火力发电企业离散决策及其对碳排放权价格影响

随着碳交易市场的建立,对于参与减排企业,如何制定合理的减排决策从而降低减排成本成为了一个重要问题。在有效市场下,参与减排企业的边际成本将直接影响碳排放权价格的走势。以往研究大多基于连续时间模型,运用动态优化原理解决此类问题。而事实上,企业的决策过程是离散的,这是由于碳排放权不能跨期交易,如果简单连续化会使得企业有过度减排的可能,与现实不符。基于此,本文以电力企业为例,运用动态优化方法,建立电力企业的离散减排决策模型,从而得出企业的最优边际减排成本,为政府调控碳排放权市场提供理论指导。为了验证模型,本文采用深圳碳排放权的相关实际数据进行数值模拟。研究表明,当企业做出离散减排决策时,企业的减排成本及边际减排成本与初始排放量、配额、单位惩罚成本、减排决策次数等因素相关。企业的离散决策会使得企业的边际减排成本波动加大,进而可能引起碳排放权市场的动荡,但企业的离散决策更有利于企业完成减排任务。     

碳配额交易体系下企业低碳产品定价及最优碳排放策略

配额交易体系(cap-and-trade)是目前使用最广也是最有效的一种通过经济激励促使企业采取减排措施的机制。本文主要研究以配额制为基础的碳交易体系下单个企业低碳产品最优定价及碳排放策略问题,具体讨论了企业加入碳交易体系时,面对外生给定的碳交易价格以及市场上消费者对产品低碳度的不同偏好,基于政府免费分配的碳排放配额,如何最优地确定其生产周期内的目标碳排放量及其所生产的低碳产品最优价格,以使自身利润最大化。模型分析所得的性质与算例部分给出的数值结论反映了企业产品定价、减排边际成本与目标排放决策之间的关系,得出了一些对企业及政府决策都皆有一定价值的信息。     

不同碳交易配额分配方法下的鲁棒减排运作策略研究

本文结合当前碳交易配额分配方式多样化和需求分布信息不确定的现象,研究历史法和基准线碳配额分配方式下企业的鲁棒减排运作策略。通过构建和求解两种碳配额政策下企业减排运作决策的鲁棒优化模型,本文给出不同碳配额政策下企业进行减排投资的必要条件。不同碳配额政策下最优减排运作决策、经济和环境绩效的对比分析揭示了两种碳配额分配方法对最差分布下企业利润和碳排放量的影响。通过理论分析结合数值实验发现,相同减排水平下,基准线法碳配额下的最优生产量高于历史法碳配额下的最优生产量;虽然基准线法碳配额下的碳排放总量高于历史法碳配额下的值,但单位产品碳排放量在一定条件下却可以低于历史法碳配额下的值。用基准线法设定碳配额能充分调动企业的生产积极性,政府可以通过调整基准线法碳配额的数值使企业实现高利润低排放,从而实现经济和环境协调发展的目标。     

碳排放约束下供应链的碳交易模型研究

基于EOQ模型,假设碳交易市场中存在一个零售商和一个供应商,并以该两级供应链为研究对象,建立包含减排投资在内的碳交易模型,严格限定企业碳配额上下限,对不同碳配额下企业之间碳交易情况进行分析讨论。研究表明,控制碳配额在企业碳排放最优和成本最优时的碳排放区间内时,可以有效促进企业投资减排,在一定的碳交易价格之下,上下游企业碳配额余量乘积为负是保证碳交易政策实施的基本条件,而碳价格并不影响供应链成本和碳排放。通过算例进一步分析了不同交易价格对零售商和供应商的影响,最后在碳配额范围内得到了最优碳配额和交易价格。     

内外部碳配额交易路径下供应链减排决策研究

供应链内外部碳配额交易是碳配额政策下供应链协调碳配额的重要途径,对供应链成员企业碳减排决策产生重要影响。本文以单供应商和单制造商组成的二级供应链为研究对象,在完善的碳配额交易市场情况下,通过构建供应链外部碳交易路径和内外部碳配额交易路径共存的博弈模型,分析了碳配额政策下内外部碳配额交易条件、企业减排策略和利润影响因素。研究结果表明,在外部碳交易路径下,供应链上、下游企业的减排决策相互影响,且当单位碳排放量和碳减排成本系数相等时,上游企业碳减排率是下游企业的两倍;同时进行内外部碳配额交易能降低中间产品批发价格,提高供应链成员企业碳减排率、增加企业利润。算例验证了结论的有效性,并发现企业碳配额和内部碳交易价格在一定区间内才能使内部碳交易达成,此时制造商会分担供应商的碳减排费用。     

