石永強(qiáng)，吳振裕，張智勇

(華南理工大學(xué) 電子商務(wù)系，廣東 廣州 510006)

1 引言

我國已提出在2030年前實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，在2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和”的“雙碳”目標(biāo)，如何在保證經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)又能夠?qū)崿F(xiàn)碳減排目標(biāo)備受科技工作者的關(guān)注。生鮮供應(yīng)鏈與日常生活息息相關(guān)，其易損耗、保鮮難的特殊性使得供應(yīng)鏈整體碳排放增多，故生鮮供應(yīng)鏈的綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)也逐漸成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)之一。目前學(xué)術(shù)界對(duì)于供應(yīng)鏈的碳減排研究主要分為兩類：碳減排政策的研究以及供應(yīng)鏈整體優(yōu)化減排的研究。

目前國際公認(rèn)的碳減排政策主要分為命令控制型與市場(chǎng)激勵(lì)型2種，而以碳稅和碳交易為代表的市場(chǎng)激勵(lì)型減排政策因其低成本、高效率等有效緩解企業(yè)減排壓力的優(yōu)勢(shì)而成為碳減排的主要手段[1～3]。因此對(duì)于碳減排政策的研究，研究主體一般是政府或企業(yè)，通過在博弈、仿真模擬等分析過程中加入碳稅或碳排放權(quán)交易的約束來研究其對(duì)主體產(chǎn)生的影響。如胡百靈等構(gòu)建數(shù)學(xué)模型測(cè)算我國蔬果冷鏈物流的碳排放量，并比較了碳稅與碳交易2種碳政策的優(yōu)劣，最終得出碳交易政策更優(yōu)的結(jié)果[4]。Saxena等針對(duì)可重構(gòu)供應(yīng)鏈，將輪胎再制造供應(yīng)鏈的企業(yè)經(jīng)濟(jì)與碳稅政策相結(jié)合，提出了模糊多目標(biāo)混合整數(shù)規(guī)劃模型，經(jīng)數(shù)值模擬后提出需要制定碳稅獎(jiǎng)勵(lì)政策[5]。孟衛(wèi)軍等基于碳稅政策構(gòu)建三階段政企博弈模型，對(duì)無補(bǔ)貼、投入補(bǔ)貼、減排量補(bǔ)貼3種情況進(jìn)行比較，研究指出無論補(bǔ)貼與否，企業(yè)都會(huì)進(jìn)行減排；2種補(bǔ)貼均有減排增效的作用，并且減排量補(bǔ)貼的效果更佳[6]。路正南等考慮消費(fèi)者低碳偏好構(gòu)建了一個(gè)由制造商和零售商構(gòu)成的兩級(jí)供應(yīng)鏈博弈模型，研究了碳交易政策對(duì)供應(yīng)鏈決策的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整體決策下供應(yīng)鏈利潤(rùn)與單位產(chǎn)品碳排放量比分散決策更優(yōu)[7]。程永宏建立了集中式與分散式?jīng)Q策模型來討論碳稅政策下制造商與零售商的最優(yōu)碳減排與定價(jià)策略，結(jié)果表明碳減排量與售價(jià)不僅依賴于碳稅率，還與初始碳排放量和供應(yīng)鏈決策方式有關(guān)[8]。Zhao L等對(duì)碳稅、碳交易、混合政策3種情景進(jìn)行比對(duì)，確定了混合碳政策在價(jià)格彈性和覆蓋范圍上都具有綜合性[9]。同樣針對(duì)以上3種情景，Li等分別構(gòu)建了博弈決策模型，結(jié)果表明盡管碳稅有減排效果，但過多的碳稅會(huì)增加企業(yè)的負(fù)擔(dān)[10]。

