莫時(shí)平 廖志高 郭曉煒

摘 ? ?要：在碳交易政策下考慮消費(fèi)者補(bǔ)貼因素的影響，以由單一制造商低碳技術(shù)研發(fā)和單一經(jīng)銷商產(chǎn)品促銷組成的二級(jí)汽車供應(yīng)鏈為對象，研究低碳技術(shù)研發(fā)成本和促銷成本的分擔(dān)問題.首先分析了供應(yīng)鏈分散決策和集中決策的減排決策，證明集中決策優(yōu)于分散決策能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的帕累托改進(jìn).在此基礎(chǔ)上，提出了3種不同成本分擔(dān)合作方式（低碳技術(shù)研發(fā)分擔(dān)合作、促銷分擔(dān)合作和成本互擔(dān)合作）探究其對供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)和供應(yīng)鏈整體的減排策略的影響.研究表明：低碳技術(shù)研發(fā)分擔(dān)合作和促銷成本分擔(dān)合作能提高供應(yīng)鏈利潤和減排量.成本互擔(dān)合作相較于其他兩種方式在滿足一定條件下更能體現(xiàn)供應(yīng)鏈經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的最大化，實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu).

關(guān)鍵詞：汽車供應(yīng)鏈;碳交易;減排成本分擔(dān);消費(fèi)者補(bǔ)貼

中圖分類號(hào)：X196;F062.4 ? ? ? ?DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2019.03.013

引言

隨著制造業(yè)的快速發(fā)展以及全球經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程加快，CO2為主的溫室氣體引起的全球氣候變暖危及人類生存環(huán)境.2019年聯(lián)合國在氣候變化大會(huì)上通過了《哥本哈根協(xié)議》標(biāo)志著全球進(jìn)入了低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代.低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同時(shí)不可避免地影響了企業(yè)的正常運(yùn)營環(huán)境.有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，考慮低碳約束的外部環(huán)境因素對物流效率有顯著影響[1].為了激勵(lì)企業(yè)減排和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，中國自2011年起在全國范圍內(nèi)先后開展了7個(gè)碳交易試點(diǎn)工作，到2017年已正式啟動(dòng)全國發(fā)電行業(yè)的碳排放權(quán)交易市場[2].

汽車工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的一部分，在推動(dòng)國民生產(chǎn)總值的高速增長的同時(shí)也對社會(huì)造成了很大的負(fù)面影響.據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，汽車行業(yè)已成為中國重要的碳排放污染源.因此，汽車行業(yè)的低碳可持續(xù)發(fā)展對我國實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)有著重大意義[3].中國于2010年開始實(shí)施汽車節(jié)能補(bǔ)貼政策，凡是消費(fèi)者購買指定的節(jié)能汽車都能得到一定的補(bǔ)貼.有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，政府對消費(fèi)者購買節(jié)能汽車的補(bǔ)貼可以提高銷量，而且補(bǔ)貼額度越高，供應(yīng)鏈績效越好[4].2012-2016年中國低碳經(jīng)濟(jì)市場調(diào)查及投資發(fā)展分析報(bào)告中表明，有超過60%的汽車消費(fèi)者具有一定的環(huán)保意識(shí)，更愿意購買低碳環(huán)保的節(jié)能汽車，政府對消費(fèi)者購買低碳汽車補(bǔ)貼擴(kuò)大了節(jié)能汽車的市場需求.在現(xiàn)行的碳交易政策中，政府只把達(dá)到一定排放量門檻的核心企業(yè)納入控排體系，而對于其所在的供應(yīng)鏈上下游的數(shù)量廣泛、排放總量可觀的非控排企業(yè)則無法監(jiān)管[5].汽車供應(yīng)鏈中的制造商和消費(fèi)者分別在生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的CO2是汽車碳排放的兩個(gè)重要來源[6-7].而其傳統(tǒng)的減排手段主要依靠汽車制造商通過低碳技術(shù)研發(fā)，即改進(jìn)汽車生產(chǎn)工藝和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能來降低汽車在生產(chǎn)和使用的過程碳排放.在碳交易政策約束下，面對減排成本的壓力，只靠單個(gè)企業(yè)自身的努力進(jìn)行碳減排是不夠的，只有通過汽車供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的緊密合作，才能有效地實(shí)現(xiàn)最終的碳減排目標(biāo).在此基礎(chǔ)上也有不少學(xué)者從消費(fèi)者補(bǔ)貼和汽車行業(yè)定價(jià)決策方面研究了供應(yīng)鏈上的減排問題.楊仕輝等[8]研究了由單制造商和單零售商組成的二級(jí)低碳供應(yīng)鏈，構(gòu)建了兩種由制造商主導(dǎo)的有無消費(fèi)者補(bǔ)貼的分散決策和集中決策Stackelberg博弈模型.分析了消費(fèi)者補(bǔ)貼對供應(yīng)鏈定價(jià)決策和減排決策的影響.研究表明，消費(fèi)者補(bǔ)貼滿足一定條件時(shí)能降低供應(yīng)鏈整體的碳排放和實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào).王金宵[9]在碳配額交易政策下以汽車制造商和經(jīng)銷商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈為研究對象，運(yùn)用Stackelberg博弈理論建立了汽車供應(yīng)鏈產(chǎn)品定價(jià)博弈模型和提出兩種汽車供應(yīng)鏈利益協(xié)調(diào)機(jī)制.研究發(fā)現(xiàn)，兩種汽車供應(yīng)鏈利潤協(xié)調(diào)方案能使供應(yīng)鏈減排和利潤達(dá)到帕累托最優(yōu).

