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.     

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.     

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。     

基于转移支付契约的供应商与制造商联合减排北大核心CSCDCSSCI

考虑产品生产过程中碳减排对需求的影响,将碳交易和碳排放约束融入企业利润函数,研究供应商与制造商势之间的减排博弈;探索制造商通过为供应商提供转移支付进行联合减排,实现产品碳足迹的减少和利润的提高,并进行数值分析。研究表明:转移支付能有效激励供应商提高减排量,制造商为供应商提供的最优转移支付系数与双方的减排成本系数无关;无论是否进行联合减排,制造商都可以通过提高本企业的减排量引导供应商提高减排量;提高转移支付系数能激励供应商提高减排量;联合减排实现了产品碳足迹的优化和利润的P aret o改进。     

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.     

双寡头竞争环境下的碳配额分配策略研究

考虑碳配额分配策略对具有不同单位产品碳排放水平企业的生产决策影响,构建双寡头竞争环境下的差异化碳配额分配策略.通过建立基于差异化分配策略的古诺模型,研究了各种碳配额分配策略对具有不同单位产品碳排放水平企业的利润、价格、产量和碳排放的影响.分析结果表明,市场规模和单位产品碳排放水平对减排措施的实施效果具有显著影响;"侧重低排企业"的差异性配额分配策略优于其它配额分配策略,该策略能够在减少碳排放的基础上更好地保护低排企业,激励企业积极降低单位产品碳排放水平、更好地应对国际竞争;"侧重高排企业"或"均等"的碳配额分配策略虽能实现减排的目的,但会带来反向激励效用,从理论上验证我国当前策略的恰当和不足.     

定价决策权威对合作策略选择的影响分析

针对一个制造商和一个销售商组成的二级供应链,在确定型市场、制造商与销售商成本信息对称的情况下,研究了成员企业合作的条件.证明了在对联合收益分配的讨价还价博弈过程中不管哪一方先行动,只要先行动一方的定价决策权威处于由双方讨价还价成本系数决定的某一范围内,理性的制造商和销售商将选择相互充分合作并按照讨价还价的结果分配联合收益,实现“双赢”.并考察了该范围随双方讨价还价成本系数变化的变动情况.相反,当先行动一方的定价决策权威处于该范围外,制造商和销售商或者其中一方选择充分合作另一方选择部分合作或者同时选择部分合作.     

碳交易下考虑产业共生的制造商减排行为演化博弈分析

在能源低碳化转型和工业绿色发展的双重压力下，制造商可以通过产业共生利用废弃物替代原材料进行清洁生产，实现节能减排。基于此，本文建立了碳交易下制造商群体在竞争市场中的双方对称演化博弈模型，分析了其生产决策和减排行为演化稳定策略。研究结果表明：(1)制造商双方采取不同策略时，实施碳减排的一方相较于另一方，可获得更多的利润；双方采取相同策略时，在一定条件下，实施碳减排获得的利润大于不实施碳减排策略。(2)制造商群体演化博弈显示，当制造商群体初始状态处在边界点时，其演化稳定策略保持不变；当初始状态处在内点时，其最终状态为：一定条件下大部分制造商选择碳减排策略。(3)过高的碳交易价格会使不实施碳减排的制造商的利润随着实施碳减排的制造商减排水平的提高而增加，因此，政府需考虑市场竞争合理设定碳交易价格，以有效推动制造商通过产业共生实施碳减排。(4)实际生产中，本文建议制造商通过联盟合作、提升降碳生产技术等多种手段，降低废弃物减排成本和产品含碳率；对于政府而言，可以考虑在碳交易市场机制之外采取混合征税或者补贴等其他规制措施，进一步推动制造商实施碳减排，促进产业共生的形成。     

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。     

配额初始分配对跨期碳市场效率的影响研究

碳配额初始分配是碳市场建设与运行的关键环节之一.考察配额初始分配对跨期碳市场效率影响,深刻理解初始分配与储存及借贷间的作用机理,有助于充分发挥二者协同作用,提高跨期碳市场效率.本研究构建了考虑配额分配的两期碳市场效率模型,考察了初始分配对无储存和借贷、单独储存及储存借贷混合三种机制下的跨期碳市场效率影响.理论分析和数值模拟结果表明:无储存和借贷机制下的跨期碳市场有效性严格依赖于初始分配,当初始分配有效,跨期碳市场有效,否则无效.当首期初始配额充足时,单独储存机制下的跨期碳市场有效,跨期均衡价格满足Hotelling规则.当首期初始配额不足时,单独储存机制下的跨期碳市场无效,且第一期价格大于第二期贴现价格.储存借贷混合机制下的跨期碳市场配置有效,跨期均衡价格满足Hotelling规则,且其有效性与初始分配无关.     

