基于碳交易政策考慮CSR和消費者低碳偏好的低碳供應(yīng)鏈決策

0 引 言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，溫室氣體排放導(dǎo)致全球變暖引起了人們的廣泛關(guān)注，“雙碳目標”被提出，國家通過碳交易方式引導(dǎo)企業(yè)減排。低碳供應(yīng)鏈強調(diào)在供應(yīng)鏈運作決策中將碳排放作為目標或者約束，為實現(xiàn)“雙碳目標”，低碳供應(yīng)鏈企業(yè)根據(jù)自身的技術(shù)和能源結(jié)構(gòu)等因素進行碳減排技術(shù)的投入或者碳交易，例如技術(shù)改造、新能源使用、工藝創(chuàng)新和參與碳交易。與此同時，消費者在購買產(chǎn)品時傾向于低碳產(chǎn)品，企業(yè)為了樹立良好的低碳形象，選擇承擔企業(yè)社會責任并自主投入碳減排技術(shù)，實現(xiàn)低碳供應(yīng)鏈的可持續(xù)發(fā)展。因此，考慮承擔企業(yè)社會責任和消費者低碳偏好對低碳供應(yīng)鏈碳減排和定價決策具有重要的理論和實踐意義。

國內(nèi)外學者對低碳供應(yīng)鏈碳減排和定價決策問題展開深入的研究。Xia等分析了生產(chǎn)低碳產(chǎn)品和普通產(chǎn)品兩種模式下碳交易對低碳供應(yīng)鏈的零售價格、碳減排決策的影響；王珊珊等[1]基于是否采用碳減排技術(shù)構(gòu)建四種情境下的收益模型，探討了供應(yīng)鏈投資碳減排技術(shù)的均衡策略。以上文獻都是考慮低碳供應(yīng)鏈投入碳減排技術(shù)對供應(yīng)鏈減排量和定價決策的影響，隨著碳配額與碳交易政策的提出，研究學者考慮了碳交易政策下低碳供應(yīng)鏈的決策問題。Benjaafar基于碳配額與碳交易政策，構(gòu)建了考慮碳排放成本的供應(yīng)鏈減排決策模型，討論了政府的碳配額和碳交易價格對低碳供應(yīng)鏈碳排放和定價決策的影響。楊磊等[2]考慮了在碳配額與碳交易背景下，構(gòu)建不同渠道、結(jié)構(gòu)下的供應(yīng)鏈分銷模型，采用逆向歸納法解決不同渠道、結(jié)構(gòu)下企業(yè)競爭的最優(yōu)定價與減排技術(shù)投資策略。

隨著企業(yè)碳減排投入和消費者對低碳偏好的增加，企業(yè)為了樹立良好的形象、獲得更高的利潤而選擇考慮企業(yè)社會責任，自主投入碳減排技術(shù)。企業(yè)社會責任是指企業(yè)在考慮自身利潤的同時，還需要承擔對環(huán)境、社會的責任。近年來，有學者開始將企業(yè)的社會責任和供應(yīng)鏈研究相結(jié)合，研究企業(yè)社會責任對供應(yīng)鏈的影響。Panda等從制造商和零售商方面考慮CSR，利用消費者剩余指標衡量CSR，研究結(jié)果表明CSR對供應(yīng)鏈企業(yè)的定價決策有一定的影響。Song等考慮政府補貼和CSR對供應(yīng)鏈的影響，結(jié)果表明企業(yè)社會責任可以擴大需求。此外，隨著研究學者對企業(yè)社會責任和供應(yīng)鏈的研究更加深入，有部分學者開始研究企業(yè)社會責任對供應(yīng)鏈中碳減排決策的影響。Tong Shu基于碳配額與碳交易政策，研究了企業(yè)社會責任和碳減排約束對供應(yīng)鏈回收和再制造決策的影響，結(jié)果表明企業(yè)社會責任可以提高回收積極性和減少產(chǎn)品碳排放量。林志炳等[3]研究制造商和零售商，均考慮了企業(yè)社會責任對供應(yīng)鏈定價與策略的影響，考慮了政府補貼情況下，企業(yè)社會責任對供應(yīng)鏈決策的影響。林歡[4]從企業(yè)社會責任視角，構(gòu)建了具有企業(yè)社會責任感的效用函數(shù)，分析了CSR對各成員的利潤和環(huán)境的影響。

