应商进行合作减排的条件，注重减排水平和销售努力程度不同的行业会对供应链上核心企业选取契约造成的影响很有必要。

一、研究模型、研究假设的提出

（一）问题描述

政府在碳交易机制下给企业进行了碳配额限制，供应商、制造商面临政府碳配额限制和消费者低碳偏好双重影响，必须实施低碳减排才能适应市场需要和企业发展。本文构建一个由供应商、制造商、零售商组成的三级供应链，其中制造商作为主导者，供应商、制造商考虑减排技术投入、零售商考虑销售努力投入，研究制造商何时会分担销售努力成本、何时会分担减排成本？符号说明如表1，供应链结构如图1。

（二）研究假设的提出

假设1：为统一计算，假设制造商生产所需的原材料与产成品的比例为1：1，即生产一单位产成品需要一单位原材料[7]。

推论1表明单独减排时，减排水平、销售努力程度随各自的边际收益增加而增加;随减排成本增加而减少，企业实行减排或销售努力程度是以自身的收益及付出成本为尺度来决定的。除此之外，碳减排水平还与企业初始碳排放量有关，初始碳排放量越高企业需投入更多的资金加大减排力度;同时，随碳交易价格的增加而增加。即单独减排或销售努力时，供应链上企业决策仅与自身信息及碳交易价格有关，与其他市场信息无关。

2.SS决策模式

制造商在该决策下除承担自身的减排成本外，也要分担一部分零售商的销售努力成本，零售商的销售宣传会增加消费者对低碳产品的需求。为了更好地售卖，制造商会对零售商提供一定的资金支持。此时供应链上，制造商为主导者，零售商为跟随者，而供应商单独进行减排。作为Stackelberg博弈的主导者，制造商在博弈时会选择减排水平和对零售商成本分担比例λr，零售商追随制造商的决策进而选择出销售努力程度，供应商独自决策最优的减排水平。零售商、供应商、制造商的目标福利函数分别为：

推论2表明销售努力程度随成本分担比例的增加而增加，也就是说制造商的成本分担措施是激励零售商加大销售努力的一个关键因素。制造商边际收益的增加会促使其对销售努力成本的分担，以吸引更多的消费者，扩大市场需求量;当零售商边际收益增加时，零售商从自身利益出发会主动投放更多资金进行低碳产品的宣传售卖。

3.CS决策模式

制造商在该决策下除要承担自身的减排成本外，还要承担一部分供应商的减排成本。此时供应链上的制造商为主导者，供应商为跟随者，零售商单独进行减排。作为Stackelberg博弈的主导者，制造商在博弈时先选择减排水平和减排成本分担比例λs，供应商追随制造商的决策进而选择出最优的减排水平。零售商独自决定销售努力程度，零售商、供应商、制造商的目标福利函数分别为：

由推论3可知供应商的碳减排水平随成本分担比例增加而增加，说明制造商的成本分担措施是激励供应商增加减排水平的一个关键因素。制造商边际收益的增加会促使其对供应商减排成本的分担，以吸引更多的消费者，扩大市场需求量;当供应商边际收益和碳交易价格增加时，从自身利益出发供应商会主动投放更多资金进行碳减排。

命题6表明在制造商进行成本分担后，制造商的福利相比单独减排是提高的。作为企业，追求高福利是其经营管理的主要目的，制造商是愿意对零售商的销售努力成本及供应商的减排成本进行分担的。制造商承担零售商的销售努力成本或承担供应商的减排成本时供应链各方企业及整体的福利均得到了提升。从表面上看制造商损失了一部分资金，但实际上制造商通过减排制造出的以及进行宣传后的低碳产品将会获得更大的消费者支持，扩大了市场需求，反而使供应链上企业福利增加。

命题7表明在四决策模型下，随着制造商实施成本分担，制造商与上下游的联系更加紧密，供应商、制造商和零售商不仅在BS模式下取得最优总福利值，经济利润也在BS模式时取得最优。在以总福利作为目标函数进行决策时，考虑了环境福利的影响，更加注重于环境的考量，企业会加大减排，虽会耗用更多的资金，但其因减排而带来的经济利润大于资金的消耗，相较于其他3种模式，BS模式下会取得更优的利润。不影响经济利润的前提下，企业会更有动力践行减排与销售宣传，选取总福利作为目标函数的决策下，各方的经济利润也得到了提升，进一步说明本文同时注重经济和环境因素作为决策目标是可行的。

三、算例及灵敏度分析

由图2可知无论制造商选取何种模式，碳交易价格越高，零售商、供应商、制造商的福利均越高。在交易价格与减排水平之间存在正相关下，企业为避免高价格购入碳额会加大减排力度，增加需求进而提升福利;同时，这里交易价格是低于减排企业的边际收益的，否则企业可能会放弃减排进行碳交易而获利。

从图3可知制造商对销售努力成本分担比例随制造商的边际收益增大而增大，随零售商的边际收益增大而减小。从图4可知碳减排成本分担比例随制造商的边际收益增大而增大，随供应商的边际收益增大而减少。制造商边际收益的增加会促使其对销售努力成本的分担，从自身利益出发会主动投放更多资金进行碳减排，以吸引更多的消费者，扩大市场需求量。

