考慮消費者低碳偏好和碳稅的供應(yīng)鏈企業(yè)決策研究

郎瑋

摘要：本文將研究由單供應(yīng)商與單制造商構(gòu)成的單周期供應(yīng)鏈。充分考慮消費者的低碳偏好，分別建立有無碳稅政策影響的決策模型，提出各企業(yè)的定價和碳減排策略。通過分析模型，探究了低碳偏好系數(shù)、碳稅稅率對于制造商決策的影響。研究發(fā)現(xiàn)碳稅和消費者低碳偏好的增加可以在一定程度上減少產(chǎn)品的單位碳排放量，利潤卻有不同幅度的下降。

Abstract： This paper studies the single-cycle supply chain composed of single-supplier and single-manufacturer. Taking full account of the low-carbon preferences of consumers， this paper respectively establishes a decision-making model with or without the impact of carbon tax policy， puts forward the pricing of enterprises and carbon emission and reduction strategy. By analyzing the model， the influence of low-carbon preference coefficient and carbon tax rate on manufacturer's decision-making is explored. The study found that the increase of carbon taxes and consumer low-carbon preferences can reduce the unit's carbon emissions to a certain extent， but reduce the profits in a different rate.

關(guān)鍵詞：消費者低碳偏好；碳稅政策；企業(yè)決策

Key words： consumer low-carbon preference； carbon tax policy； business decision-making

中圖分類號：F274；F275 獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）01-0090-03

0 引言

人類賴以生存的環(huán)境正飽受自然災(zāi)害的威脅，已經(jīng)影響到正常的生存和發(fā)展。研究表明造成氣候變暖的因素大多數(shù)是由于人類的行為，必須采取措施進而解決其不利影響。各國政府出臺了相關(guān)的行政干預(yù)政策和市場約束手段來控制企業(yè)的碳排放量。在強制企業(yè)減少碳排放方面，碳稅是一個符合企業(yè)成本效益的政府政策[1]。我國借鑒其他國家實施碳稅的成功經(jīng)驗，采取了相應(yīng)的法規(guī)措施，為制造企業(yè)發(fā)展低碳經(jīng)濟奠定了良好的基礎(chǔ)。加大碳稅政策的實施，無疑對于企業(yè)的管理產(chǎn)生了前所未有的挑戰(zhàn)，不僅要考慮利潤最大、成本最小等目標(biāo)，同時還要考慮最終產(chǎn)品的碳排放量以及企業(yè)在供應(yīng)鏈中的經(jīng)營決策問題。調(diào)查顯示消費者的環(huán)保意識已得到了大幅度的提升，低碳產(chǎn)品頗受歡迎[2]。消費者不僅關(guān)心所購買商品的性價比，而且注重所包含的碳排放量，并且愿意為碳減排而支付額外的費用。產(chǎn)品的碳排放量正在影響消費者對于產(chǎn)品的需求，這也是企業(yè)在擬定生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)劃時必須加以斟酌的問題。作為碳減排的一種重要經(jīng)濟手段，碳稅政策受到廣大學(xué)者的認(rèn)可，認(rèn)為其可以提高企業(yè)間的競爭成本[3]。王坤[4]在研究碳稅政策影響下企業(yè)決策時，將社會福利最大化作為重要目標(biāo)。Hesieh et al[5]建立了需求不確定條件下多供應(yīng)商和單制造商的供應(yīng)鏈定價和數(shù)量決策模型。不同的參數(shù)對供應(yīng)鏈成員的影響也進行了先前分析。Ji et al[6]建立了具有碳稅政策和消費者低碳偏好的雙渠道零售供應(yīng)鏈的碳減排決策模型。由研究成果可以發(fā)現(xiàn)，考慮消費者低碳偏好在企業(yè)決策中的作用已經(jīng)相對完善。但是大部分研究假定產(chǎn)品需求與碳排放量無關(guān)。在現(xiàn)實當(dāng)中，低碳偏好的增加會影響產(chǎn)品的效用函數(shù)和需求曲線，進而影響到制造企業(yè)的經(jīng)營決策。因此，在碳稅政策下，研究考慮消費者低碳偏好的企業(yè)運作具有重要的現(xiàn)實意義。

