碳限额与交易约束下的闭环供应链碳减排策略及协调研究

在碳限额与碳交易约束下,通过碳减排技术投入及废旧品回收再制造可减少碳排放,构建了闭环供应链的碳减排博弈模型,根据协调条件给出了相应的契约形式及参数.通过对闭环供应链模型的求解,得到了碳限额与交易约束下的最优碳减排率、最优回收率和最优订货量.数值分析结果表明:碳减排成本系数与碳减排率、生产量成反向变化关系,与回收率成正向变化关系,而与闭环供应链期望利润成倒U型变化关系;碳交易价格与碳减排率、产量、闭环供应链期望利润成正向变化关系,而与回收率成反向变化关系;碳限额量不影响碳减排率、产量、废旧产品回收率,但与闭环供应链期望利润成成正向变化关系;回收率与碳减排率、产量成反向变化关系,而与闭环供应链期望利润成倒U型变化关系.     

总量控制和交易环境下考虑随机需求的企业决策分析

总量控制和交易(Cap-and-Trade, C&T)给排放企业运营决策带来了新的挑战。本文提出一个非线性优化模型分析C&T环境下的企业最优产量,并在绿色改进和碳权交易之间有效权衡。模型不仅考虑了随机需求和碳价波动,还考虑了绿色改进的边际递减效果和实施绿色生产的风险。理论分析证明了最优解的存在性,并给出了排放企业的最优决策及C&T环境下企业新的生产条件。解析分析表明:与非C&T环境相比,新的最优产量更低,实际排放下降;碳配额虽然影响企业利润和碳权交易量,但不影响最优产量和最优改进投资;碳价和绿色改进系数越大,越有利于促进企业实施绿色改进减少排放;企业利润随绿色改进系数和碳配额的增加而上升,随单位产品碳排放的增加而下降。数值分析验证了理论模型及其分析结果;蒙特卡洛模拟揭示利润波动受需求风险、绿色改进风险和碳价波动的影响,但需求风险对利润波动的影响更为显著。     

多期碳限额与交易下企业产品减排决策

在碳限额与交易政策约束下,减排企业不仅要考虑当期的碳排放量,还需要考虑在"祖父原则"下当期决策对后期碳配额的影响,以及碳交易价格的时间动态性.文章综合考虑减排投入成本和政府碳政策,研究企业在多期生产中的减排决策和产品定价问题.结论表明:1)在一定成本和碳政策条件下,企业会进行产品减排,最优减排率和产品价格由减排技术参数、下期碳配额比例和多期碳价共同决定;2)企业单期利润是当期碳价的凹函数,是下期碳价和碳配额分配比例的凸函数;3)企业通过产品减排可以增加产品需求和增加企业利润,同时会增加产量,但是企业在进行产品减排时的多期总排放量总是低于传统企业,可降低社会总体排放水平.     

碳排放交易机制下的供应链运作策略及协调研究

碳排放权交易是控制和减少碳排放的有效工具,同时也使得企业的运作成本增加,供应链的决策管理更复杂。考虑由零售商和制造商组成的二阶段供应链,研究不同碳排放权交易政策(供应链成员内部碳排放权交易、外部市场碳排放权交易)下基于数量折扣契约的供应链协调问题,并与无碳排放约束的情形进行比较。研究结果表明:在不同碳排放权交易政策下,数量折扣契约能够实现供应链的协调;无碳排放约束的供应链最优订货量大于外部碳排放权交易的供应链最优订货量,成员内部碳排放交易下的供应链最优订货量和供应链期望利润随着碳排放配额的增加最终等于无碳排放约束下的供应链最优订货量和供应链期望利润;外部市场碳排放交易政策下供应链的期望利润随着碳排放配额的增加而增加。     

持股策略下随机需求低碳供应链融资决策均衡

随机市场需求且受制造商减排水平影响,考虑碳限额与交易机制,研究制造商进行单纯银行借贷和供应商投资持股的组合融资时的最优决策和利润情况,分析消费者低碳偏好、碳交易价格和供应商的投资持股比例对供应链的最优决策变量和利润的影响。研究发现:无资金约束、单纯银行借贷和组合融资下,消费者低碳偏好、碳交易价格和持股比例与制造商的减排水平和利润以及供应链系统的利润正相关,而供应商的批发价格和制造商的生产量与消费者低碳偏好正相关,与碳交易价格负相关,而持股比例与供应商的批发价格负相关,与制造商的生产量和减排水平正相关;持股策略下制造商的减排水平和生产量最大,无资金约束时次之,单纯银行借贷时最小;而无资金约束时供应商的批发价格最高,单纯银行借贷时次之,持股策略时最低;在持股比例满足一定条件下,供应商和制造商的利润优于单纯银行借贷时的利润,并且可以优于无资金约束时的利润,提高了供应链的竞争力和效率。     

