侯貴生，孫穎異

(山東科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東 青島 266590)

一、引言

隨著全球變暖的加劇，減少碳排放已成為所有國(guó)家的一項(xiàng)重要任務(wù)。[1]國(guó)家統(tǒng)計(jì)局顯示，2021年1—7月我國(guó)粗鋼累計(jì)產(chǎn)量6.5億噸，與2020年同時(shí)期相比增長(zhǎng)了8%，增加了約0.56億噸產(chǎn)量，工業(yè)規(guī)模擴(kuò)大使工業(yè)廢棄物產(chǎn)生量逐年增加。2018年工信部發(fā)布《工業(yè)固體廢物綜合利用管理辦法》，引導(dǎo)企業(yè)不斷提高資源利用率，雖然我國(guó)工業(yè)固體廢物的處理能力和規(guī)模有了顯著提升，但其綜合利用的提升空間依然很大，其中工業(yè)共生供應(yīng)鏈以實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用為目標(biāo)，這一創(chuàng)新理念逐漸被政府和各學(xué)者所重視。具體而言，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為理念的工業(yè)共生供應(yīng)鏈意在整合不同類型產(chǎn)業(yè)，使某一產(chǎn)業(yè)的廢棄物成為另一產(chǎn)業(yè)的原材料，依靠產(chǎn)業(yè)共生模式實(shí)現(xiàn)廢棄物的利用化和減量化。

工業(yè)共生供應(yīng)鏈?zhǔn)窃谏鷳B(tài)工業(yè)園的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在經(jīng)濟(jì)相互獨(dú)立的生產(chǎn)過程之間建立工業(yè)共生關(guān)系。[2，3]目前已有許多國(guó)家開展了工業(yè)共生項(xiàng)目。英國(guó)的國(guó)家工業(yè)共生計(jì)劃(National Industrial Symbiosis Programme,NISP)為企業(yè)提供了可利用廢棄物，企業(yè)實(shí)現(xiàn)減排的同時(shí)獲得巨大利潤(rùn)。[4，5]開普敦于2013年啟動(dòng)的西開普工業(yè)共生項(xiàng)目，在過去五年中，共減少?gòu)U棄物排放27 400噸，完成了46 700噸的碳減排。Bansal[6]以加拿大安大略省的企業(yè)為例，研究工業(yè)共生供應(yīng)鏈與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈之間的區(qū)別，認(rèn)為企業(yè)可以從副產(chǎn)品中獲得巨大價(jià)值。我國(guó)遼寧、山東、河北和天津等地也已開展了生態(tài)工業(yè)園區(qū)試點(diǎn)項(xiàng)目。[7]

一些學(xué)者對(duì)工業(yè)共生的概念[8]、影響因素[9]等進(jìn)行了研究，大多數(shù)學(xué)者基于特定案例[10]對(duì)工業(yè)共生展開分析，如Ohnishi[11]運(yùn)用物質(zhì)流分析法對(duì)日本川崎生態(tài)城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題進(jìn)行了定量分析，Eckelman等[12]運(yùn)用生命周期法分析了美國(guó)檀香山坎貝爾工業(yè)園區(qū)運(yùn)行模式的環(huán)境成本和收益，Jung等[13]運(yùn)用現(xiàn)金流貼現(xiàn)法評(píng)價(jià)了韓國(guó)生態(tài)工業(yè)園區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。上述學(xué)者多側(cè)重研究特定區(qū)域內(nèi)的工業(yè)共生模式，缺乏一定的普適性，缺少對(duì)工業(yè)共生體系內(nèi)不同企業(yè)的最優(yōu)決策和效益的分析?；诖?，許多學(xué)者將工業(yè)共生模式與數(shù)理模型相結(jié)合，進(jìn)一步分析工業(yè)共生供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，如Zhang[14]采用模糊目標(biāo)規(guī)劃方法構(gòu)建共生網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，通過投入產(chǎn)出矩陣識(shí)別共生網(wǎng)絡(luò)中企業(yè)的碳足跡，進(jìn)而在產(chǎn)品需求和減排成本約束下建立優(yōu)化模型。Yan[15]等將ABM(agent-based model)模型與非合作博弈相結(jié)合，用來協(xié)定工業(yè)共生中額外的成本分?jǐn)偂ou[16]運(yùn)用非合作博弈理論方法，探尋工業(yè)共生模式下經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的平衡條件，但各參與者均以個(gè)人利益最大化為準(zhǔn)則，沒有達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的最佳狀態(tài)。Andiappan[17]借助合作博弈模型對(duì)工業(yè)園區(qū)企業(yè)的利益進(jìn)行合理分配，同時(shí)考慮聯(lián)盟的穩(wěn)定性和魯棒性。Tan[18]建了線性規(guī)劃合作博弈模型，解決了生態(tài)工業(yè)園參與者的利益分配問題。上述文獻(xiàn)將工業(yè)共生模式與博弈理論相結(jié)合，探尋企業(yè)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境績(jī)效，同時(shí)考慮了共生模式內(nèi)企業(yè)的收益分配問題，但忽視了政府規(guī)制和消費(fèi)者環(huán)境偏好對(duì)廢棄物交易價(jià)格和利用量的影響。