綜上所述，以上文獻分別研究了低碳供應(yīng)鏈減排決策和供應(yīng)鏈成員考慮企業(yè)社會責任對供應(yīng)鏈的影響，但是都忽略了低碳供應(yīng)鏈在參與碳交易背景下，考慮企業(yè)社會責任和消費者低碳偏好對供應(yīng)鏈定價和減排決策的影響。因此，本文在碳配額與碳交易機制下，構(gòu)建了一個由制造商、零售商和具有低碳偏好的消費者組成的二級低碳供應(yīng)鏈，研究分析了考慮投入企業(yè)社會責任、消費者低碳偏好對低碳供應(yīng)鏈定價和減排決策的影響，并通過算例分析驗證模型的有效性，分析了企業(yè)社會責任的最優(yōu)程度范圍，為低碳供應(yīng)鏈投入碳減排技術(shù)和考慮企業(yè)社會責任提供了理論支持。

1 問題描述與符號假設(shè)

1.1 問題描述

本文中由單一制造商、單一零售商和消費者構(gòu)成的二級低碳供應(yīng)鏈，制造商作為主導(dǎo)者，確定低碳產(chǎn)品的批發(fā)價格、企業(yè)社會責任程度和碳減排技術(shù)投入，將低碳產(chǎn)品按批發(fā)價格銷售給零售商，并且參與碳交易；零售商為追隨者，確定低碳產(chǎn)品的零售價格后銷售給消費者，制造商和零售商均以實現(xiàn)自身的利潤最大化為目標。低碳供應(yīng)鏈中制造商和零售商的信息完全對稱，市場能夠完全出清。

1.2 符號說明

μ：消費者對產(chǎn)品的價格敏感系數(shù)。

d：市場對低碳產(chǎn)品的潛在需求。

p：低碳產(chǎn)品單位零售價格。

λ：消費者對低碳產(chǎn)品碳減排的敏感系數(shù)（消費者的環(huán)保意識）。

e0：低碳產(chǎn)品原始碳排放量。

e：制造商投入碳減排技術(shù)后的碳減排量，反映了制造商的碳減排技術(shù)投入程度。

β：制造商碳減排技術(shù)的投入成本系數(shù)。

w：低碳產(chǎn)品的批發(fā)價格。

c：制造商生產(chǎn)低碳產(chǎn)品的單位成本。

k：制造企業(yè)的社會責任程度。

Q：政府分配給制造商的碳配額。

Pc：每單位碳交易價格。

1.3 基本假設(shè)

假設(shè)1：假設(shè)消費者對產(chǎn)品的估值符合v～U[0，1]，消費者密度為1。消費者購買低碳產(chǎn)品的效用函數(shù)為

消費者購買產(chǎn)品的條件滿足U＞0，得出需求函數(shù)為

假設(shè)2：碳排放只產(chǎn)生于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，制造商為了減少低碳產(chǎn)品的碳排放，需要投入碳減排技術(shù)來實現(xiàn)碳減排。參考學者研究，假設(shè)碳減排成本與碳減排量呈二次關(guān)系，碳減排成本函數(shù)

假設(shè)3：在碳限額交易政策下，政府規(guī)定制造商的碳交易限額為外生變量，碳交易市場上的碳交易價格為常數(shù)，Pc（Q-（e0-e）D）表示碳交易過程中的收益或成本。

2 模型的構(gòu)建及求解

2.1 制造商不考慮CSR供應(yīng)鏈決策

在該模型中，制造商不考慮企業(yè)社會責任。公式如下：

定理1：在不考慮協(xié)調(diào)的情況下，制造商不考慮企業(yè)社會責任時產(chǎn)品的最優(yōu)批發(fā)價格、最優(yōu)零售價格、最優(yōu)碳減排水平、最優(yōu)需求量、制造商的利潤、零售商的利潤分別為

制造商和零售商的利潤函數(shù)為

2.2 制造商考慮CSR供應(yīng)鏈決策

在該情況下，制造商開始考慮企業(yè)社會責任，主要體現(xiàn)在對環(huán)境和消費者的責任。此時k≠0，且k∈[0，1]。

定理2：根據(jù)逆向求解法，可以得出考慮企業(yè)社會責任模型中供應(yīng)鏈的均衡解。

2.3 結(jié)果對比

根據(jù)上述兩種模型的最優(yōu)決策變量進行對比分析，目的在于分析制造商考慮企業(yè)的社會責任程度對供應(yīng)鏈成員的定價決策、碳減排量、利潤的影響。

2.3.1 碳減排量

命題2說明當企業(yè)的社會責任程度較低時，制造商考慮企業(yè)社會責任時的碳減排量小于不考慮企業(yè)社會責任時，此時制造商選擇不考慮企業(yè)社會責任。隨著社會責任程度的增加，制造商在考慮企業(yè)社會責任時碳減排量在增加。

2.3.2 零售價格

命題3說明當企業(yè)的社會責任程度較低時，制造商考慮企業(yè)社會責任的商品零售價格高于不考慮企業(yè)社會責任的商品零售價格，此時，制造商不愿考慮企業(yè)社會責任。當企業(yè)社會責任在[B，A]區(qū)間內(nèi)，此時制造商考慮企業(yè)社會責任時的商品零售價格低于不考慮企業(yè)社會責任時，此時，制造商愿意考慮企業(yè)社會責任。