1 模型構(gòu)建

1.1 參數(shù)設(shè)定 參考文獻[7]，假定D=d-KPP-KEE（d，KP，KE≧0），消費者不僅要求產(chǎn)品具有高質(zhì)低價的特性，還要求其具有更少的碳排放。d為整體市場需求；KP為產(chǎn)品價格受需求的影響系數(shù)；P為產(chǎn)品價格；KE為消費者對于產(chǎn)品碳排放量的偏好系數(shù)；E為單位碳排放量，它的大小直接影響消費者的效用，從而影響產(chǎn)品的市場需求D。從供應(yīng)商處購買的原材料單位碳排放量為E0，而最終產(chǎn)品為E（0CW+CM，保證制造商盈利。CS為供應(yīng)商單位產(chǎn)品的邊際采購成本，假設(shè)CS

1.2 無碳稅政策的模型 制造商在生產(chǎn)產(chǎn)品時不受碳排放政策的限制，供應(yīng)鏈上的各成員秉承自身利益最大化的原則進行決策。由于市場仍存在一部分偏好低碳產(chǎn)品的消費者，所以制造商為了響應(yīng)這部分市場需求，通過加大減排手段來降低產(chǎn)品的碳排放。

1.2.1 制造商的利潤函數(shù)為∏m（P，E）=（P-CW-CM）D-PS（E0-E）2 （1）

化簡得：=-2KP<0；=-2PS<0；==-KE

當(dāng)Hessian矩陣負定，即PS>KE2/4KP時，最優(yōu)價格，最優(yōu)單位碳排放量存在且唯一。

令一階導(dǎo)等于0，聯(lián)立求解方程：

最優(yōu)價格P*=

最優(yōu)單位碳排放量E*=

將最優(yōu)解代入利潤函數(shù)，得到制造商的最大利潤

∏M*（P*，E*）=

1.2.2 供應(yīng)商的利潤函數(shù)為∏s（CW）=（CW-CS）D（2）

將最優(yōu)價格和最優(yōu)單位碳排放量代入公式（2）中，可以得到供應(yīng)商的新利潤函數(shù)為

∏'s（CW）=（3）

化簡求解得：

=；

=

因上文已假設(shè)4KPPS-KE2>0，故二階導(dǎo)小于0，存在最優(yōu)供應(yīng)商批發(fā)價格且唯一。

令一階導(dǎo)等于0，可得最優(yōu)供應(yīng)商批發(fā)價格

CW*=

將最優(yōu)解代入公式（3）中，可得供應(yīng)商的最大利潤為

∏*s'（CW*）=

所以當(dāng)PS>KE2/4KP時，無碳稅政策影響下制造商的最優(yōu)價格、最優(yōu)單位碳排放量；供應(yīng)商的最優(yōu)批發(fā)價格都存在且唯一，進而得到各自的最大利潤。

1.3 碳稅政策影響的模型 碳稅政策是指政府對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品過程中所釋放的二氧化碳排放量征收一定比例的碳排放稅，假設(shè)這部分費用需要由制造商承擔(dān)。

1.3.1 制造商的利潤為

∏M（P，E）=（P-CM-CW）D-PS（E0-E）2-PtED（4）

化簡可得：=-2KP<0；=-2（PS-KEPt）；==KPPt-KE；當(dāng)PS>KEPt且PS>（KPPt+KE）2/4KP，存在最優(yōu)價格、最優(yōu)單位碳排放量且唯一。

令一階導(dǎo)等于0，求解可得：

最優(yōu)價格P1*=

最優(yōu)單位碳排放量

E1*=

將最優(yōu)解代入公式（4），可得最優(yōu)利潤為

∏M*（P*，E*）=

1.3.2 供應(yīng)商的利潤函數(shù)為∏S（CW）=（CW-CS）D（5）

將最優(yōu)價格和最優(yōu)單位碳排放量代入公式（5），可得供應(yīng)商的最新利潤

∏'S（CW）=（6）

因二階導(dǎo)小于0，存在最優(yōu)價格、最優(yōu)單位碳排放量且唯一。

令一階導(dǎo)等于0，可得最優(yōu)批發(fā)價格

CW1？鄢=

將最優(yōu)解代入公式（6），供應(yīng)商的最優(yōu)利潤為

∏*s'（CW*）=

所以當(dāng)PS>KEPt時，碳稅政策影響下制造商的最優(yōu)價格、最優(yōu)單位產(chǎn)品碳排放量；供應(yīng)商的最優(yōu)批發(fā)價格存在，進而得到各自的最大利潤。

