李金溪,易余胤
考慮垂直溢出的供應(yīng)鏈碳減排決策模型
李金溪1,易余胤2*
(1.蘇州大學(xué)東吳商學(xué)院, 江蘇 蘇州 215021;2.暨南大學(xué)管理學(xué)院, 廣東 廣州 510632)
為研究垂直溢出對供應(yīng)鏈減排決策的影響,建立了由單個供應(yīng)商和單個制造商組成的二級供應(yīng)鏈。首先,分析了在集中決策和分散決策下,垂直溢出率對供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的決策變量和利潤的影響,發(fā)現(xiàn)垂直溢出率的增加降低了批發(fā)價(jià)和零售價(jià),并提高了供應(yīng)商和制造商的減排努力水平和利潤。其次,對比了這兩種決策,發(fā)現(xiàn)集中決策下的減排努力水平和利潤更高,且隨著垂直溢出率的增加,兩種決策下的均衡結(jié)果差距越大,供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)效率越低。此外,集中決策下供應(yīng)鏈總碳排放量并不一定比分散決策下的低,這取決于減排成本系數(shù)的大小。最后,利用納什討價(jià)還價(jià)模型研究了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題,發(fā)現(xiàn)存在最優(yōu)的利潤分配比例使得供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào),而利潤分配比例大小取決于議價(jià)能力和垂直溢出率。
供應(yīng)鏈;垂直溢出;碳減排;納什討價(jià)還價(jià)
溫室氣體的排放引起全球氣候變暖,正備受國際社會關(guān)注。從1997年京都議定書到2015年巴黎世界氣候大會,為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,各國都為之努力著[1-3]。2005年成立的歐洲碳排放交易體系(EU-ETS)通過對各企業(yè)強(qiáng)制規(guī)定碳排放量與市場調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式,為全球的碳減排做出巨大貢獻(xiàn)[4]。加拿大、瑞典等國家則通過征收碳稅來控制企業(yè)的碳排放[5]。2015年9月25日,在中美雙方關(guān)于氣候變化的聯(lián)合聲明中,國家主席習(xí)近平明確表示,2017年將啟動全國碳排放交易體系,并且計(jì)劃在2030年,中國單位GDP二氧化碳排放量較2005年下降60%—65%。因此,減少碳排放已經(jīng)是大勢所趨,人心所向,是每一個企業(yè)都不得不面對的問題。
本文將在碳稅政策和供應(yīng)鏈的情境下對碳減排問題展開研究。在供應(yīng)鏈運(yùn)作框架下,企業(yè)的碳減排決策顯然會受到橫向和縱向企業(yè)競爭決策的影響。那么,供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間的相互作用將會對企業(yè)的碳減排決策產(chǎn)生何種影響?政府的碳稅政策又將對企業(yè)減排決策造成何種影響?這些問題引起了學(xué)者們的興趣和關(guān)注。如熊中楷等[5]考慮兩種供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu):一個制造商和兩個零售商、兩個制造商和一個零售商,分析在這兩種結(jié)構(gòu)下碳稅和消費(fèi)者環(huán)保意識對制造商單位碳排放量和供應(yīng)鏈成員利潤的影響。He等[6]考慮了兩種減排途徑:制造商向供應(yīng)商支付一定費(fèi)用、制造商將費(fèi)用給第三方,分析發(fā)現(xiàn),不管是否存在第三方的減排服務(wù),制造商向上游供應(yīng)商轉(zhuǎn)移支付絕對有利于碳減排和供應(yīng)鏈利潤增加。Wang等[7]研究發(fā)現(xiàn)在零售商主導(dǎo)下碳減排成本分擔(dān)合同是一個帕累托改進(jìn),而僅當(dāng)消費(fèi)者低碳意識很高時批發(fā)價(jià)格合同才能增加供應(yīng)鏈利潤;在零售商與制造商地位平等下批發(fā)價(jià)格合同和碳減排成本分擔(dān)合同都是帕累托改進(jìn)。Zhou等[8]建立了一個由一個制造商和一個零售商組成的二級低碳供應(yīng)鏈,研究廣告合作以及廣告和碳排放成本分擔(dān)對低碳供應(yīng)鏈的影響,并進(jìn)一步研究了零售商具有公平偏好時供應(yīng)鏈的決策與協(xié)調(diào)問題。Eyland等[9]考慮一個境內(nèi)企業(yè)和一個境外企業(yè),分非合作、合作和第三方制定碳稅三種情形探討兩個國家碳稅的制定策略,發(fā)現(xiàn)第三方制定邊境碳稅能很好的實(shí)現(xiàn)雙方合作的效果,并且總的社會福利最大。Wang等[10]針對政府是否征收碳稅、企業(yè)是否進(jìn)行工藝改進(jìn)等情形,對比了兩企業(yè)分散決策和集中決策下的最優(yōu)產(chǎn)量、價(jià)格和利潤。Chen等[11]研究了生產(chǎn)效率不同的兩競爭企業(yè),發(fā)現(xiàn)不管政府是否征收碳稅,高效企業(yè)的零售價(jià)格都會比低效企業(yè)低,并且為了能夠更好地減排,政府應(yīng)該向高效的企業(yè)征收更多的碳稅。
