張李浩，董 款，張 榮

(1.上海海事大學(xué)物流研究中心，上海 201306；2.復(fù)旦大學(xué)管理學(xué)院，上海 200433)

1 引言

隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，溫室氣體排放量大幅增加，許多國(guó)家開(kāi)始重視減排的重要性并提出了一些切實(shí)可行的措施。聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約規(guī)定了發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家溫室氣體減排義務(wù)和遵守程序，并制定《京都議定書(shū)》從而建立了一個(gè)“碳配額與交易”市場(chǎng)。這些制度的形成和措施的實(shí)行將顯著影響到排放依賴型企業(yè)的生產(chǎn)決策。

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，面對(duì)現(xiàn)存的“碳配額與交易”機(jī)制，低碳減排勢(shì)必成為其運(yùn)作管理中不可忽略的一個(gè)重要因素[1]。另一方面，隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，消費(fèi)者會(huì)傾向于購(gòu)買(mǎi)那些有助于環(huán)境改善的產(chǎn)品，企業(yè)采取有利于環(huán)境的策略，有利于其產(chǎn)品獲得消費(fèi)者的青睞[2]。而且英國(guó)碳信托的研究[3]顯示即使低碳產(chǎn)品的價(jià)格較高消費(fèi)者也更愿意購(gòu)買(mǎi)低碳產(chǎn)品。消費(fèi)者的低碳偏好會(huì)促使企業(yè)進(jìn)行碳減排。基于上述背景，企業(yè)面對(duì)政府制定的碳配額和碳交易市場(chǎng)和進(jìn)行碳減排的大趨勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)收益最大化，策略的選擇尤為重要。

目前不少學(xué)者研究了碳配額與交易政策對(duì)供應(yīng)鏈成員及其決策的影響。Du Shaofu等[4]以包括許可供應(yīng)商和排放依賴型企業(yè)在內(nèi)的排放依賴型供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，研究了“碳配額與交易”機(jī)制對(duì)排放依賴供應(yīng)鏈中每個(gè)成員的行為和決策的影響。在報(bào)童模型的背景下，提出了博弈理論分析模型，并得出了納什均衡；Du Shaofu等[5]認(rèn)為排放許可分配是政府的重要減排政策手段，探討了碳配額對(duì)于排放依賴型企業(yè)和排放許可供應(yīng)商的決策影響，同時(shí)利用伯努利納什社會(huì)福利函數(shù)可以得到最優(yōu)配額分配方案；Hua Guowei等[6]研究碳限額與交易政策下聯(lián)合考慮零售商訂貨和定價(jià)決策，在得出零售商的最優(yōu)訂貨量和最優(yōu)零售價(jià)格的基礎(chǔ)上，分析了碳排放交易對(duì)零售商最優(yōu)訂貨量、最優(yōu)定價(jià)和最大期望利潤(rùn)的影響；陳曉紅等[7]以一個(gè)制造商和一個(gè)零售商組成的供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，研究了碳配額交易機(jī)制下碳交易價(jià)格對(duì)供應(yīng)鏈碳排放的影響；侯玉梅和尉芳芳[8]在碳排放權(quán)交易市場(chǎng)管理者是理性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用博弈論研究了碳權(quán)交易價(jià)格對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈中定價(jià)的影響。但都沒(méi)有研究碳減排技術(shù)投入對(duì)供應(yīng)鏈成員決策的影響；何華等[9]從微觀低碳經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，建立了企業(yè)在碳配額政策，碳配額與交易政策以及在碳配額與交易政策下進(jìn)行綠色技術(shù)投入三種情形下的定價(jià)策略模型。研究結(jié)果表明，在碳配額政策下，企業(yè)的最優(yōu)定價(jià)和期望利潤(rùn)均不會(huì)大于在無(wú)配額下的最優(yōu)定價(jià)和期望利潤(rùn)；在碳配額與交易政策下的最優(yōu)定價(jià)低于無(wú)配額下的最優(yōu)定價(jià)，但高于碳配額下的最優(yōu)定價(jià)；在碳配額與交易政策下，進(jìn)行綠色技術(shù)投入后的最優(yōu)定價(jià)低于無(wú)配額下的最優(yōu)定價(jià)；在碳配額與交易政策下，適當(dāng)?shù)木G色技術(shù)投入能夠增加生產(chǎn)企業(yè)期望利潤(rùn)。但是他們均沒(méi)有考慮消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的偏好。

