碳排放权交易机制下的低碳供应链决策模型分析

祝凌燕

摘 要：碳排放权交易机制，在闭环供应链中加入了碳元素，改变了闭环供应链的结构，影响了节点企业的利润。制造商和零售商均积极进行技术改造、增加废旧产品的回收再制造，实现设定的减排目标，通过交易方式出售剩余的碳配额，增加企业利润。两者利润函数由新产品的利润、回收废旧产品利润和为碳排放权交易利润或成本三个部分构成。

关键词：低碳供应链;碳排放权;利润函数

面对日益严重的环境问题，传统的环境政策存在一些无法克服的缺点，減排效果较差。建立碳排放权交易市场，用市场化手段解决问题，受到国际社会广泛关注，并在多个国家和地区得以尝试，取得良好

效果。

1 碳排放权交易机制

1.1 内涵界定

据世界银行测算，到2020年全球碳排放权交易将成为第一大能源交易市场，而中国将成为全球碳排放交易第一大市场。因此建设全国统一碳排放权交易市场，利用市场机制控制和减少温室气体排放，推动绿色低碳经济发展，是落实国际减排承诺的重要政策工具。碳排放权交易机制是一种配额交易机制，政府控制总量，免费向企业发放碳排放权配额，要求企业对碳排放量实行总量管理和减排，对超出排放量设立处罚标准。在碳排放交易机制下，企业通过低碳技术改造、优化产品生产等多种方式自主减排，或直接从市场购买配额抵消超额排放量，达到减排成本最低化。

1.2 研究现状

碳排放权交易机制的研究主要集中于初始分配研究和碳交易价格研究。（1）初始分配研究。碳配额的分配是碳排放权交易的核心环节。王文举、李峰研究了基于市场机制完善的欧盟碳排放权初始分配制度改革举措和改革方案，认为我国推进统一的碳排放权交易市场建设，应健全碳排放权初始分配制度，制定合理的碳排放权分配方式[1]。赵文会等基于Cournot模型对电力行业初始碳排放权分配策略进行了研究，分析结果表明，在严格配额分配的基础上，减少碳排放量的同时能更好地保护企业低碳生产的积极性，促进低碳技术改造[2]。（2）碳交易价格研究。马秋卓等对碳配额交易体系下企业低碳产品定价及最优碳排放策略进行了研究[3]。陈欣等对碳交易价格的驱动因素与结构性断点进行了研究，并基于中国七个碳交易试点进行了实证分析[4]。

综上所述，对于碳排放权交易的研究大多侧重于政策方面，将碳排放权交易引入闭环供应链的研究较少。要达成未来的减排目标，实现经济的低碳增长，政府和企业必须共同努力，而企业需从低碳供应链的视角控制碳排放。因此本文的研究一方面能够进一步丰富完善闭环供应链的理论，为低碳经济下闭环供应链的理论研究提供新的视角;另一方面，可以促进企业实施低碳闭环供应链，提升 “绿色”形象，进而有助于国家碳减排目标的实现。

2 碳排放权交易机制下的低碳供应链结构

闭环供应链通过产品的回收再利用减少资源的浪费和降低企业成本。消费者对产品碳排放的关注为产品融入了低碳的属性。碳排放权成为一种资源后，供应链中出现了一些与碳减排相关的新主体和新的经济关系，节点企业为降低碳排放量，也会增加一些减排的投入，这使得闭环供应链的结构设计发生了变化。本文基于一个制造商和一个零售商对碳排放权交易机制下的低碳供应链结构进行了设计（图1）。

3 碳排放权交易机制下的低碳供应链决策模型

碳排放权交易不仅影响了低碳供应链的结构，还使得节点企业的利润不仅与产品交易有关，还受到碳交易的影响。

3.1 参数设定

P：低碳产品在最终市场的零售价格;

Pr：零售商回收废旧产品的价格;

ω：制造商给零售商低碳产品的批发价格;

Cm：低碳新产品的边际生产成本;

Cr：低碳回收产品的边际再造成本;