本研究利用博弈論相關(guān)理論，在碳交易政策下建立基于消費(fèi)者補(bǔ)貼的汽車供應(yīng)鏈減排成本分擔(dān)博弈模型，考慮消費(fèi)者補(bǔ)貼因素，分析汽車供應(yīng)鏈減排成本分擔(dān)問題為汽車供應(yīng)鏈找到合適的分擔(dān)方式和探析碳排放政策和消費(fèi)者補(bǔ)貼對汽車供應(yīng)鏈減排決策的影響.

1 ? ?問題描述和基本假設(shè)

1.1 ? 問題描述

在碳交易政策約束下，考慮消費(fèi)者補(bǔ)貼的影響，以由單制造商進(jìn)行低碳技術(shù)研發(fā)和單經(jīng)銷商進(jìn)行產(chǎn)品促銷的二級(jí)汽車供應(yīng)鏈為對象，研究低碳研發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品促銷的成本分擔(dān)問題，如圖1所示.制造商是控排核心企業(yè)，政府免費(fèi)分配給制造商的碳配額總量[E]，制造商通過引進(jìn)新技術(shù)改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)制造工藝等手段來選擇減排量[e]來應(yīng)對政府和市場的壓力.經(jīng)銷商為非控排企業(yè)，距離消費(fèi)者更近，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者對低碳汽車的低碳敏感度，選擇促銷努力水平[x]，提高產(chǎn)品銷量.

1.2 ? 基本假設(shè)

1）汽車供應(yīng)鏈成員之間信息共享，且制造商生產(chǎn)單一汽車產(chǎn)品來滿足經(jīng)銷商的市場需求.

2）政府為了推動(dòng)汽車行業(yè)的低碳可持續(xù)發(fā)展，對購買節(jié)能汽車的消費(fèi)者實(shí)施補(bǔ)貼政策.為不失一般性，本研究將單位汽車產(chǎn)品補(bǔ)貼與企業(yè)減排量之間的關(guān)系設(shè)定為： [u=es].其中u、s分別表示政府補(bǔ)貼消費(fèi)者購買汽車額度、單位減排量補(bǔ)貼額度.

3）制造商的低碳技術(shù)研發(fā)成本為[βe2/2]，經(jīng)銷商促銷成本為[θx2/2]，為簡便計(jì)算，令[β=θ=1].其中， [β]——制造商的減排難度系數(shù)，[θ]——經(jīng)銷商的促銷難度系數(shù).

4）在現(xiàn)實(shí)汽車經(jīng)銷商經(jīng)營中，零售價(jià)不會(huì)頻繁變動(dòng)，具有一定穩(wěn)定性，為簡化模型計(jì)算，假設(shè)汽車零售價(jià)固定，市場需求量受到減排量、消費(fèi)者補(bǔ)貼補(bǔ)貼額和促銷努力水平的影響.即汽車供應(yīng)鏈的需求函數(shù)為[Q=a+be+cu+dx]，其中[a、Q]分別表示進(jìn)行減排和產(chǎn)品促銷前、后的潛在需求.[b、c、d]分別為減排量、消費(fèi)者補(bǔ)貼額、促銷努力水平對市場需求的敏感系數(shù).

