摘 要

随着环保意识的逐渐提高，碳减排越来越受到人们的重视。在供应链管理的背景下，碳税的实施对供应链成员各个方面的决策都有重要的影响，其中碳排放量是碳减排中最关注的方面，政府也会根据每个企业的碳排放量征收一定的碳税。本文总结与整理了碳税的内涵，阐述了碳税产生的经济学理论基础及国内外研究成果。在基于碳税政策的背景下，以减少供应链碳排放为目标，研究碳税对低碳供应链的碳排量与利涧之间的关系。

本文建立了一个只有零售商和制造商的二级供应链，通过构建企业之间的博弈模型，以供应链成员合作和非合作两种情况讨论，分析在无碳税机制下制造商不减排、碳税机制下制造商不减排和碳税机制下制造商增加减排技术三种不同的模型下，制造商和零售商的利润变化和碳排放量的变化，以及在政策补贴的支持下，制造商的利润变化。

关键词：碳税；供应链；博弈；碳排放

Abstract

With the gradual improvement of environmental awareness, carbon emission reduction has attracted more and more attention. In the context of supply chain management, the implementation of carbon tax has an important impact on the decision-making of all aspects of the supply chain members. Among them, the government will also levy a certain carbon tax on the carbon emission of each enterprise. Although the purpose of the government's implementation of these carbon emission policies is to encourage enterprises to reduce carbon emissions, it also brings new challenges to the operation decision of the supply chain, making the decision-makers of the supply chain not only consider reducing the carbon emissions of the products, but also meet the needs of the consumers, but also consider their own interests. This paper summarizes and collate the connotation of carbon tax, expounds the economic theoretical basis of the carbon tax and the research results at home and abroad. Under the background of carbon tax policy, aiming at reducing carbon emissions in supply chain, we study the relationship between carbon tax and carbon emission in low-carbon supply chain.

In this paper, a two level supply chain with only retailers and manufacturers is established. By constructing the game model among enterprises, this paper discusses two cases of cooperation and non cooperation among the members of the supply chain, and analyzes the increasing emission reduction technology of manufacturers under the mechanism of no carbon tax reduction, carbon tax and carbon tax mechanism for manufacturers under carbon tax free tax mechanism. Under different models, changes in profits and carbon emissions of manufacturers and retailers, as well as changes in manufacturers' profits under the support of policy subsidies.

Key Words：carbon tax; supply chain; game; carbon emissions

目 录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 7

1.1 研究背景 7

1.2 研究的意义和目的 7

1.3 国内外研究现状 8

1.4 研究的方法 9

1.5 论文的创新点 10

第2章 基于碳税的供应链成员的研究理论基础 11

2.1碳税的基本原理 11

2.2 博弈论的相关理论 11

2.2.1 博弈论定义 11

2.2.2 博弈论的基本表述 12

2.2.3 博弈论的分类 13

2.3 本章小结 14

第3章 碳税条件下供应链成员的博弈模型 15

3.1 模型假设 15

3.2 模型分析 16

3.2.1模型符号 16

3.2.2无碳税机制下的制造商不减排的定价模型 16

3.2.3碳税机制下的制造商不减排的定价模型 18

3.2.4碳税机制下的制造商减排的定价模型 20

3.3数值分析 22

3.3.1碳税对供应链合作和非合作决策的碳排放量的影响 22

3.3.2碳税对供应链总体利润的影响 23

3.4本章小结 23

第4章 考虑补贴的碳税条件下的供应链成员博弈模型 24

4.1模型假设 24

4.2模型分析 25

4.2.1考虑政府补贴的碳税条件下的制造商减排的博弈模型 25

4.2.2考虑零售商补贴的碳税条件下的制造商减排的博弈模型 26

4.3数值分析 27

4.3.1政府补贴系数对碳排放量的影响 27

4.3.2碳税对政府补贴条件下的碳排放量的影响 28

4.3.3碳税对零售商补贴下的碳排放量的影响 28

4.4本章小结 29

第5章 经济性和环保性 30

5.1环保性 30

5.2经济性 30

第6章 结论与展望 32

6.1 全文总结 32

6.2 展望与不足 33

参考文献 34

致 谢 36

第1章 绪论

1.1 研究背景

十八世纪以来，数次工业革命彻底改变了现代人的生活方式，随之而来也产生了各种各样严重的生态问题。其中温室效应是近年来国际上讨论最多的话题。2016年巴黎气候大会通过的《巴黎气候变化协定》，定下了本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内目标，并计划全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。

由于温室气体排放量的增加而引发的气候问题日益严重，我国北京、河北等地雾霾频现，全球气温不断上升，环境问题已经严重影响了人类的正常生活，甚至开始威胁到人类的生存。为减少二氧化碳排放，世界各国采取了多种管理手段和政策减少碳排放量，比如碳税政策、碳限额与交易机制、碳标签制度等。在国际上，丹麦、爱尔兰等多个国家已针对工业企业开征碳税。

所谓碳税就是针对CO²的排放所征收的一种税，他的目的是为了减少CO²的排放。对于化石燃料消耗所产生的碳排放，按其含碳量或者其碳排放量进行征税。根据各个国家目前的环境问题来看，降低碳排放已成为各国政府、企业和消费者共同面临和迫切需要解决的重大问题。

