基于價值鏈協(xié)同的民航碳減排成本共擔契約機制研究

摘" 要：價值鏈協(xié)同減排機制是落實碳排放責任、激發(fā)減排積極性的關鍵。以民航產業(yè)鏈為研究對象，構建了不確定性市場需求下航空器制造商主導型和航空公司主導型Stackelberg博弈模型，分析民航實現(xiàn)協(xié)同減排的條件、分攤比例及經濟后果。研究結論顯示：（1）消費者的低碳偏好對航空價值鏈碳減排努力有正向影響；（2）成本共擔契約模式更能促進航空器訂購量的提升和價值鏈總利潤的提升；（3）成本共擔模式促進了碳減排水平的提升。

" 關鍵詞：價值鏈協(xié)同；民航；碳減排；成本共擔；機制設計

" 中圖分類號：X321; F205" " 文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.05.019

Abstract： The value chain collaborative emission reduction mechanism is the key to implementing carbon emission responsibilities and stimulating emission reduction enthusiasm. Taking the civil aviation industry chain as the research object and the single cycle newsboy model as the research object， a Stackelberg game model was constructed for aircraft manufacturers and airlines under uncertain market demand. The conditions， sharing ratios， and economic consequences of achieving collaborative emission reduction in civil aviation were analyzed. The research conclusion shows that：（1）Consumer low-carbon preferences have a positive impact on aviation value chain carbon reduction efforts;（2）The cost sharing contract model can better promote the increase of aircraft order quantity and the total profit of the value chain;（3）The cost sharing model has promoted the improvement of carbon reduction levels.

Key words： value chain collaboration; civil aviation; carbon redaction; cost sharing; mechanism design

當前民航業(yè)的快速發(fā)展導致了二氧化碳排放量的增加。國際民航組織（ICAO）預測，如果不加以控制，到2050年民航運輸業(yè)二氧化碳排放量將在2010年基礎上增加4～6倍，世界四分之一的碳排放將來自民航業(yè)[1]。在民航運輸價值鏈中，減排能力最差的民航運輸企業(yè)承擔了99.9%碳排放，減排能力最強的民航制造企業(yè)只承擔了飛機全生命周期碳排放總量的0.000 005%[2]。

" 價值鏈協(xié)同減排機制是落實碳排放責任、激發(fā)減排積極性的關鍵。民航業(yè)價值鏈中各個環(huán)節(jié)之間不是獨立存在的，他們之間是一種相互依賴相互依存的關系，每個環(huán)節(jié)的碳排放水平都會影響價值鏈的整體碳減排效果。中國民航航空器和運行技術是非自有技術，長期“兩頭在外”[3]，行業(yè)關鍵脫碳技術受制于人，并面臨著全球價值鏈“低端鎖定”的風險；運行主體脫碳減排各自為戰(zhàn)，產業(yè)布局與創(chuàng)新資源聯(lián)動不足，民航業(yè)價值鏈存在明顯的薄弱環(huán)節(jié)、斷點和堵點，嚴重影響行業(yè)綠色發(fā)展戰(zhàn)略和國家“雙碳”目標的實現(xiàn)。

" 基于上述現(xiàn)實背景，本文以民航價值鏈為研究對象，通過價值鏈協(xié)同減排成本分擔機制設計，藉以糾偏資源錯配，增強責任主體的減排動力，為碳中和目標下中國民航價值鏈協(xié)同脫碳提供理論支撐和經驗證據(jù)。

1" 文獻綜述

" 在價值鏈背景下，各成員企業(yè)可以通過簽訂成本分擔契約建立戰(zhàn)略合作關系，來分擔碳減排成本，共享碳減排成果。Ghosh et al.[4]研究了成本分擔契約的訂立對價值鏈成員企業(yè)綠色決策的影響，對比了成員企業(yè)集中決策和分散決策下的均衡解，分析了各方決策受消費者敏感程度和減排成本等因素的影響。陳洪轉等[5]在成本分擔情境下，研究一個主制造商與多個供應商在價值鏈上的協(xié)同創(chuàng)新問題，結果表明成本分擔契約在一定范圍內存在激勵效果，Chakraborty et al.[6]探討了存在兩個競爭性制造商時不同合作情境下的質量提升問題，Zhou et al.[7]探討了零售商不同公平關切情境下，成本分擔契約的協(xié)調情況。葉同等[8]認為制造商和零售商互相分擔減排成本有利于促進價值鏈碳減排技術的提高。王道平等[9]比較了傳統(tǒng)的成本分擔契約和基于Nash討價還價的成本分擔契約對供應商的努力水平激勵效果，研究表明后一種契約更有效，更能為價值鏈成員帶來利潤。

