考虑碳税政策下供应链的减排决策分析_衣珊珊.pdf

考考虑虑碳碳税税政政策策下下供供应应链链的的减减排排决决策策分分析析衣珊珊，陈湉（福州理工学院商学院，福建 福州）摘 要研究碳税政策下基于制造商、零售商、消费者构成的供应链系统减排策略选择分析，考虑在碳税影响下建立制造商进行减排技术投入、再制造技术两种减排决策模型，基于 博弈理论，运用逆向求解法对减排成本系数、再制造投入技术系数进行分析，最后运用 进行模型数值仿真。结果表明，政府实施碳税政策能够减少企业的碳排量，但是同时也会相应降低企业利润；减排技术的投入对企业碳排放起到抑制作用，但是对企业利润有负向影响；再制造成本的投入可以减少碳排放，同时如果在较为合理的碳税下，也可以对企业的利润起到正向作用。回收价格对制造商利润和零售商利润、碳排放量有负向影响。关键词碳税；供应链；再制造投入技术；减排技术中图分类号 文献标志码 文章编号（）届联合国大会，我国提出将采用更有利的措施力争碳排放于 年前达到峰值，争取 年实现碳中和，这一内容的提出预示节能减排任务迫在眉睫，也会对全球的环境有着重要的影响。碳中和主要是说无论是企业还是个人一段时间内产生的碳排放量，可以通过环保方式如植树造林、节能减排等来抵消掉，从而可以保证二氧化碳的零排放。而碳峰值主要是说当企业、组织或者个人碳排放量达到峰值后可以慢慢下降，为了实现命运共同体中国将继续保持艰苦卓绝的努力使碳排放达到最大值接着逐渐下降。年 月 日，在十三届全国人大四次会议中国务院总理李克强又再次提出要努力完成碳达峰、碳中和等相关工作，要从各项产业结构中改善。随着国内新能源的发展，光伏、风电等生产成本的降低，未来中国将会有机会成为一个以新能源为主的电力系统国家。碳中和目标的提出必将会使中国向着新能源工业方向发展的国家转变。年，国家关于中国碳税税制框架设计主题做了介绍，这也使得碳税政策变成一个促进减排措施推进的重要手段。根据以往研究分析就一个供应链系统来讲，节点间的合作可以更有效降低碳排放。当企业在低碳政策时，可以更有效地实施减排措施。等通过对比碳税、碳限额与交易的综合成本、效益，得出碳税政策更为优化。等分别从不同碳政策来分析供应链减排。等研究根据碳税政策减排策略实施后减少二氧化碳排放。程永宏等考虑在碳税政策实施下企业的最优碳排放和产品定价，发现碳政策实施对供应链碳排放和定价有一定的相关性。程永伟等从碳税角度出发，分析供应链各个节点的利润，并比较不同模式的碳排放量和利润的变化趋势。张焕勇等研究得出政府实施碳税会促使企业向低碳环保型转变。徐春秋等研究在企业生产低碳和非低碳产品时，企业如何对产品定价。目前用于研究低碳减排较多的策略主要有碳税、碳交易。供应链作为一个较为复杂的系统，也是碳排放较为重要的源头。对供应链进行控制也变得尤为关键。等通过分析碳足迹，对供应链产品的定价提出相关依据。收稿日期基金项目福州理工学院科研基金项目“基于碳排放权分配的供应链减排路径研究”（）；福建省社会科学基金项目“平台经济下快递从业人员劳动权益保护研究”（）。作者简介衣珊珊，女，助教，硕士，从事低碳供应链研究。通信作者陈湉，女，教授，硕士，从事物流、供应链研究。综上所述，可以看出很少有学者会同时把碳税政策、制造商投入减排技术、再制造融合起来分析供应链减排策略。在此基础上，本文将考虑在碳税政策影响下，比较制造商在碳税政策约束性减排技术投入、回收再制造和碳税三种路径共存时制造商减排决策问题，考虑新品、再制品产品价格差异，建立 博弈模型，通过分析在碳税影响下制造商减排技术投入成本、制造商负责回收再制造模型中碳税、回收成本，分析碳税、回收价格、减排成本系数、再制造投入技术系数、制造商、零售商、整个供应链利润、碳排放量之间的关系。模型构建与求解 问题描述 年 提出 模型，该模型主要反映市场地位不平等，存在追随者和支配者，在这个模型中可以把企业分为具有雄厚实力支配者和实力薄弱的追随者，支配者起到决策作用，追随者根据支配者的决策来调整自己的计划。