還有一些文獻(xiàn)研究了供應(yīng)鏈中上下游成員進(jìn)行碳減排投入的行為與策略。周艷菊等[10]針對(duì)單一制造商和單一零售商構(gòu)成的雙邊壟斷供應(yīng)鏈，建立了基于減排成本分擔(dān)契約的Stackelberg模型，分析比較了有、無(wú)減排成本分擔(dān)契約兩種情況下訂貨量、供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)及供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)變化；Caro等[11]研究了集中決策和分散決策時(shí)供應(yīng)鏈的聯(lián)合減排問(wèn)題。研究表明：企業(yè)合作情況下能夠促進(jìn)減排并降低減排成本；Benjaafar等[12]將碳足跡參數(shù)引入到各種優(yōu)化模型中，分析了如何通過(guò)經(jīng)營(yíng)決策調(diào)整碳排放的減少，研究了供應(yīng)鏈中企業(yè)合作對(duì)成本和碳排放降低的影響；徐春秋等[13]在考慮到產(chǎn)品減排量受制造商減排努力影響且在多周期連續(xù)生產(chǎn)時(shí)具有動(dòng)態(tài)變化特征的情況下，構(gòu)建了零售商和制造商的三種微分博弈模型。研究發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，成本分擔(dān)契約可以實(shí)現(xiàn)制造商、零售商和整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)的帕累托改善; 當(dāng)制造商的邊際收益足夠大時(shí)，成本分擔(dān)契約對(duì)制造商利潤(rùn)的帕累托改善效果越明顯，制造商越有動(dòng)力利用成本分擔(dān)契約激勵(lì)零售商進(jìn)行低碳宣傳。但是這些文獻(xiàn)并沒(méi)有將碳配額與交易制度與碳減排投入結(jié)合在一起進(jìn)行研究。

部分文獻(xiàn)在研究供應(yīng)鏈成員進(jìn)行碳減排投入的行為與策略時(shí)，考慮到了消費(fèi)者低碳偏好的因素。Ji Jingna等[14]在碳配額與交易和消費(fèi)者低碳偏好下，使用Stackelberg博弈模型研究了零售渠道和雙渠道案例中供應(yīng)鏈成員的減排行為；付秋芳等[15]針對(duì)氣候變暖下消費(fèi)者愿意對(duì)低碳產(chǎn)品支付更高價(jià)格的情境，以及供應(yīng)鏈碳減排投入的外部正效應(yīng)問(wèn)題，考慮由上游企業(yè)的供應(yīng)商與下游企業(yè)的制造商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈，研究了供應(yīng)商與制造商的碳減排投入行為與策略；李友東等[16]考慮消費(fèi)者低碳偏好建立了供應(yīng)鏈兩階段動(dòng)態(tài)博弈模型，研究不同決策機(jī)制下制造商的單位碳排放減少量對(duì)供應(yīng)鏈成員決策的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者低碳偏好增加將使得供應(yīng)鏈各成員的利潤(rùn)增加，從而進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)投入更多的資源進(jìn)行減排；王芹鵬和趙道致[17]在假定消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品存在偏好并且企業(yè)自愿減排的情形下，設(shè)計(jì)了收益共享契約來(lái)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈成員之間的關(guān)系，并實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)的帕累托改進(jìn)；樓高翔等[18]在允許排放權(quán)交易且消費(fèi)者低碳偏好信息不對(duì)稱情景下，對(duì)制造商投資減排技術(shù)的供應(yīng)鏈激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)研究。但都僅僅研究供應(yīng)鏈成員的減排投入行為與策略，而沒(méi)有綜合考慮碳配額與交易制度下，制造商的策略選擇問(wèn)題。

