考慮區塊鏈技術及政府補貼的綠色供應鏈定價決策研究

周雋 王術峰

摘 要：本文以政府、綠色制造商和零售商組成的三級綠色供應鏈為研究對象，引入政府對綠色產品的綠色補貼因子，基于區塊鏈技術的溯源水平因子，運用Stackelberg博弈進行理論建模，并運用數值仿真方法進行分析。研究表明：制造商通過積極的區塊鏈技術，提升相應的溯源水平，市場潛在需求不斷擴大，高社會福利水平得到提升，制造商及零售商利潤也在增大；消費者溯源水平敏感系數對決策變量以及供應鏈成員的績效均有正向促進效應；隨著消費者綠色偏好敏感系數的增加，政府綠色補貼的比例會減小，綠色供應鏈轉型更為有效與主動。

關鍵詞：綠色供應鏈；區塊鏈技術；政府補貼；綠色偏好；綠色產品；零售商；消費者

本文索引：周雋，王術峰.<變量 2>[J].中國商論，2024（07）：-160.

中圖分類號：F252 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2024）04（a）--05

1 引言

近年來，隨著經濟、社會和城市的快速發展，環境污染與資源短缺問題愈發嚴重，轉型并厚植綠色低碳生產生活方式成為必然之勢，強調綠色低碳發展的科學行徑。黨的十八大提出“綠色發展”理念后，綠色低碳的科學發展成為踐行必由之路。黨的二十大報告也再次著重“推動經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節?！痹诠湽芾碇?，綠色供應鏈已然成為環境可持續發展的重要戰略。2023年11月在北京召開的中國國際供應鏈促博會會議上，供應鏈數字化、綠色化已成為話題的焦點。工信部“綠色供應鏈管理企業”認證對企業進行了綠碼認證，以實現全鏈條在環境與資源管理的提升，驅動產業綠色轉型發展。此外，消費者對環境保護和健康意識的不斷提高，“綠色消費”的需求越來越明顯，極大程度促使企業在生產、包裝、運輸、宣發、銷售各個環節中加入綠色元素。中國移動公司通過“和換機”“綠箱子”等系列活動踐行綠色理念[1]；美的集團于2021年制定了“綠色戰略”六大支柱，從綠色供應鏈角度系統化推進企業的低碳戰略轉型[2]；2021年上海進博會上寶潔中國開啟了2040凈零碳排放目標計劃，其致力于運營和打造的綠色供應鏈也取得了實質性成效[3]。2023年4月，華潤萬家（中國）打造了首家低碳環保概念店——OI低碳實驗店在深圳落地并亮相[4]。

關于綠色供應鏈的基本概念與內涵，學者Srivastava （2007）[5]認為綠色供應鏈具有在生產設計、材料選購、加工制造及最終產品交付的環節，甚至產品的壽命結束管理整個過程都需要將環境思維融入供應鏈管理中。Yeh & Chuang（2011）[6]指出綠色供應鏈是供應商、產品以及環境之間的有效管理；Shi X（2023）[7]強調綠色供應鏈的核心理念為供應鏈管理與生態環境保護之間的有效整合。從以上學者的研究不難看出，綠色供應鏈一定程度上對相關企業提出了更高要求與成本，政府作為市場主體的協調方，綠色戰略的制定者，政府的綠色補貼行為將對供應鏈成員的決策至關重要。Izabela Ewa Nielsen（2019）[8]提出全球各政府對于節能制造業的研發給予了大力支持，同時采取各種激勵措施來鼓勵更多的企業進行綠色生產。我國相繼出臺了《工業綠色發展規劃（2016—2020年）》《中國制造2025》和《綠色制造工程實施指南（2016—2020年）》等綠色發展規劃文件，為企業加入綠色生產提供補貼等相關優惠政策。因此，政府補貼對于綠色供應鏈的決策具有重要的指導意義。