顯然,以上研究已取得了重要的成果,也給供應(yīng)鏈碳減排的研究提供了新思路。然而,這些研究均沒有考慮供應(yīng)鏈上下游之間的垂直溢出效應(yīng)。事實(shí)上,供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間的信息共享、知識和技術(shù)的溢出非常頻繁。例如在煤電行業(yè),發(fā)電廠為了提高發(fā)電效率、降低污染會對供煤有一定要求,如灰分、粘結(jié)性、結(jié)焦性等,煤炭公司再按要求將開采的原煤進(jìn)行加工,此時煤炭企業(yè)和發(fā)電廠往往會共享一些工藝改進(jìn)信息和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。此外,在汽車制造業(yè),供應(yīng)汽車排氣管的廠商也要合理設(shè)計(jì),達(dá)到尾氣處理標(biāo)準(zhǔn),為了在市場中更有競爭力,汽車制造商也可以與排氣管供應(yīng)商聯(lián)合設(shè)計(jì)或給出自己的降污標(biāo)準(zhǔn)。顯然,下游制造商的信息共享與合作研發(fā)所產(chǎn)生的知識和技術(shù)的溢出促進(jìn)了上游供應(yīng)商的綠色技術(shù)進(jìn)步,而上游供應(yīng)商提供更好的綠色材料和部件又將進(jìn)一步提升下游制造商的碳減排水平。因此,在供應(yīng)鏈碳減排過程中,上下游企業(yè)之間為減排所作出的努力(如綠色技術(shù)研發(fā))是存在著正向外部性的,即垂直溢出效應(yīng)。那么,這種垂直溢出效應(yīng)將如何影響企業(yè)的減排投資決策和利潤,它又將如何影響供應(yīng)鏈的合作減排決策呢?顯然,這是一個有趣而重要的學(xué)術(shù)問題。
目前,有關(guān)溢出效應(yīng)的研究已十分豐富,包括同一產(chǎn)業(yè)內(nèi)的水平溢出和縱向產(chǎn)業(yè)間的垂直溢出。關(guān)于水平溢出的研究,最早是D'Aspremont等[12]建立了一個兩階段的雙寡頭博弈模型。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)水平溢出率大于0.5時,合作會比競爭更能促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新,以社會福利為目標(biāo)會使技術(shù)創(chuàng)新程度更強(qiáng)。Ouchida等[13]將水平溢出與碳減排相結(jié)合,在政府征收碳稅的背景下研究古諾競爭的兩企業(yè)是否合作減排,得到他們在合作情形下的減排努力大于不合作情形。McDonald等[14]考慮兩種不同的水平溢出:成果溢出和投資溢出,研究了在不同的溢出作用下兩企業(yè)的減排決策問題,發(fā)現(xiàn)在投資溢出模型下其減排努力會更高,但是總的碳排放也會更高。關(guān)于垂直溢出的研究,Steurs等[15]研究了產(chǎn)業(yè)間垂直溢出對研發(fā)投入和社會福利的影響,發(fā)現(xiàn)垂直溢出比水平溢出更有利于增加企業(yè)研發(fā)投入和社會福利。Ishii[16]構(gòu)建了由兩個供應(yīng)商和兩個制造商組成的雙寡頭模型,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)縱向合作企業(yè)能夠協(xié)調(diào)投資決策并充分共享知識時,垂直合作研發(fā)會比不合作研發(fā)帶來更大的社會福利。孫曉華等[17]構(gòu)建了基于水平溢出和垂直溢出的三階段古諾競爭模型,并將研發(fā)階段分為不合作、水平合作、垂直合作和混合合作四種模式,發(fā)現(xiàn)垂直溢出在水平合作、垂直合作和混合合作三種情況下對上下游企業(yè)的R&D投資都有正效用,而在不合作時的影響不確定。從上述研究可以發(fā)現(xiàn),已有少量文獻(xiàn)從水平溢出的角度去研究碳減排問題,但尚無文獻(xiàn)從垂直溢出的角度去研究供應(yīng)鏈碳減排問題。
此外,為了更有效地減排,改善供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的利潤,本文還研究了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。目前已有大量供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)的研究,如收入共享契約[18]、成本分擔(dān)契約[19]等。雖然這些契約可以實(shí)現(xiàn)帕雷托改進(jìn),但無法消除雙重邊際效應(yīng),供應(yīng)鏈整體難以達(dá)到最優(yōu)[20]。因此我們考慮采用納什討價(jià)還價(jià)模型來協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈,不同的利益主體在合作的基礎(chǔ)上,根據(jù)各自的談判能力來協(xié)商供應(yīng)鏈的利益分配,既保證雙方能達(dá)到最好的收益,也使供應(yīng)鏈達(dá)到最好的協(xié)調(diào)[21]。
