“限额与交易”机制下排放依赖型供应链及其政府配额决策分析

发布时间：2020-09-03 15:35

　　伴随着工业革命的推进和全球经济快速增长,世界能源需求和消耗也在迅速增加。大规模化石能源的开发和使用导致环境退化和全球气候变化。二氧化碳排放己被证实是近年来全球气温上升的主要祸首之一。世界上首部旨在全面控制碳排放的国际公约——《联合国气候变化框架公约(UNFCCC)》于1994年正式生效,该公约构建了国际气候合作的基本框架。作为该公约的深化与补充,《京都议定书》于1997年通过并在2005年正式生效,他是人类历史上首个具有法律约束力的减排文件。《京都议定书》具有里程碑式的意义,它明确提出了通过管制和市场双重手段以有效达到减排目标的柔性减排框架机制。在“限额与交易”框架体系下,排放权已经成为一种资源性运作要素,将显著影响到企业的各个运作环节,进而成为运作决策的重要关切点。企业须根据排放配额自我规范,在追求利润的同时将排放因素纳入考虑。超出限额部分须通过排放权交易向其他企业或绿色组织(如造林推进组织、环境保护组织)购买额外排放权；而通过运作优化、技术革新、新型能源等手段得到的排放权盈余则可凭借交易平台赢取额外利润。本文拟从微观层面探讨排放权因素对生产影响。一方面,以“限额与交易”机制为研究背景,以排放依赖型供应链(含单成员情形)为研究对象,分析此情形下供应链成员间的博弈关系。另一方面,在把握供应链运作层面的关系基础上,进一步考虑将政府作为博弈局中人引入,以引导排放依赖型供应链运作决策。本文将在合理抽象现实情况基础上,建模分析排放依赖型供应链生产运作中一些理论性问题,为运作实践和机制设计提供一定参考。本文的具体研究内容归纳如下：第一章绪论部分首先由环境问题展开讨论。研究能源消费与世界经济的密切关系,随后介绍了排放权交易体系的建立。此后,本章介绍了全球碳排放权交易市场的分类：基于项目交易的市场,基于配额交易的市场和自愿市场交易体系。在此基础上,结合本文的研究主题,本章对碳排放权微观层面的研究意义作了重要陈述。第二章针对供应链和碳排放权研究主体作了相关的研究文献综述。首先回顾了与碳排放权相关的宏观议题研究,包括如碳排放对气候变化的影响、宏观经济与碳排放间的关系、排放权交易机制的优势、排放权分配机制、碳足迹衡量、排放权交易市场机制建立、排放权多边贸易与合作等。其次回顾了传统供应链管理的研究,如报童问题,供应链契约与协调问题。最后我们对微观层面的低碳供应链作了详细的综述,如绿色供应链管理和绿色供应链的设计；碳排放对供应链运作的影响以及低碳供应链生产优化和库存管理等方面。随后,在此基础上,对当前低碳供应链研究现状作了总结。第三章主要介绍了排放依赖型供应链决策分析结合报童模型的基本假设和运算方法,本章重点综述排放依赖型供应链模型。在“限额与交易”体系下,排放权已经成为一种生产要素。根据企业碳排放权的三种来源,我们讨论排放依赖型供应链各方决策。具体通过分析排放依赖型产品生产商通过净化处理获得单位排放权成本与通过排放权交易市场向排放权供应商购买获得单位排放权的成本的关系,讨论排放依赖型产品生产商和排放权供应商的决策分析。第四章深入讨论在“限额与交易”体系下,排放依赖型寡头垄断产品生产商的决策优化以及政府排放权配额确定问题。通过与没有排放权限额限制时决策相比较,研究“限额与交易”体系对该类厂商的决策影响。随后通过两方面研究排放依赖型寡头垄断产品生产商的排放权配额的确定。一方面以增加环境效益(系统内单位排放权的收益)和经济效益为目标函数确定最优排放权配额；一方面以减少单位产品的排放量为目标函数,政府为激励该类生产商减少单位产品排放量,进行相应的现金补贴,通过讨论这些参数之间的关系确定政府的一个决策区间。本章采用数据算例对排放依赖型寡头垄断产品生产商的决策进行灵敏度分析。第五章在“限额与交易”体系下,我们继续对排放依赖型供应链进行讨论。讨论由排放依赖型产品生产商、排放权供应商、政府部门,这三个局中人的构成的系统。该系统可以看作嵌套的斯坦伯格博弈模型,博弈模型中存在三个局中人。政府在了解社会(供应链系统)的反应情况下根据系统单位排放权的利润最大化确定排放权配额；排放依赖型产品生产商和排放权供应商在既定的政府排放权配额下继续展开斯坦伯格博弈。首先研究在斯坦伯格背景下政府排放权配额对排放依赖型产品生产商和排放权供应商决策制定的影响。随后从政府的角度出发,利用贝努利纳什解确定此情形下政府最优排放权配额。本章最后应用数值算例进行了分析讨论。第六章全文总结以及对未来研究展望。本部分首先总结了本文的主要研究内容,并提出了未来研究的发展方向。本文主要创新工作如下：(1)提出了“限额与交易”体系下排放依赖型寡头垄断产品生产商模型。(2)创造性对由排放依赖型产品生产商、排放权供应商、政府部门组成系统进行模型分析。(3)设计了寡头垄断产品生产商和随机需求下产品生产商的排放权配额分配问题。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：F274;X196
【部分图文】：

