考虑政府碳减排补贴与谈判的供应链碳中和契约研究：博弈的视角

郑月龙 张龄月 白春光 叶林 江霞

摘要 文章研究了一个由制造商和零售商构成的两级供应链通过碳中和契约选择解决净零碳排放生产的问题。制造商通过碳减排和碳吸收两种策略推进净零排放生产，政府通过补贴碳减排以推进供应链碳中和。基于此，文章运用博弈论比较分析了无契约、成本分担契约及收益共享契约并确定实现碳中和的占优策略，进一步引入谈判情形，考虑谈判势力均等和谈判势力不等对供应链契约选择的影响。研究表明：不考虑谈判时，收益共享契约是供应链碳中和的占优选择，政府补贴作用使得收益共享契约占优成本分担契约和无契约，政府补贴大小受到制造商碳减排努力成本系数大小的影响；当考虑谈判时，成本分担契约依然不是占优选择，收益共享契约占优非谈判情形，若制造商谈判势力小于平均水平，谈判势力均等优于谈判势力不等的情形；否则，谈判势力不等情形更优。消费者碳中和敏感性对供应链双方及其整体利润水平和社会福利水平均有正向影响。这意味着要想实现产品生产的净零碳排放，既需要把握政府补贴的激励作用，还需要厘清相关参数的影响机理激发参与主体的积极性，以推进供应链碳中和的实现。

关键词 供应链碳中和；成本分担契约；收益共享契约；政府补贴；谈判

中图分类号 F205；F224 文献标志码 A 文章编号 1002-2104（2023）01-0171-15 DOI：10. 12062/cpre. 20220921

温室气体的大量排放严重威胁经济社会可持续发展。据研究，即使现在能够完全杜绝碳排放，当前大气中温室气体产生的恶劣影响在未来100 年内都不可逆转［1］，通过碳减排和碳吸收实现净零碳排放生产即碳中和是经济社会可持续发展的重要途径。与企业生产过程中直接碳排放相比，供应链消耗了全球绝大部分能源，是全球温室气体排放的主要贡献者。如沃尔玛2010年官方数据显示大约90%碳排放来自供应链，仅有10%产生于经营活动［2］；巴西Natura Cosméticos公司2009年公布，96%碳排放来自供应链上下游［3］。而绿色供应链管理能够有效调动全产业链系统性节能减碳，可助推碳达峰碳中和行动［4］。根据中国碳排放交易网数据，2020年中国的碳排放是100亿t，约占全球碳排放的29%，到2060年实现碳中和，中国将面临非常艰巨的挑战。鉴于此，考虑到消费者环保意识逐渐增强，更倾向购买环境友好型产品，即使这类产品价格高于普通产品［5-7］；同时，考虑到成本分担契约与收益共享契约是供应链企业间普遍采用的契约形式，且两种契约得到了学者们的广泛研究［6， 8-10］，但主要聚焦于供应链碳减排、碳交易、绿色研发等领域［11-12］，对于供应链碳中和的研究却几近空白。为此，文章借鉴现有相关研究［7，13-14］，将净零碳排放生产资源投入分为碳减排和碳吸收，解析供应链碳中和实现的契约选择问题。那么，在供应链碳中和过程中，面临无契约、成本分担契约及收益共享契约如何进行选择？受到哪些因素影响及机理如何？谈判势力对制造商和零售商碳中和契约选择产生何种影响？政府碳减排补贴在供应链碳中和过程中如何发挥作用？谈判势力对政府补贴力度有何影响？政府應如何作为以更有效地助推供应链净零碳排放生产？这一系列学术问题都亟待研究解答。为此，文章解析了供应链碳中和实现的运行机理，拓展了供应链碳减排领域的相关研究，也为供应链碳中和及政府补贴政策制定提供参考。

1 文献回顾

1. 1 政府补贴与绿色供应链

现有研究对绿色供应链中不同政府政策作用进行了分析，例如政府补贴、奖惩机制、税收和补贴机制、绿色信贷及价格规制政策等［14］。部分学者聚焦于闭环供应链再制造产品的绿色补贴，Ma等［15］通过比较补贴前后供应链成员的最优决策，从消费者、企业和供应链角度探讨了政府补贴的作用；Wang等［16］考虑了政府对废旧电子电器产品补贴，发现补贴与产品再制造率密切相关。此外，学者们就政府补贴会惠及绿色供应链企业达成基本共识，Huang等［14］研究了一个资金紧张的绿色制造商的供应链中的绿色信贷、制造补贴和销售补贴模式，并尝试寻找双赢的补贴模式；Jung等［17］探讨了政府补贴对绿色产品技术改进和社会福利的影响，认为政府补贴提高了社会福利水平；最近，Wang等［18］分析了在政府补贴消费者时绿色供应链决策的信息共享价值。借鉴上述后三篇文献，文章考察了一个制造商和零售商构成的两级供应链。不同的是文章聚焦于供应链碳中和，探讨政府补贴通过对制造商碳减排成本的影响，解析政府补贴在供应链碳中和契约选择中发挥的作用，分析政府补贴下不同契约的社会福利水平变化。