在以市場(chǎng)為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)體制下，企業(yè)以經(jīng)濟(jì)利益為首要目標(biāo)，高污染企業(yè)在面對(duì)巨額減排成本時(shí)，往往會(huì)選擇排放廢棄物來優(yōu)先實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，因此政府規(guī)制在工業(yè)共生供應(yīng)鏈的初期發(fā)展階段顯得尤為重要，其中碳交易政策作為控排最有效的市場(chǎng)機(jī)制，出現(xiàn)在眾多工業(yè)共生研究中。如Zhao[19]在碳稅和碳交易政策下，建立上下游制造商的進(jìn)化博弈模型，認(rèn)為環(huán)境規(guī)制是推動(dòng)工業(yè)共生的驅(qū)動(dòng)力，碳交易機(jī)制為減排投資活動(dòng)提供了新的融資渠道，可連接物質(zhì)流與現(xiàn)金流，有利于實(shí)施低碳生產(chǎn)。肖忠東[20]建立了政府與廢棄物供需方的演化博弈模型，研究表明與排放權(quán)交易搭配的混合式環(huán)境規(guī)制能推動(dòng)上下游企業(yè)形成工業(yè)共生關(guān)系，企業(yè)可以簽訂契約分配減排成本和減排收益。上述文獻(xiàn)將工業(yè)共生模式與博弈論相結(jié)合，同時(shí)探討排放權(quán)交易政策對(duì)廢棄物利用的影響，認(rèn)為排放權(quán)交易可以推動(dòng)工業(yè)共生關(guān)系的形成，這為本文研究排放權(quán)交易對(duì)共生鏈的影響奠定了基礎(chǔ)，但沒有考慮到消費(fèi)者環(huán)境偏好的影響。Shan[21]構(gòu)建了工業(yè)共生模式下生產(chǎn)者、分解者和消費(fèi)者的博弈模型，但沒有考慮排放權(quán)交易。