Nash[22]是最早研究談判對供應(yīng)鏈組織成員的影響。之后越來越多的學(xué)者運(yùn)用討價(jià)還價(jià)博弈模型對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題展開研究,如Ghosh等[19]研究由單個制造商和單個零售商組成的綠色供應(yīng)鏈,假設(shè)零售商向制造商提供一個成本分擔(dān)契約,其分擔(dān)比例通過雙方談判來確定,最后求出分擔(dān)比例的均衡解,并證明納什討價(jià)還價(jià)模型不僅可以協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈還能帶來更高的綠色水平。Feng等[23]考慮兩競爭供應(yīng)鏈,制造商向零售商提供批發(fā)價(jià)格合同或兩部定價(jià)合同,探討在不同的博弈模型下(斯坦伯格博弈和討價(jià)還價(jià)博弈)制造商的合同選擇以及零售商的訂貨決策。Sheu等[24]建立由兩制造商和兩逆向供應(yīng)商組成的雙寡頭競爭逆向供應(yīng)鏈,研究制造商和供應(yīng)商的議價(jià)能力對逆向供應(yīng)鏈的影響,得到兩逆向供應(yīng)商結(jié)盟會增加議價(jià)能力但制造商的利潤減少,并且若逆向供應(yīng)商在市場中占主導(dǎo)地位,結(jié)盟后的議價(jià)能力過大可能會導(dǎo)致供應(yīng)鏈所有成員的利潤都減少。
鑒于現(xiàn)有研究的不足,并基于現(xiàn)實(shí)的考慮,本文將垂直溢出效應(yīng)納入到供應(yīng)鏈碳減排問題當(dāng)中,探討垂直溢出對供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的減排決策和利潤的影響,并構(gòu)建納什討價(jià)還價(jià)模型來研究供應(yīng)鏈碳減排的協(xié)調(diào)問題,以期為企業(yè)更科學(xué)有效地進(jìn)行碳減排決策提供理論參考。
考慮一個由單供應(yīng)商和單制造商組成的二級供應(yīng)鏈,為更好地進(jìn)行建模分析,首先做出以下假設(shè)和符號說明:
(2)供應(yīng)商的一單位零部件只能轉(zhuǎn)化為制造商的一單位最終產(chǎn)品,上下游企業(yè)的產(chǎn)出相等,且市場需求出清。
(8)上下游企業(yè)的利潤分別為:
其中第一項(xiàng)是企業(yè)的收入,第二項(xiàng)是碳稅成本,第三項(xiàng)是減排成本。
在集中情形下,供應(yīng)商和制造商如同一個企業(yè),他們共同決策以最大化整個供應(yīng)鏈的利潤。根據(jù)模型描述,供應(yīng)鏈的利潤為:
引理1 在集中情形下,供應(yīng)鏈的均衡價(jià)格、碳減排努力水平、利潤和總碳排放水平分別為:
對上述均衡解進(jìn)行分析,可得如下命題1:
命題1說明,隨著垂直溢出率的增加,最終產(chǎn)品的價(jià)格降低,而供應(yīng)商與制造商的減排努力水平以及整個供應(yīng)鏈的利潤均增加。這是因?yàn)?,隨著溢出率增加,供應(yīng)商和制造商均從對方那里得到更多的減排好處,因此促進(jìn)了供應(yīng)商與制造商的減排努力。雖然由此帶來的減排成本適當(dāng)增加了,但溢出所帶來的有效碳減排水平卻大幅上升了,因而極大的減少了碳稅成本。在集中化供應(yīng)鏈中,成本變化直接反應(yīng)到價(jià)格上,因此價(jià)格下降。雖然價(jià)格降低使得單位產(chǎn)品的毛利減少,但促進(jìn)了市場需求,在“薄利多銷”的模式下供應(yīng)鏈的收入是增加的,又因?yàn)楣?yīng)鏈總成本減少,因此供應(yīng)鏈的總利潤增加。
命題1表明,雖然上下游企業(yè)集中決策是理想的決策模式,它顯著地減少了決策效率損失,但溢出效應(yīng)的正向影響仍可以給集中供應(yīng)鏈帶來新的動力。因此,上下游企業(yè)應(yīng)竭誠合作,在減排技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新時加強(qiáng)技術(shù)的協(xié)同性,并促進(jìn)信息與技術(shù)的交流,不斷提高溢出水平。
在分散情形下,供應(yīng)商和制造商獨(dú)立進(jìn)行決策以最大化其自身的利潤。博弈順序如下:第一階段,供應(yīng)商決定零部件的價(jià)格和碳減排努力水平;第二階段,制造商決定最終產(chǎn)品的價(jià)格和碳減排努力水平。
引理2 在分散情形下,供應(yīng)商和制造商的均衡價(jià)格、碳減排努力水平、均衡利潤,以及供應(yīng)鏈總利潤和總碳排放水平分別為:
令(5)(6)式為0,聯(lián)立方程組求得:
其海塞矩陣
令(7)(8)式為0,聯(lián)立方程組求得:
對上述均衡解進(jìn)行分析,可得命題2:
命題2表明,(1)在分散決策下,當(dāng)供應(yīng)商和制造商減排成本相差不大的情況下,由于供應(yīng)商的先動優(yōu)勢,供應(yīng)商的利潤大于制造商的利潤,且供應(yīng)商付出的減排努力水平不低于制造商的減排努力水平。
(2)垂直溢出率的增加降低了批發(fā)價(jià)和零售價(jià),并提高了供應(yīng)商和制造商的減排努力水平和利潤。這說明,垂直溢出率的存在可以減輕分散化決策的“雙重邊際效應(yīng)”,降低決策效率損失,從而提升利潤。因此,供應(yīng)鏈上下游企業(yè)應(yīng)更多地進(jìn)行信息共享,增加知識溢出和技術(shù)溢出,這樣雙方既能提高碳減排水平,也能從中獲利。