此外，綠色供應鏈發展因為市場變化的復雜性也面臨諸多問題，比如綠色成本帶來的資金不足問題，風險規避，突發中斷等，其中信息不對稱、信息失真等問題尤為突出。一方面，從綠色供應鏈的節點角度來看，由于鏈條的上下游對綠色產品從生產到銷售終端信息的不對稱，多數情況下市場參與者只能通過最終成品來判斷商品的綠色價值，也無法從綠色供應鏈成員的內部判斷節點的優劣性，因而無法形成對資源的高效利用，產生的虛假綠色信息或因資源低效帶來的過度成本而到綠色供應鏈的實踐難易維系。另一方面，消費者對于綠色產品的品質要求逐漸提高，希望能夠對于所購買的產品進行溯源，以確保購買的產品信息真實可靠，綠色消費的信息確認尤為重要。如何讓綠色供應鏈能公開透明地呈現綠色價值，值得研究。當前有學者指出區塊鏈技術作為現代數字技術，恰好可以解決綠色供應鏈發展的這一癥結[9-10]。2016年12月28日，我國將區塊鏈技術作為四大戰略技術之一列入了“十三五”國家信息化規劃綱要，2022年1月12日，區塊鏈被作為戰略性前瞻性技術被列入“十四五”數字經濟發展規劃，區塊鏈作為一種新型去中心化協議，通過多個獨立的節點共同維護分布式數據庫系統，確保了數據能在鏈上及時共享，并具有不可偽造、不可篡改的特性，這就為在供應鏈過程中實現產品信息及時化、透明化、產品可溯源提供了新的解決方案，從而增加了消費者對于產品的信任度[11]?；谝陨媳尘?，本文擬綜合考慮政府補貼因子和區塊鏈技術對三級綠色供應鏈定價決策的影響，并為綠色供應鏈的發展與決策提供一定的理論基礎和現實指導意義。

近年來，基于政府補貼下的綠色供應鏈定價決策問題較為熱門，溫興琦等（2018）[12]考慮消費者綠色偏好因子及政府綠色度補貼、政府綠色產品投入成本補貼及政府綠色產品生產成本補貼這幾種不同情形下的綠色供應鏈成員間的博弈模型，發現綠色偏好并不影響政府三種補貼策略的優劣性，但政府補貼系數對零售商利潤是有影響的。Liu等（2019）[13]考慮了以零售商為主導，政府及多個供應商組成的三級多階段博弈模型，其研究發現當政府補貼在一定的范圍內時，能夠有效促進供應鏈成員利潤的提高，同時提升社會福利水平。曹裕等（2019）[14]通過建立由制造商為領導者，零售商為追隨者雙寡頭綠色供應鏈模型，建立Stackelberg博弈，分別得到不同政府補貼策略下綠色供應鏈參與者的利潤變化并給出了適當條件下補貼策略。此外，江世英等（2019）[15]也通過構建以政府、制造商及零售商組成三級綠色供應鏈模型，以Stackelberg多階段博弈求解相應的均衡解，結果發現政府對制造商的綠色補貼具有較好的調動作用，能有效促進綠色產品的研產過程。梁曉蓓等（2020）[16]考慮了由政府參與，制造商與零售商雙寡頭組成的綠色供應鏈系統，通過加入不同風險規避度，建立并求解了分散與集中情景下政府補貼及風險規避系數對決策變量、利潤及社會總福利均衡解的影響。姚鋒敏等（2023）[17]考慮由電商平臺和供應商組成的二級可追溯農產品供應鏈，在政府對電商平臺的補貼下考慮有無利他偏好時的定價決策比較，在一定條件下，成員之間能夠達到雙贏的局面。

隨著人們對于所需產品品質要求越來越高，消費者對于產品有了溯源要求，因而，在區塊鏈技術下研究綠色供應鏈已成為一種必然趨勢。Rita Azzi（2019）[9]和Arim Park （2021）[10]提到在供應鏈系統中引入區塊鏈技術不僅能夠對產品進行溯源，使其具有可靠性和安全性，還能有效提高庫存效率，降低成本等性能，因而對于環境保護、社會公平等方面有著重要作用。馮章偉等（2023）[18]考慮利用區塊鏈溯源技術，通過激勵制造商來提高產品的綠色度及降低碳減排量，結果表明區塊鏈技術對碳減排水平、批發及零售價格的提高有促進作用，提高了制造商和零售商的利潤，達到了雙贏的效果。孫嘉軼等（2024）[11]主要比較在有無區塊鏈技術下對低碳供應鏈獨立與合作減排的四種決策的結果影響。研究表明在一定的成本閾值內，區塊鏈技術對碳減排率有一定的促進效果，從而影響到供應商和零售商的利潤。張令榮等（2023）[19]在考慮將區塊鏈技術應用在低碳供應鏈的政府補貼策略中，研究了低碳偏好系數及綠色信任水平對碳減排率、低碳產品產量以及社會總福利水平的影響，結果表明當消費者低碳偏好系數與綠色信任水平兩因子的共同交互作用大于某一閾值后，政府實施的產量補貼才能發揮效用，同時企業也能促進減排。梁喜等（2023）[20]在產品回收的綠色供應鏈中引入區塊鏈技術探討了區塊鏈水平、第三方回收對于供應鏈定價的影響，結果發現在一定條件下，提高消費者對產品溯源水平的敏感系數可以使制造商提升綠色產品的溯源水平，并提高綠色產品的綠色度及供應鏈成員間的各自利潤。