隨著低碳經(jīng)濟(jì)和碳中和等理念愈演愈熱，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的環(huán)保特性更加重視，并愿意花高價(jià)購(gòu)買環(huán)保型產(chǎn)品。[22]Zhu[23]根據(jù)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品環(huán)保特性的反應(yīng)程度，將消費(fèi)者分為三類，當(dāng)環(huán)保型消費(fèi)者比例高或消費(fèi)者對(duì)環(huán)保產(chǎn)品的欣賞度更高時(shí)，企業(yè)更愿意實(shí)行工業(yè)共生模式?；诖耍疚难芯抗I(yè)共生模式下廢棄物利用和產(chǎn)品定價(jià)策略時(shí)，產(chǎn)品定價(jià)不僅關(guān)注上游廢棄物交易價(jià)格，更著重研究制造商最終產(chǎn)品價(jià)格，這主要在于制造商關(guān)于終端產(chǎn)品的定價(jià)會(huì)影響上游廢棄物的循環(huán)利用量。Tang[24]研究了工業(yè)共生模式下最優(yōu)定價(jià)和產(chǎn)量決策問題，認(rèn)為廢棄物供需關(guān)系受消費(fèi)者價(jià)格敏感度的影響，當(dāng)消費(fèi)者對(duì)價(jià)格較為敏感且制造商原材料成本較高時(shí)，更有利于建立工業(yè)共生模式。Cao[25]分析了工業(yè)共生鏈中廢棄物排放水平和定價(jià)的聯(lián)合決策問題，引入消費(fèi)者價(jià)格—環(huán)境敏感需求，消費(fèi)者較強(qiáng)的綠色環(huán)保意識(shí)能迫使制造商降低廢物排放水平。He[26]基于產(chǎn)業(yè)園區(qū)企業(yè)構(gòu)建立了廢棄物回收定價(jià)模型，旨在完善廢棄物回收價(jià)格機(jī)制，其中終端市場(chǎng)需求受消費(fèi)者價(jià)格敏感度的影響，但卻沒有考慮制造商減排投資行為。在政府環(huán)境規(guī)制、消費(fèi)者環(huán)境偏好等多重因素驅(qū)動(dòng)下，制造商作為碳排放主體，會(huì)選擇減排投資等策略來解決生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成的環(huán)境危害，這勢(shì)必會(huì)影響其成本結(jié)構(gòu)和定價(jià)，進(jìn)而對(duì)上游廢棄物交易產(chǎn)生影響。

因此，本文建立排放權(quán)交易政策下廢棄物供應(yīng)商和制造商組成的集中式和分散式?jīng)Q策模型，求解雙方最優(yōu)決策變量，最后通過兩部定價(jià)契約機(jī)制協(xié)調(diào)鏈內(nèi)企業(yè)收益，分析排放權(quán)交易價(jià)格、消費(fèi)者偏好以及減排投資行為對(duì)供應(yīng)鏈廢棄物利用和產(chǎn)品定價(jià)的影響，以及各參數(shù)變化對(duì)供應(yīng)鏈效益的影響，以期為企業(yè)決策和政府政策制定提供理論基礎(chǔ)。與現(xiàn)有研究相比，本文創(chuàng)新點(diǎn)如下：首先，將工業(yè)共生模式與博弈理論相結(jié)合，從供應(yīng)鏈的決策理念出發(fā)分析工業(yè)共生廢棄物的利用化和減量化問題，豐富拓展了生態(tài)工業(yè)園的研究；其次，與以往研究不同，本文考慮了排放權(quán)交易和消費(fèi)者偏好對(duì)工業(yè)共生模式構(gòu)建的影響，對(duì)工業(yè)共生模式的外部影響因素進(jìn)行更全面的分析；最后，本文引入了制造商投資減排行為，在碳規(guī)制和消費(fèi)者偏好作用下，研究企業(yè)減排投資對(duì)廢棄物交易決策的影響，使工業(yè)共生模型更具現(xiàn)實(shí)意義。

二、模型描述與假設(shè)

圖1 排放權(quán)交易下工業(yè)共生供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模式

模型假設(shè)：

(1)為保證產(chǎn)品價(jià)格和市場(chǎng)需求的非負(fù)性，相關(guān)參數(shù)滿足a-α(cm+cs+pce0)>0。

(3)根據(jù)賀勇，陳曉紅等的研究，[30，31]考慮到市場(chǎng)需求受產(chǎn)品價(jià)格和單位減排量的影響，產(chǎn)品需求函數(shù)為D=a-apm+βem，其中a為產(chǎn)品的潛在市場(chǎng)需求，α為單位價(jià)格造成的市場(chǎng)需求減少量，β為單位減排引起的市場(chǎng)需求增加量。本文重點(diǎn)考慮環(huán)境規(guī)制和減排投資對(duì)工業(yè)共生供應(yīng)鏈的影響，因此假設(shè)產(chǎn)品需求與廢棄物供應(yīng)量相等，供應(yīng)商的供給滿足制造商的產(chǎn)品需求，并且為了方便后續(xù)模型的求解和分析，一單位產(chǎn)品需要一單位的可循環(huán)廢棄物。

