基于政府补贴的绿色供应链供求模型研究

许 建,肖亮文,田 宇

(1.吉首大学 旅游与管理工程学院,湖南 张家界 427000;2.吉首大学 商学院,湖南 吉首 416000)

1 引言

随着国际绿色壁垒压力、日益严格的环保法规和消费者的环保意识增强,使供应链上的企业不得不关注环境绩效[1]。然而企业的天性是追逐利润,企业始终面临着需求市场与环境绩效之间的均衡压力。因此,要想使企业的环境保护达到政府、社会和消费者的理想要求,就必须实施绿色供应链管理[2]。但对我国大多数企业来说,要实施达到理想的绿色供应链管理还存在着诸多制约:一是产品供给者缺少资金与技术难以达到国际绿色标准[3];二是消费者都是非常理性的,购买产品时一般会考虑其自身的收益与偏好,加之在当前情况下环保产品的成本高于非环保产品,生产环保产品难以赢得市场竞争优势;三是政府的环保实践缺乏一定的执行力度，在这种背景下如何使消费者的需求趋向于购买绿色产品,如何使供应链上企业的环境改善活动集成到企业战略计划与日常经营管理中,以及政府如何对绿色产品制定补贴政策成为了消费者、企业、政府面临的现实问题[4],探究绿色产品的供给与需求在绿色供应链管理中的博弈关系将有助于解决这一矛盾。

国内外对绿色供应链管理有了一定的研究,最早是由美国密歇根州立大学的制造研究协会(MRC)在1996年进行一项“环境负责制造(ERM)”的研究中首次提出了绿色供应链概念。当时是基于对环境的影响,从资源优化利用角度来考虑制造业供应链的发展问题[5]。到目前为止国内外对绿色供应链管理的研究主要有:绿色供应链管理的内涵、绿色供应链管理决策与协调机制分析、绿色供应链管理战略实施动力与障碍因素分析、绿色供应商的选择与管理、绿色供应链管理绩效评价、绿色供应链风险管理、绿色供应链管理政府政策分析和绿色供应链博弈模型研究。其中,对政府政策下的绿色供应链管理模型研究主要对以下方面进行了探讨：Changfei Jin、Lijun Mei提出了政府与供应商混合策略模型,在政府积极推动下,供应商会考虑生产绿色产品的环境成本与收益,然后通过纳什均衡去选择最优策略[6];Qinghua Zhu、Joseph Sarkis提出绿色供应链管理发展到鼎盛时期还需20年时间,其中主要依靠政府完善相关制度去推动绿色供应链管理实践模型的发展[7];Ali Asghar、Anvary Rostamy、Meysam Shaverdi用模糊层次分析法探讨了出版业中绿色供应链管理模型,提出需要多方面的支持与合作[8];徐伟、郑燕飞研究了绿色供应链管理中有举报行为的政企博弈,对比分析了是否存在举报行为的最优策略解,阐述了举报行为对博弈双方策略选择的影响;喻思齐、刘钾用博弈论对政府、企业、消费者在绿色供应链构建问题上的利益关系进行了分析,提出了政府、企业在构建绿色供应链上可采取的措施;曹海英、温孝卿提出通过加强政府规制,切实保证绿色法规的实施,通过出台相应政策对绿色供应链管理进行鼓励和引导,使具有环保行为的企业产品更具竞争力;王怡、罗杰提出了绿色供应链企业间知识共享战略联盟模式,从帕累托有效协同视角构建知识共享战略联盟动态合作博弈模型[9]。以往的文献主要是对政企博弈、零售商与供应商博弈、政府、消费者与企业的博弈进行了探讨,并且只是将研究对象作为模型中的一个参数,未对其进行详细研究。鉴于此,本文主要就产品绿色度、绿色产品价格、消费者需求量、消费者需求偏好、政府补贴等方面探讨绿色供应链供求模型中各种参数变化带来的影响,为政府和企业的绿色供应链管理决策提供支持。