1.2 研究的意义和目的

在低碳目标的实现过程中，由于供应链中的企业是最主要的碳排放者，因此低碳目标的实现很大程度上依赖于供应链上企业的参与。当企业的成本和利益受到外部的碳排放约束，供应链成员必然会调整自己的生产经营模式，对新产品的定价及利润都会产生影响。面对外部成本内部化的政府碳税政策，供应链企业不得不考虑如何通过减少碳排放量来获取新的竞争优势。

本文的主要内容，就是研究政府制定的碳税对供应链成员低碳策略选择的影响，细化了低碳领域的关于供应链成员的研究，为政府的碳税政策制定提供借鉴，更重要的是为制造商等的中间商的实际决策提供依据，以实现制造业的可持续发展和社会利益最大化。

1.3 国内外研究现状

高鹏飞^[1]等介绍了国际上一些国家的碳税征收实践 ,并应用一个中国MARKAL-MACRO模型 ,将碳税对于中国碳排放和经济的影响进行定量的研究。王淑芳^[2]总结和分析了国内外一些有关实施碳税对温室气体的减排，对经济和能源系统等的影响的研究结果，并在此基础上讨论了我国应对碳税制度政策的对策。张岸^[3]研究了需求量和该商品的价格之间存在的对应关系。王金南^[4]利用可计算一般均衡模型,模拟了征收碳税对中国宏观经济、能源节约和抑制CO²排放的影响，利用经济手段促进实现节能减排目标，讨论出中国征收碳税的实施方案。范允奇^[5]从环境联邦主义理论出发，结合中国式财政分权的特征，分别构建了完全信息动态博弈模型和多任务委托代理模型进行分析，对我国可以有效实施区域差异化碳税政策需要采取的配套机制改革提出建议。郑君君^[6]通过建立链主企业，生产商与销售商的合作博弈模型, 研究了合作与否对供应链成本和效益的影响。从博弈论原理出发，李军^[7]认为在构建供应链的过程中，供应链成员是基于合作博弈来选择合作伙伴的，而形成“双赢”的利益机制是供应链结构变迁和优化的动因，因此提出了供应链成员合作策略。贡文伟^[8]从概念界定、机理分析、模型构建和实证验证四个方面研究了以制造商为核心的逆向供应链合作模式。张喜征^[9]考虑在市场中存在同类产品销售时，建立双渠道供应链环境下的消费者需求函数，得到了双渠道最优定价策略，探讨了产品可替代程度对各渠道定价的影响。杨洁^[10]选取了以碳税和碳交易为代表的减排工具，分析了碳税和碳交易政策对冷链物流企业碳减排行为的影响。戴岱^[11]借助供应链管理、消费者行为学和博弈论等理论，探讨了在考虑消费者策略行为的条件下，引入柔性补货机制和废旧产品的回收再制造后，供应链成员的定价与订购策略的制定问题。程永宏^[12]构建了一个由制造商和零售商以及消费者组成的三级供应链系统，运用运筹学优化原理和博弈论等的相关理论，建立分散式和合作式的模型，研究了碳税政策、碳限额与交易机制、碳标签制度下供应链的定价与产品碳排放决策。肖立君^[13]以一个制造商和一个零售商上的两级低碳供应链系统为前提，应用博弈、供应链协调等多种方法，构建了无碳税下考虑低碳技术投入和回收利用的决策系统，然后基于低碳技术补贴和回收利用补贴策略，分别构建了基于Stackelberg博弈的零售商补贴制造商的两阶段博弈的低碳供应链决策模型，并求解了制造商、零售商的均衡决策点。梁元卿^[14]综合考虑碳税和单向替代的低碳供应链高碳和低碳产品的定价问题，分析零售商采取联合策略和不联合策略下，政府分别对消费者、零售商和制造商征收碳税对低碳供应链成员决策影响。刘雪^[15]考虑了碳减排率和供应链终端产品价格这两个因素，探讨了供应链中成员在提高整体利搁的同时优化自身利益并实现供应链碳优化的前提下，企业应该如何选择合作博弈策略。庞庆华^[16]等构建了使得供应链碳减排协调的收益共享契约模型，并给出契约参数需要满足的条件以及系统最优减排量、最优订购量的确定方法，得出供应链企业的碳减排水平和利润都与政府补贴系数、消费者低碳偏好系数正相关与减排成本系数负相关；供应链企业的碳减排水平与碳税正相关的结论。胡金辉^[17]研究消费者低碳意识对独占寡头的制造商低碳技术和低碳策略选择的影响，结果显示，消费者对产品低碳偏好程度会直接影响到制造商的收益，随着政府碳税水平的逐步提高，制造商的决策由不采用低碳技术到采用低碳技术又到不采用低碳技术。王坤^[18]通过建立政府主导的 Stackelberg博弈模型，以社会总福利最大化为目标，对不同减排水平的企业征收差异碳税。研究发现征收差异碳税有利于增强减排企业的市场竞争力，激励其进一步加大减排的投入，提高净化率。