Pmr：制造商支付给零售商的回收价格;

Q：市场低碳产品的总需求量;

Qr：零售商对废旧品的回收量;

Em：制造商的碳排放量;

Er： 零售商的碳排放量;

Gm：制造商为节能减排投入的成本;

Gr：零售商为节能减排投入的成本;

Fm： 政府给制造商的免费碳排放初始配额;

Fr： 政府给零售商的免费碳排放初始配额;

Pe：单位碳交易价格;

Пm：制造商的利润;

Пr：零售商的利润;

3.2 碳排放权交易机制下的低碳供应链决策模型

在闭环供应链中，通过回收再制造废旧产品制造商获得比新产品制造更多的产品利润。在碳排放权交易机制下，制造商基于减排压力，积极进行技术改造，减少碳排放量，以期参与碳排放权交易，减少碳排放成本获得更多利润。因此制造商的利润不仅来源于批发给零售商的产品利润，还受到其参与的碳排放权交易的影响。2018年，试点城市的碳交易成绩瞩目，众多企业节能减排降低碳排放量的成效显著，开展绿色发展、绿色变革，把结余的碳排放指标在碳市场出售，获得的收益进一步用于企业节能改造。

制造商的利润函数为：

Пm=（ω-Cm）（Q-Qr）+（ω-Cr-Pmr）Qr-Gm-Pe（Em-Fm）（3-1）

在上述利润函数中，（ω-Cm）（Q-Qr）为新产品的利润，（ω-Cr-Pmr）Qr为回收废旧产品利润，Pe（Em-Fm）为碳排放权交易利润或成本。当Em-Fm>0，说明制造商的碳排放量大于政府免费给予的初始配额，制造商需要参与碳交易市场购买碳排放量。当Em-Fm<0，说明制造商的碳排放量小于政府免费给予的初始配额，制造商可以参与碳交易市场出售多余的碳排放量，获取碳收益。在碳减排压力和经济效益的驱使下，制造商会投入成本积极进行节能减排，使企业的碳排放量控制在所具有的碳配额范围内。

零售商的利润函数为：

Пr=（P-ω）（Q-Qr）+（Pmr- Pr）Qr-Gr-Pe（Er- Fr）

（3-2）

在上述利润函数中，（P-ω）（Q-Qr）为零售商新产品的利润，（Pmr- Pr）Qr为回收废旧产品的利润，Pe（Er- Fr）为碳排放权交易利润或成本。当Er- Fr >0，说明零售商的碳排放量大于政府免费给予的初始配额，零售商需要参与碳交易市场购买碳排放量。当Er- Fr<0，说明零售商的碳排放量小于政府免费给予的初始配额，零售商可以参与碳交易市场出售多余的碳排放量，获取碳收益。

4 结论

随着全球对气候变化逐渐重视，企业受到政府与民众的压力逐渐增大，但由于缺乏足够的经济激励，企业减排的正外部性无法实现经济收益，难以实现自主自愿减排。在碳排放权交易机制下，低碳和企业利润之间相辅相成，互相促进。碳排放权交易机制，在闭环供应链中加入了碳元素，改变了闭环供应链的结构，影响了节点企业的利润。制造商和零售商均积极进行技术改造、增加废旧产品的回收再制造，实现设定的减排目标，通过交易方式出售剩余的碳配额，增加企业利润。

参考文献：

[1]王文举，李峰.碳排放权初始分配制度的欧盟镜鉴与引申[J].改革，2016（07）：65-76.

[2]赵文会，高姣倩，宋亚君.基于Cournot模型的电力行业初始碳排放权分配策略研究[J].软科学，2017，31（01）：76-80.

[3]马秋卓，宋海清，陈功玉.碳配额交易体系下企业低碳产品定价及最优碳排放策略[J].管理工程学报，2014，28（02）：127-136.

[4]陈欣，刘明，刘延.碳交易价格的驱动因素与结构性断点——基于中国七个碳交易试点的实证研究[J].经济问题，2016（11）：29-35.