多目标碳配额分配下的减排技术投资策略研究

本文研究政府在多目标碳配额分配条件下,行业内减排效率差异企业的最优减排技术投资策略.通过建立政府与企业的博弈模型,采用理想点法对多目标规划问题进行求解,分析碳配额政策对企业技术投资决策的影响.数值分析结果显示,在政府兼顾社会效益和经济效益的多目标配额分配条件下,低减排效率企业更有可能投资进行技术升级,以获得政府分配的更多配额,而高效率企业的投资动力不足.另外,技术投资成本下降或减排技术代际差异扩大时,行业内两企业投资升级技术的可能性增加.所得结论对于政府制定合适的碳配额分配政策,以及相关配套措施促进全行业的技术升级具有重要意义.     

混合碳政策下供应链减排决策优化

建立了碳交易-碳税(环境税)并行政策下的两阶段供应链减排决策模型,研究了混合碳政策对供应链定价、产能、利润、减排率及最优的有偿配额比例、竞价底价、混合策略等的影响,并引入"优先采购协议"和"碳排放约束-收益共享契约"对供应链实施协调,得到既能降低供应链碳排放水平,又能增进供应链社会福利的Nash均衡减排模式。研究结果表明:(1)高强度的碳政策并不一定能有效激励企业减排,提高消费者对低碳产品认可度和碳市场活跃度才能推动供应链"良性"减排;(2)我国当前最优的有偿配额比例为3.4%,"有偿配额-减排补贴"的配套机制不仅能激发碳市场活跃度,而且其竞价成本效应和转移支付效应可对高污染落后产能发挥"逆淘汰"作用;(3)限价策略下的集中式决策能够实现减排效率的Pareto改进。最后,采用数值算例验证了模型的有效性。     

减排规制下基于存货影响销售模式的易变质产品库存优化模型

考虑碳排放的约束限制,允许缺货,分别建立了总量管制机制、碳总量交易机制以及碳补偿机制下的存货影响销售的易变质产品库存模型,分析了库存系统最优的订货策略以及减排策略,并对碳排放规制下模型的最优性进行了比较,进一步探讨了碳配额、碳价以及碳汇等对库存最优绩效的影响,最后用数值例子和敏感性分析对所建模型进行了验证.研究结果表明,总量管制机制下的库存系统最优总利润及最优排放量均与碳配额的多少有关,而碳总量交易机制下库存系统的最优性与碳配额无关,但该机制可以从交易碳排放权中获得更多的利润.与总量管制机制相比,碳补偿机制的库存系统在一定条件下更具竞争力.数值分析结果表明,在各规制下,碳配额和碳价对库存系统最优绩效的影响基本稳健,而变质率和存货影响销售因子对库存最优绩效的影响显著.     

碳配额交易机制下竞争企业低碳技术扩散——基于复杂网络的演化博弈分析

碳配额交易机制被认为是应对全球气候变化最有效的碳减排市场激励手段.为了探究此机制下企业生产、减排和碳交易的最优决策以及低碳技术的扩散度,构建了低碳技术-传统技术两种减排博弈模型,分析各参数对最优决策的影响;同时,以WS小世界网络为载体,设计演化规则,利用数值仿真探索各要素对低碳技术扩散的驱动效应.结果表明:微观层面,碳配额和竞争强度升高对减排水平、碳价格和碳交易量提升无益,但产量与碳配额正相关,与竞争强度负相关.宏观层面,低碳技术的扩散程度取决于企业间竞争强度以及碳配额水平,碳配额的降低以及企业竞争强度的减弱都能够促进低碳技术的扩散.与补贴机制相比,碳配额交易机制可实现经济效益与环境效益的“双赢”,即碳配额交易机制能够促进低碳技术扩散程度并令企业获得更高利润.     