本文所构建模型，把制造商看做支配者，零售商是追随者，追随者会根据支配者的决策来调整自己的计划，在此基础上探究在考虑碳税政策影响下供应链中制造商在实施减排技术投入和再制造技术下的减排策略。在这个博弈模型中，首先作为支配者的制造商根据生产决定自己的计划，作为追随者的零售商通过支配者的计划调节自己的产品价格，制造商作为支配者，首先会确定批发价格，并且根据自身情况和市场情况确定回收价格，再从消费者手中回收废旧品，这时制造商根据市场和自身条件安排生产计划，可以选择生产新产品和再制造品，因为两种产品存在一定的差异，因此市场价格不一样，存在竞争关系。模型假设假设：假设新品与再制品在市场上的需求与价格呈线性相关。因为新品与再制品存在一定差异，消费者认知也不一样，这里假定新品的认度是，再制品的认度是 ，市场最大容量 ，则，满足公式：（）（）（）（），当减排技术投入时，需要考虑产品的低碳价值，减排量越高，需求量越大，同时要求满足消费者对再制品认可度不会大于新品，这时，它们的需求函数如下。（）（）（）（）其中，代表市场对新品的需求量，代表市场对再制品的需求量，代表产品的零售价；代表新品的新碳价值系数；代表再制品的低碳价值系数。假设：假设在碳减排投入过程中，它的投入成本不断增加，同时趋势很快。则设定 ，其中，为制造商生产单位产品时的减排量。假设：本文用 代表再制造投入技术系数，这里，越小则代表企业投入的再制造成本越高，减排效率越高。模型构建与求解 制造商进行投入减排技术（模式）实施碳税政策下制造商进行减排技术投入，先假定企业生产单位产品的减排量，并且制造商会以批发价格 将产品销售给零售商；这时零售商根据制造商决策设定产品的零售价。利润模型如下：（）（），（）（），（）其中，代表市场对新品的需求量，代表市场对再制品的需求量，代表新品加工的单位成本，代表减排成本系数，代表制造商实施减排技术时生产单位产品时的减排量，代表加工单位新品的碳排放量，代表碳税，代表制造商进行投入减排技术制造商的利润，代表制造商进行投入减排技术零售商的利润。当 ，时，令，则可以得到 。将 代入（）中得到 的 矩阵：（）通过 矩阵计算一阶主子式为，当 （）时，该矩阵存在最优批发价格、最优减排量，使制造商利润 最大。令，得到最优批发价格、制造新品单位减排量、零售商销售新产品最优价、以及新品市场需求量，计算公式如下：（）（）（）（），（）（）（）（），（）（）（）（），（）（）（）（）其中，代表制造商进行减排投入时的最优批发价格，代表制造商进行减排投入的最优销售价，代表制造商进行减排投入的生产新品单位最优减排量，代表制造商进行减排投入的最优市场需求量。制造商进行回收再制造（模式）碳税政策实施下，制造商进行回收投入，这时制造商会根据市场和自身情况以相应的产品回收价格 进行回收，再进行加工生产。因为本文考虑的新品、再制品之间存在一定的差异，所以价格不同。制造商作为支配者会先确定新品、再制品价格、销售给零售商，而零售商根据制造商的定价来确定新品、再品零售价、给到消费者。在本文构建的模型中，在碳税政策影响下，利润模型如下。（）（）（），（）（）（），（）其中，代表再制品加工的单位成本，代表单位回收品价格，代表再制品认可系数，代表加工单位再制品的碳排放量，代表碳排放总量，、分别代表制造商采用回收再制造技术的制造商、零售商的利润。在碳税政策下制造商进行再制造投入时，新品、再制品最优批发价分别是 与 时可以让制造商利润最优。其中 ，将 （）（），（）（）代入（）式中可以得到 的 矩阵为 （）矩阵中 ，（）（），该矩阵为负定，存在最优解 与 使得 取得最优。令，可以得到：（），（）（）联立（）与（）得到最优的 与。，（）（）（）（）将（）与（）代入（）中可得 的 矩阵。（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）矩阵中（）（），（）（）（），该矩阵负定，即存在最优的批发价格 与，使得 取得最优。令，联立得新品、再制品最优价、。