论文部分内容阅读
【摘要】在碳税约束下，分析了零售商以零售价格和制造商以批发价格为决策变量的利润函数。通过Stackelberg博弈分析得出：双方在集中决策下的供应链整体利润最大，并且可以通过制造商和零售商讨价还价的范围来实现各自利润的提高。然而批发价格是与制造商的减排率密切相关的。随着减排率的提高，制造商和零售商的利润将会有提高的可能，并且只有当减排率达到一定程度后，对于制造商来说才会更加有利。
【关键词】低碳供应链；碳税；减排率；Stackelberg博弈
“十二五”规划已把制造业作为减排重点。在低碳背景下，政府征收碳税会是一项十分有效的减排措施，并最终会对制造企业的盈利行为产生重要影响。本文研究对以排放型为主的制造企业如何做出明智的减排决策具有重要借鉴意义。
1、文献述评
碳税的实质就是将生产企业的外部成本内部化。解决这一问题方法包括两种：一种是20世纪20年代庇古（Pigou） 提出的庇古税认为在现实社会中存在未赔偿损失所造成的私人与社会净产量之间的偏差，消除偏差最显著的方式就是补贴和征税。另一种是60年代科斯（Coase） 所讨论的采取“私了”的方式解决外部性问题的科斯定理。
Hoel（1996）讨论了碳税在不同部门中是否一样的问题，文中指出碳税在经济体的各部门应该一致，信息和政治因素也制约了部门间碳税不一致的可能性；Jaffe（2005）等认为与环境污染相关的市场失灵和与新技术扩散相关的市场失灵相互作用，为公共政策促进降低排放提供依据；Coulder和Parry（2008）指出污染控制工具的选择对环保政策至关重要，表明低效率的工具也可以被用来替代成本有效的工具（如燃油税、碳税等）；Andrew（2010）在文中强调了通过减少温室气体排放解决气候变化的一些方法，并对市场失灵、政府失灵和外部性进行讨论；李媛、赵道致（2012）考虑到在政府拟采取征收碳税的方式下对制造企业碳排放进行规制，构建了政府和企业的行为决策模型。
已有文献重点研究了从宏观方面政府碳税方案与企业环保的行为影响，或从定性的角度考虑政府税率的变化与相应的企业战略的改变。本文基于上述文献的基础上，综合考虑多种因素定量分析制造企业的减排决策。
2、情景分析
随着政府征收碳税以及消费者环保意识的提升，越来越多的客户倾向于购买低碳环保产品，我们称之为消费者偏好。因此制造商为了提高核心竞争力，开始研发投入生产低碳化产品。消费者在购买产品时除了要考虑价格因素外还要考虑产品生产过程中是否进行了环保处理，是否有利于健康。因此我们在考虑消费者的需求时不再单单一价格作为标准进行预测，我们还要考虑到在供应链中每个环节的碳排放量的大小。即碳排放量小时，消费者的需求量会相应的有所增加。所以在消费者收入不变的前提条件下，低碳产品的需求将是价格和碳减排率的综合函数。供应链中的零售商将面对潜在的产品需求增加与制造商提高价格这样一种新的境，而制造商将在批发价格与减排率之间进行权衡与决策。零售商和制造商都将改变自身策略以求实现自身利润的最大化。
本章基于此，假设在政府在征收碳税的情景下，上游制造商与下游零售商之间将构造一个以批发价格和零售价格进行决策的两级供应链模型。
2.1模型假设
在模型建立过程中做出如下假设和参数设定。
（1）本章所建供应链中为一个制造商和一个零售商，而且假定双方是在均没有库存的情况下所参与。
（2）制造商由于生产低碳产品，相应的要付出一定的研发减排成本，企业的研发减排成本函数为凸函数。企业的研发减排成本与计划减排率成二次关系，研发总成本即为[10]，满足，其中β为企业减排研发成本系数，τ为企业产品的减排率。而（），其中，e为单位产品的碳排放量，△e为减排技术研发投资后单位产品减少的碳排放量。
（3）减排研发成本投资对单位产品的生产成本c没有影响，即单位产品生产成本c在减排前后保持不变。
（4）为了促进社会减排，政府对制造商进行征收二氧化碳排放税。规定只要企业进行生产所排放的二氧化碳进行统一按量收税。政府对单位二氧化碳排放所征收的碳税税率为γ（元/吨），则制造商生产产品所需缴纳的碳税为γQ。
2.2模型构建
在考虑碳税环境下，对制造商来说其利润函数除了之外，还包括减排总成本以及由于政府对企业二氧化碳排放所征收的碳排放税成本γQ两部分。
可以得出在集中决策下，制造企业的减排率要高于分散决策下的减排率。所以，制造企业在低碳化生产过程中，应该加强供应链上下游企业的减排合作，只有通过这种方式才能取得较好的减排效果，从而达到政府要求的减少二氧化碳排放的目的。
3.2减排率变化的影响分析