綜上所述，本文認(rèn)為：(1)已有文獻(xiàn)大多是研究碳配額與交易政策對(duì)供應(yīng)鏈成員的產(chǎn)品定價(jià)、訂貨量等相關(guān)決策的影響，較少研究在這種背景下供應(yīng)鏈成員為實(shí)現(xiàn)利益最大化，進(jìn)行碳交易和碳減排的策略選擇問(wèn)題；(2)產(chǎn)品的減排水平會(huì)影響消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)行為，以往考慮到消費(fèi)者的低碳偏好的文獻(xiàn)，大部分是研究供應(yīng)鏈成員進(jìn)行碳減排投入行為與策略或聯(lián)合進(jìn)行碳減排的協(xié)調(diào)問(wèn)題，而以碳配額與交易政策為背景的文獻(xiàn)，很少有考慮到消費(fèi)者低碳偏好的；(3)相較于以往的文獻(xiàn)假設(shè)了具體的線性函數(shù)表達(dá)式描述相關(guān)參數(shù)，本文僅采用相關(guān)性質(zhì)描述“減排技術(shù)的邊際成本函數(shù)”和“消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的偏好函數(shù)”，這也使得本文的研究模型在理論上更具備泛化的能力。

因此本文將針對(duì)上述研究尚未關(guān)注的重要問(wèn)題，以兩級(jí)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，假設(shè)市場(chǎng)需求服從隨機(jī)分布且消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品存在偏好，制造商在政府給定的碳限額下，綜合考慮碳交易價(jià)格，碳減排技術(shù)投入成本以及減排之后帶來(lái)的價(jià)格變化，選擇是否購(gòu)買(mǎi)額外的碳限額、采用碳減排技術(shù)，或者兩者相結(jié)合，并建立了在各種策略下供應(yīng)鏈成員的收益模型。研究了在不同策略下，鏈上成員的收益、減排率和碳排放量隨政府碳配額的變化趨勢(shì)，并找出了使制造商實(shí)現(xiàn)利益最大化的最優(yōu)策略。

2 問(wèn)題描述和基本假設(shè)

本文考慮由一個(gè)排放依賴型制造商和一個(gè)碳交易許可證供應(yīng)商組成的兩級(jí)供應(yīng)鏈，制造商的碳排放受政府給定的碳配額約束，超出部分可向供應(yīng)商購(gòu)買(mǎi)，也可以采用碳減排技術(shù)降低單位產(chǎn)品的碳排放量，但是節(jié)省的碳配額不允許售出。供應(yīng)商和制造商均為風(fēng)險(xiǎn)中性且完全理性，并且鏈上成員間的信息完全對(duì)稱。

為了區(qū)別于不采用減排技術(shù)時(shí)的產(chǎn)品，本文將采用減排技術(shù)的產(chǎn)品定義為低碳產(chǎn)品，未采用碳減排技術(shù)的產(chǎn)品定義為高碳產(chǎn)品。假設(shè)政府給定的碳排放配額為E。不采用減排技術(shù)時(shí)，單位產(chǎn)品的碳排放量為e，產(chǎn)品的單位售價(jià)為p。采用低碳技術(shù)時(shí)，單位產(chǎn)品的減排率為λ(λ∈[0,1))，此時(shí)單位產(chǎn)品的碳排放量為(1-λ)e。

由于消費(fèi)者具有低碳偏好，偏好度與企業(yè)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任程度(表現(xiàn)為碳減排投入)相關(guān)，且消費(fèi)者愿意花更高的價(jià)錢(qián)購(gòu)買(mǎi)低碳產(chǎn)品，如相同品牌和質(zhì)量的電器產(chǎn)品，一級(jí)能耗產(chǎn)品的售價(jià)一般高于二級(jí)或三級(jí)能耗產(chǎn)品的售價(jià)。因此本文假設(shè)低碳產(chǎn)品的單位售價(jià)為p1+MC(λ)，其中MC(λ)為消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的偏好系數(shù)，滿足MC(0)=0，MC(1)≤M(M∈+)，一階導(dǎo)數(shù)MC′(λ)>0且二階導(dǎo)數(shù)MC″(λ)<0(即減排率增大時(shí)，消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品偏好增強(qiáng)，并且消費(fèi)者對(duì)低碳產(chǎn)品的偏好度邊際遞減)；減排技術(shù)的邊際成本函數(shù)為Gλ，滿足G0=0,G1=+，一階導(dǎo)數(shù)G′λ>0且二階導(dǎo)數(shù)G″λ>0(即減排率增大時(shí)，邊際減排成本上升，并且邊際減排成本遞增)。