股权投资型碳基金下考虑碳减排的工程机械再制造生产决策研究

股权投资型碳基金是一种投资节能减排方向的股权类投资基金。在碳限额与交易政策下，分别建立了资金约束的工程机械再制造企业不融资不减排和通过股权投资型碳基金融资减排的优化模型，利用Kuhn-Tucker条件进行求解，并通过数值仿真探究了股权投资额/减排率、初始资金、规模不经济系数及消费者对工程机械再制造接受程度等对其生产决策的影响。结果表明，与不融资减排情形相比，通过股权投资型碳基金融资减排后企业新品产量和总产量都提高，再制造品产量降低；利润并不总提高，但存在唯一最优的减排率使得企业利润最大，并且减排率不同会导致企业生产结构改变；此外工程机械规模不经济系数升高会降低企业总产量和消费者剩余，但并不总降低利润。     

碳限额与碳交易约束下制造商生产-库存控制策略

针对制造商订货、储存、生产过程中的碳排放问题,探讨了碳限额与碳交易约束下制造商生产-库存控制策略,在对碳限额与碳交易进行数学度量的基础上构建了碳限额与碳交易约束下制造商生产-库存成本模型,并通过模型分析得出有碳约束且成本最优生产量及原材料最大订货倍数以及碳限额与碳交易约束下制造商最优生产-库存策略。计算实验与算例分析表明:相比于无碳约束情形,碳限额与碳交易约束下制造商订货数量更高,而订货频率及生产批量更低,并得出三种交易价格之下,决策变量的变化趋势。     

碳限额及交易下零售商低碳宣传的双渠道供应链决策与协调

在碳限额及交易下,考虑制造商碳减排技术投入和零售商低碳宣传,分别构建了无低碳宣传成本分摊、低碳宣传成本分摊的分散决策和集中式决策博弈模型通过对模型的分析,指出通过碳减排成本和低碳宣传成本分摊能够实现双渠道供应链协调.研究结果表明:在碳限额及交易机制下,碳减排率与碳排放交易价格成正向变化关系,低碳宣传水平、双渠道供应链利润与碳排放交易价格成U变化关系;碳减排率、低碳宣传水平、双渠道供应链利润与消费者低碳偏好系数、低碳宣传对消费者的影响系数都成正向变化关系;碳减排率、低碳宣传水平、双渠道供应链利润都与低碳宣传成本、碳减排成本系数成反向变化关系.     

绿色消费视角的政企合作绿色技术创新动态决策

通过构建微分博弈模型,对比分析无成本分担、成本分担及集中式决策情形下,政府和企业最优反馈均衡策略和收益最优值函数.研究发现,成本分担情形下,企业绿色技术创新努力程度要高于无成本分担情形,该努力程度不仅取决于自身的边际收益,还与政府边际收益、企业技术创新社会收益正相关;集中决策情形下,政府、企业的最优努力水平和系统收益最优值均达到最高水平,且与二者的边际收益之和正相关;社会公众绿色消费的关注程度对系统收益具有正向影响,且影响程度边际递增;各参与主体努力程度对企业社会声誉影响越大,则合作系统收益越大.     

考虑碳排放权交易的低碳供应链批发价格协调研究

在低碳环境下分析了低碳供应链批发价格协调问题,构建了碳市场-企业-消费者三维交易模式.通过引入政府补贴和碳排放权交易两个变量,分别讨论了制造商和零售商非合作和合作博弈模型.经过数值分析,研究了2种不同情景下模型中最优批发价格、销售价格、利润及销售量变化及影响.研究结果表明:制造商和零售商经Shapley值法分配的利润要大于非合作时各自最大利润,并且批发价格等于一定值时,分配所得利润等于各自期望的最大利润,最优销售价格会下降,最优销售量会上升;Shapley值法分配低碳供应链利润可协调批发价格并具有鲁棒性,且有利于企业间的合作.     

