碳稅規(guī)制下供應商參與對企業(yè)減排決策的影響分析

碳稅規(guī)制下供應商參與對企業(yè)減排決策的影響分析碳稅規(guī)制下供給商參與對企業(yè)減排決策的影響分析

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2022.06.10

中圖分類號：F1245；F224文獻標識碼：A文章編號：1001-8409〔2022〕06-0043-06

Abstract：Thispaperstudiesthesupplychainwithonesupplierandonemanufacturer.Andthen，itproposesatwostagestackelbergmodeltoanalyzetheimpactofsupplierinvolvementontheemissionreduction，inthisstackelbergmodelthesupplierisleader，themanufacturerisfollower.Atthesametime，itanalyzesandcomparestheoptimaldecisionsofsupplierandmanufacturerinthecaseofsupplierinvolvementandsuppliernotinvolvement.Atlast，anumericalmethodisusedtoanalyzetheimpactofcarbontaxandcarbonemissionsensitivityontheoptimaldecision.

Keywords：carbontax；carbonemission；stackelberggame；carbonemissionsensitivity

1引言

近年來，由碳排放所導致的氣候變暖問題越來越受到政府、企業(yè)以及社會的關注[1]。從京都議定書的簽訂到巴黎氣候大會，西方興旺國家在降低碳排放方面取得了顯著的成果[2]。2022年6月中國提交的?強化應對氣候變化活動――中國國家自主奉獻》，確立了到2030年單位國內生產總值碳排放比2022年下降60%～65%，降低碳排放將成為我國企業(yè)在生產運作過程中不可無視的一個重要因素。

碳稅規(guī)制是降低碳排放的有效伎倆之一，是目前采用較為廣泛的一種碳排放政策。Jensen等和Bruvoll等分別計算了碳稅對碳排放影響，研究發(fā)現雖然他們設置了不同的碳稅稅率，但結果顯示碳稅對降低碳排放有顯著影響[3，4]。西方興旺國家開始逐步實行碳稅規(guī)制，并取得了顯著成果[5]。同時隨著低碳經濟的逐步開展，消費者的低碳意識越來越強，消費者愿意為低碳產品支付更高的價格，碳稅的逐步開征也給企業(yè)帶來了一定的減排壓力[6]?；谝陨蟽蓚€方面的共同作用，越來越多的企業(yè)開始關注減排工作，定期頒布減排成果，并制定下一階段的減排目標，企業(yè)的減排工作越來越重要，是企業(yè)面臨的重大問題之一。

本文主要關注供給商參與對減排決策的影響，相關的研究體現在兩個方面，第一方面是碳排放政策下企業(yè)的生產決策問題，杜少甫研究了在確定的市場需求的情況，外部碳排放政策下企業(yè)的生產優(yōu)化[7]；在此根底上Zhang等進一步研究了隨機需求下的企業(yè)生產優(yōu)化[8]；Hua等和Song等主要研究了碳排放政策下的企業(yè)最優(yōu)訂貨策略[9，10]。第二方面是關于碳排放政策下供給鏈的運作與協(xié)調問題，Benjaafar等在供給鏈優(yōu)化模型中考慮碳排放因素，研究顯示合理的供給鏈運營決策對降低碳排放有積極作用[11]；程永宏和熊中楷以制造商和零售商組成的供給鏈作為研究對象，分析了集中和分散決策兩種情況下制造商和零售商的最優(yōu)減排量，同時也分析了碳稅稅率對最優(yōu)減排量的影響[12]；Hoen等在把碳排放作為供給鏈運輸方式選擇的一個重要規(guī)范，研究了碳排放政策是如何影響供給鏈運輸方式的[13]；謝鑫鵬和趙道致提出了三種供給鏈高低游企業(yè)減排的合作策略，研究結果發(fā)現完全合作的減排合作策略能夠在獲取較高利潤的同時實現減排效果最正確[14]。

