碳税政策下双渠道供应链减排和定价研究

摘要：为了探究渠道交叉效应、平台经营模式对减排和定价的影响，在综合考虑碳税政策、消费者低碳偏好、碳减排研发成本等基础上，构建了一个碳减排制造商、线下零售商和线上平台商组成的双渠道供应链，对比分析了集中决策和分散决策的均衡结果。研究结果表明，在分散决策模式下，尽管零售价格相同，但线上渠道仍会蚕食线下需求，当渠道交叉效应较大时，制造商只会在线上销售，增加渠道交叉系数可以提高减排水平、提高制造商和平台商的利润，但会损害线下零售商的利润；集中决策模式下，渠道交叉效应对减排的影响与经营模式有关，当渠道交叉效应较小时，不管何种经营模式，批发价契约均能实现供应链协调。

关键词：碳税政策；双渠道供应链；碳减排；渠道交叉效应；平台经营模式

中图分类号：F272.3 文献标志码：A

文章编号：1006-1037（2023）02-0092-07

doi：10.3969/j.issn.1006-1037.2023.02.15

基金項目：

安徽省高等学校科学研究一般项目（批准号：KJ2021B05）资助；安徽省哲学社会科学规划项目（批准号：AHSKQ2021D33）资助。

通信作者：

薛梅，女，助教，主要研究方向是绿色供应链管理。

当前全球气候变暖、极端天气等生态恶化问题严重，已引起各国政府和人民的重视。政府利用碳政策促进企业实现绿色转型，改善生态环境。常见的碳政策是碳限额—碳交易机制、碳限额、碳税、碳补贴等政策[1]。许多学者积极探索不同碳政策对减排的激励作用。其中，针对单渠道减排问题展开了大量研究[2-4]，发现低排放行业提高碳税可以增加企业减排积极性，高排放行业提高碳税反而会降低积极性[1]，在产能有限情况下碳限额—碳交易机制所产生的效益比碳税更高[2]。部分研究讨论了双渠道供应链减排问题[5-7]，并逐步过渡到闭环供应链减排问题[8-9]。现有研究大多探究碳政策的激励效果，较少考虑碳政策对企业渠道选择的影响。目前电子商务和物流的蓬勃发展使越来越多的消费者选择在线上渠道购买产品[10]。双渠道供应链的研究主要集中在渠道交叉效应上，认为线上渠道对线下渠道的影响表现在两个方面：蚕食效应和促进效应[11]，较少研究双渠道供应链平台商的经营模式。线上平台商有两种经营模式，一种是网络直销模式（M模式），即平台商提供交易场所，制造商独立经营，需要向平台商支付佣金，比如华为在京东商城上开设华为旗舰店，向消费者展示和销售产品；另一种是网络分销模式（R模式），即平台商相当于中间商，从制造商处采购产品，然后在平台自营店销售，比如京东自营的华为产品[12]。经营模式的选择受渠道交叉效应、竞争程度、交付成本等因素的影响[13-15]。在节能减排和电子商务背景下，消费者越来越偏好绿色产品和线上渠道，但目前的研究少有综合考虑渠道交叉效应、平台经营模式对供应链减排、定价的影响。为此，本文考虑碳税政策下双渠道供应链减排和定价决策，分析了渠道交叉效应、平台经营模式对分散式、集中式供应链的影响。

1 问题描述和符号说明

构建一个制造商（m）、一个线下零售商（简称零售商（r））和一个线上平台商（简称平台商（l））组成的单产品双渠道供应链，其中平台商有两种经营模式，M模式和R模式。M（Marketplace）模式称为制造商的线上直营渠道，制造商依据销售额向平台商支付佣金，用表示佣金率。R（Reseller）模式称为制造商的线上转售渠道。制造商为避免线上线下价格不同带来的渠道冲突，会设置相同的零售价格[16]，记为pi，i表示平台商的经营模式，取R或M。运用Stackelberg博弈分析参与者的均衡策略，制造商是Stackelberg领导者，零售商和平台商均是跟随者。制造商通过零售商和平台商销售产品，具体运作流程如图1和图2。

