基于碳关税和配额的再制造决策研究

程文成 李巍

摘 要 在跨国闭环供应链中考虑碳关税、碳配额和碳税三种政策的影响，分别建立了出口国制造商（OEM）再制造模型和OEM授权进口国零售商进行再制造模型，得到不同模型中OEM和零售商的最优价格、最优销售量、最优利润，进一步分析了产品碳排放总量是否超过配额的不同情形下新产品碳排放量对新产品和再制造品价格、销售量的影响以及其中碳关税和碳税发挥的作用.结果表明，在配额限制下，存在碳关税、碳税以及两种政策共同约束的取值区间，当税率水平在不同区间时，新产品碳排放量对两种产品的价格、销售量有不同的影响.

关键词 产业经济学;跨国闭环供应链;博弈论;碳关税;碳配额;再制造决策

中图分类号 F253           文献标识码 A

Abstract Considering the influence of carbon tariff and carbon quota and carbon tax on the global closed-loop supply chain， this paper establishes two models. One is the remanufacturing model of the manufacturer （OEM） in the exporting country， the other is the remanufacturing model of OEM authorized retailer in the importing country. Solving the optimal price， sales volume and profit of OEM and retailer in different models， and under different circumstances of whether the total carbon emissions of products exceed the quota， analyzing the impact of new product carbon emissions on the price and sales volume of the two products， as well as the role of carbon tariff and carbon tax. The results show that under the quota limit， there are three value intervals of carbon tariff， carbon tax and two policies. When the tax rate level is in different intervals， the carbon emissions of new products have different effects on the two products' price and sales volume.

Key words industrial economics; global closed-loop supply chain; game theory; carbon tariff; carbon quota; remanufacturing decisions

1 引 言

随着经济社会的快速发展，环境保护成为各国政府关注的焦点，跨国闭环供应链的再制造也逐渐引起更多的关注.碳关税、碳配额和碳税作为针對温室气体排放量制定的有关政策，一方面可以抑制企业碳排放、保护环境，另一方面也影响着企业的经济利润.闭环供应链具有低污染的特性[1]，其管理模式有助于企业积极应对环境壁垒、创建绿色经营环境[2]，研究碳关税、配额和碳税对企业再制造决策的影响，设置合理的碳约束政策对协调经济发展与环境保护、政府与企业的关系都具有重要意义.

碳税近年来已在法国、英国等多国实施，学者们围绕碳税在闭环供应链中的影响进行了多方面的研究.一些学者将碳税与其他碳约束政策对比，讨论碳税对企业和政府的影响.Li等（2017）[3]探讨了边界碳调整（BCA）与实行碳税之间的差异，结果表明征收碳税更具成本效益.Huang等（2020）[4]对比了限制总碳排放、碳税和总量管制与交易三项政策对企业的影响，认为若企业采用较高效率的绿色技术，碳税政策将更有利.与碳税不同，碳关税还未在哪个国家实施，但2009年美国众议院通过《美国清洁能源安全法案》，宣布从2020年起对进口产品收取碳关税，这已经引起了学者们有关碳关税对中国经济和社会福利的影响的讨论.袁嫣（2013）[5]基于一般均衡模型得出碳关税对我国外贸、经济等方面具有负面影响.曲如晓等（2011）[6]认为进口国征收碳关税能提高本国福利水平，但福利变化程度与进口国碳税、出口国是否征收碳税等情况有关.

碳税和碳关税以外，碳配额也是降低碳排放量的重要手段之一，学者们对闭环供应链中碳配额的影响也进行了探讨.胡东滨等（2016）[7]研究了基于产量的碳配额分配对闭环供应链定价的影响，提出 “共同但有区别”的碳配额分配政策.程发新等（2017）[8]在碳配额约束下考虑了碳税的影响，认为最优碳税保证了均衡状态下制造商的碳排放量没有超过限额，若放宽限额，制造商利润增加的同时碳排放量也在增加，企业环境绩效与经济绩效存在差异.

