產(chǎn)能約束下考慮碳稅和低碳偏好的供應鏈新/再制造品減排決策和協(xié)調

朱 晨,馬 靜+,張驥驤,2

(1.南京航空航天大學 經(jīng)濟與管理學院,江蘇 南京 210007;2.中國社會科學院數(shù)量經(jīng)濟與技術經(jīng)濟研究所,北京 100732)

0 引言

近年來,溫室效應等氣候問題日益嚴峻,受到各國的重視。我國在碳減排方面已經(jīng)取得良好的成效,根據(jù)《中國應對氣候變化的政策與行動2019年度報告》顯示,我國2018年碳排放強度只有2005年的54.2%,同時計劃在“十四五”期間持續(xù)落實碳減排強度。隨著今年兩會“碳達峰”和“碳中和”目標的提出,越來越多企業(yè)面臨著更為嚴峻的環(huán)境壓力,走可持續(xù)低碳發(fā)展道路成為企業(yè)必經(jīng)之路,例如沃爾瑪、IBM、海爾、格力等企業(yè)都在其產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)和銷售等環(huán)節(jié)考慮低碳因素,并實行碳減排來減少對環(huán)境的污染[1]。

碳減排行為通常會受到供應鏈外部和企業(yè)自身因素的影響,其中外部因素主要有碳政策和顧客低碳偏好兩大因素。碳稅和碳交易政策是政府規(guī)制碳市場的兩種常用手段,相比通過建立碳交易市場來減少碳排放的方式,碳稅政策更加簡單高效[2],我國目前也采用碳稅政策來管控多個行業(yè)中污染企業(yè)的碳排放[3],因此本文僅考慮碳稅政策。YENIPAZARLI[4]從經(jīng)濟、環(huán)境和社會三方共贏角度研究了碳稅政策下制造商的最優(yōu)減排策略。還有學者將碳稅與回收渠道、協(xié)調契約或其他政策結合展開研究,DOU等[5]比較了不同回收模式下的供應鏈經(jīng)濟和環(huán)境效益;DING等[6]探討了碳稅和回收政策影響下的再制造產(chǎn)品和碳減排決策,發(fā)現(xiàn)碳減排總能增大消費者剩余;ZHAO等[7]考慮零售商的風險規(guī)避特征,發(fā)現(xiàn)設計契約可以減少無效碳排放并提高供應鏈利潤。隨著碳政策的實施和低碳理念的深入,消費者的環(huán)保意識逐漸加強,更傾向于購買綠色度更高的低碳產(chǎn)品[8],促使企業(yè)主動采取碳減排來提高產(chǎn)品的低碳程度。在涉及低碳偏好的文獻中,WANG等[9]在不同權利結構下討論了供應鏈碳減排行為,發(fā)現(xiàn)成本分擔和批發(fā)價格契約均能實現(xiàn)供應鏈的聯(lián)合減排行為;SUN等[10]在低碳偏好基礎上考慮碳減排技術的滯后時間,發(fā)現(xiàn)這兩個因素均能促進制造商的碳減排轉移水平;DU等[11]分析了消費者低碳偏好對供應鏈碳減排的影響,發(fā)現(xiàn)無論是否進行協(xié)調,制造商的碳減排水平始終與集中情形下的最優(yōu)解保持一致。在碳交易政策下,郭軍華[12]考慮制造商的清潔度,并分析碳配額和低碳偏好對最優(yōu)決策的影響;劉名武等[13]則考慮碳減排的技術特征,通過構建動態(tài)優(yōu)化模型得到實現(xiàn)供應鏈雙贏的條件。