綜上，國內外學者大多集中在有無政府補貼對于綠色供應鏈定價的影響、是否引入區塊鏈技術對于供應鏈決策影響的研究方面，當然也有一些學者將政府補貼和區塊鏈技術同時納入低碳供應鏈中進行研究，得出其對碳減排率和低碳產品產量的影響。與以往研究不同，本文以綠色供應鏈為研究對象，在引入產品溯源水平參數的基礎上考慮最優的政府補貼率，構建以政府主導，制造商和零售商跟隨的三階段博弈模型，為區塊鏈和綠色供應鏈相關決策者提供參考依據。

2 模型描述與基本假設

本文構建以政府、制造商和零售商為主體組成的三級綠色供應鏈博弈模型。首先，政府考慮自身社會總福利最大化的目標下給出最優的政府補貼比例s；其次，由制造商決定最優的綠色度和批發價格w；最后，零售商決定最優的零售價p以追求利潤最大化。本文提出假設：

假設1：市場消費者對綠色產品的需求受到價格及綠色度的共同影響，這與溫興琦等（2018）的研究[12]相似，綠色產品的市場需求函數可描述為，當引入區塊鏈技術后，產品信息更加透明化，有利于增加消費者的需求，參考梁喜等（2023）[20]的構建，市場需求函數可表示為 ，其中表示消費者對產品溯源水平的敏感系數，t表示制造商施加產品的溯源水平，表示消費者的綠色偏好系數，表示產品綠色度。

假設2：制造商生產綠色產品需投入額外的研發成本，根據已有參考文獻，研發投入成本和綠色度是二次函數關系，即，這里稱為綠色產品研發成本系數。

假設3：制造商為增加產品透明度，引入區塊鏈技術需要產品額外的成本，參考梁喜等（2023）[20]的假設，令為制造商加入區塊鏈溯源系統時的投入成本，其中u（u>0）稱為制造商區塊鏈溯源成本的敏感彈性系數。

假設4：政府為了激勵制造商加大綠色投入，實施以按照研發成本的一定比例對制造商進行補貼[16]。

假設5：綜合考慮環境制約與政府補貼行為，將社會總福利分為供應鏈總利潤（）、消費者剩余CS、政府補貼支出GS和環境質量水平的改進程度EI四個部分組成（如郭軍華等（2019）[21]），鏈條總利潤，消費者剩余，這里表示綠色產品需求為0時的價格，即，從而，政府支出為，環境質量水平的改進程度為。

3 模型構建與求解

本文運用三級綠色供應鏈博弈模型，其決策順序為政府在使社會總福利最大的情況下求出最優的補貼比例，其次由制造商決定最優的批發價和產品綠色度，最后零售商在自身利潤最大化的情況下得到市場的直銷價格。建立如下Stackelberg博弈模型

上述函數中，式（1）～（3）分別為制造商和零售商的利潤函數，社會總福利函數。本文采用逆向求解的方法對模型進行求解。對零售商的利潤函數求一階及二階導數，有，故可令，可以得到最優的價格使得零售商的利潤最大，。

