3.碳足迹和供应链管理:简单模型的深入研究 联系客服

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述公式求解的在t时期从公司i的最优订货量,订货量的向量是(第i + 1个企业的需求向量。 对企业1方程简化为:

),必须满足

约束条件是(18), (20) 和 (21).

在上述公式中,我们假设仅企业1允许延迟交货。其他企业必须满足同时期收到订货量。当然除了企业1之外其他企业也应该允许延迟。模型也可改为当企业不能满足需求时,可以依靠外部企业提供来满足顾客的需求。

在上述公式,我们假设企业是独立的,忽略其他企业的能力和碳排放限制下制定关于订货和生产的决策。企业可以通过联合决策明显减低供应链中的成本。这样的合作在企业之间也不少见,这是由企业激励的,例如协同预测,计划,补货(CFPR Collaborative Forecasting, planing and Replenishment)其目标是支持这种合作。就像我们在第三部分发现的一样,碳足迹限制,能够为这样的合作提供额外的动力。在最简单的情况下,如果公司有合作,他们联合决策的问题如下:

上述方程假设,尽管企业合作,碳排放限制会限制每个企业。如果企业之间共享他们的碳排放限制,约束(28)改写如下:

如果企业不是完全独立的而是一个大企业的各个分部,这种分享碳排放是可能的。如果环境监管组织允许供应链中企业之间的企业可以进行碳交易,这也可能实现。当限额是自愿的和供应链的目标是最终证明产品碳足迹没有超过一定的限制,这也是可能实现合作的。例如,几个大的零售商(沃尔玛,乐购)就预期供应商一起减少销售产品的碳足迹,对于市场来说这些产品更加绿色可以增加竞争力。

最后,我们注意到先前谈论的一个公司的碳税,碳交易和碳补偿的模型,能够扩展至有或没有分享碳排放限额的多个公司。 3.从模型中得到的见解

本部分中,我们说明了在之前部分呈现的模型是怎样被用于得到有用的见解的。这些见解,是以一系列观察结果的形式呈现的,是以数值结果为基础的,这些数值结果是由解决不同参数值的模型得到的。实验的建立和例子的细节都在附录里。这些数值结果的代表子集总结在图表1-15里。每个图表都用于说明一个或多个定性的影响,当碳排放量引进到模型中的时候影响会增加。然而,这些图表和相关见解不是提出其他影响不可能或是提出这里记录的影响比其他的重要。而是,为模型怎样被用于回答重要问题和这些答案能够怎样提供多方面的决策,包括运作公司,决策者,政府规划者等等提出的一个样板。并且,像之前提到的,我们的目标不是为每个观察到的影响提出综合的解决措施。

剩下的部分分成三段:3.1 基于模型P1提出了一系列的见解并处理了排放量存在严格

限额的情况;3.2 基于模型P2,P3,P4提出了一些见解并比较了不同管理政策的影响;3.3基于模型P5,P6,P7提供了见解并检查了提高一个供应链上多个公司相互作用的问题。 3.1 严格碳排放量限额系统

观察结果1:对排放量设置有意义的限额会对总体成本有相对有限的影响。

这个观察结果呈现在图表1,表明改变排放量限额对总成本和总排放的影响。像预期的那样,减少排放量限额会增加总成本并减少总排放。然而,令人惊讶的事实是排放量限额大幅度下降没有对总成本产生严重影响。这也意味着总排放量能够在没有大幅度增加成本的情况下严重紧缩。在例子中,减少排放量限额从2100到1785减少了总排放量的15%但是只增加了总成本3%。这个结果表明在运作决策上的调整(改变每期订货量)只能导致碳排放量的严重减少,而不能够大幅度对总成本产生影响。

观察结果2:排放量限额通过调整运作决策比通过投资更高效能的技术更加划算。 对一个公司来讲一个可选项即调整运作决策就是降低碳排放量参数,,和,并通过在产品生产,运输和储存的过程中投资更高效能的技术来实现。图表2表明了改变排放量限额对总成本的影响和在技术上改变能源效率的水平的影响。就像我们看到的,当最初使用不同技术来降低排放量限额在总操作成本上有很小的差别,