綜上，以往的研究主要分析外部的碳排放政策是如何影響企業(yè)和供給鏈的運作管理，以及為了獲取最大利潤企業(yè)應如何選擇減排策略，而關于供給商參與對減排決策的影響的研究卻很少。供給商所提供的半成品是企業(yè)最終產品的重要組成局部，碳排放量直接影響最終產品的碳排放，影響產品的價格，因此供給商是否減排，如何減排直接影響制造商的減排決策，同時制造商的減排決策也會影響供給商的減排行為，因此本文在制造商減排的根底上分別分析供給商參與和不參與減排情況下制造商與供給商的最優(yōu)決策，同時分析碳稅稅率和碳排放敏感度對決策的影響。

2問題描述

本文的研究對象是由供給商和制造商組成的兩級供給鏈，其中供給商向制造商提供半成品，制造商負責生產制造產品，然后把這些產成品銷售給消費者。隨著近年來消費者環(huán)保意識的逐步增強，越來越多的消費者愿意購置低碳產品，愿意為低碳產品支付更高的價格，所以制造商愿意進行減排投資。而此時供給商有兩種選擇，分別是不進行減排投資和減排投資，如圖1所示。圖1供給商與制造商組成的兩級供給鏈網絡結構

為了研究需要，本文做出如下若：①供給商和制造商有足夠的生產能力；②該供給鏈只生產一種產品；③供給商和制造商生產單位產品的碳排放是固定的；④政府根據碳排放量征收碳稅，不考慮碳稅減免等情況；⑤產品碳排放的相關信息對于消費者是公開的，消費者可以準確了解到產品碳排放的相關信息。定義相關符號及含義如下：σs和σm表示減排前供給商和制造商單位產品的碳排放量、es和em表示供給商和制造商單位產品的碳排放降低量、w表示半成品的價格、cs和cm表示供給商和制造商產品的生產本錢、ls和lm表示供給商和制造商減排投資本錢系數、t表示碳稅。同時根據相關文獻若，本文設供給商和制造商的減排投資本錢分別為12lse2s和12lme2m。

隨著消費者的環(huán)保意識越來越強，越來越多的消費者愿意購置低碳產品，愿意為低碳產品支付更高的價格，本文若產品的碳排放降低量為E，等于供給商和制造商碳排放降低量之和，消費者對碳排放的敏感度用d表示，可以得到此時產品的市場價格為p=a-bQ+dE。用下標s表示供給商，下標m表示制造商，上標ND表示供給商不減排情況下，上標YD表示供給商減排情況下。

3模型分析

31供給商不參與減排時企業(yè)的減排決策

在由供給商和制造商組成的兩級供給鏈中，供給商與制造商的力量在大多數情況下是不對等的，雙方多數情況執(zhí)行的是斯坦伯格博弈。第一階段，供給商先決定半成品的價格；第二階段，制造商根據產品的市場信息、消費者需求以及供給商確定的半成品價格，去確定產品的產量以及減排水平。本文采用逆向歸納法進行求解，先求出制造商產品的生產量和減排量，然后再求出供給商半成品的價格。

由于供給商不參與減排，產品碳排放的降低量等于制造商碳排放的降低量，即E=em，所以當供給商不參與減排時，產品的價格為p=a-bQ+dem。此時制造商的目標函數為：

結論1：供給商不參與減排時，制造商對半成品的采購量與制造商減排量正相關；制造商對半成品的采購量與供給商提供的半成品價格負相關。

制造商對半成品的采購量與減排量正相關意味著當制造商投資減排時，隨著制造商減排量的不斷回升，制造商應該增加半成品采購量。這主要是隨著制造商減排量的不斷提高，產品銷售價格也會隨之越來越高，單位產品的利潤隨之升高，因此為了獲取最高利潤，制造商會提高產品的產量，因此就會增加原材料的采購量。制造商對半成品的采購量與供給商提供的半成品價格負相關意味著供給商可以通過降低半成品價格的辦法來刺激制造商提高半成品的采購量。

