周艷菊，胡鳳英，周正龍

(1.中南大學(xué)商學(xué)院，湖南 長沙 410083； 2.華中師范大學(xué)信息管理學(xué)院，湖北 武漢 430079)

1 引言

近年來，全球變暖和溫室效應(yīng)日益受到廣泛關(guān)注。早在1995年，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)指出，地表溫度的升高主要是由于大氣中溫室氣體濃度的增加[1]。換句話說，以二氧化碳為主的溫室氣體增加是全球變暖的重要因素。世界各國政府為發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)相繼提出了一系列戰(zhàn)略舉措。IPCC報告顯示，到2050年，全球碳排放量應(yīng)至少減少50%[2]。繼1997年開始的《京都議定書》首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放之后[3]，2015年巴黎氣候變化大會通過了《巴黎協(xié)議》，2016年4月22日，175個國家共同簽署了該協(xié)議；2016年9月G20峰會期間，中國向聯(lián)合國遞交了《巴黎協(xié)定》的批準(zhǔn)文書，為2020年后全球應(yīng)對氣候變化的行動做出安排，并承諾將全球氣溫升高幅度控制在2℃范圍內(nèi)，這將在人類可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程中譜寫重要的篇章。

隨著全球范圍對碳排放的高度重視，各國紛紛為抑制碳排放提出相應(yīng)的法規(guī)和政策。例如，美國國會詳細(xì)研究了碳稅、碳排放限額以及碳限額交易機(jī)制等碳排放法規(guī)。2005年，歐盟對企業(yè)實行碳排放限制，同時允許他們交易碳配額[4]。繼芬蘭和瑞典在上世紀(jì)90年代推出二氧化碳排放稅之后，愛爾蘭、丹麥、挪威和瑞士也都陸續(xù)實施了二氧化碳排放稅；加拿大一些省以及美國的一些地方政府也實施了二氧化碳排放稅；此外，一些歐洲國家的化石能源稅也可以被列為碳排放稅的范疇[5]。雖然，我國目前還沒有正式開征碳稅，但是我國現(xiàn)行稅制中對煤炭、石油等化石能源課征的消費(fèi)稅、資源稅、增值稅以及車輛購置稅，對汽車課征的消費(fèi)稅等促進(jìn)節(jié)能減排的稅種，可以被列為廣義上碳排放稅的范疇。此外，中國自2013年起在多個城市開展了碳排放交易試點(diǎn)工作，政府在2014年進(jìn)一步提出，單位GDP二氧化碳排放量到2020年將比2005年下降40%-45%。這些認(rèn)真對待碳排放問題的法規(guī)和措施都將為進(jìn)一步正式開征碳稅提供良好的環(huán)境。因此，政府針對二氧化碳排放問題的這些宏觀政策究竟如何影響企業(yè)和消費(fèi)者的微觀行為？這一問題對于政策制定者和企業(yè)都具有非常重要的現(xiàn)實意義。