从文献综述可以看出，大多数的研究都只是针对政府征收碳税以后，制造商或者供应商采取减排技术以后的行为研究，而没有制造商在政府征收碳税后制造商从不减排到减排的过渡时期，所以，本文研究主要有三方面的内容，政府不收税，制造商不减排；政府收税，制造商不减排；政府收税，制造商减排这三种博弈模型。

1.4 研究的方法

本文的研究是以博弈为背景，针对所研究的内容，概述所要用到的理论知识和理论依据，建立博弈模型，分析在无碳税机制下，制造商不减排的情况况下，制造商和零售商合作与否对自身利润的以及整个供应链影响；在碳税机制下，制造商不减排和减排两种情况时，碳税对碳排放和利润的影响。

为了激励制造商减排，政府会考虑根据制造商的减排成本提供一定的补贴，而零售商的也会相应的对制造商提供一定的资金支持，所以本文的第四章主要考虑政府和零售商的补贴对制造商的减排量的变化。

1.5 论文的创新点

本文的创新点主要是以下几个方面

（1）从政府是否征收碳税的角度出发，考虑了制造商减排和不减排的情况。一般来说，政府不征收碳税，制造商不会去花更多的成本增加减排技术。政府在根据碳减排量征收碳税的初期，制造商还没有对碳税做出决策反映，所以也会有不增加减排技术的阶段，随着政府征收碳税的时间越长，一些碳排放量高的企业所要付出的成本就越多，此时企业就会研发减排技术来降低政府征收的碳税。

（2）从合作和不合作的角度出发，分析供应链成员合作与不合作的利润关系，更清晰的展现出供应链成员合作与不合作对成员的影响。

（3）从补贴的角度考虑，分析政府补贴系数和零售商补贴系数对制造商和供应链整体利润的影响。对于投入了大量减排成本的制造商，政府和零售商的补贴会对制造商减排起到很好的激励作用。

第2章 基于碳税的供应链成员的研究理论基础

2.1碳税的基本原理

碳税是政府为限制企业的碳排放量，对企业排放的含碳化合物（主要是二氧化碳）所征收的税，税额的大小与企业排放的碳化合物的量成正比。一般来说，对于不同的行业，政府的碳税税率都不尽相同^[19]。

碳税的具体原理如下图所示，其中横轴表示企业的碳排放量，纵轴表示为边际成本，其中MC曲线描绘一定量下减少一单位碳排放量的边际成本，而MD曲线描绘一定量下减少一单位碳排放量所带来的社会收益。MC、MD两条曲线的交点的横坐标 E^* 即表示边际收益与边际成本相等时所对应的碳排放量，也就是社会最优碳排放量，而交点的纵坐标 T^* 则代表为了达到社会最优值所应征收的碳税的额度^[20]。

图2.1 碳排放量与成本

目前我国是世界第一碳排放大国，政府和企业都面临着巨大的减排压力，而且碳减排涉及到不同部门甚至不同企业之间的利益格局的变化，实施起来相当困难，需要权衡各方的权利和利益。这就意味着政府在碳税的税率机制的设计与实施上应该积极协调，实现碳排放量与经济产出保持一个平衡^[21]。

2.2 博弈论的相关理论

2.2.1 博弈论定义

博弈论是研究决策主体的行为发生直接相互作用时的决策以及这种决策的均衡问题，即研究当一个主体的选择受到他人选择的影响，而且其选择也反过来影响他人的选择时的决策问题和均衡问题。一个标准的博弈问题包括最基本的六个要素参与人、行动、信息、策略、支付、结果和均衡等^[22]。

（1）参与人可以是自然人，也可以是企业、国家或其他组织团体，参与人为两人的为“两人博弈”，参与人超过两人的为“多人博弈”。本文中的博弈参与人为企业，如供应链上下游企业的减排博弈中，参与人是零售商和制造商，所以本文中研究的是两人博弈。

（2）行动是参与人在博弈的某一时点可选择的决策变量，是其可以选择的方法、做法或者经济活动水平和量值。比如企业在决策是否进入某一市场时的可选行动只有进入和不进入两种，而企业在决策产量时则可以有无数种选择。

（3）策略告诉参与人如何针对其他参与人的行动做出反应，但不同博弈中参与方可选择的策略的内容和数量也不同。

（4）博弈的次序。在现实博弈中，有时候参与方是同时决策，有时候则是先后决策。博弈的次序不同，博弈的结果和均衡也不同。

（5）信息。信息即博弈参与人关于博弈的知识，特别是有关其他参与人的特征和行动的知识，即该参与人所掌握的其他参与人的、对其决策行为具有影响的所有知识。

（6）支付。支付是指参与博弈的人在博弈中获得的效用水平或期望效用水平，可能是正值，也可能是负值。博弈分析主要通过数量关系的比较进行，例如利润、收入、损失、个人效用以及社会福利等。支付使所有参与人真正关心的东西，是进行决策的根本依据。

（7）均衡。均衡是所有参与人的最优决策的组合。

（8）结果。结果是指博弈分析者感兴趣的所有东西的集合，如均衡行动组合、均衡策略组合和均衡支付组合等。