绿色转型下煤电产业供应链竞协研究——基于政府环境规制视角

周琪雅，杜文意 （江苏师范大学 商学院，江苏 徐州 221116）

0 引 言

目前和未来的一段时间内，火力发电依然是我国主要的电力生产方式。同时，火电行业是碳排放的主要来源，也是支撑我国电气化发展的关键行业。然而，过去几十年，由于开采和利用方式粗放等原因，煤炭在支撑我国经济社会发展的同时，也带来了一系列环境问题和碳排放压力。因此，在“碳达峰”、“碳中和”的背景下，政府在发展经济的同时降低了碳排放量，着力推动地区经济高质量发展；煤炭资源型企业在政府环境规制下实施绿色转型行为，一方面，降低碳排放量，另一方面谋求高质量可持续发展。煤电力企业70%的成本为燃煤成本，煤价的任何变动势必会对电力企业产生极大的影响。由此可以看出，电力企业和煤炭资源型企业在供应链上存在密切的利益博弈关系。故而，在环境规制和和绿色转型的双重压力下，研究如何制定煤电政策以及如何处理煤电供应链中上下游关系，使得整个供应链的整体利润最优具有现实意义。

国内外学者对供应链内部各级制造商的竞争和协调关系进行了理论和实践方面的探讨。关静怡基于供应链的背景，研究企业参与精准扶贫对其供应链竞争优势的影响，结果显示积极参与有利于提高企业的竞争优势。王珊珊等以两条供应链为基础，分为四种不同情景，构建收益的斯坦伯格模型，求出均衡解，决定竞争供应链是否采用碳减排技术。吴江华等研究一个供应商和两个制造商的二级供应链，以Cournot 博弈构造模型，求解制造商的均衡订货决策和信息共享策略，针对不同信息策略下的利润和批发价格的比较分析，得出博弈的占优策略。唐华等从产品和延保服务的角度出发，根据零售商的特质，研究供应链的协调实现问题。陈晓春等以“政府补贴+协同创新+集采低价”组合契约协调策略优化了医药供应链，增加社会福利。张国兴等旨在通过构建一条包括顾客和制造商供应链模型，分析在协调和非协调情形下两种产品“服务—价格—质量”竞争均衡解。从众多学者的研究中，发现对于单独供应链协调的研究相对较少，大多通过结合竞争来对比，突出协调发展的优势。郭春香和谭越研究规制环境下闭环回收供应链，通过一个制造商和一个零售商模型，分析最优决策问题，结果表明政府规制的实施能够有效提升产品质量。李勇建等从供应链层面出发，将生产者责任和环境规制结合起来，探索出供应链的系统性治理路径。近年来，环境规制和低碳发展是研究的热点，但将供应链与环境规制联系起来的研究较少，几乎为零。同时，绿色供应链研究逐渐发展，但还存在绿色转型过程中的供应链协调问题。

综上所述，关于供应链的研究多采用博弈论的方法，分析不同主体在不同情况下的均衡解，以求得最优的策略组合选择，因此，运用博弈的思想解决供应链问题是一个很好的途径。关于供应链的研究内容，主要研究二级供应链主体之间的竞争问题，以价格和销量等经济指标为突破口，明确协作的必然趋势，这也是本文的研究思路。关于供应链的研究背景，随着国家经济发展方针政策向低碳、绿色、环保、美丽、可持续等方面转变，绿色供应链和闭环供应链的研究加速提上日程，已有较多学者做这方面研究。本文采用传统的经典博弈思想，解决新时代企业转型的特色供应链问题；对于资源型企业绿色转型的研究不是很丰富，尤其是结合供应链的研究是相当匮乏的；煤炭企业作为资源型企业由于其负外部性和周期性，绿色转型是在顺应政府环境规制下有效的可持续发展行为，然而电力企业也面临同样的困境。本文就是基于这类特色问题，试图在供应链中找到两者之间的均衡解，为煤电行业提供些许的借鉴。

1 模型构建

本文建立了一条由煤炭资源型企业M 与n 个发电企业D 组成的两级煤电煤炭供应链，已知发电企业供出一度电需要f，即供电煤耗，根据整条供应链的实际出发，做出如下假设：

假设1：绿色转型水平。由于政府对环境质量的要求，以及煤炭企业和发电企业为自身可持续发展的需要，企业积极开展绿色转型行动。因此，本文引用绿色转型努力水平来衡量各级企业在环境规制下的绿色转型程度。用G表示煤炭开采加工企业的绿色转型水平；用G表示第i 个发电企业的绿色转型水平。其中，0＜G＜1、0＜G＜1。

假设3：生产成本。用C表示煤炭开采加工企业生产成本；用C表示发电企业的非煤炭成本。

假设4：产品价格。用T 表示煤炭开采加工业销售煤炭的价格；用P 表示发电企业销售电力的价格。

2 模型求解与分析

2.1 基于主体竞争的供应链均衡分析

各个发电企业在不考虑同类企业和上下游关系协调的情况下，为了补偿被迫创新的成本，甚至追求政府环境规制带来的创新补偿效应，进而选择相互竞争的策略。本文通过各级制造商的利润函数求解均衡解，分析各个参数所代表的因素对利润的影响。根据下游发电企业对上游煤炭开采加工企业销售煤炭的价格T 产生反应，计算可求得均衡解：