目前，碳排放規(guī)制對企業(yè)運(yùn)營決策影響的相關(guān)研究也受到了國內(nèi)外學(xué)者的重視。碳稅政策和碳限額交易機(jī)制作為兩種重要的碳排放法規(guī)，兩者的比較研究常常受到關(guān)注[6-8]。其中，He Ping等[6]在這兩種碳排放法規(guī)下利用經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型研究了企業(yè)的生產(chǎn)批量問題。Bai Qingguo和Chen Mingyuan[7]基于雙重采購的報童框架，探討碳交易和碳稅背景下的兩分布式魯棒報童問題。Xu Xiaoyan等[8]分別在這兩種碳排放政策下，對多產(chǎn)品的聯(lián)合生產(chǎn)和定價問題進(jìn)行研究。另外，還有一些學(xué)者從其他不同的角度研究了碳稅[9-15]。例如，Tamura等[9]和Chen Zhanming等[10]利用投入產(chǎn)出模型從效率的角度研究碳稅政策。Chen Xu和Hao Gang[12]研究了碳稅政策下，雙寡頭企業(yè)的聯(lián)合定價和生產(chǎn)決策。以上這些文獻(xiàn)對本文的研究提供了重要的借鑒，特別是有關(guān)碳稅政策的相關(guān)研究；然而鮮有文獻(xiàn)在考慮制造商競爭情形下，探討碳稅政策對企業(yè)均衡策略的影響?，F(xiàn)實中，制造商處于完全壟斷的情形比較少見，一般都面臨著激烈的市場競爭環(huán)境(比如，電子電器行業(yè))?；谥圃焐谈偁幥樾蜗碌南嚓P(guān)研究多集中于逆向供應(yīng)鏈的相關(guān)研究，例如Vol[16]、王文賓和達(dá)慶利[17]、王文賓等[18]等。然而，在低碳供應(yīng)鏈方面，以制造商競爭為背景的研究則較少。所以，探討單位產(chǎn)品碳排放量不同的兩個競爭性制造商基于碳稅政策下的定價策略和社會福利問題具有研究價值和現(xiàn)實意義。

在全球低碳背景下，隨著政府對碳排放政策的強(qiáng)調(diào)和落實，消費(fèi)者的環(huán)境意識也在不斷增強(qiáng)，公眾在消費(fèi)時開始更加關(guān)注產(chǎn)品的碳標(biāo)簽或環(huán)境屬性，即公眾對環(huán)保產(chǎn)品的敏感程度可能更高。一些研究人員也將這一新因素納入到低碳供應(yīng)鏈的研究中。例如針對寡頭壟斷市場，鄧萬江等[19]研究了兩家碳排放制造型企業(yè)在面對碳限額交易制度和消費(fèi)者的環(huán)保偏好時，如何制定最優(yōu)的市場競爭策略。Liu Zngang等[20]研究了消費(fèi)者環(huán)境意識和競爭對供應(yīng)鏈參與者的影響，并指出供應(yīng)鏈成員的盈利能力與消費(fèi)者環(huán)境意識、生產(chǎn)競爭性及零售競爭性等因素密切相關(guān)。Yu Yugang等[21]進(jìn)一步指出，設(shè)計良好的補(bǔ)貼政策可以同時有利于制造商利潤的增加和政府補(bǔ)貼投資的減少。Zhang Linhong和Zhang Jie[22]深入研究了政府的最優(yōu)補(bǔ)貼和征稅政策，以及在消費(fèi)者環(huán)境意識背景下制造商的產(chǎn)品策略以及產(chǎn)品的環(huán)境質(zhì)量和價格決策。以鄧萬江等[19]、Liu Zugang等[20]、Yu Yugang等[21]、Zhang Linhong和Zhang Jie[22]等為代表的研究主要集中在消費(fèi)者環(huán)境意識對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響方面。此外，以Zhang Linhong等[23]和葉同等[24]為代表的少數(shù)學(xué)者在考慮消費(fèi)者環(huán)境意識下關(guān)注低碳供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題。例如，Zhang Linhong等[23]通過引入多產(chǎn)品報童模型和回購契約，探討消費(fèi)者環(huán)境意識如何影響訂貨數(shù)量和渠道協(xié)調(diào)。實際調(diào)查數(shù)據(jù)也表明，公眾對環(huán)保產(chǎn)品的敏感程度可能更高。例如，歐洲超過半數(shù)比例的消費(fèi)者更加青睞于較貴的環(huán)保型產(chǎn)品[25]；中國86%的消費(fèi)者認(rèn)同自己的環(huán)保意識和行為相對幾年前明顯提升，其中75%的消費(fèi)者曾在過去一年使用過節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品[26]。根據(jù)2016年度中國綠色消費(fèi)者市場規(guī)模及發(fā)展情況分析，截止到2015年年底，中國在線綠色消費(fèi)者群體已經(jīng)達(dá)到6500萬人[27]。這表明，國內(nèi)消費(fèi)者的環(huán)境意識也在不斷提升。因此，本文也將消費(fèi)者環(huán)境意識對需求的影響納入考慮范圍。