，（）（）新产品、再制品价格、计算公式如下：（）（），（）（）（）（）（）新产品和再制造品的市场需求量、计算公式如下：（）（）（）（）（）（），（）（）（）（）（）（），（）（）（）（）（）（）通过上述公式中可以看出，新品、再制品的零售价格会随着碳税的增加而降低。而整个市场总需求随着碳税的增加而降低。（）（）（），（）（）（）（），（）其中，、分别代表制造商进行回收再制造技术投入的最优新品、再制品批发价，、分别代表制造商进行回收再制造技术投入的最优新品、再制品零售价格，、分别代表制造商进行回收再制造技术投入的最优新品、再制品的市场需求量。减排决策仿真结果分析在实行碳税政策后，可以从上述分析中得到供应链的整个决策会改变，我们将根据前面的模型代入相关数值来进行运算模拟。这样可以通过直观的模拟数据对供应链中节点企业的利润，以及在不同减排策略影响下相应的减排参数对企业的碳排放量影响进行分析，为后续低碳生产转型的实施提供相关的依据。假定参数：，。数值模拟通过 模拟随着碳税 的变化，碳税政策下制造商进行投入减排技术和制造商采用回收再制造技术两种减排决策下的制造商、零售商利润，以及碳排放量的变化趋势，见图 图。图 与 的关系图 与 的关系图 与 的关系根据图、图 可以见，无论是减排投入策略还是再制造策略，随着政府的碳税增加，供应链上制造商、零售商的利润都是下降的。减排投入策略下企业的利润相比再制造更低。当碳税逐渐提高时，这也导致企业增加了附加的生产成本，所以企业需要根据自身情况去改变生产模式，向更加低碳模式转变，从而降低自身的碳排放量，同时减排模式可以抵消碳税实施造成的附加成本。图 模拟结果、分别代表减排投入技术下的碳排放总量和再制造策略下的碳排放总量，从图中可看出减排技术投入下碳排放量相对再制造技术下的碳排放量更低，说明减排技术实施更可以帮助企业减少碳排放量。通过上述模拟结果可见，当政府设定的碳税过低时，因为碳税政策实施为企业带来碳排放成本过低，这时，企业对再制造技术的投入会很低，甚至因为碳税带来的碳排放附加成本过低，导致企业不愿意投入更多的再制造成本去进行产品的回收再制造，这样就不会减少整个供应链的碳排放量，不能实现低碳环保生产的方式。但是碳税的设定也不宜太高，过高的碳税会给企业带来过高的成本负担，减少企业利润，甚至会对整个对市场经济带来影响。灵敏度分析就碳税政策影响下减排投入模型，分析减排成本系数 对制造商、零售商利润、碳排放总量的影响，这里取碳税 ，得到图。图 与、的关系根据图 减排成本系数 对制造商、零售商利润的影响图像得出，当碳税一定时，减排成本系数 的增加，供应链中节点企业利润会降低。但是随着 增加到一定程度时，对制造商利润的影响会越来越低，最后，达到一个稳定的水平。所以，在设置减排成本系数 时，需要多做调查，进而能够得到一个合理的减排成本系数，并且通过考虑增加减排技术补贴帮助企业提高利润，从而帮助企业向低碳的生产模式转型。从图 可见，当企业减排系数增加时，整个供应链的碳排放量逐渐减小。说明在碳税政策下制造商进行减排技术的实施可以减少制造商、零售商的碳排放。就再制造模型，可以分析再制造投入技术系数 和回收价格 对制造商、零售商利润、碳排放量的影响，这时取碳税。图 与 的关系通过图 图 模拟的结果，可以得到再制造投入技术系数 与供应链内制造商利润正相关、与零售商利润呈负相关，与供应链碳排放量呈正相关，当 增高时，企业再制造投入成本较低，这时新品和再制品碳排放量相差不多，制造商可以选择其它减排技术。回收价格 对制造商利润有负向影响、零售商利润先减少再增加、对碳排放量正向影响，过高的回收价格 不利于再制造技术的应用，企业不愿意选择再制造，而是通过碳税或者减排技术投入提高利润。图 再制造投入技术系数 对制造商利润的影响图 回收价格 对制造商利润的影响图 再制造投入技术系数 对零售商利润的影响图 回收价格 对零售商利润的影响图 再制造投入技术系数 对碳排放量的影响图 回收价格 对碳排放量的影响 结论本文建立政府开始收取碳税时供应链的减排策略模型，通过