2 模型构建

2.1 问题提出

随着绿色供应链管理在实践中的不断应用和国家对绿色产品的重视,市场上所销售的产品要满足国家法规规定的最低绿色度要求(绿色度水平用h表示,本文假设h越高，绿色度越好),即企业生产的产品要满足我国能效标识的最低等级才能进行生产与销售,如家用电器必须要达到等级5才可生产与销售(在这里是指大多数家用电器,有的家用电器例如空调2010年国家规定必须要达到等级Ⅲ才可销售)。实施绿色供应链管理涉及到企业、消费者、政府和社会等多方面的因素。为了便于分析,假定模型中只包括需求者(消费者)与供给者(生产商)这两个主要利益主体,供给者设定为两个:生产商1与生产商2,并且生产商2生产的产品绿色度要高于生产商1生产的产品绿色度,h1和h2分别表示生产商1与生产商2的产品绿色度水平。政府为鼓励生产企业进行高绿色度产品的生产,推动环境保护与资源节约工作,对绿色度超过了某个等级的产品将进行补贴。

本文研究的问题是在绿色供应链管理中,考虑政府补贴、消费者需求量、消费者环境偏好、供给者需求量、产品绿色度等因素的情况下,供求关系如何达到均衡。在当前的市场竞争状况中,产品的绿色度是各不相同的,这里我们考虑两种供给者情况：一种是供给者产品超过了政府规定的补贴等级政府给予补贴,我们称之为超过了政府补贴的绿色产品(Exceed the State-subsidized Green Product,ESGP);一种是供给者产品达到了政府规定的最低生产与销售等级但是没有达到补贴等级,我们称之为低于政府补贴的绿色产品(Below the State-subsidized Green Product,BSGP)。同时，假定需求者也有两种策略可选择:购买与不购买,需求者与供给者的策略组合见图1。

图1 需求者与供给者的策略组合

假设政府已实行了补贴政策,即需求者购买了ESGP产品可享受到政府的优惠为s,需求量为q2,则ESGP产品价格为p2-s;需求者购买了BSGP产品得不到政府优惠,需求量为q1,则BSGP产品价格为p1;需求者不购买ESGP产品,需求量为0,ESGP产品价格为p2-s;需求者不购买BSGP产品,需求量为0,BSGP产品价格为p1。根据参数的定义,需求者与供给者的需求量矩阵见图2。

图2 需求者与供给者的需求量矩阵

2.2 模型建立

主要是:①绿色产品的供给——企业供给链。绿色产品的生产主要有两个目的：一是为了满足消费者的需求,二是为了实现供应链企业价值,从而获得经济效益。绿色产品的需求来源于消费者,绿色产品的供给来源于供应链企业。借鉴企业价值链,构建绿色产品供给链,把绿色供应链企业向消费者提供绿色产品的过程划分为绿色决策设计、绿色制造过程、绿色运作与管理、绿色物流等环节。消费者需求是一切绿色产品价值创造的目的和依据[10],绿色供应链企业根据消费者需求进行绿色设计与绿色生产,并在市场中进行价值传递,从中获得收益,完成绿色产品价值的回收。②绿色产品的需求——消费者需求链。由于绿色产品具有环保与节约能源的特点,越来越受到消费者的青睐,从而在社会上构成了一种绿色产品消费者需求链。消费者需求导致绿色供应链、企业价值的需求,消费者根据自己对绿色产品的偏好和所获得的信息,形成一种绿色产品满意度[11]。然而,在市场中消费者通过权衡与评价购买绿色产品的期望收益,同时受到绿色意识、公众压力和政府补贴等方面的影响,决定是否购买绿色产品需进一步进行价值决策。③绿色供应链供求模型。通过分析,绿色供应链企业供给链和消费者需求链有三个联结点:消费者需求、市场和政府。消费者需求是绿色产品需求的源泉,也是绿色供应链企业价值创造的目的和依据,绿色产品价值的获得必须在市场中完成,并支付一定的绿色成本,加之绿色产品的成本较高,政府就得进行一定的补贴才能满足绿色产品的市场需求。绿色供应链企业也只有通过市场来完成绿色产品的价值传递,同时获得一定的利润,实现绿色产品价值的回收[12]。通过消费者需求、市场和政府把绿色产品需求链与供给链联系起来,构建绿色产品绿色供应链供求模型[13],见图3。

