碳減排政策下綠色供應(yīng)鏈的區(qū)塊鏈溯源技術(shù)引入策略

馮章偉　李貴萍　楊會如　金鵬

關(guān)鍵詞：綠色供應(yīng)鏈；產(chǎn)品綠色度；區(qū)塊鏈溯源；碳減排政策；博弈論

中圖分類號：F275 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-7934（2023）06-0059-13

一、引言

隨著經(jīng)濟(jì)、社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的逐漸提高，需要用于國民工業(yè)生產(chǎn)和生活消費的能源總量不斷增加，由此帶來的霧霾、全球氣候異常等大氣環(huán)境問題涌現(xiàn)，國際社會予以高度重視并提出“綠色低碳”的全球共識。2021年2月，國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》并提出要促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型，健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的生產(chǎn)體系，實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，并于7月提出《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，明確以“雙碳政策”發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)這一重大戰(zhàn)略。在生產(chǎn)運營階段，構(gòu)建綠色供應(yīng)鏈，是踐行和實現(xiàn)“綠色低碳”全球共識和實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要途徑之一。例如，華為在綠色供應(yīng)鏈構(gòu)建過程中，以供應(yīng)商碳減排為試點，將碳減排要求納入供應(yīng)商管理全流程，以實現(xiàn)整個供應(yīng)鏈綠色低碳可持續(xù)發(fā)展。

但是，構(gòu)建綠色供應(yīng)鏈仍然面臨著不少問題，如綠色投資成本過大、產(chǎn)品綠色信息夸大或造假、信息不對稱問題等，導(dǎo)致消費者對綠色產(chǎn)品信任不足和供應(yīng)鏈成員難以進(jìn)行綠色合作等難題?，F(xiàn)有綠色產(chǎn)品信息溯源系統(tǒng)可能無法向消費者保證所公開的綠色產(chǎn)品信息的真實可靠性［1］，亟需可靠的、顛覆性的新技術(shù)——區(qū)塊鏈溯源技術(shù)——來解決這個關(guān)鍵問題。

區(qū)塊鏈以去中心化的方式實現(xiàn)了信息的分布式交互，具有安全性和可追溯性等特點，可以有效地解決綠色供應(yīng)鏈發(fā)展所面臨的問題，并受到政府和企業(yè)的高度重視。2021年3月，兩會審議通過《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，重點發(fā)展區(qū)塊鏈服務(wù)平臺和供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域應(yīng)用方案。6月，工信部發(fā)布《關(guān)于加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》并指出要推動企業(yè)建設(shè)基于區(qū)塊鏈的供應(yīng)鏈管理平臺。除政策支持外，區(qū)塊鏈在供應(yīng)鏈領(lǐng)域的應(yīng)用也已得到企業(yè)的實踐。比如，沃爾瑪、聯(lián)合利華等公司聯(lián)合打造了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的食品供應(yīng)鏈溯源平臺，可實現(xiàn)食品在生產(chǎn)、流通、消費等環(huán)節(jié)信息的高效追蹤，完善了食品監(jiān)管機制，提高了食品安全的可靠性，進(jìn)而提高了消費者對產(chǎn)品的信任。

基于此，文章以綠色供應(yīng)鏈為研究對象，以發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“雙碳政策”為切入點，考慮制造商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)和零售商引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)兩種情形，研究綠色供應(yīng)鏈的定價、碳減排決策和區(qū)塊鏈溯源技術(shù)引入策略，最終為企業(yè)決策提供管理啟示和政府的碳減排政策制定提供建議。

二、文獻(xiàn)綜述

本研究主要關(guān)注綠色供應(yīng)鏈管理、基于區(qū)塊鏈溯源技術(shù)的供應(yīng)鏈管理以及碳減排決策研究三個層面的文獻(xiàn)綜述，具體地文獻(xiàn)回顧如下。