强制减排规制下基于碳减排利润增量分享契约的供应链协调研究

碳减排会增加制造商的成本,导致批发价和零售价提高,从而抑制市场需求。以此为背景,本文针对由一个制造商和一个零售商组成的供应链,研究了强制减排规制下考虑消费者低碳偏好时的供应链决策与协调。通过设计碳减排利润增量分享契约协调制造商和零售商的决策,实现帕累托改进,利用Rubinstein讨价还价模型最终确定减排利润分享比例。研究发现,实施碳减排利润分享契约能有效提高零售商的订货量,并降低批发价格;制造商的利润随着消费者低碳意识提高而提高;当净化率较低时,零售商的利润随消费者低碳意识提高而提高;当净化率较高时,零售商的利润随消费者低碳意识提高而降低;最后,论文通过数值模拟验证了碳减排利润分享契约的有效性。     

碳交易机制下资金约束制造商替代产品的最优生产策略研究

碳交易机制和资金约束在很大程度上影响企业的生产决策,但很少有文献研究碳排放和资金双约束下企业对普通与低碳两种替代品生产决策问题。因此,本文在碳交易机制下讨论了资金约束下制造商两种产品的生产决策问题。本文采用基于有无碳交易和银行融资划分四种情形,基于报童模型构建优化模型分析制造商的最优决策。研究发现:(1)无融资情形下,如果制造商的初始资金很少,则制造商生产更多的普通产品;如果制造商的初始资金很多,则制造商生产更多的低碳产品;(2)在银行融资情形下,当利率较小时,制造商生产更多的低碳产品;当利率较大时,制造商生产更多的普通产品;(3)在银行融资情形下,如果碳排放配额较大,无碳交易机制时的融资量和融资成本高于有碳交易机制时的融资量和融资成本;如果碳排放配额较低则结论相反。     

碳交易规制下信息不对称供应链的减排和低碳推广博弈研究

论文在碳交易规制下,研究单一制造商和双零售商组成的供应链减排与低碳推广决策以及零售商对制造商的成本信息分享问题,分析了零售商对制造商分享成本信息的条件,及不同情形下的制造商减排和零售商低碳推广策略。研究发现:零售商的最优低碳推广水平只与自身相关参数有关,零售商只有在自身低碳推广效率足够高时才会与制造商分享信息;制造商最优减排量随消费者低碳意识、碳交易价格、零售商低碳推广效率及其不确定性增大而提高,随零售商之间竞争程度提高而降低;无论零售商是否对制造商分享成本信息,供应链成员的最优利润随零售商之间竞争程度提高而增加,随消费者低碳意识、碳交易价格提高而提高;零售商低碳推广效率的不确定性越大则制造商的最优利润越低,零售商的最优利润越高;仅一家零售商分享成本信息时,制造商无法通过转移支付使另一家零售商与其分享信息。     

碳交易规制下的制造商减排外包模式选择:定制vs订购?

研究碳交易规制下制造商减排服务外包时供应链各成员的最优决策和绩效问题,对比分析了定制和订购两种减排模式下的供应链博弈均衡和供应链成员绩效。研究发现,在碳交易规制下,定制和订购两种减排合作模式下供应链成员均存在最优决策。在定制模式下,单位产品的初始排放量和制造商的减排成本系数提高一定会降低最优产量、单位产品减排量和减排服务价格,减排服务商的减排成本系数提高会降低最优产量和单位产品减排量,但不一定会降低减排服务价格;在订购模式下单位产品初始排放量、制造商和减排服务商的成本系数对企业决策的影响不一定如此。当需求函数满足均匀分布时,无论制造商和减排服务商的减排效率如何,订购模式对减排服务商更有利,定制模式对制造商更有利,但供应链系统总利润的高低与制造商的减排成本系数有关。     

碳限额与交易机制下受资金约束的供应链优化

在碳限额与交易机制下,研究零售商受资金约束的供应链优化问题。构建了制造商占优的两级供应链Stackelberg博弈模型,通过引入减排成本分担机制,分别给出了分散决策和集中决策的最优解。通过收益共享契约,实现了供应链协调和供应链成员利润的帕累托改善。通过算例分析了不同减排成本分担系数、碳交易价格对供应链利润和订购量、碳减排决策的影响,为供应链各成员开展减排合作提供了理论依据。研究结果表明,供应链成员的合作不仅可以提高供应链总绩效,而且有利于为消费者提供更多、更绿色的产品;碳价格的提高,促使供应链更加努力减排,从而提高了供应链总利润。     

Optimal production planning and cap setting under cap-and-trade regulation

This paper investigates the optimal production decisions of a self-pricing manufacturer and the optimal cap-setting decisions of a regulator under the cap-and-trade regulation. The objectives of the manufacturer and the regulator are to maximize profit and to maximize social welfare, respectively. We first derive the optimal production decisions and the corresponding total emissions of the manufacturer, with given parameters of the cap-and-trade regulation. Based on these results, we then solve the optimal cap-setting problem of the regulator. Furthermore, through sensitive analyses, we show that as the emissions intensity (i.e., the emissions generated from one unit of product) increases, both the optimal total emissions and the optimal cap first increase and then decrease.