碳政策下的服装供应链决策分析

杨双双

摘 要：随着“双碳”目标的提出，越来越多服装供应链企业开始节能减排。为了更好地建立服装绿色供应链，文章在服装供应链基础上，把碳排放量作为整个供应链的“上层”，把整个服装供应链作为“下层”，一旦超过规定碳排放限额就给予惩罚，否则给予奖励，同时让企业引进碳减排技术，探究再制造服装供应链的最优生产决策。碳排放临界值要根据企业的碳排放量设置，较小的碳排放临界值会加重企业的负担，减少服装的生产量，而较大的碳排放临界值会增加企业利润，产生更多碳排放。引进碳减排技术有利于减少碳排放，但对整个供应链的生产量影响不大，如果政府想要推动服装供应链的绿色发展，就需要给予废旧服装回收企业技术支持，这样更有利于企业的发展。

关键词：再制造服装；碳减排技术；服装供应链

中图分类号：F253；C935；F27文献标志码：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.04.031

Abstract： With the“double carbon”goal proposed， more and more clothing supply chain enterprises began to save energy and reduce emissions. In order to better establish a green supply chain for clothing， on the basis of the clothing supply chain， the article regards the carbon emissions as the“upper”of the entire supply chain， and the entire clothing supply chain as the“lower”. Once the carbon emissions exceed the specified limit， it will be punished， otherwise it will be rewarded. At the same time， it also allows enterprises to introduce carbon emission reduction technology， explore the optimal production decisions of the remanufacturing clothing supply chain. The carbon emission threshold should be set according to the carbon emissions of enterprises. A smaller carbon emission threshold will increase the burden of enterprises and reduce the production of clothing， while a larger carbon emission threshold will increase the profits of enterprises and generate more carbon emissions. The introduction of carbon emission reduction technology is conducive to reducing carbon emissions， but it has little impact on the production of the entire supply chain. If the government wants to promote the green development of the clothing supply chain， it needs to give technical support to waste clothing recycling enterprises， which is more conducive to the development of enterprises.

Key words： remanufacturing clothing; carbon reduction technology; clothing supply chain

0    引    言

隨着服装更新速度的加快，我国现已成为全球废旧纺织品较多的国家。我国再生资源回收行业发展报告指出，2019年，我国化纤、丝和棉这三类纺织纤维大概有6 610万吨的加工量。每年废旧纺织品的产生量已经超过2 000万吨，而且还在以两位数的速度增长。其中，服装生产过程中产生的边角料等大部分可以再次利用，但消费者家中很多闲置的废旧服装，能够得到再次利用的概率却为15%左右，绝大部分闲置的废旧服装会被用土填埋或是用火焚烧[1]。

我国争取在2030年前实现“碳达峰”目标、2060年前实现“碳中和”目标，也就是要在2060年前实现净零碳排放。在2020年的第75届联合国大会一般性辩论上，我国提出了这个目标，这是我国对全世界的郑重承诺，也同样是向全世界声明我国将为了保护全球气候会提高自主的贡献力度，会采取更加有效的政策和方法。现在越来越多国家开始实施碳税和碳交易制度，但是试验发现碳税和碳交易制度各有利弊，二者一起使用可以很好地实现碳减排目标[2]。越来越多人开始从服装回收[3-5]和服装分类[6]等角度回收废旧服装而达到节约资源、减少碳排放的目的。但废旧服装再制造过程中会产生更多二氧化碳，如何从服装闭环供应链的角度出发，研究碳税、碳减排技术以及服装闭环供应链内各环节之间的合作是一大难题。