（一）綠色供應(yīng)鏈管理

1996年，美國密歇根州立大學(xué)“環(huán)境責(zé)任制造”研究組提出了綠色供應(yīng)鏈的概念［2］。綠色供應(yīng)鏈管理將環(huán)境問題納入到供應(yīng)鏈管理中，包含了一個企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計、原材料采購、產(chǎn)品制造、銷售到回收的全生命周期中考慮環(huán)境整體效益最優(yōu)化［3］。此后，很多國內(nèi)外學(xué)者對綠色供應(yīng)鏈決策的影響機理進(jìn)行了研究。比如，朱慶華和竇一杰［4］構(gòu)建了政府與兩個競爭制造商之間的三階段博弈模型，探討政府補貼、消費者環(huán)境偏好和市場競爭程度對綠色供應(yīng)鏈決策的影響。Baoetal.［5］在消費者的低碳偏好和政府補貼計劃情景下，研究了兩條垂直供應(yīng)鏈的短期/長期重復(fù)博弈行為，分析了政府補貼對成員決策和利潤的影響。此外，劉麗和韓同銀［6］和Yangetal.［7］均將雙渠道綠色供應(yīng)鏈作為研究對象，而針對供應(yīng)鏈成員的信息獲取對綠色供應(yīng)鏈決策的影響也引起了廣泛關(guān)注。例如，士明軍等［8］考慮訂貨型和庫存型兩種生產(chǎn)方案，并分別分析兩種方案下信息共享/不共享對供應(yīng)鏈成員利潤的影響。

（二）基于區(qū)塊鏈溯源技術(shù)的供應(yīng)鏈管理

區(qū)塊鏈作為一種去中心化、可追溯的分布式數(shù)據(jù)庫，在有機食品溯源體系構(gòu)建［9］、資源回收和節(jié)約方面［10］等得以建立可靠的應(yīng)用。在供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域，已有研究表明，區(qū)塊鏈賦能（信息共享、信息追溯和信任建立等途徑實現(xiàn)）下的供應(yīng)鏈的運營更加高效與安全［11］。例如，李劍等［12］針對供應(yīng)鏈協(xié)同減排效率損失問題，設(shè)計了基于區(qū)塊鏈驅(qū)動的供應(yīng)鏈協(xié)同減排信息共享機制。研究發(fā)現(xiàn)，“區(qū)塊鏈+協(xié)同減排”信息共享機制在消除信息租金的同時可以有效提高供應(yīng)鏈?zhǔn)找?。Centobellietal.［13］為了將循環(huán)供應(yīng)鏈的三個逆向物流過程——回收、再分配、再制造——與影響區(qū)塊鏈技術(shù)的三個關(guān)鍵因素（即信任、可追溯性、透明性）連接起來，設(shè)計了一個由制造商、逆向物流服務(wù)提供商和回收中心等多方組成的循環(huán)物流平臺，研究區(qū)塊鏈技術(shù)對循環(huán)物流平臺的影響。趙慧達(dá)等［14］將港口主導(dǎo)、承運人跟隨的二級航運供應(yīng)鏈作為研究對象，探討是否去中心化和區(qū)塊鏈技術(shù)投資策略對航運市場價格、數(shù)量以及航運市場經(jīng)濟(jì)效益的影響。

（三）碳減排政策和決策研究

以往的供應(yīng)鏈管理中關(guān)于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的研究，主要集中在生產(chǎn)責(zé)任延伸制和企業(yè)社會責(zé)任等［15］。目前，更多的研究以碳稅政策和碳配額交易政策為主要研究情景［16-17］，亦有結(jié)合企業(yè)社會責(zé)任和碳減排政策［18］，以期實現(xiàn)碳減排。在供應(yīng)鏈管理關(guān)于碳減排的研究中，劉碧玉等［19］在無碳排放約束、實施碳稅以及碳配額交易政策三種情景下，研究碳排放政策對制造商和再制造商運營決策及其利潤的影響。研究顯示，碳配額交易政策下兩個企業(yè)的利潤最大，政府可優(yōu)先考慮實施該政策；碳配額、碳權(quán)交易價格、單位新品/再制品碳排放量、碳稅稅率等因素對雙方?jīng)Q策和利潤影響較大，合理分配碳配額，維持碳權(quán)交易市場秩序，設(shè)定稅率是關(guān)鍵。SunandYang［20］研究了碳稅和碳配額交易政策對兩家有競爭力的制造商的影響。結(jié)果表明，當(dāng)制造商提高碳減排的效率時，碳配額交易政策比碳稅政策更有效地遏制碳排放，改善社會福利，并增強制造商的競爭力。