對(duì)于供應(yīng)鏈的整體優(yōu)化減排，研究的重點(diǎn)在于供應(yīng)鏈系統(tǒng)中各組成部分對(duì)整體的影響，以及如何通過合理的耦合優(yōu)化，達(dá)到減碳增效的作用。聶秀伍等構(gòu)建了以供應(yīng)商、制造商與零售商組成的三級(jí)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象的微分博弈模型，結(jié)果顯示在協(xié)同合作的機(jī)制下三者的碳減排努力程度更高，且碳減排量與利潤(rùn)均優(yōu)于非合作機(jī)制[11]。張維月等通過斯塔伯格博弈與逆向歸納法研究了由制造商與零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈的碳減排量分配問題，發(fā)現(xiàn)由減排對(duì)需求影響大且減排效率低的企業(yè)分配減排量，既可以實(shí)現(xiàn)減排量分?jǐn)傆帜苁瓜到y(tǒng)利潤(rùn)最大化[12]。賀勇等針對(duì)品牌商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈，分別對(duì)產(chǎn)品全外包與制造外包2種情境構(gòu)建集中式與分散式?jīng)Q策的博弈模型，研究得出集中式?jīng)Q策與全外包情境下的碳減排水平更高[13]。嚴(yán)南南等分析了碳交易政策對(duì)蔬果供應(yīng)鏈總成本的影響，以最小化供應(yīng)鏈成本和碳排放量為目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)增加較少的成本即可大幅降低碳排放量[14]。陳靜等以生鮮肉類食品供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，基于生命周期理論，結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)探討肉類食品供應(yīng)鏈的碳排放問題[15]。章玲玲等以液晶顯示器為例，通過對(duì)其供應(yīng)鏈的碳足跡測(cè)算模型計(jì)算得出供應(yīng)鏈企業(yè)間可通過協(xié)同合作來減少供應(yīng)鏈碳足跡[16]。藍(lán)海濤認(rèn)為農(nóng)業(yè)碳減排路徑分技術(shù)減排與制度減排2個(gè)層面[17]。Sultan等使用生命周期評(píng)估，將現(xiàn)有魚糜供應(yīng)鏈與兩種替代方案進(jìn)行比較，從而評(píng)估環(huán)境的可持續(xù)性，結(jié)論顯示將引入的供應(yīng)鏈本地化可以對(duì)減少環(huán)境影響，增加經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)蓄[18]。

然而現(xiàn)有的關(guān)于生鮮供應(yīng)鏈碳減排的研究相對(duì)較少，尤其在混合碳政策的影響下，以生鮮電商供應(yīng)鏈為代表的現(xiàn)代供應(yīng)鏈系統(tǒng)更鮮有研究。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)具有綜合性與動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的仿真結(jié)果更具有效性與目的性[19，20]。因此，為完善對(duì)生鮮供應(yīng)鏈的研究，本文擬以生鮮電商供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，考慮混合碳政策的影響，基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)探究其碳減排策略，助力生鮮電商供應(yīng)鏈的綠色低碳轉(zhuǎn)型。

2 生鮮電商的結(jié)構(gòu)和碳足跡

在商品生產(chǎn)后，生鮮電商供應(yīng)鏈將產(chǎn)品直接或經(jīng)供應(yīng)商加工后運(yùn)輸至城市配送中心，然后再根據(jù)連鎖店的訂單需求進(jìn)行配送，最終送達(dá)消費(fèi)者手中。該鏈條高度集成，具有集中的物流和信息流。冷鏈物流和冷藏被廣泛使用，產(chǎn)生大量的碳排放。依據(jù)生鮮電商的運(yùn)作方式，將其碳足跡劃分為4個(gè)模塊進(jìn)行研究：生產(chǎn)碳排放、運(yùn)輸碳排放、庫存碳排放、銷售碳排放。

在生產(chǎn)階段，養(yǎng)殖所需的養(yǎng)料、機(jī)器設(shè)備的運(yùn)作、能源的消耗，以及對(duì)廢棄物的處置等，都會(huì)產(chǎn)生一定的碳排放。另外，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工處理成休閑零食，或精加工提取營養(yǎng)物質(zhì)制作高端產(chǎn)品等，其中所用到的技術(shù)設(shè)備以及產(chǎn)生的廢棄物，也會(huì)產(chǎn)生一定的碳排放。上述提到的生產(chǎn)加工所產(chǎn)生的碳排放統(tǒng)稱為生產(chǎn)碳排放。

對(duì)于庫存碳排放，產(chǎn)地、產(chǎn)地集貿(mào)市場(chǎng)、銷地批發(fā)市場(chǎng)、城市配送中心、連鎖門店均需要倉儲(chǔ)來對(duì)生鮮進(jìn)行存儲(chǔ)，部分生鮮還需要制冷設(shè)備來保證新鮮度。在這過程中，一方面是制冷產(chǎn)生的能耗，另一方面是生鮮品在存儲(chǔ)過程中呼吸作用、緩慢腐敗等產(chǎn)生溫室氣體，這兩者是庫存階段產(chǎn)生碳排放的主要因素。

生鮮產(chǎn)品的運(yùn)輸主要涉及產(chǎn)地-城市配送中心、城市配送中心-連鎖門店、連鎖門店-消費(fèi)者。上述所提到的運(yùn)輸環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的碳排放統(tǒng)稱為運(yùn)輸碳排放，其碳排放量主要是由配送車輛規(guī)格、動(dòng)力類型、運(yùn)輸距離、是否具備制冷系統(tǒng)等所決定。