收入共享与谈判权力对供应链碳减排决策的影响

本文以政府征收碳税且消费者偏好低碳产品为背景，在单生产商单零售商的供应链中研究了收入共享及谈判权力对生产商碳减排决策及成员收益的影响，其中收入共享比例可通过谈判制定.研究发现：若收入共享比例外生，收入共享能使生产商碳减排率增大，收益升高；而若能自由制定共享比例，生产商会选择独占所有收入，而零售商会选择适中的比例.在双边谈判下，若不减排，生产商应得的收入比例等于其谈判权力；若减排，则该比例高于其谈判权力.特别地，若零售商拥有全部谈判权力，他仍会与生产商分享收益，这对双方都有利；而若生产商拥有全部的谈判权力，她会独占全部的销售收入.并且，与不共享收入相比，生产商总是能从谈判收入共享比例中受益，然而，零售商仅在生产商谈判权力较弱时才能从中受益.再者，消费者的低碳偏好或碳税都能刺激生产商减排，且两家企业都总能从减排中获益，而政府可用适度碳税刺激企业尽可能高地减排.最后，当且仅当生产商拥有完全的谈判权力时，收入共享契约才能完美协调供应链.     

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.     

考虑碳配额回购融资的再制造企业生产决策

以资金约束的再制造企业为研究对象，分析了碳配额回购融资下的再制造生产决策问题。分别建立了资金约束下有无碳配额回购融资的再制造生产决策模型，利用Kuhn-Tucker条件得到了不同情形下的最优解，并对两种情形下的最优解进行了比较；通过算例分析初始生产资金、消费者偏好和碳配额回购量对最优产量和利润的影响。研究表明：当初始生产资金较低时，再制造企业选择碳配额回购融资会提高新品产量和总产量；若消费者对再制造品的偏好较高，采取碳配额回购融资提高再制造企业的利润；随着碳配额回购量的提高，再制造企业的利润先提高后降低。另外，存在唯一的最优碳配额回购量使得利润最大。     

基于超网络的制造业与物流业协调优化模型

针对制造业与物流业协调联动的关系,建立由原材料供应商、半成品加工商、产成品制造商构成的超网络模型。分析模型中各决策者的利润最大目标及其竞争合作关系,利用变分不等式理论求解整个网络达到均衡状态的条件。设计算例并进行数值仿真,讨论物流服务水平、生产力水平、产品加工数量等关键参量之间的相互影响,验证所建模型的有效性。     

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.     

Design and analysis of the green climate fund

The Green Climate Fund （GCF） has been one of the core issues of the world climate summits under the United Nations Framework Convention on Climate Change （UNFCCC） in recent years. However, the GCF has not progressed smoothly, and currently there are no satisfactory schemes for raising and distributing the fund. This paper first discusses how to finance the GCF among Annex II countries. It introduces the ＇preference score compromises＇ （PSC） approach which is based on environmental responsibility and economic capacity, with historical emissions as an indicator for environmental responsibility and GDP as indicator for economic capacity. The results show that the United States and the European Union are the two largest contributors to the GCF, sponsoring more than 80% of the funds. Second, we discuss how to allocate the funds among non-Annex II parties. The ＇adaptation needs＇ （AN） approach, which takes account of economic strength and climate damages, is proposed to achieve the adaptation purpose of the GCF, and the results reveal that African countries with high levels of climate vulnerability could get most funds, with a share of almost 30%. Regarding the mitigation purpose of the GCF, this research introduces two approaches： the ＇carbon reduction contribution＇ （CC） approach and the ＇incremental cost＇ （IC） approach. Both approaches could achieve significant reductions in carbon emissions in non-Annex II parties, whereas the latter may provide limited adaptation finance but result in more mitigation effects. This paper also develops a method to combine abatement efficiency and adaptation fairness of the GCF, and we find that with an equal split between the AN and CC （or AN and IC） approaches, the amount of USD 100 billion could finance an emissions reduction of 1613 MtCO2 （2477 MtCO2）, while allocating USD 16 （or USD 9） per capita for adaptation in non-Annex II parties. The schemes proposed may be useful for promoting the development of the GCF in the future.     

强制减排机制下政府与企业之间的博弈分析

强制减排机制是一种实现碳减排的有效途径之一,通过建立强制减排机制下企业生产的优化模型,说明企业存在突破强制减排政策的动机进行超额排放和政府加强减排监督管理的必要性,进而建立了政府与企业之间的碳减排博弈,并根据该博弈的纳什均衡特性提出相关的政策建议以提高强制减排政策的效率。