（四）文獻(xiàn)對比與總結(jié)

在文獻(xiàn)研究方面，對于綠色供應(yīng)鏈管理的研究主要集中在政府政策、綠色度和信息等［4-8］，不少文章對供應(yīng)鏈的碳減排決策進(jìn)行研究［17-19］，但是運用區(qū)塊鏈溯源技術(shù)對于綠色供應(yīng)鏈管理的研究卻很少［21］。與以往相關(guān)文獻(xiàn)的對比如表1所示。

表1 與以往相關(guān)文獻(xiàn)的對比

特別地，在文獻(xiàn)研究方面，需要分清“區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投資”與現(xiàn)有的“綠色技術(shù)投資”以及“碳減排技術(shù)投資”之間的差異。首先，承擔(dān)這些投資的主體是不同的?！皡^(qū)塊鏈溯源技術(shù)投資”既可以由制造商也可以是零售商承擔(dān)［12］［21］，而“綠色技術(shù)投資”以及“碳減排技術(shù)投資”主要由產(chǎn)品生產(chǎn)過程即生產(chǎn)端（制造商或供應(yīng)商）承擔(dān)［7］［18］［22］。其次，這些投資所涉及的目的是不同的。區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投資更側(cè)重于在能夠有助于回收或碳減排等非常明確的目的，而“綠色技術(shù)投資”與更廣泛的可持續(xù)供應(yīng)鏈或系統(tǒng)對接，旨在加強綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)與綠色程度的提高。

文章創(chuàng)新點體現(xiàn)在研究視角和建模方法上：第一，從有無以及誰主導(dǎo)區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投入的視角，深入研究區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投入過程中斯坦伯格博弈的內(nèi)在機理，以及關(guān)鍵因素的影響機制。第二，在建模上對于以往研究有所優(yōu)化，著重刻畫出區(qū)塊鏈技術(shù)如何提高綠色度或降低碳減排，進(jìn)而幫助消費者建立對綠色產(chǎn)品的信心，提高產(chǎn)品需求，挖掘出區(qū)塊鏈技術(shù)對綠色供應(yīng)鏈所產(chǎn)生的本質(zhì)影響。在此基礎(chǔ)上，得到了一些關(guān)鍵結(jié)論：①無論碳配額交易政策還是碳稅政策下，在制造商保證一定的碳減排技術(shù)投資成本的前提下，區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投入更有價值。只有當(dāng)區(qū)塊鏈投資成本較大且?guī)淼恼蛐Ч@著時，零售商才有動力進(jìn)行區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投資；②當(dāng)兩種碳減排政策同時考慮時，零售商偏好于碳稅政策而制造商更偏好碳配額交易政策。

三、基本模型（碳配額交易政策）

（一）模型描述與參數(shù)

構(gòu)建一個由單個制造商和零售商組成的綠色供應(yīng)鏈中，制造商是領(lǐng)導(dǎo)者，生產(chǎn)綠色產(chǎn)品和投碳減排成本，然后將產(chǎn)品批發(fā)給零售商進(jìn)行綠色產(chǎn)品的銷售。特別地，制造商在生產(chǎn)過程中需要考慮碳減排政策：第一，投入碳減排成本以降低碳排放；第二，考慮碳限額交易和碳稅政策以實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。在付出碳減排成本和考慮碳限額的約束下，權(quán)衡與之帶來的促進(jìn)消費者需求和潛在收益。進(jìn)一步地，為了更好的宣傳制造商的對于綠色產(chǎn)品的碳減排投入，考慮投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)使得消費者對于產(chǎn)品的綠色屬性的偏好進(jìn)一步增加，但不同于碳減排技術(shù)只能在生產(chǎn)階段實施，區(qū)塊鏈技術(shù)可以在生產(chǎn)階段也可以在銷售階段引入，從而使得需求進(jìn)一步增加，此時，就有兩種情形可以討論，是制造商（M）還是零售商（R）引入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)情形。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)