具體地，本文在考慮消費(fèi)者環(huán)境意識下，探討單位產(chǎn)品碳排放量不同的兩個競爭性制造商基于碳稅政策下的定價策略和社會福利問題。首先，分析碳稅政策對普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的價格、市場需求以及供應(yīng)鏈成員利潤的影響。其次，研究消費(fèi)者環(huán)境意識和二氧化碳單位成本等因素對最優(yōu)碳稅政策的影響。最后，探討在制造商競爭情形下，最優(yōu)碳稅政策在改善社會福利方面的有效性，以及直觀稅率值1在實施碳稅政策時的適應(yīng)性。通過對這些問題的關(guān)注，探討碳稅政策對制造商競爭情形下企業(yè)均衡決策的影響規(guī)律，以期為政府和企業(yè)提供一定的管理啟示。

2 問題描述與模型構(gòu)建

參考蘋果公司對產(chǎn)品完整生命周期的碳足跡分析報告可知，產(chǎn)品的制造環(huán)節(jié)是碳排放量最高的環(huán)節(jié)，高達(dá)產(chǎn)品生命周期碳排放總量的70%[28]。因此，本文中主要考慮制造商生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放。將兩個制造商和一個零售商組成的兩級供應(yīng)鏈作為研究對象，具體如圖1所示。兩個制造商分別生產(chǎn)產(chǎn)品1和產(chǎn)品2，并分別以w1和w2的批發(fā)價格將其賣給零售商。隨后，零售商以自身利潤最大化作為目標(biāo)，決定兩種產(chǎn)品的零售價格p1和p2。其中，兩種產(chǎn)品之間是部分可替代的。由于制造商生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排放量越大，其碳排放對社會產(chǎn)生的負(fù)外部性將越大，從而越不環(huán)保。因此將每一制造商生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排放量看作產(chǎn)品本身的環(huán)境屬性。

圖1 制造商競爭的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)

2.1 符號說明與模型假設(shè)

符號說明如表1所示。模型假設(shè)如下：(1)潛在市場規(guī)模a>c。(2)供應(yīng)鏈成員是風(fēng)險中性和完全理性的，因此他們都是根據(jù)自身利潤最大化的原則做出決策。(3)在制造商-零售商的兩級供應(yīng)鏈中，政府的碳稅政策主要是針對制造商生產(chǎn)產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的碳排放。(4)零售商按需訂貨，制造商按訂貨量生產(chǎn)，且制造商的生產(chǎn)能力是無限的，這意味著制造商的生產(chǎn)可以滿足全部的市場需求，并且單位生產(chǎn)成本是固定的。為簡化計算，假設(shè)兩個制造商的單位生產(chǎn)成本均為c。(5)政府對制造商每單位碳排放的征稅稅率不變，制造商所交碳稅正比于制造商碳排放總量。(6)消費(fèi)者的環(huán)境意識是一個隨機(jī)變量且E[τ]=β≥0。

表1 符號說明

(7)在目前相關(guān)文獻(xiàn)中對碳稅有兩種不同的表示方式，一種是類似Chen Xu和Hao Gang[12]以及Zhang Linhong和Zhang Jie[22]用價格的形式來表示碳稅，含義是對單位二氧化碳排放所征收的費(fèi)用；另一種是類似周艷菊等[15]和Park等[29]用一個百分比率來表示碳稅稅率，含義是對碳排放產(chǎn)生的社會成本中收回的比率，并且用二氧化碳的單位價格來表示單位碳排放產(chǎn)生的社會成本，這時二氧化碳的單位成本被假設(shè)為是一個外生變量，本文中沿用第二種表示方式。(8)在兩個制造商競爭的供應(yīng)鏈中，競爭的制造商之間市場勢力均等，從而制造商對產(chǎn)品的批發(fā)價格是同時決策的。