为了降低产品碳排放量，增加绿色度，企业需要投资碳技术。不同的碳减排技术水平会带来不同程度的绿色度，碳减排水平越高，需要投资的成本就越高。碳减排投资水平记为ei，即投资碳减排技术后单位产品减少的碳排放量。减排成本记为μe2i，μ代表减排成本系数。政府向制造商征收碳排放税，单位产品碳税税率记为τ。绿色细分市场上的消费者愿意为低碳产品支付更高的价格，根据相关资料[4，16]，不失一般性，线下市场需求函数记为D1=1-pi+λei，线上市场需求函数记为D2=1+ρ-pi+λei，λ表示消费者低碳偏好系数，ρ表示渠道交叉系数。本文着重探究碳税政策下制造商和零售商的交互行为，故假定市场需求是确定的，且与订购量相同，制造商能满足全部需求。为保证制造商利润函数存在唯一最大值，避免无意义的讨论，假设μ>λλ-4λ-4τ+4（λ+τ）24（3-）>0[16-17]。

2 分散式供应链决策

分散式供应链决策模式下，每个参与方均以各自利润最大化为决策目标，用符号Πi-j表示利润函数，j∈{r， l， m}表示企业角色。根据Stackelberg博弈理论，可以求解出各自的均衡策略，用上标*表示均衡解。

2.1 M模式

M模式下制造商选择零售商和线上直营渠道销售产品。供应链决策过程经历三个阶段：制造商根据碳税和平台佣金率决定碳减排水平和线下批发价wM-r；然后零售商决定零售价格pM和订购量qM-r；制造商决定线上销售量qM-l。由此可以表达出各方的利润函数

引理1说明，当ρ较小时，制造商会选择双渠道销售产品，当ρ超过特定范围时，制造商不再通过线下渠道销售产品，只选择线上自营渠道销售产品。

推论1说明，（a）线下最优订购量是渠道交叉系数的减函数，而线上最优订购量是渠道交叉系数的增函数。这意味着尽管线上线下价格相同，但随着渠道交叉系数的增加，线上渠道会蚕食线下渠道的市场需求，尤其当渠道交叉效应较大时，制造商只在线上销售产品；（b）最优碳减排水平会随着渠道交叉系数的增加而增加，即提高渠道交叉系数可以提高供应链的减排水平；（c）最优线下批发价和零售价格是渠道交叉系数的增函数，说明增加渠道交叉系数会强化双重边际效应，降低系统效率；（d）制造商和平台商的最大利润是渠道交叉系数的增函数，零售商的最大利润是渠道交叉系数的减函数。因此如果平台商采取措施提高渠道交叉效应，容易得到制造商的支持。

2.2 R模式

R模式下制造商选择零售商和线上转售渠道销售产品。供应链博弈过程经历三个阶段：制造商根据碳税首先决定碳减排水平、线下批发价wR-r和线上批发价wR-l；然后零售商和平台商决定零售价格pR和各自的订购量。由此得出各方的利润函数

推论2中（a）、（b）、（d）与推论1相似；（c）表明平台商的批发价随着渠道交叉系数的增加而减少，而线下批发价随着渠道交叉系数的增加而增加，因为随着渠道交叉效应的增加，线上渠道不断蚕食线下需求，制造商只能通过提高线下批发价来获取更多的利润。

3 集中式供应链决策

探讨集中式供应链决策下的均衡策略时，提出两部制收费策略实现双赢。实践中传统制造商长期与零售商合作，已形成较稳定的合作关系，因此如果制造商需要协调管理，一般先选择与零售商进行协调与集成，所以只探讨制造商和零售商之间的协调。上标o表示集中式决策模式，Πi表示集中式供应链利润函数。