碳稅政策和消費者低碳偏好都會對企業(yè)的減排決策產(chǎn)生影響,企業(yè)自身因素同樣也會影響其碳減排決策。通常企業(yè)生產(chǎn)能力是有限的[14],其產(chǎn)能往往與企業(yè)規(guī)模、資金約束、原材料供應和技術水平等有關,尤其在低碳背景下,企業(yè)需要控制生產(chǎn)過程中的碳排放,因此考慮產(chǎn)能對企業(yè)生產(chǎn)運作和碳排放的影響十分必要。在涉及產(chǎn)能約束的研究中,ZHANG等[15]考慮消費者低碳偏好對訂貨量的影響,發(fā)現(xiàn)制造產(chǎn)能足夠大時不會影響最優(yōu)訂貨量,產(chǎn)能較小時會使渠道利潤和訂貨量減小;龔本剛等[16]在模型中考慮制造商產(chǎn)能約束和消費者雙重偏好,分析了產(chǎn)能和消費者偏好對減排和生產(chǎn)決策的影響;肖敏等[17]研究了回收率獎懲機制對制造商不同合作模式的影響。另一方面,企業(yè)自身的再制造行為也會影響其碳減排行為,隨著可持續(xù)理念的深入,部分制造商利用回收部件進行生產(chǎn),但也存在大量的傳統(tǒng)制造企業(yè)仍然使用全新原材料進行生產(chǎn),例如電子書行業(yè),亞馬遜在生產(chǎn)Kindle時使用廢舊零部件制成的再制造部件,而掌閱公司則采用全新原材料生產(chǎn)其電子閱讀器。和全新制造產(chǎn)品相比,再制造產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和碳排放量往往更低,具有更強的低碳和環(huán)保屬性[18]。因此,再制造行為會導致這兩類制造商采用不同的減排策略,同時碳稅政策和低碳偏好也會對這兩類制造商的最優(yōu)決策產(chǎn)生影響,使市場競爭更加多樣和復雜。

通過上述文獻梳理可以發(fā)現(xiàn),碳稅政策、消費者低碳偏好、產(chǎn)能約束和再制造行為會影響供應鏈企業(yè)的最優(yōu)決策,然而鮮有文獻能夠同時考慮這4種因素?；谝陨纤伎?本文考慮碳稅、低碳偏好和產(chǎn)能約束對碳減排的影響,研究了雙寡頭制造商(其中制造商1利用全新原材料,制造商2利用部分再制造部件生產(chǎn))和零售商組成的二級供應鏈中的產(chǎn)品定價和減排決策,主要解決以下問題:①當考慮產(chǎn)能約束時,碳稅政策和低碳偏好分別對兩類制造商的最優(yōu)定價和碳減排策略產(chǎn)生何種影響;②不同決策情形下產(chǎn)能變化和低碳偏好對供應鏈碳減排行為、定價決策和利潤的影響;③存在產(chǎn)能約束時,采用何種協(xié)調契約解決分散決策產(chǎn)生的“雙重邊際化”現(xiàn)象。

1 模型和假設

1.1 模型描述

如圖1所示,供應鏈模型由兩個制造商和一個零售商構成,其中制造商1利用全新的原材料進行生產(chǎn)(該類產(chǎn)品簡稱新產(chǎn)品),制造商2同時采用再制造部件和全新原材料進行生產(chǎn)(該類產(chǎn)品簡稱為再制造品)。制造商1和制造商2將新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品分別以Wn和Wr的價格批發(fā)給零售商,然后零售商將新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品分別以Pn和Pr的零售價格出售給顧客,顯然Pn>Wn,Pr>Wr。在碳稅政策影響下,制造商對生產(chǎn)過程的碳排放繳納相應的稅,假設新產(chǎn)品和再制造品的生產(chǎn)成本分別為Cn和Cr,單位初始碳排放水平分別為e0和e1,其中Cr包含廢舊產(chǎn)品的回收成本。在消費者低碳偏好和碳稅共同影響下,制造商會投入資金研發(fā)低碳技術,減排后單位新產(chǎn)品和再制造品的碳排放水平分別為en和er,單位新產(chǎn)品和再制造品減排量表示為ΔEn=e0-en,ΔEr=e1-er,各自對應的生產(chǎn)成本表示為Cn+ens,Cr+ers,其中s為單位碳排放征收的碳稅。本文的主要參數(shù)和說明如表1所示。

表1 主要符號和說明

1.2 基本假設和符號說明

本文提出以下假設:

(1)制造商1、制造商2和零售商均為完全理性,追求各自利潤的最大化。

(2)制造商1和制造商2作為雙寡頭在供應鏈中處于主導地位[19]。

(3)假設制造商2采用的再制造部件通過處理可以達到與利用全新原材料生產(chǎn)的部件相同的質量和性能,兩者均能達到產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,例如亞馬遜Kindle在回收舊塑料殼的基礎上加入50%左右原材料得到了全新的Kindle塑料外殼,兩者在外觀和質量上不存在差異。因此本文再制造品和新產(chǎn)品可以認為是功能相同的同質產(chǎn)品[20-21],它們之間的差異僅體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中成本和初始碳排放水平的不同,滿足e0>e1[6,18],Cn>Cr[20-21]。

(4)參考文獻[22-23],新產(chǎn)品和再制造品的減排成本分別為h1(e0-en)2/2和h2(e1-er)2/2,其中h1,h2為碳減排成本系數(shù)。由于本文不考慮新產(chǎn)品和再制造品之間的差異,認為兩者是同質產(chǎn)品,根據(jù)鄧萬江等[24]的研究,假設h1=h2=h成立。

(5)消費者在購買時可以通過產(chǎn)品的低碳標簽獲取商品的低碳信息,且企業(yè)碳減排行為可以在一定程度上擴大產(chǎn)品的市場需求。結合LIU等[25]和龔本剛等[16]設立的需求函數(shù),考慮消費者低碳偏好及同質產(chǎn)品之間的替代關系,本文新/再制造品的需求函數(shù)分別為:

Dn=Q1-Pn+βPr+γ(e0-en);

(1)

Dr=Q2-Pr+βPn+γ(e0-er)。

(2)

式中:Dn和Dr分別為新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的需求量;Q1和Q2分別為制造商1和制造商2的市場容量[15];Pn和Pr為新產(chǎn)品和再制造品的零售價格;β為產(chǎn)品替代系數(shù),且0<β<1表示產(chǎn)品自身價格變動對需求量的影響程度更大;γ為消費者的低碳偏好系數(shù),γ>0表明減排行為可以促進產(chǎn)品的需求量。當不采取任何減排措施,即滿足條件en=e0,er=e1時,新產(chǎn)品和再制造品的需求量分別為Dn=Q1-Pn+βPr,Dr=Q2-Pr+βPn+γ(e0-e1),可以發(fā)現(xiàn)顧客對低碳程度較高的再制造品仍存在一定偏好,該需求函數(shù)能夠體現(xiàn)新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品之間的初始低碳程度差異對產(chǎn)品需求的影響。

(6)制造商的生產(chǎn)能力是有限的,兩者產(chǎn)能分別為Kn和Kr,假設制造商充分利用產(chǎn)能進行生產(chǎn),新產(chǎn)品和再制造品的產(chǎn)量剛好滿足市場需求[16-17,26],且不超負荷生產(chǎn)。

2 模型建立與分析

當考慮制造商產(chǎn)能約束時,在分散決策情形下考慮3種不同情形,其中H表示碳稅影響下的分散決策情形,X表示低碳偏好影響下的分散決策情形,S為共同影響下的分散決策情形,通過對比分析可以得到碳稅和低碳偏好對供應鏈最優(yōu)定價、減排決策和利潤的影響。接著以聯(lián)合決策情形C下的最優(yōu)解為基準設計產(chǎn)能約束下的協(xié)調機制。

2.1 分散決策情形

分散決策下,制造商1、制造商2和零售商作為獨立的個體進行決策。由于制造商1和制造商2作為雙寡頭在供應鏈中處于主導地位,決策順序如下:首先制造商1和制造商2同時決定新產(chǎn)品和再制造品的批發(fā)價格Wn和Wr,以及采取低碳技術后新產(chǎn)品和再制造品的碳排放水平en和er;接著零售商根據(jù)制造商的批發(fā)價格決定新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的零售價格Pn和Pr。

2.1.1 碳稅影響下的分散決策情形

當只考慮碳稅政策時,新/再制造品的需求函數(shù)為Dn=Q1-Pn+βPr,Dr=Q2-Pr+βPn,此時制造商1、制造商2和零售商的目標利潤函數(shù)為:

Dn(Wn-Cn-ens)-h(e0-en)2/2;

(3)

Dr(Wr-Cr-ers)-h(e1-er)2/2;

(4)

Dn(Pn-Wn)+Dr(Pr-Wr)。

(5)

s.t.

