陈玉 廖志高 武艳玲

摘要：在碳交易政策下，研究生产商和零售商两阶段供应链的减排投资问题，通过构建纯购买碳排放权投资、纯减排投资以及混合投资3种博弈模型，分析供应链的减排投资策略，分析结果表明：在一定的条件下供应链采取混合投资减排利润更高，其最优减排率与减排投资系数成负向关系;合理的碳交易价格不仅促使供应链达到利润最大，且有利于刺激高碳排放企业减排的积极性;供应链的减排率随着减排成本分担比例逐渐增大。

关键词：碳交易政策;供应链;减排投资

中图分类号：X196DOI：10.16375/j.cnki，cn45-1395/t，2020.02.018

0引言

气候变化问题是21世纪人类面临的最为严峻的非传统安全威胁之一，引起各国的高度关注，2017年12月，国家发改委印发了《全国碳排放权交易市场建设方案（发电行业）》，这标志着我国碳排放交易体系完成了总体设计，并正式启动，2018年2月碳排放强度指标首次被纳入中华人民共和国国家统计局发布的2017年国民经济和社会发展统计公报，政府对碳排放日趋严格的监管以及消费者对低碳产品的偏好促使相关行业采取减排策略，研究表明供应链企业通常会采取减排投资或者在碳交易市场购买超出免费碳配额两种减排策略。

减排投资是供应链企业减排的重要举措，研究显示，供应链企业可以通过技术研发、购置设备以及限制行为渠道进行减排投资，供应链企业会通过建立减排投资成本最小化模型，在不同的碳配置方式下进行独立减排投资从而实现减排目标，但经过综合比较集中、分散以及协作3种减排投资决策模型后，可以得出协作减排投资减排量明显比分散决策要少，因此，成员间协作减排投资对于供应链减排更为有利，然而在现实中，存在零售商“搭便车”现象，针对此种情形，供应链企业实施零售商持股制造商进行减排投资，减排投资一般会受到政府政策、供应链成员的投资行为以及社会环境等因素的影响。

减排投资被众多的学者认为是一种重要的减排策略，早在2008年就有研究人员提出构建碳交易市场，进行碳交易也是一种能够有效控制过度碳排放的重要策略;在2012年，有学者认为，供应链企业遵从环境的杠杆不仅仅只有碳减排投资，还包括购买碳排放权;在2018年又有研究者提出在市场上进行碳交易可以促进供应链可持续发展，由此可见，进行碳交易也不失为一种可取的减排投资策略，因此，为了实现减排的目标，供应链企业应权衡碳减排投资和购买碳排放权投资。

综上所述，较多学者的研究对供应链企业碳减排投资提出了一些指导性意见和建议，但是，由于宏观环境以及消费者低碳意识的改变，使供应链减排投资有了新的策略，随着碳交易市场体系的建设完善，供应链企业可以根据碳交易价格等因素的变动，选择减排投资或在碳交易市场上买卖碳交易权以完成减排任务，基于此，本文主要以碳交易为政策背景，考虑消费者低碳偏好等因素，建立生產商与零售商之间的博弈模型，比较购买碳交易投资和减排投资两种减排投资策略，同时研究减排投资成本系数及碳交易价格对供应链上下游的减排投资策略和减排效果的影响，为供应链企业的减排投资策略的决策提供建议，同时为政府的低碳供应链的管理提供支持。

1模型建立与求解

1.1模型描述及假设条件

1.2模型建立及求解

1.2.1纯碳排放权投资博弈模型建立

生产商采取纯碳排放权投资，由于单位产品的碳排放量并没有减少，因此零售商不愿意主动分担购买碳排放权的成本，此时生产商则会根据购买碳排放权成本决定批发价格，而零售商则根据批发价格以及市场情况决定零售价格，其博弈模型如下：

1.2.2减排投资博弈模型建立

生产商根据碳交易价格以及其他因素权衡选择减排投资来达到减排的目的，此时会出现两种情况：采取纯减排投资或者混合减排投资，两种博弈模型如下：

1）纯减排投资博弈模型建立

2均衡结果以及算例分析

2.1减排投资成本对供应链减排率的影响

此结论说明减排投资成本系数增加时，减排投资效率降低，所以此时的减排率越低;反之，随着减排投资系数的增加，减排投资的投入成本也会增大，此时相比过高的减排投资成本，生产商宁肯承受碳交易成本，其减排投资的意愿逐渐下降，从而导致最优减排率的下降，因此，为了提高减排效率，供应链上的企业会不断的提高减排投资效率。