假設(shè)供應(yīng)商制定的單位碳排放權(quán)的價(jià)格為wS，單位碳排放權(quán)成本為cS，期望收益為πS。制造商的生產(chǎn)成本為cM，生產(chǎn)量為q，期望收益為πM。采用碳減排技術(shù)之后，制造商的單位產(chǎn)品收益為h(λ)=p(1+MC(λ))-eλG(λ)-cM。此外，產(chǎn)品的市場(chǎng)需求是隨機(jī)的，記為x，其概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)分別為f(x)和F(x)。

3 模型構(gòu)建及求解

3.1 無(wú)碳配額約束時(shí)的收益模型

當(dāng)沒(méi)有政府碳配額約束時(shí)，制造商的生產(chǎn)決策不受碳排放量的影響。此時(shí)，制造商的期望收益為：

(1)

易得制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量為：

(2)

將式(2)帶入式(1)，得到制造商的最優(yōu)期望收益為：

3.2 存在碳配額約束時(shí)的收益模型

若存在碳配額約束，此時(shí)制造商存在兩種情況：碳配額充足或碳配額不足。本文分別討論這兩種情況。

3.2.1 碳配額充足

碳配額充足時(shí)，制造商不需要購(gòu)買(mǎi)額外的碳排放權(quán)。但是低碳產(chǎn)品具有較高的零售價(jià)，制造商可能會(huì)采用碳減排技術(shù)(Adopt Carbon Reduction Technology , ACRT)以提高自身收益。因此制造商有兩種選擇：選擇1(不采用碳減排技術(shù))和選擇2(采用碳減排技術(shù))。對(duì)于選擇2，雖然碳減排技術(shù)能夠降低單位產(chǎn)品的碳排放量，但制造商的生產(chǎn)量可能會(huì)增加，從而導(dǎo)致其碳排放總量超過(guò)原有碳配額。此時(shí)，制造商將面臨兩種情景：情景I(碳配額充足)和情景II(碳配額不足，需購(gòu)買(mǎi)額外的碳排放權(quán)(Purchase Extra Emissions Power , PEEP))。

選擇1：由于制造商碳排放總額低于碳配額，因此該選擇與基礎(chǔ)模型相同。

-cMqYN1-eλYN1G(λYN1)qYN1

s.t.e1-λYN1qYN1≤E

(3)

(4)

(5)

把式(5)～(6)帶入式(4)，可得制造商的最優(yōu)期望收益為：

此時(shí)，供應(yīng)商沒(méi)有期望收益，制造商的碳排放量為e1-λYN1*qYN1*，單位產(chǎn)品碳排放量為e1-λYN1*。

(6)

由極值定理可以證明：一定存在一個(gè)最優(yōu)的碳減排率λYY1*使得制造商的期望收益達(dá)到最大。由此可得制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量和最優(yōu)減排率為：

(7)

(8)

(9)

把式(7)～(9)帶入式(6)，可得制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)收益為：

此時(shí)，制造商的碳排放總量為e(1-λYY1*)qYY1*，單位產(chǎn)品的碳排放量為e(1-λYY1*)。

3.2.2 碳配額不足

碳配額不足時(shí)，制造商有三種選擇。選擇1(不采用碳減排技術(shù)，也不購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán))、選擇2(采用碳減排技術(shù))和選擇3(直接購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán))。對(duì)于選擇2，存在兩種情景：情景I(碳配額充足)和情景 II(碳配額不足，需要購(gòu)買(mǎi)額外的碳排放權(quán))。

選擇2(情景I)：制造商采用碳減排技術(shù)后碳配額充足，因此碳減排率滿足λYN2∈[1-E/eqYN2*,1)。此時(shí)制造商的收益為：

s.t.e1-λYN2qYN2≤E

(10)

可得制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量和最優(yōu)減排率為：

(11)

(12)

同理，一定存在一個(gè)最優(yōu)的碳減排率λYN2*使得制造商的期望收益最大。得到制造商的期望收益為：

此時(shí)，供應(yīng)商沒(méi)有收益，制造商碳排放總量為EYN2=e1-λYN2*qYN2*，單位產(chǎn)品的碳排放量為eYN2=e1-λYN2*。