Q1-Pn+βPr=Kn;

Q2-Pr+βPn=Kr。

根據(jù)博弈順序,利用Stackelberg理論得到命題1,本文的證明過程請見附錄。

2.1.2 低碳偏好影響下的分散決策情形

當只考慮低碳偏好時,制造商1、制造商2和零售商的目標利潤函數(shù)為:

Dn(Wn-Cn)-h(e0-en)2/2;

(6)

Dr(Wr-Cr)-h(e1-er)2/2;

(7)

Dn(Pn-Wn)+Dr(Pr-Wr)。

(8)

2.1.3 共同影響下的分散決策情形

當同時考慮低碳偏好和碳稅時,制造商1、制造商2和零售商目標利潤函數(shù)分別為:

Dn(Wn-Cn-ens)-h(e0-en)2/2;

(9)

Dr(Wr-Cr-ers)-h(e1-er)2/2;

(10)

Dn(Pn-Wn)+Dr(Pr-Wr)。

(11)

s.t.

Q1-Pn+βPr+γ(e0-en)=Kn;

Q2-Pr+βPn+γ(e0-er)=Kr。

推論1說明當制造商產(chǎn)能增大時,碳減排成本系數(shù)h的相對大小會影響供應鏈成員的定價調整策略,其閾值與碳稅和低碳偏好大小有關。當產(chǎn)能增大時,為了充分利用制造商產(chǎn)能,提高產(chǎn)品碳減排量和降低零售價格是刺激市場需求的有效途徑。當h<Δ2時,碳減排成本系數(shù)較低,制造商更愿意提高產(chǎn)品的碳減排來滿足顧客的低碳偏好,達到提高產(chǎn)品需求量的目的,該情形下,即使制造商和零售商適當提高其定價策略,也能保證穩(wěn)定的需求量;當Δ2Δ1時,碳減排成本系數(shù)較大,碳減排成本很高,無論制造商還是零售商均傾向于采取降價策略來提高需求量。

通過觀察推論1可以發(fā)現(xiàn),無論產(chǎn)能如何變化,制造商始終會保持相同的批發(fā)價格策略調整方向,零售商也會同步調整新/再制造品的定價策略。另外,由于閾值與碳稅和低碳偏好正相關,碳減排成本系數(shù)固定時,如果提高碳稅或消費者低碳偏好,則當產(chǎn)能增大時,出現(xiàn)h<Δ2情形的可能性提高,制造商和零售商都更有可能提高其產(chǎn)品的定價。

2.1.4 對比分析

通過對比分析上述3種情形,得到以下推論:

推論2表明產(chǎn)能約束下,消費者低碳偏好和碳稅政策均可有效推動制造企業(yè)的碳減排行為,但同時也使寡頭制造商和零售商提高其定價策略。特別地,無論新產(chǎn)品還是再制造品,其對應的批發(fā)價格和零售價格的增量總保持一致。

推論3產(chǎn)能約束下:①消費者低碳偏好對新產(chǎn)品和再制造品定價策略的影響大于碳稅政策帶來的影響;②當γ>s時,低碳偏好比碳稅政策更能促進寡頭制造商的碳減排行為;③碳稅政策只有在一定條件下才能夠增加制造商利潤,而低碳偏好始終對提高制造商利潤有著積極作用。另外,碳稅和低碳偏好都不會影響零售商最優(yōu)利潤。

推論2和推論3表明:

(1)低碳偏好和碳稅政策都只會影響零售商的定價策略,而不影響其最優(yōu)利潤。

(2)低碳偏好對新產(chǎn)品和再制造品的減排以及制造企業(yè)利潤的提高均有積極作用,因此政府應當加強環(huán)保和低碳宣傳,進一步樹立人們的低碳消費價值觀。