当前，有关供应链碳政策的文章受到了专家的密切关注。杨玉香等[7]研究了碳税政策的两种形式，即单一比例和超额累计对闭环的供应链网络成员产生的作用，研究结果显示超额累计在相关碳税政策下对企业来说更好，因为企业能支付较低的碳税。王娜等[8]根据顾客对不同产品的需求，构建制造和再制造之间关于合作与竞争的博弈模型，研究碳税对不同决策产生的影响。陈伟达等[9]分析了资金是否充裕、在资金不足的情况下融资等三种模式下的企业生产运行决策的问题。张铃铃等[10]通过建立回收质量不确定情形下的再制造供应链模型，分析碳税和再制造产品质量高低对供应链造成的影响。另外，还有一些学者研究供应链成员之间竞争、合作等问题。王君等[11]研究了碳税政策下供应链各成员的行为选择问题。研究发现，短视的制造商会使产品的碳排放较低，而碳税的高低和初始碳排放量的大小则会很大程度地影响供应链成员的定价和碳减排策略。黄帝等[12]从两级供应链的角度分析了不一样的权力结构会对供应链的定价和最优碳减排产生不一样的影响。研究结果显示，假如产品的单位批发价格不变，减少产品生产的成本，会有效提高制造商的碳减排水平；碳税税率的提高对碳排放量较低的制造商来说会更便利地增加产品本身的碳减排水平。周艳菊等[13]分析了制造商競争模式下供应链各成员通过碳税政策解决社会福利和定价的问题。

通过梳理发现，当前的供应链文章涉及碳税、碳交易机制的较多，也有将二者进行对比分析或者结合的，或是关于定价的供应链问题。很少有关于闭环供应链的研究，特别是服装闭环供应链的研究。本文建立服装闭环供应链，让生产商和制造商采取碳减排技术或者让整个供应链实施分阶段的碳税政策，探究不同的碳减排率/碳税税率对企业碳排放量和供应链利润的影响。

1    问题描述与参数设定

由生产商、制造商、零售商和消费者构成的服装网络供应链如图１所示。

“上层”首先给出碳排放量的临界值，对于“下层”供应链中产生的碳排放量（即生产商、制造商产生的碳排放量）按照临界值采用不同的碳税税率，一旦超过临界值就采取较高的碳税税率，否则采取较低的碳税税率。“下层”网络的各成员是跟随者，依据排放量的临界值制订合适的生产计划[14]。参数符号及变量定义在表１给出。模型的建立需要如下假设：

不存在退货；

本文涉及的所有服装销售量、交易量、需求量的单位均为“件”；服装交易价格、成本和利润的单位均为“元”；碳排放量限额的单位为“千克”；碳税税率的单位为“元每千克”。

除以上参数外，本文还定义了一些决策变量。θ1表示生产商是否引入碳减排技术，当θ1为1时表示生产商引入碳减排技术，0则表示生产商不引入碳减排技术。

本文中将税率划分为两个等级。不同等级的税率具体划分如表２所示。

2    模型的建立与求解

2.1    碳税税率下的服装供应链

生产商和制造商产生的碳排放量作为整个服装网络的“上层”，首先给出碳排放量的临界值，如果“下层”的生产商和制造商在生产过程中产生的碳排放量e少于限额b就对供应链进行奖励；反之就对其惩罚。其中，生产商和制造商产生的碳排放量e=e1sq1sm+e2sq2sm+e1mq1mr+e2mq2mr。则生产商和制造商产生的碳排放量的最小化模型为

式（1）表示生产商和制造商在生产传统服装和再生服装过程中产生的碳排放量。式（2）制造商到零售商的服装交易量大于等于市场需求量，并且小于等于生产商到制造商的服装交易量，生产商到制造商的服装交易量小于等于1.1倍市场需求量，其中l表示制造商的利用率，即生产商生产的面料能够做成衣服的交易量。

式（3）表示生产商和制造商在生产过程中的碳排放量超过限额b，给予惩罚，即碳税税率按照α2计算；生产商和制造商在生产过程中的碳排放量不超过限额b，给予奖励，即碳税税率按照α1计算。

对于整个服装供应链来说，整体利润为卖给消费者再制造服装与传统服装的收入之和减去生产商的再制造面料与传统面料的生产成本，再减去生产过程中产生的碳排放成本。因此，整个供应链的利润最大化优化模型为

式（4）表示供应链的总利润；式（5）为1.1倍的市场需求量大于等于生产商到制造商的交易量大于等于制造商到零售商的交易量大于等于零售商到消费者的交易量大于等于新的市场需求量，其中l表示制造商的利用率，即生产商生产的面料能够做成衣服的交易量。