图3 绿色供应链供求模型

2.3 模型参数

2.4 模型假设

在绿色供应链供求模型中，由于设计到多种元素,在不改变问题实质的情况下,对一些复杂条件进行简化,假设为:①社会总福利为政府总收益,设为消费者总剩余与生产商总剩余、ESGP产品所带来的边际环境效益之和,再减去政府对供给者补贴和BSGP产品所带来的边际环境损害成本。②需求者的收益与产品价格、绿色意识、公众压力和消费者偏好等因素有关,需求者对产品绿色的偏好程度θ在[0,1]之间服从均匀分布,且只有当p2=p1+p2(θ-θ)+(h2-h1)时,θ类型的需求者才愿意购买ESGP产品。③市场为双寡头市场,即只存在供给者1与供给者2。④供给者1与供给者2均达到或超过了政府规定的绿色度水平最低要求,政府对绿色度高的产品进行补贴。供给者2的产品达到或超过了政府规定的补贴下限,即供给者2生产ESGP产品;供给者1则低于政府规定的补贴下限,即供给者1生产BSGP产品。⑤供给者1与供给者2实施绿色供应链,需要付出的成本为c1与c2,假设c2>c1,p2>p1。⑥假设市场容量为1,ESGP产品需求量为q2,BSGP产品需求量则为q1=1-q2。

3 模型分析与求解

从图3绿色供应链供求模型分析可知,消费者需求链与企业供给链的焦点是消费者的需求,消费者根据自己的绿色需求达到绿色期望,然后通过各种衡量,最终实行购买决策;企业则通过消费者需求确定绿色制造过程,实行绿色运作与管理,进行绿色物流,最后把绿色产品销售给市场[14]。由于消费者与企业都是理性的,目标都是追求各自的最大利益,但为了达到绿色产品的供求均衡,实现经济效益、社会价值和环境绩效相互协调与统一的目的,政府需进行宏观调控,实行政府补贴、惩罚等形式才能使市场供求均衡,最终实现“三重底线”目标[15]。本文主要探讨政府应如何进行补贴和补贴多少才能使市场供求达到均衡。

3.1 消费者需求链分析

假设在一个完全竞争市场中和完全信息的条件下,市场中存在一种产品的两种不同类型,每个消费者最多能购买一个单位的产品,且两种不同类产品具有不同的绿色度,绿色度越高,环保性能越好,价格越高。BSGP产品的绿色度为h1,ESGP产品的绿色度为h2,其中h1、h2为固定常数,h2>h1>0,两类产品的销售价格为p1、p2,p2>p1,θ在[0,1]之间均匀分布,消费者的剩余为U,消费者的剩余U与θ之间关系函数为:

U=θhi-pi(i=1,2)

(1)

设M为消费者总人数,则消费者对BSGP产品和ESGP产品的需求函数q1和q2分别是:

(2)

(3)

3.2 企业供给链分析

由于超过政府规定补贴绿色产品的科研费用、生产工艺要求等方面都要高,一般情况下c2>c1,政府对ESGP产品的补贴为s(s≥0),则企业生产BSGP产品与ESGP产品的利润函数分别为:

(4)

(5)

(6)

(7)

将式(6)与式(7)结果代入式(2)与式(3)得到企业最优供给量为:

(8)

(9)

将式(8)与式(9)代入式(4)与式(5)得到企业最优利润为:

(10)

(11)

从式(6)—(11)分别对s求偏导并比较结果的符号,可得:

(12)

从以上分析结果发现,当政府采用补贴政策后,BSGP产品的销售价格降低,ESGP产品的销售价格也降低,BSGP产品的需求量减少、ESGP产品的需求量增加;BSGP产品供给者的利润减少、ESGP产品供给者的利润增加。