此结论说明生产商采取混合投资减排博弈模型时的减排率要比纯减排投资的减排率要大，当生产商采取混合投资时，由于购买了碳交易权，使得减排的压力减少，生产商更加注重减排的效率，因此减排率也就越高，因此，从减排率来看，选择使用混合投资的减排模型对于供应链来说更为有利。

2.2减排投资成本对供应链成员利润的影响

3数值分析

3.1碳交易价格对供应链的影响

在研究减排投资成本系数对供应链的影响时，都是假设碳交易价格是恒定不变的，然而在现实中，碳交易价格会受到多种因素的影响，其不可能是恒定不变的，因此本小节通过计算进一步分析碳交易价格对生产商利润的影响，从而影响供应链减排策略决策，由于汽车行业的数据难以获取，因此本文采用对数值进行赋值的方式，从而来说明相关问题，对数值进行赋值的方法在很多文献中都有使用，而本文的数值的选取主要是来源于相关文献以及结合汽车行业的相关数据，同时数据还要满足最优解。

说明纯碳排放权博弈模型供应链利润与碳交易价格呈反向关系，即随着碳交易价格的增长，利润反而减少;而纯减排投资博弈模型供应链利润与碳交易价格呈正向关系，即随着碳交易价格的增长，利润会逐渐增加;混合减排投资博弈模型供应链利润与碳交易价格呈反向关系，即随着碳交易价格的增长，利润反而减少。

图3表示采取混合投资模型时，混合比例与生产商利润的关系，从图3可以看出，随着混合比例的增加生产商利润缓慢增加，当混合比例增加到某一值时，利润达到最大值，然而当混合比例超过此值，随着混合比例的增加，利润会减少，联系到现实的管理中，当生产商采取混合博弈模型时，混合的比例要适中，既不能过高也不能过低，过高或过低都无法使供应链利润达到最大。

3.3不同减排成本分担比例对减排率的影响分析

为了研究零售商分担生产商减排成本的比例对供应链企业减排率以及利润的影响，让卢β1、β2分别对r求一阶导数，可以得出：

说明纯减排投资博弈模型及混合减排投资博弈模型的减排率与成本分担比例成正比，即零售商分担生产商的减排投资成本比例越大，产品的减排率就越大，因为汽车供应链的减排效果会受零售商参与减排的积极性的影响，只有当零售商参与减排的积极性足够大时，汽车供应链的减排效果才会比较明显，

联系到实际，一方面，零售商应该积极主动的分担生产商减排投资成本;另一方面，政府应该在开展碳交易政策的同时，制定相应的激励政策，提供平台以及创造条件鼓励零售商分担减排成本，

4结论与政策建议

本文在政府免费发放一定碳配额的政策背景下，通过建立纯碳排放权博弈模型、纯减排投资博弈模型以及混合减排投资博弈模型，比较分析3种博弈模型的生产商以及零售商的利润和供应链的减排率，具体结论及建议如下：

1）减排率与减排投资成本系数u都呈反向关系，即随着减排投资系数的增加，减排率反而减少;当采取混合减排投资的策略时，供应链的利润随着混合比例先增加后减少，而零售商的利润则随之逐渐增加，并且两者会存在交点，因此，供应链在采取混合减排投资的策略时，需制定合理的混合比例才能使供应链利润达到最大;

3）对于政府部门，在采取减排政策方面，应当协助市场协调碳交易市场，制定合理的碳交易价格，从而可以促进供应链减排;供应链的减排率随着减排成本分担比例逐渐增大，因此，一方面，零售商应该积极主动的分担生产商减排投资成本;另一方面，政府应该在开展碳交易政策的同时，制定相应的激励政策，提供平台以及创造条件鼓励零售商分担减排成本。

本文在研究生产商采取混合减排投资的模型时，没有研究当混合比例达到多少时，能够使供应链利润达到最大，这对于供应链企业进行减排具有指导意义，因此这将可能成为进一步的研究方向。