在上述研究中将碳关税和配额结合起来研究较少，碳关税、配额和碳税对于企业碳排放决策的影响还尚不清晰.因此求解闭环供应链中制造商和零售商的最优决策，并研究碳关税、配额和碳税对企业再制造决策的影响，对政府设置合理的碳约束政策提供参考具有一定现实意义与价值.

2 模型描述与假设

假设一个由出口国制造商（OEM）和进口国零售商组成的跨国闭环供应链系统，该系统中，OEM为主导决定产品的再制造方式，即自己进行再制造或授权零售商再制造，用i∈{O，A}表示OEM再制造模型或零售商再制造模型.市场上同时存在新产品和再制造品两种产品，OEM和零售商以利润最大化为决策目标，即πiO和πiR最大.OEM决定新产品和再制造品的批发价win和wir，零售商决定它们的零售价pin和pir.新产品和再制造品的销量分别为qin和qir，cn和cOr表示OEM生产新产品和再制造品的单位生产成本，cRr表示零售商生产再制造品的单位生产成本.

参考曾剑锋等（2015）[9]的研究，记OEM生产单位新产品的碳排放量为en.OEM和零售商受到碳关税、配额和碳税的影响，都会努力改进各自的碳减排技术水平λO和λR以减少碳排放量，假设所生产的单位再制造品的碳排放量相同，即用βen表示OEM和零售商生产再制造产品的碳排放量，0<β<1.进口国政府对进口的新产品和再制造产品的碳排放总量分别设置碳配额En和Er，qn0和qr0表示新产品和再制造品的碳排放总量刚好达到配额时的产量，对超过配额的部分从量征收碳关税fn和fr，同时对国内企业也将设置碳税tc以约束企业碳排放量.

OEM和零售商的单位产品碳减排量分别为xiO和xiR，根据程永宏等（2015）[10]的研究，碳减排技术的开发成本与碳减排量的平方成正比，则OEM的碳减排成本为λOx2O，零售商若进行再制造生产的碳减排成本为λRx2R.

假定μ为消费者认为新产品的价值，ρ为再制造品对于消费者而言的满意程度，则消费者认为再制造品的价值为ρμ，受消费者环保意识以及再制造技术水平等因素影响，消费者对再制造品的认可度较低，所以总有0<ρ<1.同时，应保证供应链有效运行，参考邢光军等（2017）[11]的研究假设αρ-cOr-fβen>0，8ρλO-f2>0.

根据程晋石等（2018）[12]、Atasu等（2008）[13]的研究，消费市场总容量为α，产品数量完全由市场需求决定，即qn=dn、qr=dr，产品的市场需求与价格满足如下关系.

推论1 表示当OEM生产的两种产品的碳排放量小于配额时，其批发价、零售价和销量不受新产品碳排放量的影响.当新产品的碳排放量超过配额，再制造产品的碳排放量小于配额时，再制造品的批发价和零售价不受新产品碳排放量高低的影响，新产品的价格和两种产品销量受到其碳排放量的影响与对新产品征收的碳关税有关，当该碳关税较低时（fnf1n），新产品碳排放量越高则新产品价格越低，新产品销量越高，再制造品销量越低.

当再制造品的碳排放量超过配额，而新产品的碳排放量小于配额时，新产品价格均不受其碳排放量的影响，再制造品价格受到新产品碳排放量的影响与对再制造品征收的碳关税有关，当该碳关税较低时（frf1r），新产品碳排放量越高则再制造品价格越低，再制造品销量越高，新产品销量越低.