2.3.3 制造商的利潤

命題4說明，若制造商考慮企業(yè)社會責任程度較低時，當k達到E時，制造商考慮企業(yè)社會責任時的利潤大于未考慮企業(yè)社會責任時，此時制造商才會愿意考慮企業(yè)社會責任。

2.3.4 零售商的利潤

命題5說明，當考慮企業(yè)社會責任程度較低時，企業(yè)不考慮企業(yè)社會責任時零售商的利潤大于考慮企業(yè)社會責任時，此時企業(yè)將不考慮企業(yè)社會責任。這是因為當企業(yè)考慮社會責任程度低時，考慮企業(yè)社會責任帶來的收益不足以抵消成本，所以此時將不考慮企業(yè)社會責任。當企業(yè)社會責任程度較大時，考慮企業(yè)社會責任零售商的利潤較高，此時企業(yè)愿意考慮企業(yè)社會責任。

3 數(shù)值分析

為了進一步對上述最優(yōu)決策結(jié)果進行研究，本文利用MATLAB進行算例分析。為了保證研究在可行性范圍內(nèi)，參考相關(guān)文獻的研究，并對參數(shù)賦值。Pc=1.97，e0=0.464，λ=0.405。

3.1 碳減排量

從圖1可以看出，碳減排量隨著企業(yè)社會責任程度的增加而減小，隨著消費者碳減排敏感系數(shù)的增加而降低。

圖1 碳減排量決策與投入CSR程度和消費者低碳偏好關(guān)系

對比兩種模型，當k值較小時，制造商不考慮企業(yè)社會責任時的碳減排量大；隨著k值增大，制造商考慮企業(yè)社會責任時的碳減排量大。

3.2 最優(yōu)零售價格和需求分析

圖2表明低碳產(chǎn)品的零售價格會隨著企業(yè)社會責任程度k和消費者碳敏感系數(shù)的增加而增加。當k在一定值域時，考慮企業(yè)社會責任的零售價格低于未考慮企業(yè)社會責任時。

圖3表示低碳產(chǎn)品需求量和企業(yè)考慮社會責任程度k、消費者碳敏感系數(shù)成正比，當企業(yè)社會責任程度和消費者碳敏感系數(shù)增加時，低碳產(chǎn)品需求也會隨之增加；且當k取值較大時，企業(yè)考慮投入社會責任決策的低碳產(chǎn)品需求量要大于未考慮企業(yè)社會責任時。

圖3 低碳商品需求量決策

當制造商考慮企業(yè)社會責任程度在一定值域內(nèi)時，雖然制造商投入碳減排技術(shù)水平會增加產(chǎn)品的成本，但是投入企業(yè)社會責任帶來的商譽效應(yīng)和碳交易帶來的收益可以抵消投入成本；并且隨著消費者對低碳產(chǎn)品偏好的增加，低碳產(chǎn)品的需求也會增加，此時低碳產(chǎn)品的需求量增加，商品可以以較低的零售價格出售，并且消費者愿意購買商品。

3.3 最優(yōu)利潤決策分析

由圖4可以看出，制造商和零售商的利潤隨著企業(yè)社會責任程度的增加先減少后增加，隨著消費者低碳偏好的增加而增加。當k值較小時，制造商未考慮企業(yè)社會責任時制造商和零售商的利潤較大，當k值逐漸增大時，制造商和零售商在考慮企業(yè)社會責任后利潤較大。說明消費者低碳偏好增加可以提高制造商和零售商的利潤；當制造商考慮企業(yè)社會責任大于一定值時可以增加制造商和零售商的利潤。

圖4 制造商和零售商利潤決策

4 結(jié) 論

為實現(xiàn)“雙碳目標”，低碳供應(yīng)鏈碳減排工作刻不容緩，在投入碳減排技術(shù)和參加碳交易的同時，低碳供應(yīng)鏈也提高了企業(yè)的社會責任，企業(yè)在考慮自身利益的同時考慮到對社會和環(huán)境的影響。從結(jié)果分析可以得到以下結(jié)論：首先，當制造商考慮投入企業(yè)的社會責任程度大于一定值時，制造商考慮投入企業(yè)社會責任時的碳減排量大于未考慮時，而零售價格則低于未考慮時的價格；其次，企業(yè)社會責任和消費者碳敏感系數(shù)會共同影響著低碳供應(yīng)鏈決策。當企業(yè)社會責任和消費者碳敏感系數(shù)增加時，提高低碳產(chǎn)品價格的同時也會帶來商品需求量的增加，供應(yīng)鏈中制造商和零售商的利潤也會增加。