2 數(shù)值分析

由上文可知，無碳稅政策影響下制造商最優(yōu)單位碳排放量E*，碳稅影響下最優(yōu)單位碳排放量E1*。化簡E1*=，4KPPS-KE2>（4KPPS-KE2）-KPPt（2KE+KPPt），故1/（4KPPS-KE2）<1/[（4KPPS-KE2）-KPPt（2KE+KPPt）]

由題設(shè)可知D=d-KPP-KEE>0，P>CM+CW。所以d-KPP>0，d-KP（CM+CW）>0，即[KP（CMKE+4PSE0+CWKE）-dKE]-KPPt[d-KP（CM+CW）]<[KP（CMKE+4PSE0+CWKE）-dKE]故E>E1，表明實施碳稅政策，在一定程度上可以降低企業(yè)產(chǎn)品的碳排放量。

為了更加清晰地展現(xiàn)不同參數(shù)對供應(yīng)鏈中制造商各決策的影響變化，擬對以下參數(shù)進行敏感度分析。令d=100，KP=2，PS=3，CM=1，CW=2，E0=10。

2.1 無碳稅政策約束情況 令KE∈[1，2]，圖1為低碳偏好系數(shù)KE對制造商決策的影響。

由圖1可知，隨著系數(shù)KE的增加：①最優(yōu)價格先下降后上升。在市場初期，當(dāng)前產(chǎn)品不能滿足消費者的低碳需求，只能通過降價來刺激消費。隨著低碳經(jīng)濟進程的推進，制造商不得不投入減排技術(shù)來進行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，通過提高售價對消費者進行營銷刺激，來增加收益。②最優(yōu)單位碳排放量逐漸降低。在沒有碳稅政策的敦促下，制造商同樣會考慮消費者低碳偏好的市場需求，盡可能地采取減排措施來降低產(chǎn)品的碳排放。③利潤卻不斷下降。制造商為了響應(yīng)低碳產(chǎn)品市場的需求，會通過投資減排來革新產(chǎn)品，這無疑增加了成本，短期內(nèi)如果不合理制定決策，收益不太樂觀。

2.2 碳稅政策約束情況 制造商的決策不僅受市場中消費者的低碳偏好系數(shù)KE影響，還受政府制定的碳稅稅率Pt約束。令KE=1，Pt∈[0.3，0.5]，圖2為碳稅稅率Pt對制造商決策的影響。

由圖2可知，隨著稅率Pt的增加：①最優(yōu)價格先升高再降低。初期企業(yè)會選擇減少產(chǎn)量來降低總碳排放量。市場中產(chǎn)品產(chǎn)量下降，價格相應(yīng)地有所提高，可是價格戰(zhàn)不是長久之計，所以制造商最終還是會采取行動加大自身的碳排放力度，從而提高產(chǎn)量，價格會出現(xiàn)回彈的趨勢。②最優(yōu)單位碳排放量不斷降低，效果顯著。碳稅稅率的增高，迫使制造商必須采取減排投資來降低產(chǎn)品的碳排放量，滿足市場的需要，響應(yīng)國家的號召。③最大利潤有所下降。制造商采取減排手段，無疑增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，加上低碳產(chǎn)品暫時沒有大肆追捧時，企業(yè)會出現(xiàn)收益下降的情況。

給定稅率Pt=0.44，低碳偏好程度KE對制造商決策的影響結(jié)論與無碳稅政策時一致。

3 結(jié)論

本文考慮消費者低碳偏好的前提下，構(gòu)建有無碳稅政策影響的一對一供應(yīng)鏈模型，對兩方的價格、減排策略等信息展開研究。政府碳稅和消費者低碳偏好的增加可以降低制造商的單位產(chǎn)品碳排放量，只是實施碳稅時碳減排效果更顯著，這為政府制定合理的碳稅政策提供借鑒。企業(yè)受市場波動和政策影響會采取減排手段來降低產(chǎn)品的碳排放，由于減排投資成本較高，所以不論有無碳稅政策的影響，制造商的利潤都是下降的，但降幅不同。

對于供應(yīng)鏈中制造商的決策進行分析并初步指導(dǎo)實踐，為今后進一步研究供應(yīng)鏈上下游企業(yè)間的協(xié)調(diào)問題提供借鑒。但僅考慮一對一的供應(yīng)鏈模型，實際供應(yīng)鏈環(huán)境多為一對多、多對一、多對多等結(jié)構(gòu)；沒有進行案例實證分析，結(jié)論缺乏說服力。

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