发电行业碳排放权初始配额分配的双层规划模型

碳排放权初始配额分配是全国碳排放权交易体系建设的关键要素。目前发电行业碳排放权初始配额分配主要局限于在既定碳排放总量目标下联合成本最小的单一目标下确定,而忽视了发电商生产与减排决策对配额分配的影响,这在一定程度上影响了碳排放权交易实施的效果。本文构建了管制机构既定碳排放总量下联合减排成本最小化和各发电商收益最大化的碳排放权初始配额双层规划模型,并运用数值仿真验证了模型的合理性。仿真结果表明,存在一个兼顾管制机构与发电商决策目标的最优碳排放权初始配额方案,并对减排成本系数和电力需求量与最优碳排放权初始配额的关系进行敏感性分析,从而为我国碳排放权初始配额分配方案的制定提供科学依据。     

集成碳排放约束的企业制造/再制造生产决策

市场上存在从事新品制造和回收产品再制造的寡头垄断生产商,其中单位新品的制造成本高、碳排放高且利润较高,而单位再制造产品的制造成本低、碳排放低且利润较低。生产商整个制造/再制造生产过程,受到外部碳排放政策(碳税、碳限额)约束,需要基于利润和外部碳排放政策约束,选择制造和再制造技术,确定不同处理技术分配的最优生产数量,以最大化企业利润。针对无碳排放约束、碳税约束和碳限额约束三种碳排放约束情景,基于期望利润最大化,分别构建不同碳排放约束情境下的企业制造/再制造技术选择与生产决策模型。基于最优解性质和仿真分析,研究外部碳排放政策变化对企业制造/再制造生产决策的影响。研究结果表明,外部碳税、碳限额、碳排放超额惩罚税款和碳交易价格均不同程度影响企业制造/再制造生产决策。     

供应链网络均衡下碳税与碳交易政策比较北大核心CSCD

为控制碳排放量,实施低碳政策以促进低碳供应链管理是必然选择.考虑由多个制造商、销售商和需求市场构成的供应链网络,分析两种减排政策:碳税和碳限额与交易政策,探讨两种减排政策下供应链网络成员的优化问题及均衡条件,以及两种减排政策的均衡条件,构建两种减排政策下的供应链网络均衡模型,基于欧拉方法求解模型,给出算例,分析碳税政策下,不同碳排放阈值下网络均衡结果的变化及最优的碳税税率确定问题;探讨碳交易政策下,单位产品碳排放量对网络均衡结果的影响,给出最优碳信用的分配方案;最后对两种政策进行对比.研究发现碳交易政策下的碳排放量低于碳税政策下的排放量,碳交易政策下的网络总利润高于碳税政策下的总利润.碳税政策给企业带来了较大的财务压力,碳交易政策具有更大的灵活性.     

碳政策下分布式鲁棒优化模型的生产与减排策略

构建了碳排放限额和碳限额与交易政策下的两类分布式鲁棒优化模型,当市场需求分布的期望和方差已知且制造商生产过程产生碳排放时,求解了制造商的最优生产和减排投资策略.将两类碳政策下的分布式鲁棒优化模型分别与无碳约束的情形进行比较,结果表明:在两类碳政策下减排投资有利于制造商获得更高的利润,并且减排投资在碳限额与交易政策下能够降低碳排放量而在碳排放限额政策下对控制碳排放量没有效果;与碳排放限额政策相比,碳限额与交易政策能够实现高利润低排放;碳排放限额政策下制造商的利润不高于无碳约束的情形,而在碳限额与交易政策下当碳配额满足一定条件时制造商的利润大于无碳约束的情形.最后利用数值算例验证了理论结果同时通过碳系数的变化检验了两类碳政策的鲁棒性.     