3.1 M模式

M模式下集中式供应链利润函数为

推论3（a）表明随着渠道交叉系数的增加，线上渠道不断蚕食线下需求。集中决策M模式的供应链碳减排水平、利润与渠道交叉系数均是正相关关系，渠道交叉系数越大，越能促进企业碳减排，越能增加供应链利润。（b）说明集中决策M模式的最优减排水平大于分散决策M模式的最优减排水平，主要原因在于集中决策可以消除双重边际效应的影响[18]。

虽然批发价能协调供应链，但制造商的利润会下降，零售商的利润会上升。为了实现双赢，利用两部制收费策略分配利润[11]。零售商需要向制造商支付额外的固定费用TM，TM存在上下限，下限TM=-4μE2C2A，上限TM=-8μ（A+2μ）E2A2C2。

3.2 R模式

集中决策R模式的供应链利润函数为

从引理4可以看出，此时的最优减排水平和线上批发价均独立于渠道交叉系数，这意味着供应链的减排水平和线上批发价对于平台商而言都是固定的。由推论6（a）可知，零售价格和线上需求是渠道交叉系数的增函数，而线下需求是渠道交叉系数的减函数。与推论3（a）不同的是，集中决策R模式的供应链利润是渠道交叉系数的减函数。这是因为随着渠道交叉效应的增加，线上渠道不断蚕食线下需求，虽然零售价格不断上升，但平台商的批发价却保持不变，所以最终导致了线下渠道的供应链利润越来越少。推论6（b）表明渠道交叉效应较小时，集中决策R模式的减排水平大于分散决策的减排水平，反之则相反。这是由于分散式供应链减排水平是渠道交叉系数的增函数，集中式减排水平与渠道交叉效应无关。随着渠道交叉效应的增加，集中式减排水平会低于分散式减排水平。结合推论3（b）和推论6（b）可以得出集中式供应链是否能促进碳减排主要取决于渠道交叉效应和平台经营模式。

推论8 当0<ρ<2μ3μ-（λ+τ）2，固定费用在（TR，TR）内能让制造商和零售商实现双赢。

4 数值模拟

为验证模型是否正确，根据假设条件并借鉴相关文献[1，4]，参数设置：μ=0.8，λ=0.6，τ=0.2，ρ=0.8，=0.3。从参数大小及关系可以看出，不管是M还是R模式，线下零售商都会向制造商订购产品，故舍弃不订购的情况。由此得到R和M模式下分散决策、集中决策和集中协调中的最优值，见表1和表2。

对比表1和表2中分散决策和集中决策下的减排水平、销售价格、双渠道的订购量，不论制造商选择R还是M，集中決策能促进制造商提高碳减排水平，有利于绿色供应链的发展；可以降低绿色产品价格，增加市场需求；制造商会增加产量，提高产品服务水平，从而提高消费者价值。不管哪种模式，集中决策的总利润均大于分散决策的总利润；在ρ取值很小的情况下，R模式更有利于平台商，可以使其利润大于M模式下的最大利润；M模式更有利于制造商和零售商，可以使其利润大于R模式下的最大利润。因此，制造商应密切关注渠道交叉效应，当ρ较小时，制造商应选择双渠道M模式，否则选择双渠道R模式。表1和表2也给出了M和R模式集中协调的最优结果，发现线下批发价能实现供应链协调，但制造商的利润下降，零售商的利润上升，此时利用两部制收费策略可以实现双赢，零售商需向制造商支付的额外费用取值范围是TR∈（0.0009，0.0016），TM∈（0.2635，0.3997）。

5 结论

本文研究了碳税政策下双渠道供应链在不同决策模式、不同平台经营模式下最优碳减排、定价和订购批量的决策，探讨了制造商和零售商的协调问题。分散决策模式下，制造商选择双渠道还是线上渠道与渠道交叉系数有关，当渠道交叉系数较小时，制造商选择双渠道销售产品，反之只选择线上销售。渠道交叉效应对三方利润的影响与经营模式无关，随着效应的增加，制造商和平台商的利润上升，零售商的利润下降。集中决策模式下，渠道交叉效应较小时，不论何种经营模式，批发价均能协调供应链，利用两部制收费策略可以让制造商和零售商双赢。渠道交叉效应对减排的影响与经营模式有关，M模式有利于提高减排水平，R模式最优减排水平与渠道交叉效应无关，当渠道交叉系数较大时，R模式不利于制造商和零售商。本研究只把制造商当作领导者，且假定双渠道价格相同，后续可以研究不同领导者的权力结构和不同价格对供应链决策的影响。