2.2 產(chǎn)品和需求

假設(shè)本文模型中兩個競爭性制造商各自只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，他們單位產(chǎn)品的碳排放量分別為e1和e2，且e1>e2；那么，制造商1和制造商2可分別設(shè)為普通制造商和清潔型制造商。為分析方便，將制造商i生產(chǎn)的產(chǎn)品稱為產(chǎn)品i(i=1,2)。假設(shè)每種產(chǎn)品的需求受其價格及其環(huán)境屬性的影響。由于兩種產(chǎn)品之間是部分可替代的，因此一種產(chǎn)品的需求也會受到另一種產(chǎn)品價格和環(huán)境屬性的影響。于是，產(chǎn)品i的需求函數(shù)可以表示為：

qi=a-pi+ηp3-i-τpc(ei-ηe3-i)+θ

(1)

需求函數(shù)表明，產(chǎn)品i的需求不僅與自身零售價格pi有關(guān)，當(dāng)消費(fèi)者存在環(huán)境意識τ時，產(chǎn)品需求還受到二氧化碳的單位成本pc和制造商i單位產(chǎn)品的碳排放量ei的影響。并且當(dāng)ei越大時，制造商i生產(chǎn)的產(chǎn)品越不環(huán)保，消費(fèi)者會減少對其產(chǎn)品的需求；相反，制造商i生產(chǎn)單位產(chǎn)品時每減少一單位的碳排放，消費(fèi)者對其產(chǎn)品的需求會相應(yīng)增加τpc單位。此外，產(chǎn)品i的需求還受到其替代性產(chǎn)品的影響，并且產(chǎn)品i自身價格和環(huán)境屬性對其需求的影響大于其替代性產(chǎn)品價格和環(huán)境屬性帶來的影響，所以0<η<1。進(jìn)一步地，根據(jù)式(1)中產(chǎn)品的需求函數(shù)可以表示出零售商、制造商和整個供應(yīng)鏈的利潤函數(shù)。具體地，零售商的利潤函數(shù)πr為：

πr=(p1-w1)q1+(p2-w2)q2

(2)

制造商i(i=1,2)的利潤函數(shù)πmi為：

πmi=(wi-c-αpcei)qi

(3)

α表示政府對制造商單位產(chǎn)品碳排放實施的碳稅稅率，pcei表示制造商i單位產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的碳排放對社會產(chǎn)生的成本，αpcei表示制造商i每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品所交的碳稅。最后給出，整個供應(yīng)鏈的利潤為：

πsc=πr+πm1+πm2

(4)

2.3 政府政策

模型中，用α表示政府的碳稅稅率，政府的目標(biāo)是最大化總社會福利。

sw=Π+U+T-E

(5)

(6)

為研究碳稅政策對社會福利的影響，借鑒文獻(xiàn)Park等[29]和Cachon[32]中對總成本懲罰和社會福利懲罰的定義，本文將由于政府沒有實施最優(yōu)的碳稅政策導(dǎo)致社會福利的減少定義為社會福利損失(swl)。具體而言，當(dāng)政府不實施碳稅政策(α=0)時，社會福利損失swl(0)表示為swl(0)=[sw(α*)-sw(0)]/sw(α*)；當(dāng)政府按直觀稅率值實施碳稅(α=1)時，社會福利損失swl(1)表示為swl(1)=[sw(α*)-sw(1)]/sw(α*)。其中，sw(α*)表示政府實施最優(yōu)碳稅政策時的社會福利，sw(0)表示政府不實施碳稅政策(α=0)時的社會福利，sw(1)表示政府按直觀稅率值實施碳稅(α=1)時的社會福利。

2.4 博弈順序

決策分為三個階段進(jìn)行。首先政府決定碳稅稅率；隨后制造商決定自身產(chǎn)品的批發(fā)價格；最后零售商決定每種產(chǎn)品的銷售價格。在圖1所示制造商競爭的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)中，文中采用逆向歸納法求解，即先求第三階段的銷售價格，其次求第二階段的批發(fā)價格，最后求政府最優(yōu)碳稅政策。

