从碳政策到公共健康：电子供应链减排成本定价决策分析

《Frontiers in Public Health》：From carbon policy to public health: an analysis of pricing decisions in electronics supply chains for costing emissions reduction

本文聚焦碳交易与公共健康协同治理视角，构建了闭环供应链Stackelberg博弈模型，引入“单位健康损害成本”，探讨多重约束下的决策演化机制。研究发现，健康成本内化具有双重效应，价格传导可触发市场选择，而利润分配存在结构失衡。从社会福利视角看，政府减排监管带来的公共健康效益远大于供应链短期经济损失，有利于电子供应链低碳发展与社会福利长期共赢。据此，本文提出建立涵盖健康损害补偿和回收专项补贴的差异化政策框架，以实现经济增长与公共健康的双赢。

　　

模型构建与分析

问题描述

本研究考虑一个由制造商、零售商和回收商组成的，考虑环境和健康外部性的可回收产品闭环供应链。此类产品具有高再制造价值和高碳排放的双重特征。在供应链中，制造商凭借核心技术和品牌优势占据主导地位，根据市场供需决定产品的批发价格和减排水平。零售商作为市场跟随者，根据制造商决策和消费者价格敏感性设定最终零售市场价格。回收商负责逆向物流过程，根据电子产品市场存量及二手回收市场供需函数确定废旧产品回收价格。

研究设定了六项基本假设，以确保模型的合理性与可解性。主要包括：供应链各实体仅销售一类可回收电子产品，定价博弈中信息对称；供应链上下游企业可协同减排以提升产品竞争力；新产品制造成本高，再制造产品制造成本低，新产品零售价通常高于再制造产品；电子产品需求受零售价格、再制造产品替代性及消费者偏好影响；在三级闭环供应链中，供应商处于核心领导地位，零售商处于跟随地位；生产与回收过程中的碳排放不仅造成环境压力，也直接导致呼吸系统疾病等公共健康问题，产生公共健康经济成本，并依据“污染者付费”原则，由处于供应链领导地位的供应商承担此责任。

符号描述

为构建模型，研究定义了系列参数，其含义汇总于表1（模型参数及其含义）中。关键参数包括：总碳配额（G）、碳交易价格（t）、政府监管因子（α）、单位产品减排量（e）、新产品批发价（w_n）、再制造产品批发价（w_r）、新产品零售价（p_n）、再制造产品零售价（p_r）、单位再制造产品额外减排率（μ）、单位产品初始碳排放（e₀）、碳减排成本系数（h）、消费者价格敏感度（k）、单位健康损失成本系数（δ）、新产品订单量（Q_n）、再制造产品订单量（Q_r）、第三方回收商回收量（Q_b）以及供应商、零售商、回收商的利润（π_s, π_r, π_u）。

模型构建

基于碳交易机制，本节分析了在政府参与下，供应链中供应商的碳减排决策以及供应商、零售商和回收商的定价决策。通过分析供应链碳减排决策流程图（如原文图1所示），研究了在政府与市场双重作用下，供应商、零售商和回收商的最优定价策略。

各主体利润函数如下：

供应商利润（π_s）来源于新产品和再制造产品的销售毛利，扣除碳减排成本，加上（或减去）碳配额交易收益（或惩罚），减去所承担的公共健康损害成本，再加上回收产品的转售利润。

零售商利润（π_r）来源于新产品和再制造产品的销售价差。

第三方回收商利润（π_u）来源于从供应商获得的回收价与支付给消费者的回收价之差。

通过构建Stackelberg博弈模型，求解和分析在政府协调与碳交易机制下，供应链节点企业的最优碳减排决策和定价策略。求解过程遵循逆向归纳法：首先，回收商根据供应商给定的回收价（p_b）决定其向消费者的最优回收价（p_s）；其次，零售商根据观察到的供应商批发价（w_n, w_r）决定新产品和再制造产品的最优零售价（p_n, p_r）；最后，作为领导者的供应商，在预见到零售商和回收商的最优反应后，决策其最优批发价（w_n, w_{r）、回收价（pb）以及单位产品碳减排水平（e）。}

求解得到各方的最优定价策略如下：

新产品最优批发价（w_n^*）和再制造产品最优批发价（w_r^*）均与单位产品碳排放净值（e₀- e 或 e₀- e(1+μ)）、碳交易价格与健康成本之和（αt + δ）、生产成本（c_n或 c_r）及市场基础需求（Q₀）正相关。

供应商支付给回收商的最优回收价（p_b^*）和回收商向消费者的最优回收价（p_s^*）与回收产品残值（p₀）正相关，与消费者自愿回收量（l）负相关。

新产品最优零售价（p_n^*）和再制造产品最优零售价（p_r^*）的构成与对应批发价类似，但包含了更高的市场基础需求系数，反映了零售环节的加价。

研究结论与启示

主要研究发现

1. 1.
   健康成本内化的双重效应：引入单位健康损害成本（δ）对供应链减排激励具有显著的倒U型影响。在低碳价时期，健康成本内化能有效增强减排激励；但当合规压力（体现为αt + δ）过大时，会抑制企业的绿色投资，导致减排激励减弱。这表明政策设计需寻求健康责任与减排激励的平衡点。
2. 2.
   价格传导触发市场选择：供应链承担的合规成本（包括碳成本和健康成本）会通过价格传递给终端消费者。这导致高排放企业在价格上处于劣势，市场份额被边缘化，从而迫使其进行技术转型，实现市场的优胜劣汰。
3. 3.
   利润分配的结构性失衡：在碳治理机制下，供应商和零售商承担了主要的外部成本负担，而回收商的利润与碳治理机制脱钩。这表明当前机制在成本分担上存在不公平，可能影响供应链协同减排的积极性。
4. 4.
   社会福利的长期正效益：从整体社会福利角度看，政府实施减排监管所带来的公共健康效益（如降低医疗负担、提升劳动力健康水平）远远超过供应链企业短期的经济损失。这有力地论证了加强电子供应链碳减排监管的必要性和合理性，符合可持续发展的长远目标。

政策建议

为实现经济增长与公共健康的双赢，研究提出建立差异化的政策框架：

1. 1.
   健康损害补偿机制：基于“污染者付费”原则，建立科学的健康损害成本核算与补偿机制，将碳排放的健康外部性内部化为企业的真实成本。
2. 2.
   回收专项补贴：针对利润与碳治理脱钩的回收环节，设计专项补贴或税收优惠，激励其提升回收率与再制造水平，从而从源头减少新材料生产和伴随的碳排放。
3. 3.
   动态协同监管：政府应实施动态的碳配额、碳交易价格及监管强度政策，并考虑与健康成本参数的协同，避免对供应链造成过大的合规压力而抑制其减排投资，引导供应链在经济增长、环境保护和公共健康三者间取得新平衡。

本研究通过将公共健康维度纳入电子供应链碳减排决策分析框架，突破了传统研究仅关注经济成本或环境效益的局限，为制定更具系统性和可持续性的供应链低碳转型政策提供了重要的理论与决策参考。