宋 燁，彭紅軍，孫銘君

(南京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南京 210037)

由于營(yíng)林主體生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，且極易受到自然災(zāi)害的影響，加上缺乏合適的抵押品，通常都面臨著融資難、融資貴的問(wèn)題，貸款規(guī)模和期限均無(wú)法匹配其當(dāng)前的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)[1-3]。即便是具有一定規(guī)模的上市農(nóng)林企業(yè)，融資方式也多局限于股權(quán)融資和債務(wù)融資，融資效率受到極大限制[4-5]。長(zhǎng)此以往，不僅會(huì)給營(yíng)林主體的經(jīng)營(yíng)帶來(lái)困難，還會(huì)影響林業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。近年來(lái)，隨著全球氣候變化加劇，森林和木質(zhì)林產(chǎn)品的固碳能力日益得到重視，并成為應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題的重要措施[6-7]；隨著《京都議定書》的簽訂，碳匯的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到了肯定，學(xué)術(shù)界和實(shí)踐界對(duì)于在農(nóng)業(yè)和林業(yè)中使用碳融資也產(chǎn)生了濃厚的興趣[8-11]。有證據(jù)表明，碳匯價(jià)值對(duì)木材價(jià)格的貢獻(xiàn)度達(dá)15%，木材收益與碳匯價(jià)值不僅不矛盾，還具有顯著的正向關(guān)系，但當(dāng)前的木材價(jià)格并未包含碳匯的價(jià)值屬性，使得木材收益未達(dá)到其應(yīng)有的水平[12]。以安吉縣CCER竹林經(jīng)營(yíng)碳匯項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目的實(shí)施不但給農(nóng)戶帶來(lái)了額外的碳匯收益，而且傳統(tǒng)竹材、竹筍的銷售收益大幅提高，在發(fā)揮林業(yè)緩解氣候變化作用的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)林農(nóng)的多重增收，極大調(diào)動(dòng)林農(nóng)的生產(chǎn)積極性[13]。

與此同時(shí)，營(yíng)林企業(yè)下游的諸多木質(zhì)林產(chǎn)品制造企業(yè)，如用材加工企業(yè)、造紙企業(yè)、木家具制造企業(yè)等，其碳排放水平較高，對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響較大[14-16]。從木質(zhì)林產(chǎn)品類型來(lái)看，木家具、紙制品、木制品和印刷品這四類深加工產(chǎn)品不管是碳足跡總量還是單位碳足跡強(qiáng)度均很大，將是未來(lái)碳減排的重點(diǎn)對(duì)象。此外，木材資源開采過(guò)程往往也伴隨著高碳排放的特征，主要因?yàn)檫@一過(guò)程中化石燃料開采工業(yè)、金屬冶煉工業(yè)等木質(zhì)林產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈外行業(yè)的參與[6]。隨著各國(guó)對(duì)碳排放的要求日益嚴(yán)格，碳交易市場(chǎng)的覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，木質(zhì)林產(chǎn)品制造企業(yè)承擔(dān)減排任務(wù)將是大勢(shì)所趨[17]。

綜上可知，在碳限額與交易政策的新背景下，木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈將同時(shí)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)，一方面上游營(yíng)林主體可通過(guò)出售經(jīng)認(rèn)證的林業(yè)碳匯提高收入，減輕其資金壓力；另一方面下游木質(zhì)林產(chǎn)品制造商將面臨碳限額的限制，減排成本將成為其生產(chǎn)過(guò)程中的重要成本。營(yíng)林主體不僅能夠生產(chǎn)木材為制造企業(yè)提供原材料，還能生產(chǎn)并出售符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的林業(yè)碳匯，以幫助制造企業(yè)滿足低碳生產(chǎn)的要求[18]。

在一般供應(yīng)鏈中，已有關(guān)于供應(yīng)鏈內(nèi)合作減排機(jī)制的探索。研究表明，在碳限額與交易政策下，通過(guò)供應(yīng)鏈內(nèi)部合作減排可以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)增長(zhǎng)和減少碳排放的雙重目標(biāo)[19-21]。尤其是當(dāng)消費(fèi)者明顯具有低碳偏好時(shí)，制造企業(yè)出于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，對(duì)于減排投資的意愿大大增加，在供應(yīng)鏈中積極開展合作減排。較高的合作水平和合適的融資方式可以提高供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)水平和制造企業(yè)的減排效率[22-24]。然而，實(shí)行技術(shù)減排的成本較高、難度較大，對(duì)于面臨碳排放約束的制造企業(yè)尤其是一些規(guī)模較小的企業(yè)而言存在資金和技術(shù)的雙重門檻。因此，有學(xué)者考慮將林業(yè)碳匯作為一種重要的碳中和手段幫助承擔(dān)減排任務(wù)的企業(yè)完成碳減排目標(biāo)。因?yàn)榕c技術(shù)減排相比，林業(yè)碳匯具有低成本、易施行、高效益的特點(diǎn)。