当两种产品的碳排放量都超出配额时，单位新产品碳排放量越高，新产品销量越低，两种产品的零售价和批发价及再制造品销量受到新产品碳排放量的影响与对两种产品征收的碳关税有关.当对再制造品征收的碳关税较对新产品征收的碳關税更高时fr>Y1或Y2Y3或对新产品征收碳关税很低时fn

由此可知，当仅一种产品的碳排放量超出配额时，对超出部分征收的碳关税较低时，产品价格与新产品碳排放量正相关，该产品销量与新产品碳排放量负相关，而征收的碳关税较高时，产品价格与新产品碳排放量负相关，该产品销量与新产品碳排放量正相关.这是由于较低的碳关税虽然提高了制造商和零售商的成本，但增加的成本较少，相较于投资碳减排技术，企业更愿意把成本负担转嫁给消费者，消费者将减少对该产品的消费使其销量减少，由于替代效应而增加另一种产品的需求.而较高的碳关税增加的成本更多，企业直接提高价格会减少消费者的需求进而显著减少企业利润，此时企业开发碳减排技术更有主动性，有利于促进企业节能减排.当两种产品的碳排放量都超出规定配额时，单位新产品碳排放量对两种产品的价格以及再制造品销量的影响与征收的两种碳关税的相对大小有关，对新产品征收更高的碳关税，对促进企业减少新产品碳排放量有积极作用.

4 结 论

通过建立OEM再制造模型和OEM授权零售商进行再制造模型，研究了基于碳关税和配额的再制造决策.结果发现当OEM和零售商的碳减排技术水平、单位再制造品碳排放量与单位新产品碳排放量的比率、消费者对再制造品的满意程度等参数确定时，可以得到在产品碳排放总量是否超过配额的不同情形下碳关税和碳税影响OEM和零售商最优决策的多个阈值。由此可以找到关于碳关税和碳税税率水平的多个取值区间，在不同的区间中，OEM和零售商的销售量、价格受单位新产品碳排放量的影响不同，厂商会随之调整自己的再制造策略，以实现利润最大化目标.

参考文献

[1] 郭修远，李曼，李巍.闭环供应链环境下考虑广告投入的两阶段再制造模型研究[J].经济数学，2018，35（3）：15-20.

[2] 黄瑾滢，李巍.“一带一路”背景下中国企业跨国再制造决策研究[J].经济数学，2019，36（3）：46-51.

[3] LI Y Z， SU B. The impacts of carbon pricing on coastal megacities： A CGE analysis of Singapore [J]. Journal of Cleaner Production， 2017， 165： 1239-1248.

[4] HUANG Y S， FANG C C， LIN Y A. Inventory management in supply chains with consideration of  logistics，green investment and different carbon emissions policies [J]. Computers & Industrial Engineering， 2020， 139：106207.

[5] 袁嫣.基于CGE模型定量探析碳关税对我国经济的影响[J].国际贸易问题，2013（2）：92-99.

[6] 曲如晓，吴洁.论碳关税的福利效应[J].中国人口·资源与环境，2011，21（4）：37-42.

[7] 胡东滨，肖晨曦.基于产量碳配额分配对竞争性闭环供应链定价及回收影响研究[J].工业技术经济，2016，35（9）：52-59.

[8] 程发新，袁猛，徐静.碳限额约束下考虑碳税的随机需求型闭环供应链网络均衡决策[J].科技管理研究，2017，37（1）：233-237.

[9] 曾剑锋，柳键.碳减排背景下闭环供应链生产与回收策略研究[J].江西师范大学学报（自然科学版），2015，39（5）：536-544.

[10]程永宏，熊中楷.碳税政策下基于供应链视角的最佳减排与定价策略及协调[J].科研管理，2015，36（6）：81-91.

[11]邢光军，李培君.碳减排情形下的闭环供应链差别定价模型研究[J].軟科学，2017，31（9）：138-144.

[12]程晋石，李帮义，龚本刚等.考虑再制造品商标许可和担保的策略组合分析[J].管理工程学报，2018，32（1）：146-153.

[13]ATASU A， SARVARY M， VAN-WASSENHOVE L N. Remanufacturing as a marketing strategy [J]. Management Science， 2008， 54（10）：1731-1746.