在銷地連鎖門店現(xiàn)場(chǎng)銷售產(chǎn)生的碳排放統(tǒng)稱為銷售碳排放，主要是場(chǎng)地供電、陳列柜制冷等所產(chǎn)生的碳排放，未上架的產(chǎn)品存儲(chǔ)所產(chǎn)生的碳排放歸到前文中的庫存碳排放模塊中，此模塊不加以考慮。

綜上,碳足跡與系統(tǒng)邊界如圖1所示。

3 生鮮電商系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

根據(jù)碳足跡和系統(tǒng)邊界的分析，混合碳政策下生鮮電商的碳排放系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)、庫存、運(yùn)輸和銷售4個(gè)子系統(tǒng)，因果關(guān)系如圖2所示。

圖1 生鮮電商供應(yīng)鏈的碳足跡與系統(tǒng)邊界

圖2 生鮮電商供應(yīng)鏈的因果關(guān)系

由因果關(guān)系圖，繪制其存量流量圖如圖3，該模型有以下假設(shè)：①碳稅和碳交易的價(jià)格是固定的。②政府碳配額分配采用歷史排放法：政府分配的碳配額=年均碳排放量×年度下降系數(shù)，年度下降系數(shù)是固定的。③政府擁有的碳配額總量不會(huì)影響向供應(yīng)鏈發(fā)放的配額總量。④該供應(yīng)鏈企業(yè)的目標(biāo)是產(chǎn)值最大化。

由于影響模型的許多變量難以獲得準(zhǔn)確的值，因此本文結(jié)合中國國家統(tǒng)計(jì)局的草莓相關(guān)數(shù)據(jù)和模型的行為特征來計(jì)算這些參數(shù)。生產(chǎn)、庫存、運(yùn)輸和銷售要素分別對(duì)應(yīng)于生產(chǎn)材料、冷藏、新能源汽車和能源消費(fèi)的宏觀環(huán)境發(fā)展。碳排放量的計(jì)算公式來源于參考文獻(xiàn)[21]。

4 模型仿真與分析

設(shè)定碳稅價(jià)為50元/t，碳市場(chǎng)交易價(jià)格為40元/t，付費(fèi)配額占比為0.9，年度下降系數(shù)為0.9，仿真結(jié)果如下。由圖4中可知，總碳排放量的增長(zhǎng)量與減排量?jī)蓷l曲線在逐漸靠攏，但到2030年的時(shí)候還有著一定的距離，代表碳達(dá)峰的目標(biāo)沒能很好地完成。

圖5顯示了混合碳政策費(fèi)用的組成，包括了碳稅費(fèi)用、碳交易費(fèi)用與付費(fèi)配額，其中碳稅費(fèi)用占主要部分。對(duì)于碳交易費(fèi)用，當(dāng)其值為正時(shí)，代表有剩余的碳配額進(jìn)行出售獲利；當(dāng)其為負(fù)時(shí)，代表需要從碳交易市場(chǎng)購買配額。圖6顯示了總碳排放量的組成，生產(chǎn)和運(yùn)輸碳排放比重最大，碳減排潛力較大。

4.1 碳稅

將碳稅價(jià)格增加或減少后，得到2030年的碳排放量與產(chǎn)值數(shù)據(jù)如表1。從表中可以看出，碳稅的價(jià)格與碳減排效果密切相關(guān)，當(dāng)價(jià)格過低或過高時(shí)，碳排放量都會(huì)不減反增。碳稅價(jià)格越大 ，最終產(chǎn)值越小。因此為了兼顧產(chǎn)值與碳減排效果，需要供應(yīng)鏈企業(yè)向政府提供相關(guān)數(shù)據(jù)，以供政府對(duì)碳稅進(jìn)行合理的定價(jià)。

4.2 碳交易

碳交易的價(jià)格在很大程度上取決于市場(chǎng)需求，在初始仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)碳交易價(jià)格、年度下降系數(shù)和付費(fèi)配額占比進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終演化結(jié)果見表2。

由表2可知，碳市場(chǎng)的交易價(jià)格越高，企業(yè)最終產(chǎn)值越小，碳排放量越大。處于轉(zhuǎn)型階段的企業(yè)，并沒有足夠的碳配額剩余在碳市場(chǎng)上銷售獲利，反而可能需要在碳市場(chǎng)上購買足夠的碳配額，故碳交易價(jià)格的升高會(huì)進(jìn)一步加重企業(yè)的轉(zhuǎn)型負(fù)擔(dān)。