對比集中和分散情形,可得命題3和4:
命題3表明,(1)集中決策下的產(chǎn)品價(jià)格比分散決策下的低,但供應(yīng)商和制造商的減排努力水平以及供應(yīng)鏈利潤更高,單位產(chǎn)品碳排放量更低。這是因?yàn)椋c分散決策相比,集中決策可以減緩效率損失,從而使企業(yè)有更多的資源投入到減排實(shí)踐當(dāng)中,因此上下游企業(yè)的減排努力水平增加,單位產(chǎn)品碳排放量減少。
證明:
其中
(2)當(dāng)減排成本系數(shù)較大時,集中決策下的總碳排放量比分散下的大。類似于(1)的分析,當(dāng)減排成本系數(shù)較大時,總碳排放量主要受到產(chǎn)量的影響,此時集中決策下的總碳排放會更大。
命題4表明,從減少碳排放的角度看,對于減排難度較低的行業(yè),政府應(yīng)該促進(jìn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的協(xié)作,鼓勵生產(chǎn);而對于減排難度很大的行業(yè),由于供應(yīng)鏈上下游企業(yè)合作也無法取得很好的減排效果,故此時政府應(yīng)通過限制供應(yīng)鏈產(chǎn)能來降低總的碳排放。即對于不同行業(yè)(減排難度不同)內(nèi)上下游企業(yè)的合作模式,政府應(yīng)采取不同的干預(yù)政策,以降低總碳排放。
解得:
代入均衡解得:
命題5說明,(1)存在最優(yōu)的利潤分配比例使得供應(yīng)商和制造商的利潤都比分散決策下大,供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。
(2)在討價(jià)還價(jià)模型下,供應(yīng)商和制造商的利潤隨著溢出率的增加而增加,且與分散決策下的利潤差距越來越大,即垂直溢出率提高了討價(jià)還價(jià)機(jī)制的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)效率。
命題5表明,雖然上下游企業(yè)集中決策可能難以實(shí)現(xiàn),但他們可以通過協(xié)商來達(dá)到供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),并使得各自的利潤都得到提高,而且在討價(jià)還價(jià)機(jī)制下,企業(yè)間仍然要加強(qiáng)減排協(xié)作,頻繁交流、互通信息。
圖1 垂直溢出率對供應(yīng)商減排努力水平的影響
Figure 1 Effect of vertical spillover rate on suppliers’ effort to reduce emission
圖2 垂直溢出率對制造商減排努力水平的影響
Figure 2 Effect of vertical spillover rate on manufacturers' effort to reduce emission
圖1和圖2表明,集中情形下供應(yīng)商和制造商的減排努力水平比分散下更高,兩者的差距也隨著垂直溢出率的增大而增大,并且不論是集中決策還是分散決策,供應(yīng)商和制造商的減排努力水平都隨著垂直溢出率的增大而增大。
圖3表明,分散情形下單位產(chǎn)品碳排放水平比集中下更高,兩者的差距也隨著垂直溢出率的增大而增大,并且不論是集中決策還是分散決策,單位產(chǎn)品碳排放水平都隨著垂直溢出率的增大而減小。
圖4表明,當(dāng)減排成本系數(shù)比較大時,集中決策下的總碳排放水平比分散決策下要大,當(dāng)減排成本系數(shù)比較小時,集中決策下的總碳排放水平會較小。
圖3 垂直溢出率對單位產(chǎn)品碳排放水平的影響
Figure 3 Effect of vertical spillover rate on carbon emission of product (per unit)
圖4 垂直溢出率對總碳排放水平的影響
Figure 4 Effect of vertical spillover rate on total carbon emission
圖5 垂直溢出率對供應(yīng)鏈總利潤的影響
Figure 5 Effect of vertical spillover rate on the total profit of supply chain
圖6 分配比例關(guān)于議價(jià)能力和垂直溢出率的變化三維圖
Figure 6 3-D map of distribution proportion changes in bargaining ability and vertical spillover rate
圖7 垂直溢出率對利潤分配比例的影響
Figure 7 Effect of vertical spillover rate on profit distribution ratio
圖8和圖9表明,當(dāng)供應(yīng)商與制造商的議價(jià)能力一樣時,討價(jià)還價(jià)情形下供應(yīng)商和制造商的利潤比分散情形下更高,兩者的差距也隨著垂直溢出率的增大而增大,并且不論是討價(jià)還價(jià)情形還是分散情形,供應(yīng)商和制造商的利潤都隨著垂直溢出率的增大而增大。
圖8 垂直溢出率對供應(yīng)商利潤的影響