3 最優(yōu)策略

3.1 供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)定價策略

第三階段：在制造商競爭的供應(yīng)鏈中，在碳稅政策和制造商批發(fā)價格給定前提下，零售商的最優(yōu)化問題是決定制造商1和制造商2的兩種可替代產(chǎn)品的銷售價格，使自身利潤最大化，即：

(7)

零售商期望利潤的Hessian矩陣H1為：

(8)

由于0<η<1，H1的一階順序主子式D1=-2<0，二階順序主子式D2=4(1+η)(1-η)>0，由此可得Hessian矩陣H1是負(fù)定矩陣，那么零售商的期望利潤函數(shù)為凹函數(shù)，故存在最優(yōu)解。

零售商的最優(yōu)化問題等價于求解以下的聯(lián)立方程組：

(9)

求解可得第三階段零售商的最優(yōu)價格反應(yīng)函數(shù)為：

(10)

第二階段：將式(10)代入到制造商i的利潤函數(shù)式(3)中，可以得到：

(11)

從而，制造商i(i=1,2)的期望利潤函數(shù)為：

(12)

制造商i(i=1,2)的最優(yōu)化問題為：

(13)

由

(14)

可解得：

(15)

(16)

(17)

(i=1,2)

(18)

結(jié)合這兩個階段的求解過程，定理1給出碳稅政策下，供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)定價策略。

(19)

(20)

(21)

上述結(jié)論從理論上表明碳稅政策將是助推制造企業(yè)進(jìn)行低碳產(chǎn)品認(rèn)證和低碳轉(zhuǎn)型的又一動力。對現(xiàn)實的啟示是，政府在低碳背景下積極開展低碳產(chǎn)品認(rèn)證工作時，應(yīng)重點(diǎn)鼓勵各產(chǎn)業(yè)中的優(yōu)勢企業(yè)率先參與低碳認(rèn)證，爭取一批重點(diǎn)企業(yè)的低碳產(chǎn)品，充分發(fā)揮優(yōu)勢企業(yè)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的引領(lǐng)和示范作用，以引導(dǎo)低碳生產(chǎn)。

推論1：實施碳稅政策前后，兩種產(chǎn)品零售價格的變化分別為Δp1和Δp2，批發(fā)價格的變化分別為Δw1和Δw2，市場需求的變化分別為Δq1和Δq2，則

證明：由式(19)-(21)有，

推論1的結(jié)果顯示，碳稅政策的實施均會使得普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的批發(fā)價格和零售價格上升，且在相同的碳稅政策條件下，普通產(chǎn)品的價格變化總是較低碳產(chǎn)品更加明顯，這表明碳稅政策對普通產(chǎn)品的價格影響更大。并且，碳稅政策的實施總會使得普通產(chǎn)品的需求下降。而低碳產(chǎn)品的需求變化則與制造商間的競爭性大小有關(guān)，當(dāng)制造商間的競爭強(qiáng)度較小時，開征碳稅后低碳產(chǎn)品的需求也下降，但由|Δq1|-|Δq2|>0可知，低碳產(chǎn)品的需求下降量較普通產(chǎn)品要少；當(dāng)制造商間的競爭強(qiáng)度較大，并超過閥值水平η4時，開征碳稅后低碳產(chǎn)品的需求增加，所以，在實施碳稅政策前后，低碳產(chǎn)品的需求變化總是較普通產(chǎn)品更具有相對優(yōu)勢，這種優(yōu)勢隨制造商間競爭強(qiáng)度的增大或者閥值水平的降低而更加明顯。