結論2：供給商不參與減排時，供給商提供半成品的價格與制造商的單位生產本錢和碳排放負相關，與供給商的單位生產本錢與碳排放正相關。半成品價格與政府收取的碳稅之間的關系主要取決于供給商與制造商生產產品的初始碳排放量有關，如果供給商初始碳排放量大于制造商的初始碳排放量，那么半成品價格與碳稅正相關；如果供給商的初始碳排放量小于制造商的初始碳排放量，那么半成品價格與碳稅負相關。

結論3：供給商不參與減排時，制造商的減排量與制造商和供給商的生產本錢、制造商和供給商的初始碳排放量負相關，與消費者對碳排放的敏感度正相關。同時制造商的減排量隨著碳稅的增加先增加后降低，這主要是因為當碳稅較小時，此時碳稅本錢與減排本錢相比相對較大，企業(yè)剛開始減排相對較容易，所以此時企業(yè)選擇增加減排量對企業(yè)比擬有利；隨著碳稅的逐步增加，企業(yè)的減排壓力越來越大，當減排量到達一定程度時，企業(yè)的減排本錢超過碳稅本錢，所以此時企業(yè)選擇降低減排量對企業(yè)比擬有利，所有此時企業(yè)減排量開始逐步下降，因此可以看出：碳稅不是越高越高，碳稅在一定合理范圍內能夠促使企業(yè)減排，但是如果碳稅過高，只會給企業(yè)增加經營負擔，并沒有起到減排的作用。

32供給商參與減排時企業(yè)的減排決策

供給商參與減排時，第一階段供給商先決定半成品的價格以及減排量；第二階段制造商根據產品的市場信息，消費者需求以及半成品價格和供給商減排量去確定產品的產量以及減排水平。采用逆向歸納法進行求解。

由于供給商參與減排，所以產品的碳排放的降低量等于制造商與供給商碳排放的降低量之和，即E=em+es，此時產品的價格為p=a-bQ+dem+es，制造商的目標函數為：

結論4：供給商參與減排時，①制造商的最優(yōu)減排量與供給商的減排量正相關；②制造商的最優(yōu)減排量與供給商提供的半成品價格負相關；③制造商向供給商半成品的采購量與供給商的減排量正相關；④制造商向供給商半成品的購置量與半成品價格負相關。

結論4中制造商的最優(yōu)減排量與供給商的減排量正相關表明供給商的減排對制造商的減排有鼓勵作用，供給商可以通過提高自身減排量來引導制造商提高減排量。制造商的最優(yōu)減排量與供給商提供的半成品價格負相關主要是因為當供給商提供的半成品價格回升時，制造商的生產本錢增加，為了獲得較高利潤，制造商只能通過降低減排量來降低生產本錢，所以隨著供給商提供的半成品價格逐步升高，制造商的減排量降低，兩者負相關。由于產品的最終銷售價格與供給商和制造商的減排量正相關，所以供給商參與減排能提高產品價格，這樣也就提高了制造商生產單位產品的利潤，所以制造商為了獲得最高利潤就會增加半成品的采購量，同時產品價格隨著供給商減排量的增加而提高，制造商制造單位產品的利潤也會隨著供給商減排量的增加而提高，所以制造商半成品的采購量與供給商的減排量正相關。制造商對半成品的采購量與供給商提供的半成品價格負相關意味著供給商可以通過降低半成品價格的辦法來刺激制造商提高半成品的采購量。