選擇2(情景II)：制造商采用碳減排技術(shù)后碳配額不足，因此碳減排率滿足λYY2∈[0,1-E/eqYY2*)。此時(shí)，制造商和供應(yīng)商的期望收益為：

(13)

可得制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量和最優(yōu)減排率為

(14)

(15)

(16)

把式(14)～(16)帶入式(13)可得制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)期望收益為：

此時(shí)，制造商的碳排放總量為EYY2=e1-λYY2*qYY2*，單位碳排放量為eYY2=e1-λYY2*。

選擇3：制造商的期望收益為：

s.t.eqNY2>E

(17)

(18)

得到制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量和供應(yīng)商的最優(yōu)定價(jià)為：

(19)

(20)

把式(19)～(20)帶入到式(17)、(18)中，可得制造商和供應(yīng)商的最優(yōu)期望收益分別為：

此時(shí)，制造商的碳排放總量為ENY2=eqNY2*，單位產(chǎn)品碳排放量為eNY2=e。

4 供應(yīng)鏈成員的策略分析

4.1 碳排放配額對(duì)供應(yīng)商收益的影響

假設(shè)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求x服從中值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為106和105的正態(tài)分布。p=100,cM=50,cs=40,e=0.1，G(λ)=-589.43ln(1-λ)，MC(λ)=ln(1+0.8λ)。此時(shí)，在ACRT策略下當(dāng)碳配額足夠時(shí)，可以算出λYN1*=0.360，qYN1*=1.006×106，因此能夠使制造商的的總的碳排放量沒(méi)有超過(guò)政府碳配額的最低碳配額為E1=6.44×104；在No-ACRT策略下，在當(dāng)碳配額足夠時(shí)制造商的最優(yōu)生產(chǎn)量為qNN1*=1×106，因此能夠使制造商的總的碳排放量沒(méi)有超過(guò)政府碳配額的最低碳配額為E2=1×105,碳排放總量為ENN1=105，制造商的收益為πNN1*=4.648×106，制造商的單位碳排放收益為UNN1=46.48。

圖1 不同策略下碳排放配額對(duì)供應(yīng)商收益的影響

從圖1我們可以發(fā)現(xiàn)：

(1)隨著碳配額的增大，供應(yīng)商的收益單調(diào)減小，直至為零。這是因?yàn)殡S著碳配額的增大，制造商對(duì)供應(yīng)商的依賴程度逐漸減小，從而使制造商的定價(jià)權(quán)減弱，直至完全失去。

(2)制造商在PEEP下的收益比ACRT & PEEP下的大。這是因?yàn)樵贏CRT & PEEP下，制造商可以通過(guò)碳減排而降低對(duì)碳排放權(quán)的依賴，從而使供應(yīng)商定價(jià)權(quán)下降得更快。因此，供應(yīng)商有動(dòng)機(jī)阻礙制造商進(jìn)行碳減排。

(3)隨著碳配額的增大，供應(yīng)商在ACRT & PEEP下收益的下降速度比PEEP下的大，這是因?yàn)樵贏CRT & PEEP下，制造商可以通過(guò)碳減排而降低對(duì)供應(yīng)商的依賴。

4.2 碳排放配額對(duì)制造商收益的影響

定理2：當(dāng)E∈(0,E1]時(shí)，制造商在四種策略下的收益大小關(guān)系為：ACRT&PEEP > ACRT > PEEP > No-ACRT；當(dāng)E∈(E1,E2]時(shí)，ACRT&PEEP策略不存在，制造商在三種策略下的收益大小關(guān)系為：ACRT> PEEP > No-ACRT；當(dāng)E∈(E2,+)時(shí)，ACRT&PEEP 和PEEP策略不存在，制造商在兩種策略下的收益大小關(guān)系為：ACRT > No-ACRT。