由于閥值η4與e1負(fù)相關(guān)，與e2正相關(guān)，當(dāng)制造商間的競爭強(qiáng)度不變時，低碳產(chǎn)品的單位碳排放量越低(e2越小)，臨界值η4越小，低碳產(chǎn)品的需求優(yōu)勢更加明顯，從而對清潔型制造商更有利；當(dāng)普通產(chǎn)品的單位碳排放量越小(e1越小)時，臨界值η4越大，從而會削弱低碳產(chǎn)品在市場需求上的優(yōu)勢，這對普通制造商是有利的。從而，碳稅政策下，在制造商競爭的相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，不論是清潔型制造商還是普通制造商，他們降低自身產(chǎn)品的單位碳排放量對提升自身產(chǎn)品在需求上的優(yōu)勢或減少自身產(chǎn)品在需求上的劣勢都是有益的。對于政府部門而言，除積極開展低碳產(chǎn)品的認(rèn)證工作，率先爭取優(yōu)勢企業(yè)參與低碳認(rèn)證，還應(yīng)該鼓勵同行業(yè)中制造商間的生產(chǎn)性競爭，這對于低碳環(huán)境下制造商自發(fā)尋求低碳生產(chǎn)具有重要的作用。

3.2 政府的最優(yōu)碳稅政策

第一階段：當(dāng)制造商選擇最優(yōu)的定價策略時，社會福利函數(shù)可以化簡為：

sw(α)

(22)

其中，

政府的目標(biāo)是制定最優(yōu)的碳稅稅率以使社會福利最大化。由于0<η<1，

(23)

(24)

其中

φ1=3(η-1)(2+η)2(e1+e2)[a+(η-1)c]，

當(dāng)政府實施最優(yōu)的碳稅政策時，產(chǎn)品的批發(fā)價格、零售價格以及市場需求分別如下：

(25)

(26)

(27)

由以上計算結(jié)果給出如下的定理2，用以說明政府的最優(yōu)碳稅政策，以及政府實施最優(yōu)碳稅政策時，供應(yīng)鏈成員相應(yīng)的均衡策略。

定理2中dα*/dβ>0說明，最優(yōu)的碳稅稅率隨消費(fèi)者環(huán)境意識而增大，這主要是由于當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識較強(qiáng)時，公眾更容易接受一個較高的碳稅稅率；而當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識普遍較低時，實施較高的碳稅稅率無疑會損害社會福利，這時候最優(yōu)的碳稅稅率也會相對較低。那么，若政府想要在不損害社會福利的前提下實施強(qiáng)有力的碳稅政策，則需要首先進(jìn)行低碳理念的宣傳和推廣，以提高公眾的環(huán)境意識。dα*/dpc>0表明，二氧化碳的單位成本越大，最優(yōu)碳稅稅率越大；這主要是因為二氧化碳的單位成本越大，意味著單位碳排放對社會產(chǎn)生的負(fù)外部性越大，在其他條件不變時，為保證社會福利最大化，需使制造商為這種負(fù)外部性承擔(dān)更大的成本，表現(xiàn)為提高最優(yōu)碳稅稅率。

結(jié)合定理1和定理2給出如下推論：

推論2：在制造商競爭情形下，1)當(dāng)政府不實施碳稅政策時，社會福利損失為swl(0)= [sw(α*)-sw(0)]/sw(α*)；2)當(dāng)按照直觀稅率值1實施碳稅政策時，社會福利損失表示為swl(1)=[sw(α*)-sw(1)]/sw(α*)，具體地，

sw(α*)

(28)

sw(0)=

(29)

sw(1)

(30)