(3)實施碳稅政策雖然可以促進企業(yè)碳減排,但是也增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本,制造企業(yè)可以通過技術創(chuàng)新等方式有效控制碳減排成本來增加利潤。

2.2 聯(lián)合決策情形

在聯(lián)合決策下,供應鏈成員不再作為獨立的個體進行決策,而是聯(lián)合起來作為一個整體進行碳減排和價格決策,以追求供應鏈整體利潤最大化。此時的目標利潤函數(shù)如下:

maxπC=Dn(Pn-Cn-ens)+Dr(Pr-Cr-ers)-

(12)

s.t.

Q1-Pn+βPr+γ(e0-en)=Kn;

Q2-Pr+βPn+γ(e0-er)=Kr。

推論4的結論和推論1結論類似,不同的是,當減排成本系數(shù)處于中間值,即Δ4

2.3 綜合比較

將聯(lián)合決策情形C和分散決策情形S下的最優(yōu)解進行比較,可以得到以下推論:

推論5①分散情形下新/再制造碳減排量只受自身產(chǎn)能的影響,而聯(lián)合情形下新/再制造品的碳減排量受兩個制造商產(chǎn)能共同影響,且制造商自身產(chǎn)能變化對其產(chǎn)品的碳減排量影響更顯著;②兩種情形下,新產(chǎn)品和再制造品碳減排量的相對大小均由各自生產(chǎn)廠商產(chǎn)能的相對大小決定。

推論5和6表明:

(1)與分散決策相比,聯(lián)合情形下新/再制造品的零售價格和碳減排水平更高。

(2)從顧客效用角度出發(fā),聯(lián)合情形下制造商投入更多低碳技術更好地滿足了顧客低碳效用,但是零售價格的提高減少了消費者效用,因為低碳效用的增加彌補了定價效用的損失,所以消費者剩余保持不變。

(3)從環(huán)境角度出發(fā),聯(lián)合情形下制造商的單位產(chǎn)品碳排放水平更低,生產(chǎn)過程中的碳總排放量也更低,對環(huán)境的污染更小。

(4)聯(lián)合情形下的供應鏈整體利潤高于分散情形,其原因是在分散決策時,各個主體的目標函數(shù)不一致,導致存在雙重邊際效應,造成了效率的損失,因此要建立協(xié)調契約對供應鏈進行優(yōu)化。

2.4 協(xié)調契約設計

建立協(xié)調契約是為了提高產(chǎn)品的碳減排量以及供應鏈成員的利潤。通過契約實現(xiàn)協(xié)調是一種常用的方式[16,21,27-28],制造商1和制造商2作為雙寡頭,有動機為了提升自身利潤通過合作的方式向零售商提供契約。如果協(xié)調后能夠顯著改善供應鏈各成員利潤,則理性的零售商也會自覺履行該契約,用上標L表示協(xié)調情形。

(13)

(14)

(15)

命題5協(xié)調契約下,新產(chǎn)品和再制造品的最優(yōu)批發(fā)價為

βhQ2+γsKn-2hKn+hQ1)/[(1-β2)h]+

(β2γ2Kn+2βγ2Kr+γ2Kn)/[(1-β2)2h],

+γsKr-2hKr+hQ2)/[(1-β2)h]

+(β2γ2Kr+2βγ2Kn+γ2Kr)/[(1-β2)2h]。

命題6采取該契約后,供應鏈整體利潤和聯(lián)合情形下的供應鏈整體利潤一致,但是零售商利潤不發(fā)生變化。

命題7表明,本文提出的協(xié)調費用—利潤分享契約可以實現(xiàn)供應鏈的Pareto優(yōu)化,契約中利潤分享比例的具體值由寡頭制造商雙方談判能力決定[29]。