上述模型求解已经给出了制造商和零售商讨价还价的范围，而在这一范围内选择的批发价格对供应链双方都会有利润的提升。τ看做横坐标轴，批发价格p看做是纵坐标轴。则批发价格关于减排率的一次函数图像。下面针对不同的情况进行分析：
情况一：当，即时，p的取值为两条直线之间的范围。
随着制造商减排率的提高，制造商和零售商的价格区间上限都将有所提高，而且区间上限比下限增长的快，即制造商最希望到达的批发价格比零售商最希望达到的批发价格增长的更快。制造商在与零售商讨价还价中将更有话语权，减排对于制造商来说是非常有意义的。
情况二：：当，即时，p的取值为两条直线交点τ1之后的范围。
随着制造商减排率的提高，制造商和零售商的价格区间上限都将有所提高，但是只有当制造商的减排率达到一定值τ1后双方才有讨价还价的范围可言，而在这个值之前他们是没有讨价还价的余地的。换言之，只有在制造商减排率达到一定值后，双方才会有利润提升的空间，而且制造商在与零售商讨价还价中将更有话语权，减排对于制造商来说是非常有意义的。
4、结论
本文考虑在政府征收碳税环境下，引入一个两阶段博弈模型，考虑制造商与零售商之间的博弈。在假设零售商按需采购和制造商按需生产的前提下，得出并比较了在分散决策与集中决策下的供应链双方最优批发价格和最优零售价格以及各自最优利润函数。结果以看出双方在集中决策下的供应链整体利润最大，并且可以通过制造商和零售商讨价还价的范围来实现各自利润的提高。然而批发价格是与制造商的减排率密切相关的。讨论了两种情况下随着减排率的提高，制造商和零售商的利润将会有提高的可能，并且只有当减排率达到一定程度后，对于制造商来说才会更加有利。
本章整体分析了在碳税约束下的，企业实行减排后的最优生产策略。对于消费者来说，产品会更加清洁环保，消费者使用会更加安全放心；对于政府来说征收碳税实现了社会总体碳排放量的减少，从而完成了联合国减排的任务，对社会长期发展有重要意义；对于制造型企业来说，使其在碳税环境下做出正确的减排投资决策，有利于它的长期稳定发展。
参考文献
[1]李媛，赵道致.基于供应链低碳化的政府及企业行为博弈模型[J].工业工程，2013.
[2]赵道致，王楚格.考虑低碳政策的供应链企业减排决策研究[J].工业工程，2014（1）.
[3]谢鑫鹏，赵道致.低碳供应链企业减排合作策略研究[J].管理科学，2013.6：108-119.
作者简介
陈龙（1989—），男，山西太原，太原科技大学经济与管理学院硕士研究生，研究方向为物流与供应链管理。
马旭军 （1975一），女，山西祁县人，太原科技大学经济与管理学院副教授，研究方向为市场营销、服务管理。
【关键词】低碳供应链；碳税；减排率；Stackelberg博弈
“十二五”规划已把制造业作为减排重点。在低碳背景下，政府征收碳税会是一项十分有效的减排措施，并最终会对制造企业的盈利行为产生重要影响。本文研究对以排放型为主的制造企业如何做出明智的减排决策具有重要借鉴意义。
1、文献述评
碳税的实质就是将生产企业的外部成本内部化。解决这一问题方法包括两种：一种是20世纪20年代庇古（Pigou） 提出的庇古税认为在现实社会中存在未赔偿损失所造成的私人与社会净产量之间的偏差，消除偏差最显著的方式就是补贴和征税。另一种是60年代科斯（Coase） 所讨论的采取“私了”的方式解决外部性问题的科斯定理。
Hoel（1996）讨论了碳税在不同部门中是否一样的问题，文中指出碳税在经济体的各部门应该一致，信息和政治因素也制约了部门间碳税不一致的可能性；Jaffe（2005）等认为与环境污染相关的市场失灵和与新技术扩散相关的市场失灵相互作用，为公共政策促进降低排放提供依据；Coulder和Parry（2008）指出污染控制工具的选择对环保政策至关重要，表明低效率的工具也可以被用来替代成本有效的工具（如燃油税、碳税等）；Andrew（2010）在文中强调了通过减少温室气体排放解决气候变化的一些方法，并对市场失灵、政府失灵和外部性进行讨论；李媛、赵道致（2012）考虑到在政府拟采取征收碳税的方式下对制造企业碳排放进行规制，构建了政府和企业的行为决策模型。
已有文献重点研究了从宏观方面政府碳税方案与企业环保的行为影响，或从定性的角度考虑政府税率的变化与相应的企业战略的改变。本文基于上述文献的基础上，综合考虑多种因素定量分析制造企业的减排决策。
2、情景分析