3.3 政府最优补贴分析

在市场经济条件下,绿色产品的供求矛盾主要是依靠价值理论作用进行调节,即通过价格机制的作用,促进绿色产品的供给与需求从不平衡到平衡,从而达到整个供应链上绿色产品供给与需求的均衡。政府采用经济政策工具对生产ESGP产品的企业进行适当补贴,以鼓励与引导供应链上绿色企业进行更好地生产绿色产品。政府主要是根据社会福利最大化目标制定最优的补贴政策推动绿色供应链供求达到均衡[16]。社会福利与消费者总剩余U总、生产商剩余V、购买BSGP产品所产生的环境成本Y、购买ESGP产品所带来的环境效益X、政府补贴金额及其调整因子等有关[17]。消费者总剩余U总、生产商剩余V和社会福利W的函数为:

(13)

(14)

W=U总+V+Xq2-Yq1-sq2

(15)

(16)

4 算例分析

本文通过变量敏感度分析,分析政府的补贴政策、社会福利和政府最优补贴的变动情况[18]。相关参数取值为:c1=1、c2=2、h1=2、h2=4、M=1000。把参数的取值(以h2=4为例,假设政府要求绿色产品绿色度达到等级4才对生产企业进行补贴)代入政府的最优补贴,得出与BSGP产品的边际环境损害成本Y和ESGP产品的边际环境效益X之间的关系式为:

(17)

通过分析,当BSGP产品产生的边际环境损害成本Y较小时,由于环境损害程度在控制范围之内,政府可不实行补贴,此时通过市场调节,绿色供应链系统可实现“三重底线”最优化。当BSGP产品边际环境损害成本较大时,政府应采用补贴机制,大力推行高绿色度的绿色产品,实现绿色供应链系统“三重底线”最优化,但如果BSGP产品边际损害成本达到一定程度时,应禁止BSGP产品生产。考虑到所列式子的复杂性,采用Matlab软件作为计算工具对各个公式求近似解。通过Matlab软件计算,当政府确定绿色产品绿色度为4时对生产商进行补贴,Y取7、X取4时,满足政府补贴机制的条件。此时,通过数值对比分析,如果政府不实行补贴即s=0,与政府实行补贴即s=s*时,其它参数对比见表1。从表1可见,当政府实行补贴时,ESGP产品价格下降,销售量上升,生产商的利润上升;BSGP产品价格下降,销售量和利润都下降,而社会总福利得到了大幅度提高,数值分析结果与模型讨论结果相符。同时,通过计算分析可知,政府对ESGP产品进行补贴,当BSGP产品产生的边际环境损害成本Y达到一定程度时,其需求量为零,销售价格为成本价,生产商无任何盈利,见表2。当Y取7—8、X取4时,绿色供应链供求模型相关参数结果见表2。

表1 补贴等级为4,s=0与s=s*的供求模型参数对比

表2 补贴等级为4,Y=7-8,X=4的供求模型参数对比

由表2可知,企业实施绿色供应链在政府补贴条件下随着BSGP产品边际环境损害成本提高,其情况为:①BSGP产品价格呈下降趋势,下降幅度不大;ESGP产品价格呈下降趋势,下降幅度大于BSGP产品价格。②BSGP产品需求量呈下降趋势,当边际环境损害成本达到一定程度时,需求量为零;ESGP产品需求量呈上升趋势。③BSGP产品利润呈下降趋势,当边际环境损害成本达到一定程度时,生产商利润为零;ESGP产品利润呈上升趋势,上升幅度较大。④政府的最优补贴呈上升趋势，虽然BSGP产品利润呈下降趋势,但是社会总福利呈增长趋势。政府的最优补贴与BSGP产品的边际环境损害成本Y和ESGP产品的边际环境效益X之间有着密切关系,当BSGP产品的边际环境损害成本达到一定程度时,政府要进行足够多的补贴才能实现绿色产品供求均衡。因此,当BSGP产品边际环境损害成本与ESGP产品边际环境效益比例失调时,政府要禁止生产商生产BSGP产品。