3 案例分析

本章通過案例來對比分析不同情形下的最優(yōu)決策和利潤,并重點研究重要參數(shù)對供應鏈最優(yōu)碳減排和定價決策的影響。以電子閱讀器為例,A公司和B公司是該行業(yè)中的兩大龍頭公司,其中A公司利用全新部件進行生產(chǎn),而B公司利用部分再制造部件(如閱讀器外殼、閱讀燈等)進行生產(chǎn)。不考慮外觀和其他因素,兩個公司生產(chǎn)的閱讀器在功能和機構上無明顯差異。在碳稅和低碳偏好的影響下,這兩家公司均投入低碳技術來減少碳排放。為了確保存在最優(yōu)解,參考文獻[16],對相關參數(shù)進行標準化處理,各參數(shù)和賦值如表2所示。

表2 各參數(shù)賦值

3.1 不同情形的對比分析

根據(jù)所給參數(shù)可以得到不同情形下的最優(yōu)解,結果如表3所示。

表3 不同情形下供應鏈的最優(yōu)解

通過對比可以發(fā)現(xiàn):

(1)產(chǎn)能約束下,碳稅和低碳偏好均有利于促進企業(yè)的碳減排行為,且案例中滿足γ>s,因此低碳偏好對碳減排的影響大于碳稅政策的影響,驗證了推論3。

(2)當僅考慮低碳偏好或碳稅政策影響時,產(chǎn)品零售價和批發(fā)價格的增幅總保持一致。

(3)消費者的低碳偏好有利于制造商利潤的增長,而碳稅政策可能會對制造商利潤造成損失。另外,碳稅和低碳偏好都不會影響零售商的利潤。

(4)當考慮碳稅和低碳偏好共同影響時,聯(lián)合決策下新產(chǎn)品和再制造品的碳減排量均高于分散決策情形,且供應鏈整體利潤更優(yōu)。

3.2 低碳偏好對供應鏈的影響

首先分析消費者低碳偏好對產(chǎn)品碳減排量和零售價格的影響情況。令γ在[1,5]之間變化,其他參數(shù)的值保持不變。圖2a所示為不同情形下的碳減排變化,可以發(fā)現(xiàn),當消費者低碳偏好增大時,產(chǎn)品的碳減排量均增大,因此提高消費者的低碳偏好有助于促進企業(yè)的碳減排行為,政府要加強低碳教育的宣傳,進一步樹立人們的低碳環(huán)保意識。算例中滿足Kn>Kr,可以發(fā)現(xiàn),兩種情形下新產(chǎn)品的碳減排量總高于再制造品,且聯(lián)合決策下兩者的碳減排量更優(yōu)。圖2b所示為零售價格隨低碳偏好變化的情況,可以發(fā)現(xiàn),聯(lián)合決策下的最優(yōu)零售價格總高于分散情形下的水平,且供應鏈對市場變化可以快速調整價格策略。

圖3所示為供應鏈整體利潤隨低碳偏好系數(shù)變化的情況,可以發(fā)現(xiàn),提高消費者低碳偏好有利于供應鏈整體利潤增長,且聯(lián)合決策下的供應鏈整體利潤總是優(yōu)于分散決策情形,其隨低碳偏好變化的速度更快。說明聯(lián)合決策使供應鏈中的企業(yè)更快地對市場變化做出反應,供應鏈整體運作效率更高,因此采取協(xié)調契約改善分散決策下的供應鏈效率十分重要。

3.3 產(chǎn)能對供應鏈的影響

圖4所示為分散決策下產(chǎn)能對碳減排量的影響,可見產(chǎn)品的碳減排量只與自身產(chǎn)能正相關。而在聯(lián)合決策下,新產(chǎn)品和再制造品的碳減排量不僅和自身產(chǎn)能正相關,還和對方產(chǎn)能正相關,如圖5所示。通過觀察可見,只要制造商其中一方增大產(chǎn)能,就能提高產(chǎn)品的碳減排量。通過比較圖像傾斜程度可以發(fā)現(xiàn),自身產(chǎn)能始終是影響其產(chǎn)品碳減排量的主要因素。