2 ? ?分散決策

在分散決策下，制造商和經(jīng)銷商分別獨(dú)自對減排量和促銷努力水平進(jìn)行決策，其利潤函數(shù)分別為（m代表制造商，r代表經(jīng)銷商）：

其中，[p]——碳交易市場上碳指標(biāo)價(jià)格;[α]——制造商初始（減排前）單位碳排放量.[w、h]——制造商、經(jīng)銷商的邊際利潤.

定理1 ?制造商對減排量和經(jīng)銷商對促銷努力水平的均衡解為（為簡化表達(dá)式，用A，B代替相同的表達(dá)式）

3 ? ?集中決策

在集中決策下，以汽車供應(yīng)鏈整體利潤最大化為目標(biāo)函數(shù)，求制造商的減排量和經(jīng)銷商的促銷努力水平均衡解.汽車供應(yīng)鏈的利潤函數(shù)為：

由定理3可知，汽車制造商在集中決策下的最優(yōu)決策比分散決策的最優(yōu)決策減排量更大，且集中決策比起分散決策能使制造商、經(jīng)銷商和供應(yīng)鏈整體獲得更大的利潤.為分擔(dān)汽車制造商單獨(dú)減排承受的壓力、為提高汽車制造商減排的積極性，同時(shí)避免經(jīng)銷商“搭便車”現(xiàn)象，本研究考慮制造商與經(jīng)銷商低碳技術(shù)研發(fā)成本分擔(dān)合作、促銷分擔(dān)合作及成本互相分擔(dān)合作3種合作方式來使汽車供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)帕累托改進(jìn).

4 ? ?低碳技術(shù)研發(fā)成本分擔(dān)合作模型

汽車經(jīng)銷商是供應(yīng)鏈中主導(dǎo)者，制造商為跟隨者.在汽車銷售市場中，消費(fèi)者對低碳節(jié)能汽車有一定的偏好，汽車經(jīng)銷商作為供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)，為了擴(kuò)大市場需求，增加減排量以提高經(jīng)銷渠道的銷售量，會(huì)考慮分擔(dān)一部分汽車制造商的減排投資成本，設(shè)其分擔(dān)率為[λr]（1>[λr]>0）.而汽車制造商再根據(jù)經(jīng)銷商的低碳技術(shù)研發(fā)成本分擔(dān)率對減排量進(jìn)行決策，則汽車制造商和經(jīng)銷商的利潤函數(shù)為：

定理4 ?當(dāng)制造商的邊際利潤w，碳交易價(jià)格p，消費(fèi)者補(bǔ)貼額度經(jīng)銷商的邊際利潤滿足[1/2]?[B/A]?1時(shí)，制造商的最優(yōu)減排量、經(jīng)銷商的最優(yōu)促銷努力水平和低碳技術(shù)研發(fā)成本分擔(dān)率分別為：

5 ? ?促銷成本分擔(dān)合作模型

汽車制造商是供應(yīng)鏈中主導(dǎo)者，經(jīng)銷商為跟隨者.制造商為謀取更大的利潤，通過批發(fā)渠道發(fā)現(xiàn)經(jīng)銷商對汽車產(chǎn)品的的促銷努力水平能刺激消費(fèi)者的購買需求.為促使經(jīng)銷商投入更大的促銷成本到汽車產(chǎn)品中，激勵(lì)經(jīng)銷商提供促銷努力水平，增加產(chǎn)品的銷售量，拉動(dòng)供應(yīng)鏈的需求，制造商會(huì)考慮分擔(dān)一部分經(jīng)銷商的促銷成本，設(shè)其分擔(dān)率為[λm]（1>[λr]>0）.而經(jīng)銷商不考慮分擔(dān)制造商的低碳技術(shù)研發(fā)成本.則制造商和經(jīng)銷商的利潤函數(shù)如下：

6 ? ?成本互擔(dān)合作模型

為了最大程度提高供應(yīng)鏈整體的銷量，增加供應(yīng)鏈中下游的合作水平激發(fā)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)能力，以此最大限度提高供應(yīng)鏈的利潤，制造商和經(jīng)銷商將考慮相互分擔(dān)對方的成本即制造商分擔(dān)促銷成本，經(jīng)銷商分擔(dān)低碳技術(shù)研發(fā)成本.此時(shí)[λm]和[λr]分別表示制造商和經(jīng)銷商對低碳技術(shù)研發(fā)成本和促銷成本的分擔(dān)率且制造商和經(jīng)銷商的利潤函數(shù)如下：