标准油,百万吨,当量

也在快速增加。2012年全球能源消费总量为133. 71亿吨标准油当量，与1973年相比同增长54. 33%。处于不同发展阶段的各大洲能源消费差异较大，如图1.1和图1.2所示，2012年OECD国家能源消耗量为52.4亿吨标准油当量，占世界总额的39.2%;欧洲的能源消耗量为11. 9亿吨标准油当量，占世界总额的8.9%，中东国家的能源消耗量为6. 8亿吨标准油当量，占世界总额的5.1%;此外，发展中国家能源消耗远高于发达国家。2012年美国和日本的能源消耗量分别为2. 97百万吨标准油当量和452. 28百万吨标准油当量，中国和印度的能源消耗量则远远大于美国

单位能源,中国GDP,日本,美国

4. 9美元/千克标准油当量，如图1.3所示。由数据可以看出，我国在经济发展的结构正在逐渐调整，但和经济较为发达的国家相比，我国的新型的工业化道路还面临着严峻的挑战。10「一 S ^ Z7 -|i 6 - ——中国is8 5 ——日本|vf- 4 z 美国3 卜0 4111/? 2 -1 -Q 1 I I 1 [ I I I I I I I2000 2002 2004 2006 2008 2010年份图1.3美国，日本，中国GDP单位能源消耗数据来源：世界银行（2014)从世界能源消费结构来看，在全球能源消费中，化石能源仍居于主要地位。2012年石油消费量为42亿吨标准油，占总能源消费的31. 4%;煤炭消费量38. 8亿吨标准油，占29%;天然气消费28. 5亿吨标准油，占21. 3%;核能消费量6. 4亿吨标准油

百万吨,二氧化碳排放量,全球大气

同比1973年增加3291.8百万吨，如图1.5及图1.6所示；近几年，化石能源成本持续增长及其开发利用所带来的环境污染和气候变化问题，使得各国大幅增加了对清洁能源的投资，尽管如此，全球化石能源消费和二氧化碳的排放依然居最主要的地位。35 000 30_ -1971 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2012n煤 I I石油 GO天然气 en其他图1.5全球大气中二氧化碳排放量(百万吨）数据来源：IEA (2014)1973 2012,"35% ‘ .、、, ,卿、、^ ？、 -；? ?天然气 ?：：_^，一/…:\ -12..激/ L^issmlW “ 20.30??， \ - 』II iiiiiliif15633百万吨 31734百万吨图1. 6 1973年，2012年化石能源释放二氧化碳量比例图数据来源：IEA (2014)碳排放等温室气体是全球气候升温的主要因素之一，全球气候

【参考文献】