基于量子区块链的碳配额交易模型

针对目前能源交易体系存在安全性较低、平台管理成本较高以及碳配额交易空缺的问题，提出基于量子区块链的碳配额交易模型。通过建立碳排放权分配指标体系，采用灰色关联分析法，实现碳排放权配额的初次分配，保障参与节点碳配额初始分配的公平性。利用零和博弈数据包络分析(Zero Sum Gains-Data Envelopment Analysis, ZSG-DEA)模型，计算参与交易主体碳配额利用效率和优化方案，有效促进产业结构升级。嵌入碳配额交易奖惩系统，有效保障减排低碳主体的利益。采用量子纠缠态签名智能合约，保障碳配额交易的量子通信安全，进行交易节点间的身份验证。算例分析表明，该交易架构能够有效保障碳配额分配的公平性，提高碳配额的利用效率，保障碳配额交易过程中的交易数据和用户信息安全性，为推动后量子时代的碳配额交易进程提供理论支撑与决策支持。     

考虑碳补贴和企业社会责任的三级供应链减排策略

碳减排作为各国社会、组织亟需解决的问题,政府推出了一系列降低碳排放的措施,企业积极承担社会责任努力实现从"要我减排"到"自我减排"的转变,消费者个体也更加具备低碳意识,青睐低碳产品.在此背景下,本文研究政府碳补贴和企业社会责任(CSR)对供应链减排策略的影响,构建了零售商承担CSR行为下的无碳补贴分散决策,碳补贴集中决...     

Comparisons of low carbon policies in supply chain coordination

This paper investigates the influence of low-carbon policies on channel coordination for a two-echelon supply chain consisting of one supplier and one retailer. Four different models are considered： the basic model, the carbon emission model, the carbon emission trading model and the carbon tax model. We find that the government policy on all carbon emission models is not universal among the firms as well as the customers. The carbon emission trading policy is always better than the carbon emission policy and the carbon tax policy when the allocated carbon emission quotas are greater than the carbon emissions. The carbon emission trading policy is proved to be an effective mechanism which can motivate the supply chain to reduce carbon emissions. Under certain conditions, the supply chain prefers the carbon emission trading policy with higher carbon price to other policies. In the framework of Stackelberg game with the supplier as the leader, for each carbon policy, the paper presents coordination mechanism with the all-unit wholesale quantity discount contract （AWQD）. We analyze and compare the influence of low-carbon policies on channel coordination for the foul＂ low-carbon policies. Numerical experiments are conducted to examine our findings.     

物联网环境下碳配额和减排双重约束的企业资源共享策略

制造业之间的产能不均导致了许多潜在的浪费,为使现存资源得到更高效的利用,物联网平台可以帮助制造商双方进行信息对接,克服产能不均的限制,实现资源共享.本文以两个制造商为研究对象,探讨双方进行产品转移的最优决策问题,建立了碳配额和减排双重约束的利润优化模型.在两种情景下(双方碳配额都充足,一方充足一方不足)分别讨论了制造业之间产能共享的优化决策,并通过数值分析进行验证.结果表明:配额不足能促进企业的积极减排.产能充足的企业的减排成本及碳价格对双方资源共享的条件有直接的影响.在企业减排成本接受范围内,产能充足的企业的减排有利于其竞争优势的提高.     

碳配额免费分配法下寻租对市场运行效率影响

在强制碳减排政策下,企业希望通过寻租等手段逃避减排责任的动机强烈,而现行的环境规制为政府和企业提供了过多的寻租空间.构建基于SWARM的碳交易市场仿真模型,模拟不同寻租环境下碳交易市场排放权交易,从流动性、波动性、有效性三个方面衡量市场运行效率,考察碳排放权免费分配方式下,不同寻租环境对碳交易市场运行效率的影响.研究结果表明,寻租行为会通过改变初始配额的分配总量和结构,影响碳交易市场的流动性和有效性,但对市场价格波动没有显著作用.寻租行为对市场运行效率"不降反升"的影响反映出初始配额免费分配法并不能达到最优的资源配置.减少政府对碳交易市场的干预,从免费分配方式向定价出售或拍卖方式过渡,不仅能明确价格信号,提高能源的使用效率,还能从源头上切断企业寻租的可能性.     