相關(guān)符號與說明如表2所示。

表2 相關(guān)符號與說明

（二）基本假設(shè)

基于模型描述與參數(shù)，需要以下三個關(guān)鍵假設(shè)。

假設(shè)1：參考楊德艷等［23］和NadarandErturk［24］的相關(guān)研究，將綠色產(chǎn)品生產(chǎn)成本刻畫為產(chǎn)品綠色度g（外生參數(shù)）的凸函數(shù)，即c_g=g²/2，一方面表示設(shè)計成本隨綠色度增加；另一方面，當(dāng)綠色度較大時，綠色設(shè)計將變的相對困難。

假設(shè)2：不投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)下的需求函數(shù)為D^N=α－β（1－g）p+γe，投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)下的需求函數(shù)為Dⁱ=α－β（1－g）p+γe+λb，i=R，M，其中，λ刻畫的是溯源誘發(fā)消費者對于品質(zhì)的信任意識，即區(qū)塊鏈溯源技術(shù)對消費需求的正向促進(jìn)作用［12］［21］，且將區(qū)塊鏈投資成本為kb²/2。

假設(shè)3：參考唐書傳等［18］和SunandYang［20］的相關(guān)研究，碳減排投資成本為ηe²/2，如果在碳稅政策下，制造商需繳稅t·（e0－e）·D^N；如果在碳限額政策下，制造商需要購買一定的碳配額，成本為［（e₀－e）·D^N－E］⁺·P_e。

（三）不同情景下的利潤函數(shù)

分別構(gòu)建不投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)、零售商或制造商投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)的綠色供應(yīng)鏈模型，即考慮三種情景。

情景1：不投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)（N）

需求和零售商、制造商的利潤函數(shù)分別如下：

其中，［（e₀－e）·D^N－E］⁺·p_e是制造商需要購買或出售的碳交易額，ηe²/2是碳減排成本。

博弈順序：①制造商決定產(chǎn)品的批發(fā)價格w和碳減排水平e；②在觀察到制造商的決策后，零售商決定產(chǎn)品的零售價格p。

情景2：制造商投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)（M）

其中，kb²/2是制造商承擔(dān)的區(qū)塊鏈溯源技術(shù)投資成本。

博弈順序：①制造商決定產(chǎn)品的批發(fā)價格w和碳減排水平e以及區(qū)塊鏈溯源水平b；②在觀察到制造商的決策后，零售商決定產(chǎn)品的零售價格p。

情景3：零售商投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)（R）

博弈順序：①制造商決定產(chǎn)品的批發(fā)價格w和碳減排水平e；

②在觀察到制造商的決策后，零售商決定產(chǎn)品的零售價格p和區(qū)塊鏈溯源水平b。

基于以上利潤函數(shù)和博弈順序，通過逆向歸納法可以得到不投入和制造商/零售商分別投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)情境下的均衡解，如表3所示。