圖2 不同策略下碳排放配額對(duì)制造商收益的影響

從圖2我們可以發(fā)現(xiàn)：

(1)隨著碳配額的增大，制造商在各種策略下的收益均增大，直至達(dá)到其最大值。這是因?yàn)殡S著碳配額的增大，制造商受到的約束減小。

(2)制造商在PEEP、ACRT和ACRT & PEEP下的收益都比No-ACRT下的大，其中在ACRT & PEEP下的收益最大。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)或者碳減排都能緩解碳配額的約束，從而使制造商能生產(chǎn)更多的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)需求，同時(shí)進(jìn)行碳減排還能提高消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的支付價(jià)格，因此購(gòu)買(mǎi)碳配額或進(jìn)行適度減排都能提高制造商的收益。因此，對(duì)制造商來(lái)說(shuō)，ACRT & PEEP是最優(yōu)的。

(3)制造商在ACRT下的收益比PEEP下的收益高，這是因?yàn)樵跍p排時(shí)制造商雖然要付出減排成本，但由于減排后單位產(chǎn)品的碳排放量減少，制造商可以擴(kuò)大產(chǎn)量，同時(shí)提高消費(fèi)者的支付價(jià)格；而在PEEP下，制造商可以節(jié)約減排成本，但過(guò)度依賴供應(yīng)商的碳排放權(quán)會(huì)導(dǎo)致其在價(jià)格談判中受到供應(yīng)商的盤(pán)剝，從而只能獲得少量的收益。

4.3 碳排放配額對(duì)制造商碳排放總量的影響

定理3：當(dāng)E∈(0,E1]時(shí)，四種策略下碳排放總量大小關(guān)系為：PEEP > ACRT&PEEP>ACRT=No-ACRT；當(dāng)E∈(E1,E2]時(shí)，ACRT&PEEP策略不存在，此時(shí)三種策略下碳排放總量大小關(guān)系為：PEEP > No-ACRT > ACRT；當(dāng)E∈(E2,+)時(shí)，ACRT&PEEP 和PEEP策略不存在，此時(shí)兩種策略下碳排放總量大小關(guān)系為：No-ACRT > ACRT。

從圖3我們可以發(fā)現(xiàn)：

(1)隨著碳配額的增大，制造商在不同策略下的碳排放量都增大，直至其最大值。這是因?yàn)殡S著碳配額的增大，制造商會(huì)擴(kuò)大產(chǎn)量并降低減排強(qiáng)度。因此，為了迫使制造商進(jìn)行碳減排，政府應(yīng)當(dāng)制定一個(gè)較低的碳配額。

圖3 不同策略下碳排放配額對(duì)制造商碳排放總量的影響

(2)制造商的碳排放量在購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)策略下較高，這說(shuō)明碳排放交易政策會(huì)導(dǎo)致制造商的碳排放量上升，這是因?yàn)樘寂欧沤灰渍邥?huì)削減制造商的減排強(qiáng)度，并鼓勵(lì)制造商擴(kuò)大生產(chǎn)量。因此，政府應(yīng)當(dāng)適度控制碳交易政策的實(shí)施。

(3)制造商的碳排放量在減排策略下較低，這說(shuō)明碳減排策略能有效降低碳排放量。因此，政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行碳減排。

(4)碳配額對(duì)制造商在PEEP和ACRT & PEEP下的碳排放量影響較小而對(duì)制造商在ACRT Policy或No-ACRT下的碳排放量影響較大，這說(shuō)明了碳排放交易政策會(huì)降低碳配額政策的作用。因此，政府應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎推行碳交易政策。

4.4 碳排放配額對(duì)制造商最優(yōu)減排率的影響

定理4：當(dāng)E∈(0,E1]時(shí)，制造商在ACRT & PEEP策略下的碳減排率先上升后下降直至不變；在ACRT策略下的碳減排率下降直至不變。制造商在ACRT & PEEP策略下的最優(yōu)減排率總低于ACRT策略下的最優(yōu)減排率。

證明：當(dāng)λYN1*=λYY1*時(shí)，E=0或E1。當(dāng)碳配額E∈(0,E1]時(shí)，易知隨著政府碳配額的增大，制造商的碳減排率整體呈下降趨勢(shì)；在ACRT & PEEP策略下，制造商除了進(jìn)行減排之外還可以購(gòu)買(mǎi)額外的碳配額，所以在ACRT & PEEP策略下的碳減排率總比ACRT策略下的小。