其中，

社會福利損失swl(0)用以衡量最優(yōu)碳稅政策對社會福利的改善程度；社會福利損失swl(1)用以衡量最優(yōu)碳稅稅率與直觀稅率值1的接近程度。

4 數(shù)值算例

本節(jié)設(shè)置數(shù)值算例，更直觀地說明模型部分得到的結(jié)論。

4.1 碳稅政策對均衡策略的影響

這一小節(jié)通過數(shù)值算例分析碳稅政策對均衡時供應(yīng)鏈成員的定價策略、產(chǎn)品的市場需求，供應(yīng)鏈成員的利潤以及整個社會福利的影響。參數(shù)取值分別為a=30，c=15，β=0.4，e1=95，e2=35，pc=0.25，η=0.65；由參數(shù)的取值可計算出閥值η4=0.60。根據(jù)前文的假設(shè)，產(chǎn)品1 為普通產(chǎn)品，產(chǎn)品2為低碳產(chǎn)品。圖2表明，普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的批發(fā)價格和零售價格均隨碳稅稅率而增加；且碳稅政策對普通產(chǎn)品價格的影響趨勢更為明顯。當(dāng)碳稅稅率較高時，普通產(chǎn)品的批發(fā)價格和零售價格會接近甚至高于低碳產(chǎn)品的價格。圖3表明，普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的市場需求隨碳稅稅率的變化。從圖3可以看出，當(dāng)參數(shù)取值滿足η>η4時，普通產(chǎn)品的市場需求隨碳稅稅率增加而下降，低碳產(chǎn)品的市場需求則隨碳稅稅率增加而小幅度增加。

圖2 碳稅政策對價格的影響

圖3 碳稅政策對產(chǎn)品需求的影響

圖4 碳稅政策對利潤的影響

圖5 碳稅政策對社會福利的影響

圖4表明，碳稅政策對供應(yīng)鏈成員的利潤及供應(yīng)鏈整體利潤的影響。從圖4可以看出，在實施碳稅政策時，除清潔型制造商的利潤基本保持不變之外，普通制造商、零售商以及整個供應(yīng)鏈的利潤均隨碳稅稅率的增加而有所下降。圖5表明，過低或過高碳稅稅率都不可能使社會福利最大，社會福利是碳稅稅率的凹函數(shù)，因此存在一個使社會福利最大化的最優(yōu)碳稅稅率，即最優(yōu)碳稅政策。

4.2 最優(yōu)碳稅政策和社會福利

為直觀分析最優(yōu)碳稅政策的實施對社會福利的改善程度，以及直觀稅率值1在實施碳稅政策時的適應(yīng)性，這一小節(jié)分別畫圖表示swl(0)和swl(1)隨制造商間的競爭強(qiáng)度和消費(fèi)者環(huán)境意識等因素的變化，具體如圖6和圖7所示。參數(shù)取值分別為a=30，c=15，β=0.4，e1=95，e2=35，pc=0.25。

從圖6可以看出，不論消費(fèi)者環(huán)境意識的高低，swl(0)隨制造商間競爭強(qiáng)度先緩慢增加后急劇下降。特別地，當(dāng)造商間的競爭性較小時，不實施碳稅政策時的社會福利損失swl(0)是較大的，這時若β較小，這種損失將更加明顯，這時實施最優(yōu)的碳稅政策可以顯著改善社會福利。從圖7可以看出，當(dāng)制造商間的生產(chǎn)性競爭強(qiáng)度較大時，不論消費(fèi)者環(huán)境意識的高低，按直觀稅率值1實施碳稅政策時的社會福利損失swl(1)是極小的；這可能是由于當(dāng)生產(chǎn)性競爭強(qiáng)度極大時，為避免制造商在激烈競爭的環(huán)境中以犧牲環(huán)境為代價去追求經(jīng)濟(jì)效益，需要使制造商對自身碳排放承擔(dān)全部的成本，即按照直觀稅率值1實施碳稅政策。那么，這時直觀稅率值1可以作為一個近似最優(yōu)的碳稅政策，用以有效地提高社會福利。

圖6 社會福利損失swl(0)隨η和β的變化

圖7 社會福利損失swl(1)隨η和β的變化

5 結(jié)語

本文在考慮消費(fèi)者環(huán)境意識下，探討了制造商競爭情形下基于碳稅政策的供應(yīng)鏈成員定價策略和社會福利問題。首先，討論了碳稅政策對普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的價格、市場需求以及供應(yīng)鏈成員利潤的影響。其次，研究了消費(fèi)者環(huán)境意識和二氧化碳的單位成本等因素對最優(yōu)碳稅政策的影響。最后，分析在制造商競爭情形下，最優(yōu)碳稅政策的實施對社會福利的改善程度，以及直觀稅率值1在實施碳稅政策時的適應(yīng)性。在這幾個方面得到的重要結(jié)論如下：