供給商根據制造商的采購量和減排水平來確定半成品的價格和減排水平，供給商的目標函數為：

結論5：供給商參與減排時，供給商提供的半成品價格與自身的減排量直接的關系主要取決于消費者碳排放敏感度與碳稅之差，如果消費者對碳排放的敏感度與碳稅之差大于0，那么半成品價格與供給商減排量正相關；如果消費者對碳排放的敏感度與碳稅之差小于0，那么半成品價格與供給商減排量負相關。這主要是因為當消費者對碳排放的敏感度與碳稅之差大于0時，此時供給商降低碳排放所導致制造商采購量增加而給供給商帶來的利潤增加幅度小于供給商降低碳排放的本錢和碳稅支出，所以此時供給商需要提高半成品價格來獲得最優(yōu)利潤。如果消費者對碳排放的敏感度與碳稅之差小于0，此時供給商降低碳排放所導致的制造商采購量增加而給供給商帶來的利潤大于供給商降低碳排放的本錢和碳稅支出，所以為了獲取最優(yōu)利潤，供給商通過降低半成品價格來刺激制造商增加采購量，進而獲得最正確利潤。半成品價格與政府收取的碳稅之間的關系主要取決于供給商減排后的碳排放量與制造商的初始碳排放量，當供給商減排后的碳排放量大于制造商的初始碳排放量，那么半成品價格與碳稅正相關；當供給商減排后的碳排放量小于制造商的初始碳排放量，那么那么半成品價格與碳稅負相關為了比擬碳稅和消費者的碳排放的敏感度在兩種情況下對供給商與制造商各決策變量以及利潤的影響，使用算例分析的辦法來對這些參數進行靈敏度分析。令a=110，b=08，lm=200，ls=250，σm=3，σs=5，cm=3，cs=4，分析碳稅對供給商與制造商各決策變量以及利潤的影響時，令d=05，碳稅t在3～10的范圍內變化。分析消費者的碳排放敏感度對供給商與制造商各決策變量以及利潤的影響時，令t=5，消費者的碳排放敏感度d在01～1的范圍內變化。

從圖2到圖7所示的算例分析結果既驗證了上文的一些結論，同時還發(fā)現了一些新的規(guī)律：

〔1〕供給商與制造商的減排量隨著碳稅的回升先增加后減少，隨著碳排放敏感度的回升逐步增加，同時供給商參與減排時制造商的減排量高于供給商不參與減排時制造商的減排量。供給商與制造商的減排量隨著碳稅的增加先增加后減少，這主要是因為當碳稅較小時，此時碳稅本錢與減排本錢相比相對較大，企業(yè)剛開始減排相對較容易，所以此時企業(yè)增加減排量對企業(yè)比擬有利；隨著碳稅的逐步增加，企業(yè)的減排壓力越來越大，當減排量到達一定程度時，企業(yè)的減排本錢超過碳稅本錢，所以此時企業(yè)降低減排量對企業(yè)比擬有利，所有此時企業(yè)減排量開始逐步下降，因此碳稅不是越高越好，碳稅在一定合理范圍內能夠促使企業(yè)減排，但如果碳稅過高，只會給企業(yè)增加圖3碳稅與碳排放敏感度對制造商減排量的影響

負擔，并沒有起到減排的作用。同時供給商參與減排時制造商的減排量高于供給商不參與減排時，表明供給商參與減排對制造商減排有一定引導作用。

〔2〕供給商與制造商的減排量與消費者的碳排放敏感度正相關。隨著消費者碳排放敏感度的增加，供給商與制造商的減排量都逐步增加，這表明當消費者能夠充沛意識到降低碳排放的好處時，供給商和制造商都會主動降低碳排放，進而起到愛護環(huán)境的作用。同時也表明了政府一方面要制定適宜的政策；另一方面也要通過宣傳來提高消費者的碳排放意識，使消費者能夠充沛意識到降低碳排放的好處，到達降低碳排放的目的。

〔3〕供給商與制造商的利潤隨著碳稅的升高而降低，隨著消費者碳排放敏感度的升高而增加。隨著碳稅的不斷回升，供給商和制造商的生產經營本錢不斷增加，在其他情況不變的條件下，本錢的回升必然導致供給商和制造商利潤的下降，所以供給商和制造商的利潤隨著碳稅的升高而降低。隨著消費者碳排放敏感度的增加，消費者能夠接受產品的市場價格越來越高，因而供給商和制造商單位產品所獲得的利潤就會隨之升高，在市場需求不變的情況下，