在下列各模型中，下標(biāo)s、m分別代表廢棄物供應(yīng)商和制造商的相關(guān)變量，下標(biāo)ni為供應(yīng)鏈不減排投資情形，上標(biāo)d、c和t分別代表分散式?jīng)Q策、集中式?jīng)Q策和兩部定價(jià)契約下的相關(guān)變量，公式上標(biāo)*為最優(yōu)決策變量表達(dá)式。

基于以上假設(shè)，本文建立廢棄物供應(yīng)商和制造商組成的工業(yè)共生供應(yīng)鏈模型，研究排放權(quán)交易政策和消費(fèi)者環(huán)境偏好對(duì)工業(yè)共生關(guān)系構(gòu)建的影響，以及不同決策模式下制造商有無減排投資對(duì)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婧铜h(huán)境的影響，比較了減排投資前后供應(yīng)鏈廢棄物利用量、減排量和產(chǎn)品價(jià)格等因素的變化，最后設(shè)計(jì)契約使供應(yīng)鏈整體達(dá)到最優(yōu)利潤(rùn)，協(xié)調(diào)各方收益。

三、排放權(quán)交易政策下供應(yīng)鏈不減排投資的模型分析

(一)分散式?jīng)Q策下的模型分析

當(dāng)供應(yīng)鏈不投資減排時(shí)，即在排放權(quán)交易無減排投資的情況下em=0，廢棄物供應(yīng)商和制造商的收益函數(shù)分別為：

(1)

(2)

(3)

(4)

再將公式(4)代入到公式(3)，得最優(yōu)產(chǎn)品價(jià)格為：

(5)

(二)集中式?jīng)Q策下的模型分析

集中決策是一種典型的供應(yīng)鏈管理策略，諸多學(xué)者在利用博弈理論探討供應(yīng)鏈問題時(shí)用到集中式?jīng)Q策進(jìn)行分析和研究，集中式?jīng)Q策弱化了分散式?jīng)Q策的“雙重邊際”現(xiàn)象，協(xié)調(diào)鏈內(nèi)企業(yè)間的行為，使各成員作為一個(gè)整體統(tǒng)一決定最優(yōu)產(chǎn)品價(jià)格，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體最優(yōu)利潤(rùn)[32]。

無減排投資情況下供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)函數(shù)為：

(6)

(7)

通過計(jì)算無減排投資下的兩種決策模式，得到廢棄物交易價(jià)格、減排量、產(chǎn)品價(jià)格和利潤(rùn)等變量表達(dá)式，發(fā)現(xiàn)集中式?jīng)Q策下產(chǎn)品價(jià)格更低、市場(chǎng)需求更多、總利潤(rùn)更大，所以當(dāng)制造商不減排投資時(shí)，集中式?jīng)Q策更優(yōu)。

四、排放權(quán)交易政策下供應(yīng)鏈減排投資的模型分析

(一)分散式?jīng)Q策的模型分析

供應(yīng)商和制造商的利潤(rùn)函數(shù)為：

(8)

(9)

(10)

所以4α(i-βpc)-(β-αpc)2>0，4αi-(β+αpc)2>0，符合約束條件。

(11)

(12)

將公式(12)代入到公式(11)中，可得最優(yōu)產(chǎn)品價(jià)格和減排量為：

(13)

綜上，分散式?jīng)Q策下，排放權(quán)交易減排投資下的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益均大于排放權(quán)交易無減排投資下的利潤(rùn)和廢棄物利用量，其中經(jīng)濟(jì)效益指的是供應(yīng)鏈整體經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，環(huán)境效益指的是可循環(huán)廢棄物利用量和制造商廢棄物減排量。

(二)集中式?jīng)Q策下的模型分析

已有學(xué)者指出，雖然分散式和集中式?jīng)Q策下碳排放量的變化趨勢(shì)相同，但集中式?jīng)Q策下的碳排放低于分散式?jīng)Q策，并且集中式?jīng)Q策下制造商碳排放的劃分標(biāo)準(zhǔn)也更低，[32]因此進(jìn)一步考慮減排投資下的集中式?jīng)Q策模型。