碳配额交易背景下双渠道供应链减排决策研究

在碳配额交易政策实施与电子商务快速发展背景下,本研究考虑碳配额约束、碳交易价格、消费者低碳偏好和渠道偏好,构建了单一线下渠道减排、双渠道不减排和双渠道减排决策模型。本研究进一步以企业利润最大化为目标,分别求解得到渠道定价、减排努力程度和渠道选择最优决策。研究发现,双渠道供应链中,消费者低碳偏好对减排决策及供应链各主体利润有正向影响;碳配额对碳减排率有线性正向影响;碳配额交易价格对碳减排率影响与单位产品初始碳配额大小有关,随着碳交易价格增加碳减排率先增加后降低;零售商利润不受碳配额交易政策影响;当渠道偏好程度和低碳偏好程度在某一范围时,制造商开辟线上渠道或进行碳减排投资能够获得更多利润。     

碳交易和碳税情景下碳减排二层规划决策模型研究

在应对全球气候变化的时代背景下,碳交易和碳税被认为是最有效的碳减排市场激励手段,实施碳交易和碳税并存的复合型政策比只实施两者之一的单一型政策更易被接受、减排效果更好,该观点已在学术界达成共识。在复合型碳减排政策框架下,政府和企业如何决策以平衡减排与低碳效益之间的关系等问题成为碳减排政策理论研究的重要领域,更是实践复合型碳减排政策最迫切需要解决的问题。 分析发现,复合型政策情景下,碳减排决策过程表现为一个二层决策机制,即政府作为负责碳减排总体计划和控制的上层决策者,企业作为享有碳减排自主决策权的下层决策者。同时,政府拥有碳排放权配额和碳税水平两个决策变量,目标是实现碳减排社会总福利最大化;企业拥有碳排放量和产品价格两个决策变量,目标是实现自身碳减排经济效益最大化。 基于二层决策机制的层次性和动态反馈性,构建碳减排二层规划决策模型。 研究结果表明,模型很好地反映了政府与企业间的碳减排优化决策过程,兼顾各参与方的减排利益。政府通过决定初始免费碳排放权配额和碳税水平来实现碳排放总量控制,影响企业的减排决策。由于企业的利益诉求是政府碳减排目标体系的重要组成部分,实现政府减排目标的同时不会过分损害企业利益,从而保护企业开展碳减排活动的积极性。在政府的决策影响下,各企业积极参与碳排放权交易,并考虑消费者的产品低碳偏好,确定碳排放成本最优和经济利益最佳的实际碳排放量和产品价格。显然,与单一型政策相比,复合型碳减排政策体系下企业享有更高的减排决策弹性。 通过数值仿真分析验证碳减排二层规划决策模型的合理性,该模型可作为政府及企业碳减排的有效决策支持工具,对模型的理论和实践意义进行充分的讨论。     

基于碳配额交易和减排技术的供应链策略选择

本文以一个碳排放依赖型制造商和一个供应商组成的两级供应链为研究对象，考虑碳配额与交易机制和碳减排技术投入及消费者低碳偏好等因素下的供应链策略选择问题。若政府制定的碳配额不足以满足目标生产，制造商可以通过碳交易获得额外的碳排放权或采用碳减排技术、或两者结合，以实现收益最大化。本文采用报童模型，针对制造商的几种策略建立了供应链成员的收益模型。研究发现，对于制造商来说，碳减排技术和购买额外碳排放权相结合的策略一直是最优的；碳交易使制造商的碳排放总量上升，政府应该谨慎推行；通过制定适当的碳配额，政府可激励企业投资碳减排技术，从而降低碳排放总量并提高经济效益。     