四、结论

针对由供应商、制造商和零售商组成三级低碳供应链，本文考虑消费者的低碳意识、销售努力的敏感性和碳交易机制对企业运营决策的影响，分析供应商、制造商减排水平和零售商销售努力程度决策，制造商应选取何种成本分担模式的问题。通过构建NS、SS、CS和BS这四种不同模型，对模型进行求解与分析可得结论如下：

（1）在NS模式下，供应链上企业碳减排、销售努力的决策仅受自身信息及碳交易价格的影响。SS与BS模式下，销售努力程度受制造商的边际收益的影响;CS与BS模式下，供应商碳减排水平还受制造商的边际收益的影响。随着供应链企业减排合作程度加深，决策量受供应链上主导者制造商的边际收益的影响越大。

（2）成本分担比例均与制造商的边际收益正相关，说明制造商边际收益的增加会促使其对销售努力成本、供应商减排成本的分担，为加大市场需求，制造商会主动出让更多资金进行成本分担。制造商作为供应链上的主导者，实行成本分担契约需要耗费一部分支出，只有在其边际收益足够大、获利足够多时才会实行成本分担契约。

（3）制造商选取何种模式是有一定条件约束的，当制造商边际收益大于某一阈值条件时才会選择SS模式。当制造商边际收益大于另一阈值条件时，制造商才会选择CS模式，同时满足以上两个条件时才会选择BS模式。制造商会根据自身边际收益与市场情况决定实行哪种成本分担契约都不是绝对的，四种成本分担契约模式都有各自利弊，NS模式为制造商省去了一部分开支;CS模式/SS模式/BS模式都加强了制造商与上游/下游/上下游的联系，便于供应链更好的运作发展。

（4）在四种决策模型下，随着制造商实施成本分担，制造商与上下游的联系更加紧密，供应商、制造商和零售商的福利在制造商承担成本时得到优化，各方福利均在BS模式下得到最优。仅分担减排成本（CS模式）与仅分担销售努力成本（SS模式）时，供应链各成员福利大小关系不确定，但研究发现碳排放依赖较大的行业倾向于选取CS模式，依赖销售努力较大的行业倾向于选取SS模式。不同行业减排与销售努力的力度不同，可通过供应链上减排与销售程度的不同侧重情况来进行成本分担模式的选择。

本文研究假设供应商、制造商、零售商在不计减排与销售努力成本时的边际收益不变，还可进一步对原料价格、批发价格和零售价格作为决策量进行研究。另外，本文设计的四种模式虽改变了制造商的福利，但其碳减排水平没有改进，需进一步探讨。

参考文献：

[1] Kirilova E G， Vaklieva-Bancheva N G. Environmentally Friendly Management of Dairy Supply Chain for Designing a Green Products′ Portfolio[J].Journal of Cleaner Production， 2017，167： 493-504.

[2] 徐春秋，赵道致，原白云，等. 上下游联合减排与低碳宣传的微分博弈模型[J].管理科学学报，2016，19（2）： 53-65.

[3] 向小东，李翀. 三级低碳供应链联合减排及宣传促销微分博弈研究[J].控制与决策，2019，34（8）： 1776-1788.

[4] 王芹鹏. 考虑参考减排努力水平效应的联合减排与竞争动态策略研究[J].中国管理科学，2020，28（10）： 172-182.

[5] Lan C F. A green Supply Chain Coordination Contract Considering Loss Aversion and Carbon Emissions[J].Applied Ecology and Environmental Research，2019，17（4）： 9333-9346.

[6] Hou Q，Guan Y，Yu S. Stochastic Differential Game Model Analysis of Emission-Reduction Technology Under Cost-Sharing Contracts in the Carbon Trading Market[J].IEEE Access，2020，8： 167328-167340.

[7] 张令荣，王健，彭博. 内外部碳配额交易路径下供应链减排决策研究[J].中国管理科学，2020，28（11）： 145-154.

[8] 夏良杰，白永万，秦娟娟，等. 碳交易规制下信息不对称供应链的减排和低碳推广博弈研究[J].运筹与管理，2018，27（6）： 37-45.

[9] 范丹丹，徐琪. 不同权力结构下企业碳减排与政府补贴决策分析[J].软科学，2018，32（12）： 64-70.

[10]李新军，陈美娜，达庆利. 碳交易视角下政府管制的汽车制造企业闭环供应链优化决策[J].管理评论，2020，32（5）： 269-279.

[11]Zhou Y，Bao M，Chen X，et al. Co-op Advertising and Emission Reduction Cost Sharing Contracts and Coordination in Low-carbon Supply Chain Based on Fairness Concerns[J].Journal of Cleaner Production，2016，133： 402-413.

[12]Poyago-Theotoky J A. The Organization of R&D and Environmental policy[J].Journal of Economic Behavior & Organization，2007，62（1）： 63-75.

（责任编辑：关立新）