Figure 8 Effect of vertical spillover rate on Suppliers’ profit
圖9 垂直溢出率對制造商利潤的影響
Figure 9 Effect of vertical spillover rate on manufacturers' profit
本文旨在探討垂直溢出對供應(yīng)鏈上下游企業(yè)減排決策和利潤的影響。為此我們假設(shè)市場中存在一條壟斷的二級供應(yīng)鏈,它由單個供應(yīng)商和單個制造商組成,上下游企業(yè)為了減少稅負(fù)和污染努力減排,在減排過程中會有正向的垂直溢出效應(yīng)。我們分別在集中化決策和分散化決策情形下,討論了垂直溢出對節(jié)點(diǎn)企業(yè)的決策變量、利潤以及供應(yīng)鏈利潤的影響,同時以集中決策為比較基準(zhǔn),對比了供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)的利潤、減排努力水平、總碳排放水平等,最后鑒于分散決策下的效率損失問題,提出討價(jià)還價(jià)模型來協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈。論文得到以下結(jié)論:
(1)垂直溢出率的增加降低了批發(fā)價(jià)和零售價(jià),并提高了供應(yīng)商和制造商的減排努力水平和利潤。這說明,垂直溢出率的存在可以減輕分散化決策的“雙重邊際效應(yīng)”,降低決策效率損失,從而提升利潤。因此,供應(yīng)鏈上下游企業(yè)應(yīng)更多地進(jìn)行信息共享,增加知識溢出和技術(shù)溢出,這樣雙方既能提高碳減排水平,也能從中獲利。
(2)集中決策下的產(chǎn)品價(jià)格會比分散決策下低,但供應(yīng)商和制造商的減排努力水平以及供應(yīng)鏈利潤會更高,單位產(chǎn)品碳排放量更低。并且,隨著垂直溢出率的增加,集中和分散決策下的產(chǎn)品價(jià)格、供應(yīng)商的減排努力水平、制造商的減排努力水平、單位產(chǎn)品碳排放量以及供應(yīng)鏈利潤的差距會越來越大。因此,垂直溢出率的存在雖然可以減輕分散化決策的“雙重邊際效應(yīng)”,但卻降低了供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)效率。因此,在存在垂直溢出率的情形下,供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)顯得尤為必要。
(3)集中決策下的供應(yīng)鏈總碳排放量并不一定比分散化決策下的低,需分情況討論:當(dāng)減排成本比較低時,集中決策下的總碳排放水平更低;而當(dāng)減排成本比較高時,結(jié)論剛好相反。
(4)討價(jià)還價(jià)模型可以協(xié)調(diào)考慮溢出效應(yīng)和碳減排的供應(yīng)鏈。我們發(fā)現(xiàn),存在最優(yōu)的利潤分配比例使得供應(yīng)商和制造商的利潤都比分散決策下大,雙方的利益都得到改善,供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。通過算例分析,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)當(dāng)供應(yīng)商的議價(jià)能力比較大時,隨著垂直溢出率的增大,制造商獲得的供應(yīng)鏈利潤分配比例減??;當(dāng)供應(yīng)商的議價(jià)能力比較小時,隨著垂直溢出率的增大,制造商獲得的分配比例增大。
從實(shí)踐上,我們的工作能給政府和供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的減排決策帶來啟示。首先,溢出效應(yīng)的正向影響給集中供應(yīng)鏈帶來了新的動力。因此,上下游企業(yè)應(yīng)竭誠合作,在減排技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新時加強(qiáng)技術(shù)的協(xié)同性,并促進(jìn)信息與技術(shù)的交流,不斷提高溢出水平,并充分利用垂直溢出效應(yīng)帶來的好處,系統(tǒng)的進(jìn)行決策。其次,從減少碳排放的角度看,對于減排難度較低的行業(yè),政府應(yīng)該促進(jìn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的協(xié)作,鼓勵生產(chǎn);而對于減排難度很大的行業(yè),由于供應(yīng)鏈上下游企業(yè)合作也無法取得很好的減排效果,故此時政府應(yīng)通過限制供應(yīng)鏈產(chǎn)能來降低總的碳排放。即對于不同行業(yè)(減排難度不同)內(nèi)上下游企業(yè)的合作模式,政府應(yīng)采取不同的干預(yù)政策,以降低總碳排放。最后,雖然上下游企業(yè)集中決策較難實(shí)現(xiàn),但他們可以通過協(xié)商來達(dá)到供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),并使得各自的利潤都得到提高,而且在討價(jià)還價(jià)機(jī)制下,企業(yè)間仍然要加強(qiáng)減排協(xié)作,頻繁交流、互通信息。