因此，本研究將特殊的木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈作為研究對(duì)象，其中木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的供應(yīng)商(即營(yíng)林企業(yè))經(jīng)營(yíng)用材林和碳匯林，用材林可定期采伐，從而向制造企業(yè)供應(yīng)木材等原材料；碳匯林不可被采伐或利用，在滿足相關(guān)交易標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生的林業(yè)碳匯轉(zhuǎn)化為可在碳市場(chǎng)上交易的碳信用額，從而為下游制造企業(yè)提供一種更為經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)行的減排措施，滿足其減排需求?；诖?，本研究分析林業(yè)碳匯融資的可行性并設(shè)計(jì)預(yù)付款內(nèi)部融資機(jī)制。通過(guò)Stackelberg博弈模型，分析政府給予營(yíng)林主體碳匯林經(jīng)營(yíng)成本的補(bǔ)貼系數(shù)、碳排放限額、制造企業(yè)技術(shù)減排成本系數(shù)等對(duì)供應(yīng)鏈雙方?jīng)Q策變量的影響，重點(diǎn)研究木材價(jià)格折扣率、碳匯價(jià)格折扣率對(duì)供應(yīng)鏈雙方利潤(rùn)和整體利潤(rùn)的影響，并與銀行貸款融資下的最優(yōu)策略及利潤(rùn)進(jìn)行比較。

1 內(nèi)外部融資機(jī)制下木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的最優(yōu)策略

1.1 基本假設(shè)

1)在碳限額與交易機(jī)制下，政府分配給制造企業(yè)的排放配額為G。排放配額越小，表明碳約束政策越嚴(yán)厲，受碳政策約束的企業(yè)對(duì)于碳排放權(quán)的需求越大，則碳匯市場(chǎng)價(jià)格越高。

2)營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模能夠?qū)μ寂欧艡?quán)的價(jià)格產(chǎn)生影響。結(jié)合假設(shè)(1)可知，碳排放權(quán)的市場(chǎng)價(jià)格(pt)，與碳限額和碳匯林規(guī)模成負(fù)相關(guān)，可表示為pt=a-b1G-b2εqc，a>0，bi>0[25]。其中：a表示碳排放權(quán)(或林業(yè)碳匯)的初始市場(chǎng)價(jià)格，對(duì)碳匯的主要作用是抵消碳排放；b1表示碳限額對(duì)碳匯市場(chǎng)價(jià)格的邊際貢獻(xiàn)率；b2表示林業(yè)碳匯量對(duì)碳匯市場(chǎng)價(jià)格的影響程度；ε表示單位碳匯林的固碳率，通過(guò)碳轉(zhuǎn)換系數(shù)和長(zhǎng)期固定在木制品中的碳比例計(jì)算得到；qc表示營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模。經(jīng)認(rèn)證的林業(yè)碳匯與碳排放權(quán)的本質(zhì)相同。因此，假設(shè)林業(yè)碳匯的價(jià)格也為pt。

3)假設(shè)營(yíng)林主體和制造企業(yè)均采取“以銷定產(chǎn)”的模式，采伐木材、生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中均不存在原料浪費(fèi)，且不考慮土地、資金等因素對(duì)各主體生產(chǎn)規(guī)模的限制。則木質(zhì)林產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量即為制造企業(yè)向營(yíng)林主體訂購(gòu)木材量，即營(yíng)林主體的木材產(chǎn)量。且市場(chǎng)存在低碳偏好，產(chǎn)成品銷售量是關(guān)于制造企業(yè)單位產(chǎn)品減排量和上游營(yíng)林主體碳匯林規(guī)模的增函數(shù)，設(shè)木質(zhì)林產(chǎn)品銷量為qm，qm=D+u1Δe+u2qc，u1>u2>0[26]。其中：D表示零減排情況下市場(chǎng)對(duì)制造企業(yè)產(chǎn)成品的需求量；u1表示消費(fèi)者對(duì)制造企業(yè)單位碳減排量的敏感系數(shù)；Δe表示單位產(chǎn)成品的減排量；u2表示消費(fèi)者對(duì)同一供應(yīng)鏈內(nèi)營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模的敏感系數(shù)；qc表示營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模。根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際情況，由于低碳偏好增加的需求量有限，故令D>u1Δe+u2qc。