1. 2 供应链碳减排与碳中和

供应链碳减排领域的研究受到了学者们的广泛关注，一是供应链碳减排决策，Benjaafar 等［19］将碳排放问题纳入供应链运营决策，研究在何种程度上可通过供应链运营调整来满足碳减排要求；Yang等［20］探讨了纵横向合作的供应链定价与碳减排决策；二是供应链企业合作减排，Ma 等［21］研究了制造商如何在碳交易政策下通过契约设计降低供应链的碳排放；Xia等［22］探讨了在信息对称和不对称下卖方持股和限额交易规则对供应链成员最优决策、利润和协调的影响。此外，在碳中和目标引导下，Leeuwen等［23］研究了采用气化炉和固体氧化物燃料电池耦合装置，为阿姆斯特丹提供灵活电力，以实现城市物质垃圾向电能转化；Lu 等［24］分析了生物质与煤共气化及碳捕集技术（CBECCS）对中国碳排放和大气污染的影响及经济效益。现有文献对供应链碳减排决策及合作减排进行了探讨，也关注了碳减排技术且更多是技术层面的试验，然而，对于供应链碳中和的关注却非常少见。借鉴现有关于供应链合作碳减排以及碳中和技术的研究，文章把握碳中和内涵，遵循供应链上下游企业合作契约推进实现供应链碳中和的思路，对供应链碳中和契约选择问题进行研究。

1. 3 绿色供应链契约与谈判

绿色供应链契约及谈判问题也受到广泛关注，Bhas?karan等［8］探讨了一个一般化的具有不同开发能力的两家公司产品联合开发决策；Sheu ［25］研究了政府干预下生产商与逆向物流供应商之间具有不确定性的非对称纳什讨价还价问题；就契约而言；Ghost等［6］探讨了成本分担契约对绿色供应链参与者决策的影响；Bai 等［9］研究了具有易变质物品的两级可持续供应链，指出成本分担契约、收益共享契约与两部定价契约都可以带来完美协调，但两部定价契约更具稳健性；Li等［26］研究了零售商提供的收益分享契约和成本分担契约对减排努力和企业盈利能力的影响；Sharma等［10］研究了由制造商和零售商构成的两级供应链中不同模型参数范围的成本分摊合同的最优性。文章供应链碳中和研究框架主要借鉴了文献Ghost等［6］和Li等［26］，与现有研究不同，文章在供应链净零碳排放框架下进行建模研究，并将制造商零碳排放资源投入分为碳减排努力和碳吸收投入，研究供应链碳中和契约选择及关键影响因素。

综上，文章主要贡献在于：①聚焦供应链碳中和，将净零碳排放生产资源投入分为碳减排和碳吸收，根据供应链碳中和内涵建立了供应链碳中和博弈模型，推进了绿色供应链相关研究。②与Ghost等［6］和Li等［26］探讨收益分享契约和成本分担契约对绿色供应链的影响不同，文章探讨供应链碳中和契约选择，揭示了制造商和零售商面临无契约、成本分担契约及收益共享契约的契约选择时的影响因素及机理，解析了谈判势力对供应链碳中和契约选择的影响，确定了考虑谈判势力前后供应链契约选择的条件。③揭示了政府补贴在供应链碳中和契约选择中的作用，揭示了谈判势力对政府补贴力度的影响，丰富了Wang等［16］关于政府补贴对绿色产品和绿色供应链影响的研究，文章研究为政府补贴下推进供应链碳中和提供参考。

2 基本假设

考虑一个由制造商和零售商构成的两级供应链，两家企业均为风险中性且追求利润最大化，双方通过签订供应链碳中和契约解决净零碳排放生产的问题，供应链碳中和包含碳减排和碳吸收两个过程，碳减排即降低产品生产的单位碳排放量，而碳吸收则主要是通过碳捕获、利用与封存技术和碳汇等方式以避免将剩余的游离温室气体排放进大气中，实现净零碳排放。制造商生产单位产品的碳排放总量为e，零售商以ω 的批发价从制造商获得产品并以p 的价格销售给消费者，参考Ghosh等［6］和Li等［26］的相关研究。假定存在一个碳中和产品敏感性的消费市场，消费者对产品的需求不仅受到产品市场价格的影响，也受到制造商碳中和行为的影响。

为此，假设产品市场需求函数为q = a - p + αθ，其中a为市场潜力，θ 为制造商生产产品过程中的碳减排努力水平，p 为碳中和产品市场价格，α > 0为消费者碳中和敏感性，反映消费者对碳中和产品的购买意愿。制造商碳中和包含：一是碳减排，即在产品生产过程中减少碳排放，例如通过研发绿色减排技术等方式，相应努力投入成本为dθ2 /2，d > 0为制造商碳减排努力成本系数，d 越小则其碳减排努力的效率越高；二是碳吸收，即将碳减排努力之后剩余的额外游离二氧化碳等温室气体通过碳汇、CCUS技术等方式实现碳归零，易得碳吸收水平为e - θ，进而假设单位碳吸收边际成本为β，文章假设供应链碳吸收总成本为线性函数β （e - θ） q，满足β > 0，0 < θ ≤ e，β可理解为制造商进行碳吸收支付的边际成本，如给CCUS技术拥有者或为碳汇支付给相关部门的单位成本。与此同时，考虑到企业生产某一产品的单位碳排放总量既定，当θ = e 时，意味着碳减排努力水平θ达到e时，生产过程产生的碳排放量通过碳减排努力完全消化，此时，制造商碳吸收成本就不复存在。