圖4 歷年碳排放量變化

2030年的碳排放量增長(zhǎng)量與減排量的差額越趨近于0，代表越趨近于碳達(dá)峰這一目標(biāo)。如表3所示，隨著付費(fèi)配額占比的不斷增加，最終產(chǎn)值減少并且總碳排放量增多，偏離了碳達(dá)峰的目標(biāo)；而隨著年度下降系數(shù)的增

圖5 混合碳政策的費(fèi)用構(gòu)成

加，不僅碳減排效果獲得提升，而且產(chǎn)值也有所增長(zhǎng)，有利于碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，每年的碳排放總量并不一定是穩(wěn)定線性遞減的，故年下降系數(shù)的值并非恒定，政企需要在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)中做好權(quán)衡。

圖6 碳排放總量的構(gòu)成

表1 碳稅價(jià)格對(duì)2030年最終產(chǎn)值與碳排放量的影響

表2 碳交易價(jià)格對(duì)2030年最終產(chǎn)值與碳排放量的影響

5 結(jié)論與建議

在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模擬仿真中，生鮮電商供應(yīng)鏈的碳減排行為受到混合碳政策的影響。由表1可知，當(dāng)碳稅價(jià)格位于0～50之間時(shí)，最終碳排放量為一個(gè)上凸曲線。故存在某個(gè)碳稅價(jià)格，在確保最終產(chǎn)值較大的情況下使得最終碳排放量最少。在碳交易方面，表2顯示了碳交易價(jià)格與碳減排效果呈負(fù)相關(guān)；表3的數(shù)據(jù)表明年度下降系數(shù)與付費(fèi)配額占比的增大對(duì)最終結(jié)果有著相反的影響。年度下降系數(shù)越大且付費(fèi)配額占比越小時(shí)，最終產(chǎn)值越高且碳減排效果越好。根據(jù)仿真模擬結(jié)果，為助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以及促進(jìn)現(xiàn)代供應(yīng)鏈的綠色轉(zhuǎn)型，提出以下碳減排建議。

表3 碳配額分配方式對(duì)2030年最終產(chǎn)值與碳排放量的影響

5.1 加大科研投入，推動(dòng)綠色創(chuàng)新

供應(yīng)鏈企業(yè)應(yīng)加大對(duì)碳減排技術(shù)創(chuàng)新的投入，推廣綠色科技，研發(fā)綠色產(chǎn)品。同時(shí)需要把握好產(chǎn)值增長(zhǎng)與碳排放之間的平衡，在確保企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的情況下推進(jìn)碳減排。企業(yè)的碳減排策略還應(yīng)有的放矢，著重從碳排放量占比較大的生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)入手。

5.2 動(dòng)態(tài)調(diào)控碳稅與碳交易

政府推行的混合碳政策有助于限制企業(yè)產(chǎn)生碳排放，增加稅收，促進(jìn)碳市場(chǎng)的發(fā)展。合理的碳稅價(jià)格與年度下降系數(shù)不僅能夠保持產(chǎn)值的穩(wěn)定增長(zhǎng)，還可以促進(jìn)碳排放的減少，保證“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于碳稅，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)以國家政策所確立的稅率范圍為基礎(chǔ)，依據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)狀況與發(fā)展特點(diǎn)對(duì)碳稅進(jìn)行合理設(shè)定；對(duì)于碳交易，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)從當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的類型與能源稟賦出發(fā)，選取適當(dāng)?shù)呐漕~分配方式，把控好碳市場(chǎng)價(jià)格，充分發(fā)揮碳交易市場(chǎng)這只“看不見的手”推動(dòng)綠色發(fā)展的作用。

5.3 建立政企信息溝通平臺(tái)

鼓勵(lì)企業(yè)如實(shí)地向政府提供碳排放與發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告，有利于政府降低監(jiān)督成本，及時(shí)制定合適的發(fā)展政策，打破政企信息不對(duì)稱。政府也能夠及時(shí)地將政策傳遞給企業(yè)，為企業(yè)綠色發(fā)展起到引導(dǎo)協(xié)調(diào)的作用。政府在對(duì)企業(yè)進(jìn)行碳核查時(shí)，以企業(yè)所提供的碳排放報(bào)告為依據(jù)，對(duì)減排企業(yè)予以鼓勵(lì)，對(duì)偷排瞞報(bào)企業(yè)作出處罰。