4)假設(shè)碳足跡主要來(lái)源于制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，且制造企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)排放的二氧化碳總量與制造企業(yè)產(chǎn)成品的產(chǎn)量呈線性關(guān)系，令生產(chǎn)單位產(chǎn)成品的初始碳排放量為固定值e，基于此，可計(jì)算出制造企業(yè)在采取減排措施之前的總碳排放量及其對(duì)碳排放權(quán)的需求量[26]。

5)假設(shè)碳減排成本主要是一次性的碳減排技術(shù)投資，因此，本研究假設(shè)碳減排成本是一個(gè)與制造商減排量有關(guān)的二元方程，其碳減排技術(shù)成本[C(Δe)]可表示為：

式中：ct表示制造企業(yè)單位碳減排量的技術(shù)投入成本系數(shù)，由于實(shí)施技術(shù)減排相對(duì)困難，所以ct的取值相對(duì)較大。

1.2 外部融資機(jī)制

首先研究資金約束的營(yíng)林主體向銀行貸款的外部融資模式，假設(shè)營(yíng)林主體的自有資金為零，其成本全部來(lái)自銀行貸款。營(yíng)林主體在其能夠達(dá)到的范圍內(nèi)向制造企業(yè)同時(shí)供應(yīng)木材和經(jīng)核證的林業(yè)碳匯。營(yíng)林主體和制造企業(yè)屬于Stackelberg博弈關(guān)系，制造企業(yè)是主導(dǎo)方，采用逆向歸納法求解模型。在外部融資情形下，營(yíng)林主體的利潤(rùn)函數(shù)為：

(1)

式中：πs表示營(yíng)林主體的利潤(rùn)，N表示外部融資機(jī)制情況；ps表示營(yíng)林主體出售單位木材的價(jià)格；qm表示木質(zhì)林產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量，即營(yíng)林主體的木材產(chǎn)量；c1表示用材林的單位成本；c2表示碳匯林的單位成本；r表示銀行貸款利率；α表示政府給予碳匯林經(jīng)營(yíng)成本的補(bǔ)貼系數(shù)(0<α<1)。psqm和ptεqc分別為營(yíng)林主體向制造企業(yè)出售木材和林業(yè)碳匯所獲收入，(c1qm+c2qc)(1+r)表示營(yíng)林主體經(jīng)營(yíng)用材林和碳匯林的成本及融資成本之和，αc2qc表示政府給予營(yíng)林主體經(jīng)營(yíng)碳匯林的補(bǔ)貼。

在外部融資的情形下，營(yíng)林主體的最優(yōu)碳匯林規(guī)模qc滿足：

(2)

在外部融資情形下，制造企業(yè)的利潤(rùn)可表示為：

pt[qm(e-Δe)-εqc-G]。

(3)

制造企業(yè)根據(jù)利潤(rùn)最大化原則，在已知營(yíng)林主體的最優(yōu)碳匯林規(guī)模、碳匯價(jià)格、排放限額等條件下，進(jìn)行最優(yōu)碳減排決策，其決策模型滿足以下條件：

(4)

由式(4)可得，在內(nèi)外部融資機(jī)制下，制造企業(yè)的最優(yōu)單位碳減排量為：

(5)

1.3 預(yù)付款內(nèi)部融資機(jī)制

圖1 木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈運(yùn)作模式Fig.1 The operation mode of the wood forest products supply chain

在內(nèi)部融資機(jī)制下，營(yíng)林主體的利潤(rùn)可表示為：

(6)

內(nèi)部融資機(jī)制下，營(yíng)林主體的最優(yōu)碳匯林規(guī)模qc滿足：

(7)

式(7)表明營(yíng)林主體的最優(yōu)碳匯林規(guī)模受到排放限額、木材價(jià)格折扣率、碳匯價(jià)格折扣率、政府予以營(yíng)林主體的補(bǔ)貼系數(shù)、消費(fèi)者需求敏感系數(shù)等因素影響。