碳配额交易政策下基于收益共享契约的两阶段供应链协调

历史强度下降法分配碳配额随时间和产量变化而变化,产品生产成本、销售价格等参数随之发生变化,碳配额交易政策下实现两阶段供应链协调成为制造企业亟需解决的问题。根据产品更新换代速度加快、生命周期越来越短的市场特性及碳配额阶梯状降低的特点,将产品销售周期分为两个阶段,通过构建两阶段的集中式决策系统模型和收益共享契约下分散式决策系统模型,分析碳配额交易政策下供应链最优订购量决策和最优碳减排决策,证明收益共享契约可以通过调整零售商的订购量达到集中决策下的最优订购量实现两阶段供应链协调,设置较低的收益共享契约参数将会更有利于制造商降低批发价格,主动进行碳减排投入。算例分析验证结论有效性,并发现供应链企业间设置较低的收益共享比例更有利于企业减排;企业碳减排决策应考虑未来减排投入成本,在保证供应链效益的基础上尽可能多地在前期进行减排投入;历史强度下降法有利于促使企业主动减排,政府制定碳配额下降幅度越大越有利于企业减排。     

考虑双重异质性的碳配额分配及交易机制研究

构建包含政府-企业-消费者三方的碳配额分配及交易减排供应链,其中消费者基于自身低碳偏好进行产品选购,政府基于行业社会福利最优进行企业配额分配和碳指导价设定,企业基于利润最优进行生产和销售。通过建立混合博弈模型,对比分析了考虑企业和消费者双重异质性的配额分配及交易机制对政府、企业最优决策行为的影响。研究结果表明：该减排机制能在保持社会福利最优的基础上更好地提升消费者和企业的参与积极性,实现对异质企业的双向和持续性减排激励。消费者低碳偏好和单位碳排差异度是影响减排机制实施方案和实施绩效的关键因素,其中,消费者低碳偏好决定了行业最优碳价和配额分配规则,且在主动和被动两个层面影响企业决策和产品价格;单位碳排差异度是影响企业利润、消费者主动支付倾向和减排绩效的重要因素,严格的差异度划分有利于形成正向激励;差异化的配额率易于形成减排激励,其与自主配额率间的差异是造成碳价波动的原因之一;研究也表明,过低的单位碳排差异度不适合进行企业异质性划分,在减排机制设计中应弱化“碳收益激励”目的。     

Production and pricing problems in make-to-order supply chain with cap-and-trade regulation

This paper studies the production and pricing problems in MTO (make-to-order) supply chain containing an upstream manufacturer who produces two products based on MTO production and a downstream retailer. The manufacturer is regulated by cap-and-trade regulation and determines the wholesale prices of the two products. To comply with the regulation, the manufacturer can buy or sell emission permits through an outside market. The retailer determines its order quantities to meet the price-sensitive demands. We derive the optimal total emissions and production quantities of the two products, and based on them, we analyze the impact of emission trading price on the optimal production decisions and the two firms’ optimal profits. The emission trading decisions follow a two-threshold policy and the optimal total emissions are increasing in the cap. However, contrary to intuition, the optimal production quantities of the two products may be decreasing in the cap. The manufacturer׳s optimal profit is decreasing (increasing) in the buying (selling) price of emission permits, and that the retailer׳s optimal profit is decreasing in the buying (selling) price of emission permits. The optimal total emissions are decreasing in buying or selling price of emission permits, however, the optimal production quantities of the two products may be increasing (decreasing) in the buying (selling) price of emission permits. Numerical examples are conducted to illustrate our findings and some managerial insights are presented.     

考虑消费者低碳偏好的供应链减排微分博弈模型研究

针对由一个供应商和一个制造商构成的两级供应链,考虑消费者的低碳偏好和碳交易政策,建立分散决策和集中决策两种情形下的微分博弈模型解决供应链动态优化问题,比较两种情形下的最优均衡反馈策略、减排量的最优轨迹及最优利润,提出减排策略。通过数值仿真,进一步验证了命题的有效性;通过对消费者低碳偏好及碳交易价格进行灵敏度分析发现：随着低碳偏好的增加,供应商和制造商的减排量和供应链系统的利润均增加,并且政府在规划期内应及时调整碳交易政策,达到激励企业减排的效果。     