" 現(xiàn)有文獻分別對碳排放責任界定和碳減排契約展開了大量的研究，為本文提供了強有力的理論基礎，但是當前研究中，仍存在以下幾方面需要進一步探討：現(xiàn)有研究對參與全球價值鏈分工會給一個國家或一個地區(qū)的直接碳排放量產生影響進行了大量的研究，但鮮有探討價值鏈碳減排協(xié)調問題，缺乏成本分擔下價值鏈博弈分析。研究者們已對制造商主導與零售商主導的制造業(yè)、建筑業(yè)、水泥行業(yè)等領域的價值鏈無合作、半合作與全合作狀態(tài)下的碳減排機制進行了研究，而碳排放增長迅猛的民航業(yè)相關研究幾近空白，研究成果還不夠豐富?；诖?，本文將價值鏈碳減排契約優(yōu)化問題的研究情境拓展至航空器制造商主導型和航空公司主導型碳減排決策場景，討論實現(xiàn)協(xié)調減排的條件與分攤比例，并進行相應的結論分析，在一定程度上彌補了相關文獻的不足。

2" 模型構建與參數(shù)描述

2.1" 模型構建

" 以單周期報童模型為基準模型，探討以飛機制造商與航空公司為主的價值鏈最優(yōu)碳減排策略。在該條價值鏈中，飛機制造商生產飛機，航空公司運維飛機，其核心技術來自于飛機制造商。航空公司有責任減少碳排放量，現(xiàn)實中的民航價值鏈碳減排也是如此。世界上最大的兩家飛機制造商空客和波音生產飛機幾乎不會產生碳排放，而它的下游航空公司在飛機運維過程中會產生碳排放，因此減排措施也主要由下游航空公司承擔。根據(jù)這些特點，構建一個由上游飛機制造商、下游航空公司組成的兩級價值鏈。

2.2" 基本假設

2.3" 參數(shù)描述

決策變量如表1所示（以年為單位）。

模型參數(shù)如表2所示（以年為單位）。

3" 契約決策過程

結合實踐，本節(jié)將討論無成本共擔契約、成本共擔契約在價值鏈上飛機制造商主導下的適用情景：（1）無成本共擔契約：飛機制造商獨立制定價格策略，航空公司確定訂單數(shù)量和碳減排投資水平；（2）成本共擔契約：飛機制造商與航空公司協(xié)商，通過分擔碳減排成本來激勵飛機制造商生產更多的環(huán)保產品。

3.1" 無成本分擔模型

3.2" 成本分擔模型

" 在不進行成本共擔契約的研究中發(fā)現(xiàn)，航空公司的碳減排會增加產品的供應量，而飛機制造商也會獲得利潤。中外企業(yè)的實踐經驗表明，航空公司單獨進行碳減排技術創(chuàng)新可能面臨資金短缺和新技術研究風險。因此，本節(jié)考慮飛機制造商分擔航空公司碳減排成本，這不僅進一步促使航空公司進行碳減排，同時也維護了價值鏈企業(yè)成員之間的合作關系。成本共擔契約規(guī)定，飛機制造商自主決定飛機銷售價格，分擔航空公司碳減排成本，0lt;φlt;1表示成本分擔比例。決策順序與前一節(jié)相似，但利潤函數(shù)不同，具體模型如下：

性質3表明，在最優(yōu)成本分擔比例下，價值鏈成員企業(yè)可以實現(xiàn)最大碳減排以及獲得更多的利潤。

" 結論1" 成本共擔契約模型可以在一定程度上提高碳減排水平，有助于提升民航業(yè)價值鏈碳減排協(xié)同效果。

結論1表明，成本共擔契約模式可以增加飛機制造商的利潤，在一定程度上促進了碳減排水平的提升。

3.3" 契約模式比較

3.3.1" 變量及利潤比較

3.3.2" 兩種契約模式比較結論

結論2" 在民航市場中，消費者的低碳偏好對碳減排努力有正向影響。在一定條件下，成本共擔契約更有利于碳減排，而無成本共擔契約則不能。

結論2表明，從環(huán)境保護的角度來看，消費者的低碳偏好和成本共擔契約都可以提高價值鏈的碳減排程度。這是因為低碳偏好越大，碳減排對需求的積極影響越大。當消費者更青睞低碳產品時，航空公司更有動力減少碳排放量。此外，當占主導地位的飛機制造商加強與下游航空公司的合作時，通過應用成本共擔契約形式，可以迫使航空公司減少碳排放量。