Emission abatement for production system across locations with heterogeneous emission profiles

This paper investigates a production system in which the desired system state is a reduction of emissions and the controlling action plan is altering carbon price. From the operations perspective, we develop a model to study how increasing carbon emission costs may affect the joint production and location decisions for a manufacturer across different locations. Specifically, our model incorporates economies of scale and explicitly links product demand, production costs and carbon emission levels to location decisions. The firm's decisions in production batch size and locations are then optimised. The system state of emission are analysed under different carbon prices. Finally we check the alignment of objectives in costs and emissions for the system. The results show that for a production system with economies of scale, the production allocation is transformed to a location choice problem after optimising the costs. Raising the carbon price reduces the carbon emissions but may not be able to induce the production to be placed in an emission efficient place. We propose a hybrid policy combining carbon price and free emission allowance to fully align the cost efficiency and emission efficiency and characterise the link between the emission target and the carbon price.     

碳交易机制对物流配送路径决策的影响研究

针对碳排放交易机制下的物流配送路径问题,引入考虑车辆载重和速度的碳排放度量方法,以TSP为基本参考模型,建立碳排放交易机制下的物流配送路径优化模型. 将该模型与传统的仅考虑经济费用的路径优化模型进行比较,说明碳排放交易机制下的路径安排策略能够有效减少碳排放. 通过数值实验探讨了碳交易、碳价格和碳配额对物流配送路径策略、碳排放量和总成本的影响. 并根据数值实验结果提炼出了一些对物流企业如何控制成本和降低碳排放的配送决策建议.     

碳税政策下的供应链减排决策研究

针对政府对碳排放征税及消费者对低碳产品存在偏好,分别研究了随机需求下批发价契约及收益共享契约下生产商的碳减排决策问题,并比较了减排前后两种契约的最优参数.研究表明,收益共享契约能够协调不减排/减排下的供应链,并改进链上成员的收益;并且在两种契约下:都分别存在唯一的减排率使生产商/供应链整体收益最大,并且对批发价契约下生产商和零售商,及收益共享契约供应链整体,都分别存在一个使他们能从减排中获益的减排率上限.减排后,最优批发价的升降取决于生产成本的增加量,共享比例取值范围的变化取决于供应链的效率,且当消费者愿意为低碳产品多支付的价格比例高于单位生产成本的上升比例时,共享系数取值范围下降,反之,则上升.     

碳排放信息披露情况对碳排放博弈的影响

碳关税是欧盟和美国相继提出的一种碳边境调节措施,准备对进口的高耗能产品征收二氧化碳排放特别关税,旨在保护本国产业的国际竞争力和经济利益,防止碳泄露.本文通过构建对称和非对称信息的非合作博弈模型研究了被征收碳关税国家的出口企业碳排放信息披露情况对企业利润、价格和碳排放等的影响.研究结果表明：1)被征收碳关税国家的出口企业具有隐藏真实碳排放信息的动机;2)由此产生的信息不对称性会影响碳关税最优税率和双方的企业利润、二氧化碳排放量和发达国家市场价格.根据分析结果,本文还对发展中国家应对碳关税政策提出了一些政策建议.     

基于排放权交易与减排研发补贴的政企减排微分博弈模型

基于碳排放权交易背景，运用微分博弈理论研究了政府与其所辖多个工业企业之间的Stackelberg减排博弈问题，同时还考察了两个地区进行合作减排对政府及企业的策略影响情况。其中，工业企业在生产排放的同时还进行减排技术研发，政府则对企业研发提供补贴。此外，政府对公共资源部分也进行投入，从而实现一定的减排量。通过构造汉密尔顿-雅可比-贝尔曼方程，运用最优控制理论，分析了地区间减排合作与不合作情况下政府对所辖企业的动态补贴策略、自身减排投入策略以及企业的生产及研发策略。通过研究发现，地区间的减排合作使得均衡状态下政府对企业研发补贴量升高，对公共资源减排投入增加，企业自身的减排研发投入也随之增加，从而使得各地区的实际排放量降低。最后，通过算例对相关数据进行分析，验证了模型结论的有效性，从而为政府间的减排合作以及企业制定生产及减排技术研发策略提供了科学依据。