碳排放交易政策下供应链碳减排技术投资的博弈分析

针对单制造商和单零售商组成的供应链,考虑供应链碳减排技术投资与否两种情形,构建了集中式决策、分散式决策和供应链成员协同决策的博弈模型,探讨了消费者碳足迹敏感系数、碳限额及碳减排成本系数对供应链成员最优决策及减排效果的影响。研究表明,碳交易价格与碳限额呈线性关系时,供应链及制造商的利润与碳限额并不是线性递增的关系,政府合理的制定碳限额能够促使供应链企业有效减少碳排放;当消费者支付意愿依赖于产品碳足迹时,企业可以通过投资碳减排技术在减少碳排放量的同时获取更大的利润,实现环境与经济的协调发展。制造商和零售商通过渠道协作共同决策碳减排水平时,供应链碳排放总量比分散决策情形下明显减少。     

碳限额与交易政策下考虑绿色技术投入的定价策略研究

从微观低碳经济的角度出发,建立了企业在碳限额政策,碳限额与交易政策以及在碳限额与交易政策下进行绿色技术投入三种情形下的定价策略模型。研究结果表明:(1)在碳限额政策下,企业的最优定价和期望利润均不会大于在无限额下的最优定价和期望利润。(2)在碳限额与交易政策下的最优定价低于无限额下的最优定价,高于碳限额下的最优定价。此时,企业的最优定价主要取决于限额时的产品边际利润大小,企业的期望利润主要取决于政府的初始碳配额量;(3)在碳限额与交易政策下,进行绿色技术投入后的最优定价低于无限额下的最优定价,此时,企业最优定价主要取决于限额时的产品边际利润大小;(4)在碳限额与交易政策下,适当的绿色技术投入能够增加生产企业期望利润。     

Technology Choice and Capacity Portfolios under Emissions Regulation

We study the impact of emissions tax and emissions cap‐and‐trade regulation on a firm's technology choice and capacity decisions. We show that emissions price uncertainty under cap‐and‐trade results in greater expected profit than a constant emissions price under an emissions tax, which contradicts popular arguments that the greater uncertainty under cap‐and‐trade will erode value. We further show that two operational drivers underlie this result: (i) the firm's option not to operate, which effectively right‐censors the uncertain emissions price; and (ii) dispatch flexibility, which is the firm's ability to first deploy its most profitable capacity given the realized emissions price. In addition to these managerial insights, we also explore policy implications: the effect of emissions price level, and the effect of investment and production subsidies. Through an illustrative example, we show that production subsidies of higher investment and production cost technologies (such as carbon capture and storage technologies) have no effect on the firm's optimal total capacity when firms own a portfolio of both clean and dirty technologies, but that investment subsidies of these technologies increase the firm's total capacity, conditionally increasing expected emissions. A subsidy of a lower production cost technology, on the other hand, has no effect on the firm's optimal total capacity in multi‐technology portfolios, regardless of whether the subsidy is a production or investment subsidy.     

考虑交叉持股的低碳供应链减排与定价决策研究

在碳交易机制下,将交叉持股战略引入到制造商减排决策中,研究供应链企业的减排和定价问题。构建了供应链企业集中决策下的决策模型和交叉持股前后制造商与零售商间的Stackelberg博弈模型,分析比较了不同情形下的企业最优决策和绩效,并以数值算例演示了交叉持股和碳交易价格对企业决策和绩效的影响。研究发现,制造商与零售商交叉持股能够改变碳交易价格对制造商减排量的影响,使得制造商的单位产品减排量一定提高,市场需求提高,在一定条件下批发价和零售价降低;当交叉持股比例满足一定条件时,交叉持股能同时增加制造商与零售商的利润并使供应链达到协调。     

碳税政策下考虑参考碳排放的供应链成员行为选择研究

在由一个制造商和一个零售商组成的低碳供应链中,研究碳税政策下供应链成员的行为选择问题。引入参考碳排放来刻画消费者的低碳偏好对市场需求的影响,在收益共享契约下构建了以制造商主导、零售商跟随的Stackelberg微分博弈模型。分析了制造商的行为选择对参考碳排放、碳排放和定价策略以及双方利润的影响。结果表明,短视制造商会导致更低的产品碳排放,而碳税的高低和初始参考碳排放的大小则会影响供应链成员的定价和减排策略。零售商更倾向于与短视制造商合作,而制造商综合考虑碳税和收益共享比例的大小后会有不同的行为选择。