(1)碳稅政策的實施均會使得普通產(chǎn)品和低碳產(chǎn)品的批發(fā)價格和零售價格上升，且在相同的碳稅政策條件下，普通產(chǎn)品的價格變化總是較低碳產(chǎn)品更加明顯，這意味著碳稅政策對普通產(chǎn)品的價格影響更大。(2)在實施碳稅政策前后，低碳產(chǎn)品的需求變化總是較普通產(chǎn)品更具有相對優(yōu)勢，這種優(yōu)勢體現(xiàn)為實施碳稅政策后，低碳產(chǎn)品的需求要么增加，要么較普通產(chǎn)品的需求下降得少。并且，這種優(yōu)勢隨制造商間競爭強(qiáng)度的增大而更加明顯。(3)低碳背景下，政府應(yīng)積極開展低碳產(chǎn)品的認(rèn)證工作，并重點(diǎn)鼓勵各產(chǎn)業(yè)中的優(yōu)勢企業(yè)率先參與低碳認(rèn)證，爭取一批重點(diǎn)企業(yè)的低碳產(chǎn)品，充分發(fā)揮優(yōu)勢企業(yè)在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的引領(lǐng)和示范作用，以引導(dǎo)低碳生產(chǎn)。(4)制造商競爭有利于碳稅政策引導(dǎo)制造商降低單位產(chǎn)品的碳排放量，實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。碳稅政策下，在制造商競爭的相關(guān)產(chǎn)業(yè)中，不論是清潔型制造商還是普通制造商，他們降低自身產(chǎn)品的單位碳排放量對提升自身產(chǎn)品在需求上的優(yōu)勢或減少自身產(chǎn)品在需求上的劣勢都是有益的。(5)最優(yōu)的碳稅稅率隨消費(fèi)者環(huán)境意識的提高而增大。當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識較強(qiáng)時，公眾更容易接受一個較高的碳稅稅率；而當(dāng)消費(fèi)者的環(huán)境意識普遍較低時，較高的碳稅稅率會損害社會福利，這時候最優(yōu)的碳稅稅率也會相對較低。那么，如果政府想要在不損害社會福利的前提下實施強(qiáng)有力的碳稅政策，就需要首先進(jìn)行低碳理念的宣傳和推廣，以提高公眾的環(huán)境意識。(6)當(dāng)制造商間的競爭強(qiáng)度較小時，實施最優(yōu)的碳稅政策可以顯著改善社會福利；特別是當(dāng)消費(fèi)者環(huán)境意識水平較低時，實施最優(yōu)的碳稅政策更為必要。當(dāng)制造商間競爭強(qiáng)度較大時，不論消費(fèi)者環(huán)境意識的高低，直觀稅率值1可以作為一個近似最優(yōu)的碳稅政策，用以有效地提高社會福利。

以上研究結(jié)論不僅為競爭情形下，普通企業(yè)和清潔型企業(yè)在低碳背景下的策略調(diào)整提供了重要的借鑒；而且，也為政府部門最優(yōu)碳稅政策的制定和社會福利的改善提供了重要的參考依據(jù)。這些結(jié)論的適用條件是政府和企業(yè)之間、企業(yè)和企業(yè)之間的信息均是完全對稱的；對于信息不對稱的情形，這些結(jié)論不一定適用。作者將進(jìn)一步研究信息不對稱下碳稅規(guī)制對企業(yè)運(yùn)營決策和社會福利的影響。此外，本文研究是以存在兩個競爭制造商的兩級供應(yīng)鏈為基礎(chǔ)的，本文的研究也可推廣到多個制造商競爭的情形。