供應(yīng)鏈利潤(rùn)函數(shù)為：

(14)

(15)

通過比較減排投資時(shí)的兩種決策模式，發(fā)現(xiàn)集中式?jīng)Q策下產(chǎn)品價(jià)格更低、市場(chǎng)需求更多、總利潤(rùn)更大，制造商的減排效果明顯優(yōu)于分散決策，即相同投資成本下，制造商的最優(yōu)減排量更多，因此集中式?jīng)Q策更優(yōu)。而分散式?jīng)Q策下，隨著市場(chǎng)需求的上升，制造商的訂購(gòu)成本、減排成本和排放權(quán)交易成本都會(huì)增加，同時(shí)產(chǎn)品價(jià)格下降，勢(shì)必會(huì)影響制造商的利潤(rùn)，因此需要通過契約機(jī)制協(xié)調(diào)雙方需求，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)最優(yōu)的局面。

(三)兩部定價(jià)契約

兩部定價(jià)契約下，供應(yīng)商以價(jià)格wt向制造商出售可循環(huán)廢棄物，同時(shí)向制造商收取一定的費(fèi)用F。供應(yīng)商和制造商的收益函數(shù)分別為：

(16)

(17)

(18)

綜上，定理5表明兩部定價(jià)契約下制造商的最優(yōu)產(chǎn)品價(jià)格和廢棄物減排量與集中式?jīng)Q策下的相等，供應(yīng)商廢棄物交易價(jià)格等于其加工處理成本，接下來討論該契約履行的條件。

定理6當(dāng)固定費(fèi)用F滿足以下條件時(shí)，兩部定價(jià)契約可以實(shí)現(xiàn)共生供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

(19)

五、算例分析

本文用matlab2017a進(jìn)行數(shù)值分析，更直觀地展示有無減排投資時(shí)分散式和集中式?jīng)Q策下各變量的大小關(guān)系，進(jìn)一步探究消費(fèi)者偏好敏感系數(shù)、排放權(quán)交易價(jià)格和投資減排成本系數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈決策變量和收益等的影響。

(一)消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)的影響分析

如圖2所示，制造商不減排投資情形下，隨著消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)的增加，兩種決策模式下廢棄物總排放量降低，原因是消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)上升導(dǎo)致產(chǎn)品需求下降，制造商產(chǎn)量下降，產(chǎn)生的廢棄物也有所減少。減排投資情形下，制造商廢棄物總排放量隨著價(jià)格敏感系數(shù)的增加而增加，當(dāng)消費(fèi)者更偏好價(jià)格低廉的產(chǎn)品時(shí)，制造商為了順應(yīng)市場(chǎng)需求，降低廢棄物減排投入，壓縮產(chǎn)品生產(chǎn)成本，因此廢棄物排放增多，但兩種決策模式下的廢棄物排放仍少于不減排投資的情形。不減排投資情形下，集中式?jīng)Q策的廢棄物排放總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分散式?jīng)Q策，因?yàn)榧惺經(jīng)Q策的市場(chǎng)需求更多，廢棄物排放也多，相比之下，在一定的價(jià)格偏好系數(shù)范圍內(nèi)，減排投資集中式?jīng)Q策的排放總量低于分散式?jīng)Q策，即減排投資集中式?jīng)Q策可以實(shí)現(xiàn)更好的環(huán)境績(jī)效。

圖2 消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)對(duì)排放量的影響

圖3 消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)對(duì)產(chǎn)品價(jià)格的影響

如圖4所示，隨著價(jià)格敏感系數(shù)的增加，四種情形下的市場(chǎng)需求均呈下降趨勢(shì)，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品價(jià)格敏感導(dǎo)致市場(chǎng)需求下降。不難看出集中決策下的市場(chǎng)需求均大于分散式?jīng)Q策，因?yàn)榧惺經(jīng)Q策下制造商有更多的降價(jià)空間，可通過降價(jià)獲取更多市場(chǎng)份額，其中減排投資集中式?jīng)Q策的市場(chǎng)需求最大，不減排投資分散式?jīng)Q策的產(chǎn)品需求最小。