上述假设基于以下考虑：一是“双碳”是国家未来几十年经济发展的主旋律，供应链企业需适应发展的外部政策环境，即供应链企业具有碳减排进而助力实现碳中和的动机；二是由于大部分企业的物理边界非常小，即不具备广阔的土地资源通过碳汇来进行碳吸收；三是当前针对CCUS技术的财税激励政策缺失，加上较高的成本及能耗，且当前CCUS技术研发呈现出周期长以及安全规范尚不完善等特点，导致通过此种方式进行碳吸收在实践上令大多数企业望而却步［27］；四是供应链碳中和实现过程中碳减排和碳吸收是此消彼长的关系，制造商会在两种投入之间进行权衡，以实现利润最大化，碳减排努力投入水平θ 即是制造商权衡的结果。为助推供应链碳中和，政府通过补贴碳减排行为促进供应链碳中和的实现［28］。假设政府对制造商碳减排努力成本给予s 比例的补贴，满足0 ≤ s ≤ 1。为了提升整体供应链碳中和协同水平和市场利润，在政府补贴激励下，零售商可能会选择分担制造商碳减排努力成本，双方签订成本分担契约，或者通过转让一部分收益给制造商的方式，双方签订收益共享契约。

上述供应链碳中和博弈过程分为五个阶段：第一阶段，政府根据社会福利最大化制定对制造商碳减排努力成本的补贴比例；第二阶段，如果签订契约，零售商决定成本分担比例或收益共享比例，如果双方不签订契约则博弈进入第三阶段；第三阶段，制造商决定碳减排努力水平；第四阶段，制造商决定给零售商的产品批发价格；第五阶段，零售商决定碳中和产品在碳中和敏感型市场的价格。考虑到零售商有与制造商签订契约与否的自由，文章首先对无契约、成本分担契约及收益共享契约三种情形进行比较分析；接着解析谈判势力对供应链碳中和契约选择的影响，并揭示政府补贴的作用。

7 结论与启示

文章考虑由制造商和零售商构成的两级供应链，引入政府碳减排补贴，区分无契约、成本分担契约及收益共享契约三种情形，以解析制造商和零售商之间是否签订契约或应该签订哪种契约的选择问题，揭示谈判势力对供应链双方契约选择的影响。研究结论表明：①政府最优补贴系数在成本分担契约下最小，就无契约和收益共享契约而言，政府最优补贴水平的大小与制造商碳减排努力成本系数有关。②政府补贴作用下成本分担契约中制造商碳减排努力水平、利润及社会福利水平均与无契约相同，但供应链利润水平最低。收益共享契约下制造商碳减排努力水平、利润及社会福利水平高于其他两種契约，也带来更高的供应链利润水平。此时，收益共享契约是供应链碳中和的占优选择。③收益共享契约中，政府对碳减排努力成本的补贴与消费者碳中和敏感性及制造商碳吸收成本负相关，与制造商碳减排努力成本系数正相关；供应链收益共享比例、供应链双方及整体利润及社会福利水平与消费者碳中和敏感性正相关，与制造商碳减排努力投入成本系数负相关；制造商碳减排努力水平与消费者碳中和敏感性正相关，与制造商碳减排努力成本系数负相关；碳吸收成本对制造商碳减排努力水平的影响受到碳中和成本系数的影响。④就成本分担契约而言，非谈判情形下更优，若考虑谈判情形，制造商谈判势力偏小为占优选择；就收益共享契约而言，非谈判情形劣于谈判情形；若制造商谈判势力小于平均水平，则谈判势力均等优于谈判势力不等的情形，反之谈判势力不等情形更优。

研究结论对供应链碳中和有如下政策启示，首先，不考虑谈判时，收益共享契约是供应链碳中和的占优选择，需要理清政府补贴的作用。其次，考虑谈判时，收益共享契约占优非谈判情形，实践中究竟应选择哪种契约与制造商谈判势力有关。最后，需要理清收益共享契约关键变量的影响因素及机理，以更好地推进供应链碳中和，例如为提升收益共享契约的社会效益，需要有意识地培养消费者对碳中和产品的敏感性。

文章研究了一个由制造商和零售商构成的简单供应链，进一步可从考虑在碳中和产品市场引入竞争和不同供应链结构，如一个制造商和两个或更多竞争性零售商或者两条竞争性供应链；也可将政府支持拓展至补贴之外，考虑政府的非补贴策略如知识技术支持、政策支持等的影响。还有一个可能的拓展方向是在碳中和产品市场需求中引入随机需求或模糊需求，实现对模型的改进以更加贴近现实。

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