因此，根据均衡解可求得两级企业的最优利润为：

2.2 基于主体协调的供应链均衡分析

供应链协调是指供应链主体之间，即上下游之间，在保持自己的利益不减少的前提下，为实现整体利益最大化，而建立的一个动态平衡关系。本文通过采用比例分配的方法构造主体协调模型，来分析协调情形下各个因素对于企业最优利润的影响。建立煤电产业联盟，构建收益成本分担契约来协调上下游企业之间的关系，规定煤炭开采加工企业所分摊的比例为λ，则发电企业所分摊比例为（1- λ ）。根据上述利润公式可得协调情况下总利润模型为：

由总利润函数，可求得均衡解：

由此均衡解可求得最优利润：

3 实证分析

根据中国电力企业联合会的有关煤电规模数据和实际情况，得出在2015～2020 年的值，同时β=10；选取中煤能源股份作为煤电生产加工企业的代表，由其2015～2020 年财务报表中动力煤销量和动力煤营业成本得出煤电企业的成本，即C值。假设存在5 家发电企业即n=5，且他们会根据相互之间的决策，调整自己的决策，故使用国电电力股份发展有限公司年报中火电发电量和火电设备折旧额，计算出C的值，其他4 家发电企业的发电非煤成本在C的基础上分别为+0.002、-0.002、+0.004、-0.004，本文参考规定供电煤耗f 为310 克/千瓦时；设定煤电加工企业的绿色转型水平G=0.5，5 家发电企业的绿色转型水平G分别为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7。政府环境规制的创新补偿效应和创新激励政策在创新方面得出同样的效果，故参考胡俊等人对于政府创新激励和竞争政策假设，得出B的值和B的值。对供应链参数设置如表1 所示。

3.1 竞争情形下供应链最优分析

将表1 的参数值带入竞争情形下的均衡解和最优利润表达式，可以得出如图1 的结果。

表1 两级供应链参数值表 单位：元/克、元/千瓦时、元、千瓦时

如图1 所示，可以看出除2019 年外煤炭成本呈现递增趋势，同样发电企业的最优销售量也呈现逐年递增的趋势；剔除2019 年的数据，煤炭生产加工企业和发电企业的最优利润逐年增长，从横向比较来看，这种增长是由发电企业的创新补偿效应带来的，而且弥补了由煤炭成本增加带来的负面效应，而煤炭开采加工企业的利润增长是由发电企业和其自身的创新补偿效应带来的。纵向来看，随着成本的增加，发电企业最优销售数量有所降低，然而绿色转型水平对最优销售量没有影响；发电企业的最优利润随着成本的增加和发电企业的绿色转型水平的升高有所降低。

图1 竞争情形下供应链均衡解与最优利润

3.2 协调情形下供应链分析

根据图2 中煤炭加工开采企业最优利润与整个供应链总利润数据，可求得开采加工企业与总利润的比，以多年来的利润占比平均数作为协调情形下煤炭开采加工企业与发电企业之间的利润分摊系数，通过计算煤炭开采加工企业的成本分摊系数为0.86。据此可算出协调情形下均衡解和最优利润，如图2 所示。

图2 协调情形下供应链均衡解与最优利润

根据图2，对比竞争情形下的均衡解和最优利润，可以看出在协调情形下的最优销量和最优利润明显高于前者，且整个供应链的利润也有所进步；随着发电企业的创新补偿规模逐渐扩大，发电企业通过绿色转型来应对环境规制，此时能够获得更多环境补偿，因此发电企业的最优利润不断增长。

4 结 论

本文基于政府环境规制推动下，研究绿色转型和创新补偿效应对不同情形下煤电产业供应链的动态影响，通过实证分析不同情形下的各级企业均衡解和最优利润的变化及与绿色转型水平与创新补偿效应的关系。研究结果表明：（1） 政府环境规制所带来的创新补偿效应有利于增加制造商利润。由于政府环境规制政策的推动，各级企业积极进行技术创新，进行绿色转型，降低了自身产品生产和消耗过程中对自然环境的压力，同时技术创新带来的环境规制创新补偿效应，使得制造商能够收获更多的利润；即在实现绿色可持续发展的基础上，提升了自身利润。因此，政府应根据自然环境状况和经济发展的要求，建立合适的环境规制政策，有效形成各级企业的最大规模的创新补偿效应，促进产品绿色化，实现产业高质发展；但政府实施政策要注意尽量避免实施严厉苛刻的环境规制政策，企业也要注意绿色转型的投入，注意绿色转型成本给企业带来的风险，合理绿色化。（2） 随着绿色转型水平的升高，既带来成本的增加，此过程中的技术投入，又会产生一定的创新补偿效应，当创新补偿效应超过绿色转型成本时，给企业带来利润的增长。实施绿色转型有利于提高企业形象，进而提高自身的市场竞争力。因此，制造业重视绿色转型，以求环境规制带来的创新补偿效应，同时制造商在进行绿色转型时，可以考虑与上下游企业之间的技术合作，共同转型；但同时应避免无目的转型投入，避免资金浪费而不能产生创新补偿效益。（3） 与竞争情形相比，协调情形下各级企业的利润及整个供应链总利润更高。相比之下，各级制造商之间进行协调合作，采用一种收益共享制度更能提高各级企业的最优收益及整体利润。因此，在供应链当中，可以根据实际情况引入收益共享制度来协调各级制造商的关系，提升各级制造商的协同程度，更能有效增加各级制造商的利润，实现整体供应链最优。