接下來分析產(chǎn)能變化對新產(chǎn)品和再制造品零售價格的影響。根據(jù)所給參數(shù),案例中碳減排成本系數(shù)較大,滿足h>max{γ2+γs,sγ+2γ2/(1-β2)}。通過圖6可以發(fā)現(xiàn),在分散和聯(lián)合情形下,新產(chǎn)品和再制造產(chǎn)品的零售價格均隨各自產(chǎn)能的增大而減小,說明當減排成本較大時,如果制造商產(chǎn)能增大,零售商都會采取降價策略來穩(wěn)定市場需求,驗證了推論1和推論4。

3.4 協(xié)調契約分析

根據(jù)設計的協(xié)調契約,假設協(xié)調契約中制造商們支付給零售商的協(xié)調成本T=100,通過所給參數(shù)值計算出比例參數(shù)θ的取值范圍為0.483<θ<0.507。分別取θ=0.49和θ=0.5,記作協(xié)調契約1和協(xié)調契約2,協(xié)調后的結果如表4所示。

表4 協(xié)調后供應鏈的最優(yōu)解

4 結束語

低碳背景下,本文從供應鏈外部和企業(yè)自身因素兩個維度出發(fā),考慮碳稅、消費者低碳偏好和產(chǎn)能約束對企業(yè)碳減排的影響,對比分析了不同決策情形下新/再制造品的碳減排和定價決策,并實現(xiàn)了供應鏈協(xié)調。結果表明:

(1)產(chǎn)能約束下,消費者低碳偏好和碳稅政策均可有效促進制造企業(yè)的碳減排行為,但同時也使供應鏈成員提高其定價策略。從利潤角度來看,低碳偏好始終對提高制造商利潤具有積極的作用,而碳稅可能給制造商利潤造成損失。另外,碳稅和低碳偏好都不會影響零售商最優(yōu)利潤。

(2)當制造商產(chǎn)能增大時,產(chǎn)品的減排量提高,同時減排成本系數(shù)的大小會影響企業(yè)的定價調整策略,其閾值由碳稅和低碳偏好共同決定。當?shù)吞汲杀鞠禂?shù)固定時,如果政府提高碳稅價格或消費者偏好,則供應鏈成員更有可能采取提高產(chǎn)品定價的策略。

(3)和分散決策相比,聯(lián)合決策下的產(chǎn)品碳減排量和供應鏈整體利潤更優(yōu),而且對市場的反應更加快速。針對產(chǎn)能約束下分散決策導致的效率損失問題,本文設計的協(xié)調費用—利潤分享契約可以完美協(xié)調供應鏈。

本文貢獻主要有3點:

(1)在供應鏈減排問題中,除了考慮了碳稅和低碳偏好等供應鏈外部因素外,還從企業(yè)自身出發(fā)考慮了制造商再制造行為和產(chǎn)能約束對減排的影響。

(2)對比分析了分散決策下的3種不同情形來研究產(chǎn)能約束下低碳偏好和碳稅對新/再制造品減排、定價和利潤的影響。

(3)針對產(chǎn)能約束下的供應鏈協(xié)調問題,設計了協(xié)調費用—利潤分享的協(xié)調契約來實現(xiàn)供應鏈Pareto優(yōu)化,豐富了供應鏈協(xié)調契約的應用場景。

下一步將結合政府的其他碳政策研究供應鏈的最優(yōu)決策問題,并對雙渠道銷售模式和消費者的渠道偏好展開分析。

附錄

由上式進一步可得:

可解得制造商1和制造商2的批發(fā)價格和碳減排水平,將結果代入最優(yōu)反應函數(shù)式中,即可獲得命題1結論。證畢。

命題4證明對式(12)求關于Pn,Pr,en,er的海塞矩陣,可得

通過觀察,易得一階主子式小于0,二階主子式大于0,當三階主子式滿足βX0時,供應鏈利潤函數(shù)是關于其決策變量的嚴格凹函數(shù),存在唯一最優(yōu)解使得利潤最優(yōu)。因此得到條件Y>max{X-β2s,βX}時,存在唯一最優(yōu)解。其中X=βγs+βγ-2βh+2βs,Y=γ2+γs+γ-2h+s。接著對供應鏈整體利潤函數(shù)構建拉格朗日函數(shù)求解最優(yōu)值。證畢。