参考文献

[1]黄帝，张菊亮.不同权力结构下碳税对供应链减排水平的影响[J].中国管理科学，2021，29（7）：57-70.

[2]ZHANG B， XU L. Multi-item production planning with carbon cap and trade mechanism[J]. International Journal of Production Economics，2013，144（1）：118-127.

[3]MA X L， WANG J， BAI Q G， et al. Optimization of a three-echelon cold chain considering freshness-keeping efforts under cap-and-trade regulation in Industry 4.0[J]. International Journal of Production Economics，2020，220：107457.

[4]尚文芳，张冰倩，张智勇.考虑有偿配额和碳交易的供应链碳减排决策研究[J/OL].管理现代化，2022：1-7[2022-09-10].https：//doi.org/10.19634/j.cnki.11-1403/c.2022.06.001.

[5]张令荣，徐航，李云风.碳配额交易背景下双渠道供应链减排决策研究[J/OL].管理工程学报，2022：1-9[2022-09-14].https：//doi.org/10.13587/j.cnki.jieem.2023.02.009.

[6]徐春秋，荆雨.碳交易规制下不同双渠道的对比分析与契约协调[J].经济与管理，2021，35（4）：39-46.

[7]曹细玉，覃艳华，王静，等.碳限额及交易下低碳补贴和低碳宣传成本分摊的双渠道供应链联合减排策略[J].工业工程，2022，25（1）：28-36.

[8]陈章跃，楊金，弓宪文.低碳政策下碳交易价格对闭环供应链决策的影响分析[J].数学的实践与认识，2021，51（14）：1-9.

[9]刘秀磊，杨玉香.再制造补贴和碳税政策下闭环供应链网络优化[J/OL].计算机集成制造系统，2022：1-20[2022-09-14].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.5946.TP.20221118.0953.010.html.

[10] 金亮，郑本荣，孙莲珂.不对称信息下线上零售商定价与O2O渠道策略研究[J].中国管理科学，2020，28（8）：89-103.

[11] KIM J C， CHUN S H. Cannibalization and competition effects on a manufacturer′s retail channel strategies： Implications on an omni-channel business model[J]. Decision Support Systems，2018，109：5-14.

[12] HAGIU A， WRIGHT J. Marketplace or reseller[J]. Management Science，2015，61（1）：184-203.

[13] YANY C， ZHAO R Q， LIU Z B. Strategic introduction of the marketplace channel under spillovers from online to offline sales[J]. European Journal of Operational Research，2018，267（1）：65-77.

[14] TIAN L， VAKHARIA A J， TAN Y L， et al. Marketplace， reseller， or hybrid： Strategic analysis of an emerging e-commerce model[J]. Production and Operations Management，2018，27（8）：1595-1610.

[15] 江玉庆，项立，刘帆，等.考虑异质性消费者的零售平台经营模式研究[J].管理评论，2022，34（6）：192-202.

[16] XU X P， ZHANG M Y， DOU G W， et al. Coordination of a supply chain with an online platform considering green technology in the blockchain era[J/OL]. International Journal of Production Research， 2021[2022-09-15]. https：//www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00207543.2021.1894367.

[17] 郭振起，储涛，张桂涛.考虑政府补贴与消费者低碳偏好的混合回收模式对比研究[J].青岛大学学报（自然科学版），2022，35（3）：107-115.

[18] CACHON G. Handbooks in operations research and management science[M]. Amsterdam： Elsevier， 2003： 227-339.