表3 三種情境下的均衡解

（四）靈敏度分析與不同情景下的比較

四、擴展模型（碳稅政策）及數(shù)值模擬

五、相關(guān)證明過程

六、結(jié)語

文章研究了由制造商和零售商組成的綠色供應(yīng)鏈的區(qū)塊鏈溯源技術(shù)的引入策略選擇及碳減排政策偏好問題。文章從循環(huán)經(jīng)濟(jì)視角出發(fā)，考慮了政府碳交易配額政策和碳稅政策兩種情境，分別探討了綠色供應(yīng)鏈的定價、碳減排決策和區(qū)塊鏈溯源技術(shù)的引入策略，著重探索引入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)的主體和動機及其關(guān)鍵因素的影響機理。研究結(jié)果表明，只有當(dāng)碳減排技術(shù)投資成本因子較大時，即碳減排投資效果較好時，才能夠加大綠色產(chǎn)品對于制造商的利潤貢獻(xiàn)。無論碳配額交易還是碳稅政策下，在保證一定的碳減排技術(shù)投資成本的前提下，無論制造商還是零售商投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)情景都是有價值的。因此，在碳減排技術(shù)已經(jīng)成熟前提下，投入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)更能夠促進(jìn)碳減排水平、提高批發(fā)/零售價格，進(jìn)而促進(jìn)需求以及制造商/零售商利潤。特別地，當(dāng)區(qū)塊鏈投資成本因子足夠大時，制造商在其自身投資區(qū)塊鏈技術(shù)的情景下更受益，但零售商投資區(qū)塊鏈溯源技術(shù)時能夠帶來雙贏。此外，當(dāng)兩種碳減排政策同時考慮時，零售商偏好于碳稅政策而制造商更偏好碳配額交易政策。

文章存在一定的局限性，有待進(jìn)一步的研究。文章假設(shè)綠色供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品綠色度是外生的，如果內(nèi)生化可能誘發(fā)新的結(jié)論。此外，文章側(cè)重兩種典型的碳減排情境（碳配額交易和碳稅政策）下引入?yún)^(qū)塊鏈溯源技術(shù)是否以及引入主體的影響，較少關(guān)注其他碳減排政策對以上研究的影響，未來研究可以針對現(xiàn)有不足進(jìn)行進(jìn)一步拓展。

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IntroductionStrategyofBlockchainTraceabilityTechnologyinthe

GreenSupplyChainunderCarbonEmissionReductionPolicy

FENGZhang-wei1，LIGui-ping1，YANGHui-ru1，JINPeng2

（1.SchoolofBusiness，NingboUniversity，Zhejiang，Ningbo315211;

2.CollegeofFinance&Information，NingboUniversityofFinance&Economics，Zhejiang，Ningbo315175）

Abstract：

Thisstudyfocusesonthecarbonemissionreductionpoliciesofthegovernment，specificallyexaminingtwoscenarios：thegovernmentcarboncap-and-tradepolicyandthecarbontaxpolicy.Itestablishesagreensupplychaincomprisingasinglemanufacturerandaretailer，withthemanufactureractingastheleaderbyproducinggreenproductsandinvestingincarbonemissionreductioncosts.Theresearchinvestigatesthepricingandcarbonemissionreductiondecisionofthegreensupplychain.

Additionally，toaddressconcernsregardingtheauthenticityandreliabilityofdisclosedgreenproductinformationtoconsumers，thestudyintroducesblockchaintraceabilitytechnology.Itexploresthesubject，motivation，andinfluencemechanismofkeyfactorsrelatedtotheadoptionofblockchaintraceabilitytechnology.

Underthecarboncap-and-tradepolicy，wefindthat：（1）Onthepremisethatthemanufacturer（ortheretailer）guaranteesacertaininvestmentcostoflow-carbontechnology，investingblockchaintraceabilitytechnologycanpromotethelevelofcarbonemissionreduction，increasewholesale/retailprices，andthuspromotedemandandprofits;（2）whentheblockchaininvestmentcostfactorissufficientlyhigh，themanufacturerbenefitsmoreinthecaseofitsowninvestmentinblockchaintechnology.Whileinvestingblockchaintraceabilitytechnologybytheretailercanledawin-winsituation.Inaddition，underthecarbontaxpolicy，theaboveconclusionsarerobustness.However，whenbothtypesofcarbonreductionpoliciesareconsidered，theretailerprefersthecarbontaxpolicywhilethemanufacturerprefersthecarboncap-and-tradepolicy.

Keywords：greensupplychain;thegreenleveloftheproduct;blockchaintraceability;carbonemissionreductionpolicy;gametheory