随着政府征收碳税以及消费者环保意识的提升，越来越多的客户倾向于购买低碳环保产品，我们称之为消费者偏好。因此制造商为了提高核心竞争力，开始研发投入生产低碳化产品。消费者在购买产品时除了要考虑价格因素外还要考虑产品生产过程中是否进行了环保处理，是否有利于健康。因此我们在考虑消费者的需求时不再单单一价格作为标准进行预测，我们还要考虑到在供应链中每个环节的碳排放量的大小。即碳排放量小时，消费者的需求量会相应的有所增加。所以在消费者收入不变的前提条件下，低碳产品的需求将是价格和碳减排率的综合函数。供应链中的零售商将面对潜在的产品需求增加与制造商提高价格这样一种新的境，而制造商将在批发价格与减排率之间进行权衡与决策。零售商和制造商都将改变自身策略以求实现自身利润的最大化。
本章基于此，假设在政府在征收碳税的情景下，上游制造商与下游零售商之间将构造一个以批发价格和零售价格进行决策的两级供应链模型。
2.1模型假设
在模型建立过程中做出如下假设和参数设定。
（1）本章所建供应链中为一个制造商和一个零售商，而且假定双方是在均没有库存的情况下所参与。
（2）制造商由于生产低碳产品，相应的要付出一定的研发减排成本，企业的研发减排成本函数为凸函数。企业的研发减排成本与计划减排率成二次关系，研发总成本即为[10]，满足，其中β为企业减排研发成本系数，τ为企业产品的减排率。而（），其中，e为单位产品的碳排放量，△e为减排技术研发投资后单位产品减少的碳排放量。
（3）减排研发成本投资对单位产品的生产成本c没有影响，即单位产品生产成本c在减排前后保持不变。
（4）为了促进社会减排，政府对制造商进行征收二氧化碳排放税。规定只要企业进行生产所排放的二氧化碳进行统一按量收税。政府对单位二氧化碳排放所征收的碳税税率为γ（元/吨），则制造商生产产品所需缴纳的碳税为γQ。
2.2模型构建
在考虑碳税环境下，对制造商来说其利润函数除了之外，还包括减排总成本以及由于政府对企业二氧化碳排放所征收的碳排放税成本γQ两部分。
可以得出在集中决策下，制造企业的减排率要高于分散决策下的减排率。所以，制造企业在低碳化生产过程中，应该加强供应链上下游企业的减排合作，只有通过这种方式才能取得较好的减排效果，从而达到政府要求的减少二氧化碳排放的目的。
3.2减排率变化的影响分析
上述模型求解已经给出了制造商和零售商讨价还价的范围，而在这一范围内选择的批发价格对供应链双方都会有利润的提升。τ看做横坐标轴，批发价格p看做是纵坐标轴。则批发价格关于减排率的一次函数图像。下面针对不同的情况进行分析：
情况一：当，即时，p的取值为两条直线之间的范围。
随着制造商减排率的提高，制造商和零售商的价格区间上限都将有所提高，而且区间上限比下限增长的快，即制造商最希望到达的批发价格比零售商最希望达到的批发价格增长的更快。制造商在与零售商讨价还价中将更有话语权，减排对于制造商来说是非常有意义的。
情况二：：当，即时，p的取值为两条直线交点τ1之后的范围。
随着制造商减排率的提高，制造商和零售商的价格区间上限都将有所提高，但是只有当制造商的减排率达到一定值τ1后双方才有讨价还价的范围可言，而在这个值之前他们是没有讨价还价的余地的。换言之，只有在制造商减排率达到一定值后，双方才会有利润提升的空间，而且制造商在与零售商讨价还价中将更有话语权，减排对于制造商来说是非常有意义的。
4、结论
本文考虑在政府征收碳税环境下，引入一个两阶段博弈模型，考虑制造商与零售商之间的博弈。在假设零售商按需采购和制造商按需生产的前提下，得出并比较了在分散决策与集中决策下的供应链双方最优批发价格和最优零售价格以及各自最优利润函数。结果以看出双方在集中决策下的供应链整体利润最大，并且可以通过制造商和零售商讨价还价的范围来实现各自利润的提高。然而批发价格是与制造商的减排率密切相关的。讨论了两种情况下随着减排率的提高，制造商和零售商的利润将会有提高的可能，并且只有当减排率达到一定程度后，对于制造商来说才会更加有利。
本章整体分析了在碳税约束下的，企业实行减排后的最优生产策略。对于消费者来说，产品会更加清洁环保，消费者使用会更加安全放心；对于政府来说征收碳税实现了社会总体碳排放量的减少，从而完成了联合国减排的任务，对社会长期发展有重要意义；对于制造型企业来说，使其在碳税环境下做出正确的减排投资决策，有利于它的长期稳定发展。
参考文献
[1]李媛，赵道致.基于供应链低碳化的政府及企业行为博弈模型[J].工业工程，2013.
[2]赵道致，王楚格.考虑低碳政策的供应链企业减排决策研究[J].工业工程，2014（1）.
[3]谢鑫鹏，赵道致.低碳供应链企业减排合作策略研究[J].管理科学，2013.6：108-119.
作者简介
陈龙（1989—），男，山西太原，太原科技大学经济与管理学院硕士研究生，研究方向为物流与供应链管理。
马旭军 （1975一），女，山西祁县人，太原科技大学经济与管理学院副教授，研究方向为市场营销、服务管理。