圖4 消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)對(duì)產(chǎn)品需求的影響

如圖5所示，隨著價(jià)格敏感系數(shù)的增加，雙方利潤(rùn)都呈下降態(tài)勢(shì)，因?yàn)橄M(fèi)者對(duì)價(jià)格的敏感度上升，制造商降價(jià)進(jìn)而壓縮了一部分利潤(rùn)，但減排投資分散式?jīng)Q策下雙方利潤(rùn)均大于不減排投資，即雖然消費(fèi)者價(jià)格敏感度上升，但制造商減排量的增加使減排投資下的市場(chǎng)需求大于不減排投資情形下的市場(chǎng)需求。因此減排投資可以有效增加共生鏈的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，證明了本文引入制造商減排投資行為的合理性。

圖5 消費(fèi)者價(jià)格敏感系數(shù)對(duì)上下游企業(yè)利潤(rùn)的影響

(二)排放權(quán)交易價(jià)格的影響分析

圖6 排放權(quán)交易價(jià)格對(duì)上下游企業(yè)利潤(rùn)的影響

減排投資集中式?jīng)Q策下共生鏈整體利潤(rùn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分散式?jīng)Q策，因此有必要建立契約機(jī)制實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)合作，從而使工業(yè)共生鏈獲得更高水平的經(jīng)濟(jì)效益。減排投資集中式?jīng)Q策下廢棄物排放量隨著排放權(quán)交易價(jià)格的增長(zhǎng)急劇減少，考慮排放權(quán)交易價(jià)格的上升使制造商獲得更多額外收益，促進(jìn)了制造商減排，因此減排投資集中式?jīng)Q策模型對(duì)環(huán)境的改善效果最大，論證了本文研究集中式?jīng)Q策和減排投資行為的科學(xué)性，具體見圖7。

圖7 排放權(quán)交易價(jià)格對(duì)供應(yīng)鏈利潤(rùn)、排放量及減排水平的影響

圖8 排放權(quán)交易價(jià)格與產(chǎn)品價(jià)格的關(guān)系

如圖9所示，不減排投資情形下，產(chǎn)品需求隨著排放權(quán)交易價(jià)格的增加而線性下降，因?yàn)閜c上升導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格提高，進(jìn)而市場(chǎng)需求下降，這里市場(chǎng)需求也為上游可循環(huán)廢棄物利用量。但減排投資情形下，市場(chǎng)需求隨pc的上升而不斷增加，因?yàn)榕欧艡?quán)交易價(jià)格上升引起產(chǎn)品價(jià)格下降，市場(chǎng)需求增加，所以排放權(quán)交易價(jià)格的上升不僅可以減少制造商排放，還會(huì)增加上游可循環(huán)廢棄物的使用量，減少環(huán)境危害的同時(shí)促進(jìn)資源有效利用。

圖9 排放權(quán)交易價(jià)格對(duì)產(chǎn)品需求的影響

圖10 不同決策模式下排放限額與交易價(jià)格對(duì)排放權(quán)交易量的影響

當(dāng)排放權(quán)交易價(jià)格小于一定范圍時(shí)，集中式?jīng)Q策的排放權(quán)交易量小于分散式?jīng)Q策，反之，則大于分散式?jīng)Q策，因此與分散式?jīng)Q策相比，集中式?jīng)Q策在排放權(quán)交易價(jià)格上升時(shí)能出售更多的排放權(quán)，實(shí)現(xiàn)更多減排量。

(三)減排投資成本系數(shù)的影響分析

圖11 減排投資成本系數(shù)對(duì)單位減排水平的影響

減排投資成本系數(shù)不斷增加，單位減排量需要投入更多成本，兩種決策下的排放量都呈增加趨勢(shì)，雙方利潤(rùn)有所下降。如圖12所示，當(dāng)i小于等于45時(shí)，集中式?jīng)Q策的排放量小于分散式?jīng)Q策，當(dāng)i大于45時(shí)，集中式?jīng)Q策的排放量大于分散式?jīng)Q策，因?yàn)闇p排難度變大，而集中式?jīng)Q策的市場(chǎng)需求更多，制造商生產(chǎn)量增多，因此排放量也增多。