5 对策与建议

本文运用供求理论,考虑了消费者环境偏好程度、供给者最优策略、绿色产品绿色度、政府补贴等因素,构建了绿色供应链供求模型,并且针对模型进行了理论分析和算例求解,提出以下建议:①针对政府。各级政府在大力推进绿色经济发展、建设资源节约与环境友好型社会的同时,要重视企业的绿色管理建设。第一,创造规范的宏观环境。对政府补贴实施的绿色供应链管理,我们可以借鉴市场营销理念,通过加大“推”与“拉”两方面的力量促使供应链企业实施绿色供应链管理。“推”方面,由于企业的天然驱利性,仅凭市场机制很难让企业实施绿色供应链管理,因此往往需要政府相关部门采用相关行动营造一种宏观环境,努力实现环保与利润双赢,并不断提升绿色供应链管理意识境界,把企业的社会道德看作是最高目标,把利润看作是社会道德的副产品,从而超越功利主义局限,真正实施绿色供应链管理。如可从多方面建立一套符合企业发展的绿色供应链管理体系,发挥制度与精神在绿色供应链管理中的刚性与他律作用,营造绿色供应链企业的自律效应,加强和规范各种协会及其他组织的作用。“拉”方面,根据我国的企业特点,在积极借鉴西方绿色供应链管理的基础上,确立“中国式管理”的绿色市场经济体系。通过民族性、事业性、家庭式忧患意识实施绿色供应链管理,加强企业间的合作,即给企业以绿色管理方向与力量。通过社会舆论与监督,使人们认识到我国当代市场经济条件下的绿色管理。第二,积极引导与激励。政府作为环境保护的执法部门和社会建设的管理部门,需要同时使用“大棒+萝卜”政策。具体做法为:加强政府规制,普及环保法规,规范企业的市场行为,加大对污染环境的惩罚力度;通过课题等方式与学术界合作对消费者偏好、产品绿色效益、企业绿色运营与管理进行跟踪调研,采取补贴政策以保证主动实施绿色供应链的企业和高绿色度的产品有利可图，使绿色产品达到供求平衡和实现社会福利最大化;在市场机制下,当BSGP产品边际损害成本较大、利润高于ESGP产品时,科学地制定最优补贴金额,实现供求均衡。②针对消费者。有的经济学家认为现在是注重绿色环保及社会道德的市场经济时代,市场对产品的消费越来越趋向于绿色消费及道德消费,即消费者愿意支付一定的价格购买哪些符合绿色环保要求的产品和服务。所谓符合绿色环保的产品是指那些注重环境保护、符合社会公德,在生产和消费过程中对人、环境和社会危害非常小的产品。因此,要通过宣传教育,提高全民环保意识和绿色消费意识，增强社会贡献意识,让全民认识到绿色经济的重要性与必要性,降低普通消费者购买普通产品的意识。同时,政府应通过财政补贴为绿色产品生产商的发展提供资金支持,或提高国民收入,提高普通消费者的消费水平,壮大绿色消费者的队伍,真正实现绿色供应链协调发展。③针对企业。一个成功的企业不但要重视经济效益、环境保护,还要注重社会效益。即重视社会公德,积极主动实施对社会有益的行为,不与企业和社会发生摩擦。因此,绿色供应链企业既要加大对环保技术的研发力度、节约资金、降低成本,与供应链上下游企业实行资源共享、信息共享、知识共享、实现产品升级换代,提高供应链竞争优势,提高绿色产品的绿色度和环境效益,扩大绿色产品的市场占有率,又要设定为社会服务的目标,制定并执行社会守则,加强企业的社会管理。

需要特别说明的是,绿色供应链供求模型假定需求方与供给方处在完全竞争市场、完全信息的条件下,不完全信息下的供求情况是模型改进的方向。我们假设消费者对绿色产品环境偏好程度呈均匀分布,在实践中则有可能是分散式分布或者其他分布类型。本文主要讨论的是绿色供应链中政府采用补贴激励企业实施绿色供应链管理,达到供求均衡,但在现实情况下还有其他方式能使绿色产品达到供求均衡。

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