7 ? 模型比較分析

結(jié)論1表明：在4種分擔(dān)合作方式中，供應(yīng)鏈整體、制造商和經(jīng)銷商的利潤都隨著單位減排量補(bǔ)貼額度和促銷努力水平敏感系數(shù)的增加而增加.這主要由于消費(fèi)者通過各種經(jīng)銷商促銷活動(dòng)和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，消費(fèi)者對低碳汽車產(chǎn)品的敏感度增強(qiáng)，在購買汽車產(chǎn)品時(shí)更愿意為低碳汽車買單，從而增加了其市場的銷售量，促進(jìn)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的利潤增加.低碳技術(shù)研發(fā)分擔(dān)和促銷成本分擔(dān)合作比起分散決策能提高制造商的減排量和經(jīng)銷商的促銷努力水平，然而成本互擔(dān)合作既能提高制造商的減排量又能提高經(jīng)銷商的促銷努力水平，增加供應(yīng)鏈績效.

結(jié)論2表明：1）不管是供應(yīng)鏈整體、制造商還是經(jīng)銷商，無論促銷努力水平系數(shù)如何變化，成本互擔(dān)合作下獲得的利潤始終大于其他3種方式而分散決策獲得的利潤最小.這表明成本互擔(dān)合作在滿足一定條件下是供應(yīng)鏈企業(yè)最優(yōu)的成本分擔(dān)合作方式且無論何種成本分擔(dān)方式都優(yōu)于供應(yīng)鏈企業(yè)分散決策; ? ? ? ?2）當(dāng)促銷努力水平敏感系數(shù)大于一定比例時(shí)，經(jīng)銷商、制造商和供應(yīng)鏈整體利潤將由低碳研發(fā)成本分擔(dān)方式大于促銷成本分擔(dān)方式轉(zhuǎn)變促銷成本分擔(dān)方式大于低碳研發(fā)成本分擔(dān)方式.這說明了對于經(jīng)銷商、制造商和供應(yīng)鏈整體而言，只有當(dāng)促銷努力水平系數(shù)增加到一定比例時(shí)，他們才愿意接受促銷成本分擔(dān)合作.

8 ? ?數(shù)值分析

為了更直觀的反映在不同的分擔(dān)合作方式下消費(fèi)者補(bǔ)貼和產(chǎn)品促銷對汽車供應(yīng)鏈的影響，驗(yàn)證模型的合理性和有效性.基本參數(shù)設(shè)置如下：

單位減排量補(bǔ)貼額度s對供應(yīng)鏈的影響如圖2所示.通過圖2可知：

1）在4種分擔(dān)合作方式中，供應(yīng)鏈整體、制造商和經(jīng)銷商的利潤都隨著單位減排量補(bǔ)貼額度的增加而增加.這主要由于消費(fèi)者補(bǔ)貼間接地降低了消費(fèi)者購買汽車的成本，增加了市場的需求，從而實(shí)現(xiàn)了企業(yè)利潤的增加.

2）不管是供應(yīng)鏈整體、制造商還是經(jīng)銷商，無論單位減排量額度如何變化，成本互擔(dān)方式下獲得的利潤始終大于其他3種方式而分散決策獲得的利潤最小.這表明成本互擔(dān)方式在滿足一定條件下是供應(yīng)鏈企業(yè)最優(yōu)的成本分擔(dān)合作方式且無論何種成本分擔(dān)方式都優(yōu)于供應(yīng)鏈企業(yè)分散決策.

3）當(dāng)單位減排量補(bǔ)貼額度大于一定比例時(shí)，經(jīng)銷商和供應(yīng)鏈整體利潤將由促銷成本分擔(dān)方式大于低碳研發(fā)成本分擔(dān)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榈吞佳邪l(fā)成本分擔(dān)方式大于促銷成本分擔(dān)方式.而低碳研發(fā)成本分擔(dān)下制造商的利潤始終大于促銷成本分擔(dān)方式下的利潤.這說明了對于制造商而言隨著單位減排量補(bǔ)貼額度的增加，其更偏向于低碳研發(fā)技術(shù)分擔(dān)合作以此降低其減排成本和投資風(fēng)險(xiǎn).然后對于經(jīng)銷商和供應(yīng)鏈整體而言，只有當(dāng)單位減排量補(bǔ)貼額度增加到一定比例時(shí)，他們才愿意接受低碳減排成本分擔(dān)合作.