圖12 減排投資成本系數(shù)對(duì)利潤(rùn)和廢棄物排放量的影響

六、結(jié)論

本文在工業(yè)共生背景下，構(gòu)建了廢棄物供應(yīng)商和制造商組成的工業(yè)共生供應(yīng)鏈模型，研究了排放權(quán)交易下有無減排投資的集中式?jīng)Q策和分散式?jīng)Q策模型，并進(jìn)行兩部定價(jià)契約設(shè)計(jì)，分析了消費(fèi)者偏好、排放權(quán)交易政策和減排投資對(duì)供應(yīng)鏈各方最優(yōu)決策變量和利潤(rùn)的影響，通過研究得出以下結(jié)論。

1.在政府規(guī)制和消費(fèi)者環(huán)境意識(shí)并存的當(dāng)下，工業(yè)共生供應(yīng)鏈中制造商減排投資不僅減少了自身碳排放，還提高了上游可循環(huán)廢棄物的利用量，減少了工業(yè)廢棄物的排放污染，提高了供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)。同時(shí)在減排投資情形下，各參與方通過兩部定價(jià)契約實(shí)現(xiàn)了與集中式?jīng)Q策相同的效益。

2.不減排投資情形下，集中式?jīng)Q策的廢棄物排放總量遠(yuǎn)大于分散式?jīng)Q策，而減排投資情形下，在一定的消費(fèi)者價(jià)格偏好系數(shù)范圍內(nèi)，集中式?jīng)Q策的排放總量更低，即減排投資集中式?jīng)Q策可以實(shí)現(xiàn)更好的環(huán)境績(jī)效；隨著排放權(quán)交易價(jià)格的上升，不減排投資時(shí)雙方利潤(rùn)均呈下降態(tài)勢(shì)，減排投資時(shí)制造商的利潤(rùn)隨排放權(quán)交易價(jià)格的增加而不斷增長(zhǎng)，同時(shí)廢棄物供應(yīng)商的利潤(rùn)下降幅度與不減排投資相比明顯變小；不減排投資情形下，排放權(quán)交易價(jià)格與產(chǎn)品價(jià)格呈正比，減排投資下，隨著排放權(quán)交易價(jià)格上升，制造商越具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；不減排投資情形下，產(chǎn)品需求隨排放權(quán)交易價(jià)格的增加而線性下降，減排投資下，市場(chǎng)需求隨排放權(quán)交易價(jià)格的上升而不斷增加，同時(shí)上游可循環(huán)廢棄物利用量也不斷增加。

3.減排投資成本系數(shù)越低，雙方收益越多，排放量越小。當(dāng)減排投資成本系數(shù)大于某一閾值時(shí)，集中式?jīng)Q策下的排放量大于分散式?jīng)Q策。同時(shí)固定限額下，排放權(quán)交易價(jià)格越高，制造商越愿意減排投資；當(dāng)pc不變時(shí)，排放限額越大，制造商越愿意減排投資。本文研究認(rèn)為廢棄物排放限額過低，將影響企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，限額過高又容易對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，助長(zhǎng)工業(yè)污染，因此政府要根據(jù)企業(yè)成本設(shè)置合理的限額，與排放權(quán)交易機(jī)制一同引導(dǎo)企業(yè)減排投資。

本文僅考慮了單個(gè)上下游企業(yè)，但現(xiàn)實(shí)中存在多個(gè)可循環(huán)廢棄物供應(yīng)商與多個(gè)制造商交易的情況，相互之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系會(huì)對(duì)工業(yè)共生模式產(chǎn)生新的作用。同時(shí)下游制造商對(duì)可循環(huán)廢棄物的需求受產(chǎn)品市場(chǎng)的影響，廢棄物供需關(guān)系不確定，因此，未來研究應(yīng)考慮企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)性和廢棄物供需關(guān)系。