" 結論3" 產品最優(yōu)訂購量與消費者低碳偏好呈正相關。同樣，成本共擔契約更能促進訂購量的提升，而無成本共擔契約下不會促進訂購量增加。

結論3表明，消費者的環(huán)保意識會促使航空公司向飛機制造商訂購更多的低碳產品，從而提高訂單需求的完成率、企業(yè)利潤和社會福利。這是因為低碳偏好程度越大，航空公司更可能提升銷量，這使得航空公司有更大的意愿向飛機制造商訂購。航空公司可以從增加碳減排投資、提高訂購量中得到更多的收益。同樣，成本共擔契約不僅有利于碳減排，而且可以增加產品的生產數(shù)量。這是因為成本共擔契約可以消除價值鏈中的不協(xié)調因素，為航空公司和飛機制造企業(yè)帶來益處。

" 結論4" 在民航價值鏈中，企業(yè)利潤與消費者的低碳偏好呈正相關關系。成本共擔契約下的價值鏈總利潤比不進行成本共擔契約要高。

" 結論4表明，消費者對低碳產品的偏好越強，價值鏈成員的潛在利潤越大?？梢?，環(huán)保意識對企業(yè)利潤有正向影響。價值鏈合作效率進行成本共擔契約比不進行成本共擔契約要高。這一解釋與Cachon[13]的契約理論是一致的。在實踐中，主導企業(yè)飛機制造商可以通過成本共擔契約與航空公司共同參與碳減排，從而提高自身的利潤水平，起到更好的保護環(huán)境的作用。

3.4" 數(shù)值分析

" 為了更直觀地表示決策變量、利潤和低碳偏好之間的關系，本節(jié)使用了下面的數(shù)值算例。參數(shù)設置如表4所示。

為了研究消費者低碳偏好對企業(yè)碳減排程度和利潤的影響關系，首先假設ρ∈0，100，此處假定低碳偏好是唯一激勵企業(yè)減少碳排放量的因素，最優(yōu)碳減排量和訂購數(shù)量與ρ之間的關系如圖1所示。

從圖1可知，隨著消費者環(huán)保意識的增強，航空公司在碳減排上的投入也會逐漸增加，促進民航業(yè)整體碳減排程度的提高。此外，航空公司的碳減排量成本共擔契約要優(yōu)于不進行成本共擔契約。這與結論1一致。

價值鏈的總利潤和ρ之間的關系如圖2所示。

從圖2可知，兩種契約形式的價值鏈總利潤均與消費者低碳偏好呈正相關關系，且隨著低碳偏好的增強，價值鏈總利潤的增長斜率變得更陡。這是因為隨著消費者環(huán)保意識的增強，航空公司的訂單數(shù)量也會增加，導致企業(yè)的利潤也會提升。

" 可見，在低碳偏好相同的情況下，價值鏈利潤成本共擔契約高于無成本共擔契約。

4" 結論與啟示

" 隨著人們環(huán)保意識的提升，越來越多的消費者趨向購買低碳產品從而使得消費者普遍具有低碳偏好。因此，在考慮消費者具有市場低碳偏好的基礎上，來探討碳減排契約協(xié)調優(yōu)化就具有了一定的現(xiàn)實價值。本文構建了不確定性市場需求下包括主導飛機制造商和跟隨航空公司的Stackelberg博弈模型，并同時分析了兩種不同契約的減排模型。研究表明價值鏈協(xié)同下，成本共擔契約不僅會推動飛機制造商和航空公司利潤上升，還可以帶來民航價值鏈的碳減排量和整體利潤的提升。

" 研究結論的啟示是：對政府相關部門而言，應推行綠色發(fā)展方式和生活方式，培養(yǎng)消費者綠色偏好，更好地發(fā)揮消費者綠色偏好的正向作用；同時應積極履行監(jiān)管職能，制定完善相關法律法規(guī)，為契約雙方碳減排合作提供資金激勵，最大程度地推動民航低碳高質量發(fā)展。其次，對價值鏈節(jié)點企業(yè)而言，應積極推動成本共擔契約和收益共享契約的運用，積極開展碳減排合作，在促進民航價值鏈碳減排量提升的同時，增加價值鏈系統(tǒng)利潤和企業(yè)利潤，實現(xiàn)環(huán)境保護和經濟繁榮共贏。

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