4）在3種分擔(dān)合作方式和分散決策中減排量隨著單位減排量補(bǔ)貼額度的增加而增加，且[e*5]=[e*3]? [e*4]=[e*1].

9 ? ?結(jié)論

在碳交易政策下該文以單制造商研發(fā)低碳技術(shù)和單經(jīng)銷商產(chǎn)品促銷的汽車供應(yīng)鏈為對象，研究了汽車供應(yīng)鏈成員應(yīng)對單個(gè)制造商進(jìn)行減排情形下如何進(jìn)行成本分擔(dān)的問題.該文先分析了分散決策和集中決策下汽車供應(yīng)鏈最優(yōu)決策變量，以及其對供應(yīng)鏈成員和整體利潤的影響.研究結(jié)果表明集中決策下汽車供應(yīng)鏈比分散決策更能提高制造商的減排量和經(jīng)銷商的促銷努力水平，也能提高供應(yīng)鏈成員的收益.為此提出了低碳技術(shù)研發(fā)成本分擔(dān)、促銷成本分擔(dān)和成本互擔(dān)的3種分擔(dān)合作方式，分別構(gòu)建博弈模型來分析均衡解.研究表明3種成本分擔(dān)方式在滿足一定條件下都能提高供應(yīng)鏈及各個(gè)成員的利潤和促進(jìn)供應(yīng)鏈減排，實(shí)現(xiàn)帕累托改進(jìn).且在成本互擔(dān)合作方式下供應(yīng)鏈及其成員的利益、減排量和促銷努力水平都比另外兩種分擔(dān)合作方式要高;減排量和促銷努力水平分別與消費(fèi)者補(bǔ)貼和促銷努力水平敏感系數(shù)成正向關(guān)系;促銷成本分擔(dān)合作能提高經(jīng)銷商的促銷努力水平，但并不能提高制造商的減排量;而低碳技術(shù)研發(fā)合作能提高制造商的減排量卻不能提高經(jīng)銷商的促銷努力水平.因此，對企業(yè)而言，若汽車制造商為核心企業(yè)，應(yīng)主動(dòng)按照自身情況分擔(dān)經(jīng)銷商一部分促銷成本，以此來提高供應(yīng)鏈上下游的收益，提高了供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性.反之汽車經(jīng)銷商處于核心地位，也應(yīng)該積極分擔(dān)制造商的低碳技術(shù)研發(fā)成本，以使雙方獲益.然而在現(xiàn)實(shí)中，汽車供應(yīng)鏈中制造商和經(jīng)銷商處于平等地位的情況比較常見，對此，該文提出了制造商低碳研發(fā)成本和經(jīng)銷商促銷成本互擔(dān)的合作方式，使得汽車供應(yīng)鏈績效達(dá)到最大化，實(shí)現(xiàn)汽車供應(yīng)鏈帕累托最優(yōu).對政府而言，相關(guān)部門根據(jù)減排目標(biāo)可適當(dāng)提高消費(fèi)者補(bǔ)貼額度，刺激市場活力，從而提高制造商減排和經(jīng)銷商進(jìn)行產(chǎn)品促銷的積極性.

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Abstract： Considering the influence of consumer subsidies under the carbon trading policy， this paper studies the sharing of the research and development costs of low-carbon technologies and promotion costs in the two-level automobile supply chain composed of the research and development of low-carbon technologies by a single manufacturer and the promotion of products by a single dealer. Firstly， the emission reduction decisions of supply chain decentralized decision-making and centralized decision-making are analyzed. It is proved that centralized decision-making is better than decentralized decision-making to realize pareto improvement of supply chain. On this basis， three different ways of cost-sharing cooperation （research and development of low-carbon technology， promotion and cost-sharing cooperation） are proposed to explore their impact on the emission reduction strategies of nodal enterprises in the supply chain and the supply chain as a whole. Research shows that sharing cooperation in R&D and promotion of low-carbon technologies can improve supply chain profit and emission reduction. Compared with other two methods， cost-sharing cooperation can better reflect the maximization of economic and environmental benefits of the supply chain under certain conditions and achieve pareto optimization.

Key words： automobile supply chain; carbon trading policy; emission cost sharing; consumer subsidy

（責(zé)任編輯：黎 ?婭）