在內(nèi)部融資機(jī)制下，制造企業(yè)的利潤(rùn)函數(shù)為：

(8)

根據(jù)逆向歸納法，制造企業(yè)以利潤(rùn)最大化為目標(biāo)，根據(jù)營(yíng)林主體的營(yíng)林規(guī)模決策，進(jìn)行最優(yōu)碳減排決策，其決策模型為：

(9)

由式(9)可得，在內(nèi)部融資機(jī)制下，制造企業(yè)的最優(yōu)單位碳減排量為：

(10)

從式(10)可以看出，排放限額、木材價(jià)格折扣率、碳匯價(jià)格折扣率、政府予以營(yíng)林主體的補(bǔ)貼系數(shù)、制造企業(yè)單位技術(shù)減排成本等因素均會(huì)影響制造企業(yè)的最優(yōu)單位碳減排量。

1.4 供應(yīng)鏈主體最優(yōu)策略影響機(jī)理

1.4.1 碳排放限額的影響

結(jié)果表明，當(dāng)碳排放限額增加時(shí)，即碳減排政策趨向?qū)捤蓵r(shí)，營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模和制造企業(yè)的碳減排水平均下降。這是因?yàn)樘紲p排政策放寬的情況下，制造企業(yè)出于自身利潤(rùn)最大化的考慮降低技術(shù)減排投入，同時(shí)，對(duì)林業(yè)碳匯的需求下降，營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模隨之減少。

因此，適當(dāng)收緊碳排放限額，才能真正達(dá)到限制企業(yè)碳排放、推行碳減排政策的目的，進(jìn)而促進(jìn)制造企業(yè)加大碳減排技術(shù)投入、營(yíng)林主體擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)規(guī)模。

1.4.2 制造企業(yè)技術(shù)減排成本系數(shù)的影響

結(jié)合式(7)、(10)求導(dǎo)可得 dΔeF/dct<0。

結(jié)果表明，制造企業(yè)單位減排成本越大，其單位碳減排量越小。制造企業(yè)進(jìn)行技術(shù)減排的難度較大、成本較高，會(huì)限制制造企業(yè)的減排積極性。因此，政府應(yīng)當(dāng)通過(guò)補(bǔ)貼等方式激勵(lì)制造企業(yè)增加碳減排技術(shù)投入；另一方面林業(yè)碳匯具有低成本、易施行、高綜合效益等特點(diǎn)，鼓勵(lì)營(yíng)林主體經(jīng)營(yíng)碳匯林，擴(kuò)大碳匯供給，盡快將林業(yè)碳匯納入碳減排交易體系，提高供應(yīng)鏈的利潤(rùn)水平，達(dá)到供應(yīng)鏈的帕累托(Pareto)最優(yōu)，對(duì)于推動(dòng)碳市場(chǎng)的發(fā)展、促進(jìn)合理碳價(jià)格的產(chǎn)生、推進(jìn)碳減排政策的實(shí)施具有重要意義。

1.4.3 碳匯林經(jīng)營(yíng)補(bǔ)貼的影響

結(jié)果表明，當(dāng)政府給予營(yíng)林主體經(jīng)營(yíng)碳匯林成本的補(bǔ)貼增多時(shí)，營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模增加，而制造企業(yè)的單位碳減排量降低。這是因?yàn)?，碳匯林經(jīng)營(yíng)補(bǔ)貼增加時(shí)，營(yíng)林主體擴(kuò)大碳匯林的生產(chǎn)規(guī)模，直接增大林業(yè)碳匯的供給。在此情況下，制造企業(yè)能夠通過(guò)較低的成本購(gòu)買更多的碳匯抵消其碳排放，導(dǎo)致其減排技術(shù)投入減少。

因此，政府在補(bǔ)貼碳匯林經(jīng)營(yíng)成本的同時(shí)，應(yīng)實(shí)施技術(shù)減排補(bǔ)貼，以促進(jìn)制造企業(yè)增加碳減排技術(shù)投入。

1.4.4 木材和碳匯價(jià)格折扣率的影響

結(jié)果表明，隨著營(yíng)林主體向制造企業(yè)提供的木材和碳匯價(jià)格折扣率增大，營(yíng)林主體的碳匯林規(guī)模下降，而制造企業(yè)的單位碳減排水平上升。因此，木材和碳匯價(jià)格折扣能夠吸引制造企業(yè)以預(yù)付款的形式滿足營(yíng)林主體對(duì)生產(chǎn)資金的需求，但營(yíng)林主體會(huì)降低碳匯林的規(guī)模。