本文仍有很多不足之處,這也給未來的研究提供了方向。第一,本文只研究了單一供應(yīng)商和單一制造商組成的壟斷供應(yīng)鏈,可以在競爭供應(yīng)鏈的情形下研究垂直溢出對減排策略的影響。第二,在兩條競爭的供應(yīng)鏈情形下,除了考慮垂直溢出還可以考慮水平溢出,分析這兩種溢出效應(yīng)對供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)減排決策的影響。第三,考慮政府也參與到博弈當(dāng)中來,政府以最大化社會福利為目標(biāo)制定碳稅,供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)根據(jù)碳稅政策來制定減排策略。第四,比較碳交易和碳稅兩種制度下溢出效應(yīng)對碳減排決策的影響的差異性,分析當(dāng)政府面臨企業(yè)間存在碳減排技術(shù)的溢出效應(yīng)時,是不是應(yīng)該考慮政策的轉(zhuǎn)變。
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The decision-making of carbon emissions reduction in a two-echelon supply chain with vertical spillovers
LI Jinxi1, YI Yuyin2*
(1.Dongwu Business School, Soochow University, Soochow 215021, China; 2.School of Management, Jinan University, Guangzhou 510632, China)
The development of the economy is seriously damaging the environment. Global warming has become an important concern of the international community since it has threatened human survival and health. To reduce carbon emissions, Sweden, Denmark, and many other Nordic countries have imposed carbon tax. In this context, firms need to consider carbon emissions in their operations. Some scholars have studied the emission reduction decisions of a single firm, but firms are not isolated. Under the framework of supply chain operations, upstream and downstream enterprises collaborate to reduce emissions is quite common, such as the coal power industry, automobile manufacturing industry, and so on. In the reduction process of the supply chain, information exchange, knowledge, and technology spillover between upstream and downstream enterprises are very frequently. The virtual spillover effect is the efforts to reduce emissions (such as green technology) have positive externality. It is unclear how this vertical spillover affects the investment of carbon emission reduction and the profits of enterprises, and how it affects the cooperative carbon emission reduction decisions of the supply chain.
This paper establishes a two-echelon supply chain consisting of a single supplier and a single manufacturer to answer these questions. Firstly, this paper analyzes the influence of vertical spillovers on the retail price, emissions reduction efforts, and profits of supply chain node enterprises under centralized decision-making. Secondly, this study discusses the situation of decentralized decision-making and two kinds of decision modes. Finally, we consider the Nash bargaining model to coordinate the supply chain.