圖4 不同策略下碳排放配額對(duì)制造商最優(yōu)碳減排率的影響

從圖4我們可以發(fā)現(xiàn)：

(1)隨著碳限額的增大，制造商在ACRT下的最優(yōu)減排率先上升后下降，直至E1；而在ACRT & PEEP下的單調(diào)下降，直至E1。這是因?yàn)樵贏CRT下，制造商只能通過(guò)減排以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，在碳限

額較低時(shí)提高減排率對(duì)擴(kuò)大產(chǎn)量作用顯著，其帶來(lái)的好處(售價(jià)上升和產(chǎn)量上升)超過(guò)減排的成本的增加，而在碳限額較大時(shí)提高減排對(duì)擴(kuò)大產(chǎn)量的作用不顯著，而其帶來(lái)的好處被減排成本的增加覆蓋，因此隨碳限額的增大制造商會(huì)逐漸降低減排率。在ACRT & PEEP下，制造商能同時(shí)通過(guò)減排和購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)這兩種方式以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，而此時(shí)供應(yīng)商制定的碳排放價(jià)格往往比減排成本低，因此制造商傾向于購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，隨碳限額的增大制造商會(huì)逐漸降低減排率，以降低減排成本。因此，政府制定適度的碳限額能促使制造商加大減排率。

(2)制造商在ACRT & PEEP下的最優(yōu)減排率總比ACRT下的小，這是因?yàn)樵贏CRT & PEEP下，制造商能同時(shí)通過(guò)減排和購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)這兩種方式以生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，因此制造商會(huì)逐漸降低減排率以降低減排成本。因此，碳交易政策會(huì)降低制造商的減排力度。

進(jìn)一步地，匯總定理1～定理4，得到表1：

表1 分析結(jié)果匯總

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究了碳配額交易機(jī)制和碳減排技術(shù)對(duì)排放依賴型兩級(jí)供應(yīng)鏈的決策的影響，該供應(yīng)鏈由單一排放依賴型制造商和單一排放權(quán)供應(yīng)商組成。當(dāng)存在碳排放上限和消費(fèi)者偏好時(shí)，制造商將有兩個(gè)選擇：如果碳排放低于上限，制造商可以采用碳減排技術(shù)以獲得更高的產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)格。因此，生產(chǎn)量可能增加并導(dǎo)致碳排放高于上限，那么制造商需要決定是否從供應(yīng)商那里購(gòu)買(mǎi)額外的碳排放權(quán)。如果碳排放高于上限，制造商可以選擇在上限內(nèi)生產(chǎn)，或采用碳減排技術(shù)，或從供應(yīng)商處購(gòu)買(mǎi)碳排放權(quán)，或者一起使用(碳減排技術(shù)和購(gòu)買(mǎi)碳許可)。研究發(fā)現(xiàn)，隨著政府碳配額的增大，對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，采取碳減排技術(shù)和購(gòu)買(mǎi)額外碳排放權(quán)相結(jié)合的策略一直是最優(yōu)的；當(dāng)碳配額特別大時(shí)，相當(dāng)于沒(méi)有碳配額約束，碳交易市場(chǎng)就沒(méi)有了存在的意義；碳排放權(quán)交易政策，能有效緩沖碳配額政策對(duì)市場(chǎng)供給的沖擊，同時(shí)也會(huì)降低制造商的減排力度，也會(huì)降低碳配額政策的約束作用，因此，政府應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎推行碳交易政策；通過(guò)制定適當(dāng)?shù)奶寂漕~、政府可以激勵(lì)企業(yè)投資碳減排技術(shù)，促使制造商加大減排率，以達(dá)到降低碳排放總量，提高單位碳排放量的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

需要指出的是，本文僅局限于單個(gè)制造商和單個(gè)供應(yīng)商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，而供應(yīng)鏈實(shí)際運(yùn)作中，涉及多個(gè)制造商和供應(yīng)商，還有競(jìng)爭(zhēng)，情況更為復(fù)雜。文中只考慮制造商碳排放超出的部分可以再購(gòu)入，剩余的部分不允許返。還有考慮市場(chǎng)需求和消費(fèi)者低碳偏好的高低等因素均可作為進(jìn)一步研究的方向。