2 算例分析

結(jié)合算例綜合考慮相關(guān)研究[1,15]及木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的實(shí)際情況，算例中各參數(shù)的值設(shè)置如表1所示。

不同融資模式下木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的利潤(rùn)情況如圖2所示。圖2表明，隨著木材和碳匯價(jià)格折扣增加，營(yíng)林主體的利潤(rùn)下降，制造企業(yè)的利潤(rùn)上升。當(dāng)木材和碳匯價(jià)格折扣率增大時(shí)，內(nèi)部融資機(jī)制下營(yíng)林主體的利潤(rùn)反而會(huì)低于外部融資模式下的利潤(rùn)。而當(dāng)木材和碳匯價(jià)格折扣率都較小時(shí)，制造企業(yè)的預(yù)付款沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)幕貓?bào)，減排積極性降低，利潤(rùn)隨之降低。

表1 木質(zhì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈算例具體參數(shù)

圖2 不同融資機(jī)制下營(yíng)林主體的利潤(rùn)Fig.2 Profits of carbon sink forest under different financing mechanisms

因此，為了保障供應(yīng)鏈雙方的盈利水平，營(yíng)林企業(yè)給予制造企業(yè)的木材價(jià)格折扣率和碳匯價(jià)格折扣率只有保持在合理范圍內(nèi)，才能發(fā)揮內(nèi)部融資對(duì)供應(yīng)鏈雙方的正向作用，提升供應(yīng)鏈整體的利潤(rùn)水平。這和Han等[22]、Yang等[23]的研究結(jié)論具有一致性。

3 結(jié) 論

1) 相比外部融資機(jī)制，當(dāng)木材和碳匯價(jià)格折扣率在適當(dāng)范圍內(nèi)時(shí)，內(nèi)部融資機(jī)制能夠提高營(yíng)林企業(yè)和制造企業(yè)的利潤(rùn)水平，從而達(dá)到制造企業(yè)和營(yíng)林主體雙贏的局面；營(yíng)林主體的最優(yōu)碳匯林規(guī)模隨著木材價(jià)格折扣率、碳匯價(jià)格折扣率、碳排放限額增加而減小，隨著碳匯林經(jīng)營(yíng)成本補(bǔ)貼系數(shù)增加而增加；制造企業(yè)的單位碳減排量隨著木材和碳匯價(jià)格折扣率的增加而增加，隨著碳匯林經(jīng)營(yíng)成本的補(bǔ)貼系數(shù)、碳排放限額、碳減排技術(shù)成本系數(shù)的增加而減少。

2)部分消費(fèi)者的低碳意識(shí)不斷增強(qiáng)，在選擇產(chǎn)品時(shí)也會(huì)更加關(guān)注核心制造企業(yè)的減排情況，甚至?xí)P(guān)注整條供應(yīng)鏈的低碳水平。制造企業(yè)為了吸引更多具有低碳意識(shí)的消費(fèi)者，需不斷提高其碳減排水平。然而，隨著碳減排量的增大，其采取減排措施的邊際成本會(huì)迅速上升，僅靠制造企業(yè)的努力達(dá)到的碳減排水平是有限的，政府可發(fā)揮市場(chǎng)引導(dǎo)者的職能，推動(dòng)缺乏資金的上游營(yíng)林主體與肩負(fù)減排任務(wù)的下游制造企業(yè)之間的合作，推行預(yù)付款內(nèi)部融資機(jī)制，從而降低整個(gè)供應(yīng)鏈的融資成本和減排成本，提高供應(yīng)鏈的利潤(rùn)水平，達(dá)到供應(yīng)鏈的帕累托最優(yōu)。

3) 由于碳減排行為具有明顯的正外部性，政府的參與至關(guān)重要，一方面需要政府采取必要的行政手段加以規(guī)范，加快發(fā)電、水泥、造紙等重點(diǎn)行業(yè)早日納入全國(guó)性碳排放交易市場(chǎng)的進(jìn)程；另一方面也要進(jìn)一步拓展、利用市場(chǎng)手段，積極探索碳期貨、碳期權(quán)等碳金融衍生品。