并且只有当排放量限额是大大低于一个不受限排放量的值(比例子上的多15%)的时候,投资更高效能技术才能大幅度节省费用。

观察结果3:在没有“碳增强(carbon-enhanced)”运作模型情况下,是不可能评估更高能

效的技术或是更低排放量限额的真实成本。

图表2表明了令人注意的是在包含碳排放的运作模型中,像本文描述的那些,对于公司和决策者低排放限额对公司和他们客户的经济福利的影响都是很难评估的。没有这些模型,一个公司不可能确定投资更加高效能的设施和过程是否是有经济优势的。因此,“碳增强”运作模型能够达到两个目的,一个是给决策者传递信息,一个是指导行业是否采用更加高效能的技术。

观察结果4:更紧缩的排放限额反常地导致更高的总排放。

图表3表明当限额是每个阶段的限额而不是整个计划期的的限额的时候,改变排放限额的影响。令人惊讶地是,在某些情况下更低的排放限额能够导致更高的总排放量。这是由于,如果允许在未来阶段排放很少,在周期基础上设置一个阶段的排放限额,会防止公司在一个阶段排放更多的可能性。例如,考虑一种情况,固定的排放量相对高(排放量与开始订单有关,例如运输)。一个公司能够通过减少定单频率来减少总排放量,但是持有更多的库存会立即带来定单。因为碳排放量与持有库存有关系,这意味着如果排放限额是在周期基础上设置的,更高的碳排放量潜在的违背了排放限额。

这个观察结果有两个重要的意义。第一,决策者(和公司)需要知道怎样执行排放限额的特点能够对运作成本产生非常不同的影响。第二,设计提供给公司更灵活的政策,怎样与何时他们满足要求的限额能够在很低成本情况下实施这些限额。这类政策的例子有允许公司借款,在某种程度上,违反他们未来排放定额或把没有用的定额存入银行供未来使用。 3.2 碳抵消,碳税和限额交易模型

观察结果5:碳抵消能够通过减轻降低排放限额对成本的影响来降低排放限额。 图表4表明了当公司选择购买碳抵消时改变排放限额的影响。即使单位碳价格相对高的时候选择抵消也是有利的;公司采取有选择地抵消并且缓和了更高的运营成本。这个观察结果指出了抵消对于决策者应对竞争市场紧急情况的重要性,能够导致这些抵消价格下降达到

双重利益,保持消费者低成本和大气的低碳。

观察结果6:在限额交易模式下,排放水平不受排放限额影响而仅受碳的市场价格影响。

图表5表明了改变碳排放限额和碳价格对总排放的影响。有点令人惊讶地结果,排放水平不受排放限额的影响可由下面解释。在限额交易情况下,排放限制公式11,因为

因此,问题P3可以改写成

约束(2)(4)(5)和(6),我们可以看出最优解总是独立于碳限额C。这结果指出了限额交易政策的限制。在这个政策下排放限额不能用做控制排放量的直接指标,而在严格排放量限额或者碳税政策下可以。从(33),我们也可以看出碳排放量在限额交易下与税率

碳税情况下是一样的。

虽然在限额交易情况下通过改变碳限额来直接控制碳排放是很困难,但是决策者可以间接地影响碳价格,通过影响碳的需求和供应,因此也影响碳排放。在图表6中,我们得出碳限额和碳价格通过简单线性的碳价格模型数:

正如我们在图表6中看到的,紧缩的限额导致更低的碳排放。并且,碳限额对成本的影响不再是单调的,碳限额最初下降是有利于公司的因为收益是与碳销售相关的。 事实上,预测碳的市场动态是很难的,内在的不确定性和易变性使需求和供应影响价格更加复杂。反过来,公司和决策者来评估碳排放的影响是很难的。这说明了一个观点,在限额交易和碳税中,碳税提供一个更简单的机制来减少碳排放,并且更快更有效。(看图表7)

相互作用,导致下面更改的目标函