2.2    碳减排技术下的服装闭环供应链

生产商和制造商产生的碳排放量成本作为整个服装网络的“上层”，如果“下层”的供应链中生产商和制造商引入碳减排技术，则碳排放量减少；反之碳排放量增加。则生产商和制造商产生的碳排放量为

则生产商和制造商产生的碳排放量的最小化模型为：

式（6）表示生产商和制造商在是否引入碳减排技术下生产传统服装和再生服装过程中产生的碳排放量，其中θ1是0/1变量，当θ1=0时表示生产商不采用碳减排技术，当θ1=1时表示生产商采用碳减排技术。式（7）为生产商和制造商在生产传统服装和再生服装过程中产生的碳排放量。

就整个服装供应链而言，整体利润为卖给消费者再制造服装与传统服装的收入之和减去生产商的再制造面料与传统面料生产成本，减去生产过程中产生的碳排放成本，再减去因为使用碳减排技术而产生的成本。因此，整个供应链的利润最大化优化模型为

式（8）表示优化后的供应链总利润；式（9）为1.1倍的市场需求量大于等于生产商到制造商的交易量大于等于制造商到零售商的交易量大于等于零售商到消费者的交易量大于等于新的市场需求量，其中l表示制造商的利用率，即生产商生产的面料能够做成衣服的交易量。

3    算例分析

鉴于上述模型的表达式比较复杂，无法直观看出各个变量之间的关系，因此要用数值算例对最后的结果进行研究和分析。通过参考服装在生产、回收过程中的实际数据对参数取值如下：e1s=1，e2s=2，e1m=0.2，e2m=0.3，Cr=6，Cn=5，α2=30，α1=10，p1rk=100，p2rk=70，p1mr=50，p2mr=35，ε=15，Q2=1 000，Q1=800，m1=m2=3 200，l=0.8。

3.1    碳税税率下的服装供应链

从图2可以看出，制造商与零售商之间的传统服饰和再生服装与零售商到消费者的传统服装和再生服装的交易量重合，是由于约束决定的。当碳排放临界值在3 000—5 000之间时，再生面料先不变后增加到再不变，这是因为生产单位再生面料的碳排放很多，只有碳排放临界值不断增大时，此时多生产再生面料才不会使碳排放成本增加，再生服装也是一样，对于卖到消费者手中的再生服装量肯定是小于等于制造商制造的再生服装的；对于传统面料和传统服装来说，再生面料和再生衣服已经是很少的数量，而此时碳排放量还超过限额，还要进行惩罚，零售商产生的利润已经没有惩罚减小的力度大了，因此会减少传统面料和传统衣服的数量，直到碳排放限额增大，此时传统面料和传统衣服的生产量才会增加，直到最大生产量。随着碳排放临界值的不断增大，对供应链的惩罚越来越小，而且惩罚减小的力度已经大于制造服装产生的利润，零售商卖出衣服的利润慢慢增大，直到生产出最大需求的衣服，此时利润已达到最大。

3.2    碳减排技术下的服装闭环供应链

从图3可以看出，碳减排率与供应链的利润呈线性关系。这表明对于整个供应链来说引进碳减排技术对整体发展有利，而且碳减排率增加会使供应链利润越来越大。对于供应链各个环节的交易量来说，当碳减排率为0.7时，此时交易量等于最大需求量，利润最大；而碳减排率增加，只是增加了供应链整体的利润，减少了供应链的碳排放量。

4    結    语

为了探究不同碳税和碳减排技术下的服装供应链如何实现绿色发展。本文由供应商、制造商、零售商、消费者组成了服装供应链模型，分析不同碳税和碳减排技术对服装供应链各成员的交易量和利润的作用，得到如下结论。

碳排放临界值要根据企业的碳排放量设置，较低的碳排放临界值会加重企业负担，减少服装生产量，而较高的碳排放临界值会增加企业利润，让企业产生更多碳排放量；引进碳减排技术有利于减少服装供应链的碳排放量，但对整个供应链的影响不大，如果政府想要推动服装供应链的绿色发展，则需要对废旧服装回收企业进行技术支持，这样更有利于企业发展。

参考文献：

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