碳税政策下供应链碳减排技术投资的收益分析及决策分析

为了减缓气候变化对人类造成灾难性的影响，各国政府都纷纷出台碳排放限制政策来减少碳排放。以价格控制为特征的碳税政策作为削减碳排放的有效经济手段，已受到世界各国的广泛认可。毫无疑问，碳税政策的出台将给企业的经营决策带来影响。供应链企业不得不考虑如何通过减少碳排放量来获取新的竞争优势。碳税政策的出台，对供应链企业均衡决策的影响如何?供应链企业选择碳减排技术投资，其决策行为与机理如何?这些问题的研究，将对供应链企业减少碳排放量、提高竞争力有一定的参考价值。

目前，一些学者在低碳供应链微观运作优化层面做了许多有意义的工作，推进了供应链层面的碳减排运作与优化的研究，但鲜有文献从契约协调的角度研究供应链企业如何采取减排策略使其在减排的同时收益最优的问题，及碳税、碳减排率等参数的变化对供应链成员收益及决策的影响。

鉴于此，本文考虑制造过程高排放的两级供应链系统，设产品的市场需求是随机的，其概率密度函数为f (x)，概率分布函数为F(x)，则F(x) =1-F(x) 。假设F(x)连续可微(F(x) 0)，且满足F(0) = 0。对不同的产品来说，产品的清洁度不能以减少碳排放量的多少为标准，因为排放的基准线不同，但是减排效率的大小可以在不同产品间进行比较。因此，本文将碳减排率作为生产商的一个决策变量。设在不投资碳减排技术时，单位产品的碳排放量为。碳减排率为﹙01﹚，则减排后单位产品的碳排放量为e 1= (1-)e0。若生产商投资碳减排技术，需要支付相应的技术成本。近年来，边际减排成本曲线己经成为分析二氧化碳减排的有效方法，它刻画了不同减排比例下的边际减排成本。本文采用对数形式的边际减排成本曲线函数:MC(=)﹢，其中，t为减排比例，MC(t)为边际减排成本，连续可微(MC(t)0)，单位为美元(2005年不变价)/吨碳。Y为减排的难易程度，其值越大，所需的减排投资越高，减排难度越大;反之，其值越小，减排难度越小，所需的减排投资成本越低。

己有研究表明，从尽可能减少征管成本的角度考虑，我国的碳税也应当在生产环节征收。因此，本文考虑生产商完全承担碳税成本和减排成本，但会通过批发价格及契约参数的调整与下游零售商共同分摊这两项成本。

本文基于Stackelberg博弈和收益共享契约，建立了碳税政策下生产商投资碳减排技术前后非契约分散决策供应链、收益共享契约和集中决策这六种情形下收益模型，探讨碳税及碳减排率对供应链成员最优决策(最优订购量、批发价格和契约参数)及收益的影响，确定供应链实现减排目标的最优方案。

通过模型分析计算例对模型和决策条件进行验证与分析，得出以下结论:(1)在碳税政策下，不管生产商投资碳减排与否，收益共享契约都能使供应链成员相对分散决策获取更大的收益，且收益共享契约下批发价格远远小于分散决策下批发价格。(2)在一定的碳税政策下，当减排率低于某一阈值时，采用减排技术仍能实现链上成员收益的帕累托改进，在减少碳排放的同时获取更多的收益，实现环境与经济的协调发展且批发价格与碳减排率呈反向关系。(3)投资碳减排技术后，能够实现供应链协调的收益共享契约范围会变小，供应链成员谈判需更谨慎。(4)生产商投资碳减排技术后，最优碳减排率和碳税呈正向关系，政府可以通过提高碳税以促进供应链企业减少碳减排，但碳税税率过高，导致供应链总体成本上升而影响供应链收益。所以，政府应当在综合考虑成本和碳排放的基础上制定合理的碳税税率，引导供应链企业通过合理的投资碳减排技术，在降低碳排放的同时增加各自收益，达到经济与环境的完美协调。