This study has four major findings. First, whether it is centralized or decentralized decision making, the increasing of the vertical spillovers ratio decreases the price while improving the emissions reduction efforts and profits of the supplier and manufacturer. Second, retail price and unit product carbon emissions under a centralized supply chain are lower than those of the decentralized supply chain, but the efforts level and profits are higher. With the increasing of vertical spillovers ratio, the gap between the centralized model and decentralized models’equilibrium results (retail price, supplier's efforts, manufacturer's efforts, supply chain profits) increase, and the efficiency of supply chain coordination decreases. Third, the total carbon emissions level in the centralized supply chain is not always lower than that of the decentralized supply chain. The carbon emission level depends on the cost coefficient of carbon emissions reduction. When the cost coefficient is small, the total carbon emissions level of the centralized model is lower. While the cost coefficient is large, the total carbon emissions level of the decentralized model is lower. Fourth, the Nash bargaining model can coordinate the supply chain, and there is an optimal distribution proportion of supply chain profits to make the profits of suppliers and manufacturers larger than those of decentralized decision-making. The numerical analysis shows when the bargaining power of suppliers is relatively large, the distribution proportion obtained by manufacturer decreases with the increasing of vertical spillovers ratio while the supplier's bargaining power is small, as the vertical spillovers ratio increases, the distribution proportion of the manufacturer increases.
Supply chain; Vertical spillovers; Carbon emissions reduction; Nash bargaining
2017-04-12
2018-09-19
Supported by the National Natural Science Foundation of China (71571086) and the Natural Science Foundation of Guangdong Province (2014A030313391)
F224.32
A
1004-6062(2020)01-0136-011
10.13587/j.cnki.jieem.2020.01.015
2017-04-12
2018-09-19
國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71571086);廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014A030313391)
易余胤(1976—),男,江西于都人;博士,教授,博導(dǎo);研究方向:供應(yīng)鏈管理。
中文編輯:杜 健;英文編輯:Charlie C. Chen