再者，將最優價格帶入制造商的利潤函數中，化簡可得

通過式（4），分別求對批發價格w和綠色度的一階、二階偏導數以及對應的海塞矩陣行列式，可得，即時，海塞矩陣負定。此時存在最優解和，使制造商的利潤達到最大值。

將最優的價格和綠色度代入社會總福利函數中求最優的補貼比例。此時，社會總福利函數可以表示為

對SW求補貼比例s的一階及二階導數，當時，社會總福利取值可達到最大，對應的社會福利均衡解為，將其帶入，可得其他決策變量，和，并將其帶入零售商、制造商的利潤函數及社會總福利，有均衡表達式為

4 決策分析

本文分別研究了制造商產品的溯源水平、消費者對產品溯源水平的敏感系數及消費者的綠色偏好對決策模型均衡解進行分析，探索其對綠色供應鏈各主體決策變量及目標函數的影響。

命題1 在下，有，，，，，，制造商產品的溯源水平對決策變量以及供應鏈成員的績效均有正向促進效應。

證明：因為，有，又，可以得到。分別以制造商產品的溯源水平t對供應鏈的決策變量進行求導可得，，，，，。

命題1表明制造商產品的溯源水平越高，綠色制造商區塊鏈溯源系統的投入成本會增加，產品綠色度也會增加，制造商需要付出更多的綠色努力，也需要投入更多的區塊鏈技術成本，其批發價格也會有所增加。此外，隨著區塊鏈溯源水平的增加，零售商的銷售價格也會因為綠色產品的綠色價值而獲得更高的銷售價格回報，并獲取更多的利潤空間。政府作為綠色低碳環境的倡導者，加入區塊鏈技術的綠色供應鏈能較好實現環境效用，實現社會總福利的增值。

命題2 在，有，，，，，，說明消費者對產品溯源水平的敏感系數對決策變量以及供應鏈成員的績效均有正向促進效應。

命題2的證明與命題1類似，此處不再贅述。由求導結果可知，消費者對產品溯源水平的敏感系數越大，越有利于加強消費者對綠色產品來源及綠色度含量的信任程度，進一步提升綠色產品的市場需求。消費者對產品溯源水平的敏感系數越大，批發價格及銷售價格也會增加，伴隨潛在市場需求及價格的提升，能有效增加制造商及零售商的利潤空間，也能幫助政府在綠色補貼行為中實現更好的政府效能。

命題3 在時，有，，， ，，，，說明消費者綠色偏好系數可以促進制造商與零售商利潤，提升社會福利水平，并對各決策變量（政府補貼）有正向影響（反向影響）。

由命題3結果可知，消費者對綠色產品偏好的敏感系數越大，越能激發市場綠色產品的需求和增加產品的綠色度，促進了制造商、零售商在價格及利潤的增長。此外，消費者對綠色產品的偏好程度越大，政府的補貼比例就越小，這是由于當綠色供應鏈能有效轉型后，政府補貼的激勵作用就會被弱化，轉為更為積極主動的供應鏈成員的市場自主行為。

5 數值分析

本文通過數值分析來檢驗模型結論的合理性，主要探討了區塊鏈溯源水平t、綠色偏好系數及研發成本系數對各決策變量的影響。假設市場需求，成本，溯源水平的敏感系數，溯源成本彈性系數。所有圖形均由mathematica13繪制而成。

由圖1可知，隨著制造商溯源水平的增加，區塊鏈技術投入成本增加且消費者對綠色產品的信任程度也會增加，體現在綠色產品上的綠色度，批發價格、直銷價格也相應增加。從圖2目標函數的角度來看，隨著制造商溯源水平的增加，社會總福利水平、制造商及零售商的利潤也會得到提高。此外，命題2涉及的研發成本系數對決策變量及目標函數的影響與溯源水平的影響類似，故不再進行圖形展示。

圖1 溯源水平對價格及補貼水平的影響

圖2 溯源水平對目標函數的影響

由圖3（a）-（c）可知，綠色偏好系數對制造商批發價格、制造商利潤、零售商銷售價格、零售商利潤及社會總福利水平的正向影響，但綠色偏好系數對政府補貼比例存在負向影響。

6 結語

本文構建了以政府為領導者，制造商與零售商為次級跟隨者的三級綠色供應鏈模型，其中制造商生產綠色產品，需要一定的成本投入，政府通過對產品綠色度進行比例補貼。針對綠色產品面臨的信息不對稱，信息失真的現象引入基于區塊鏈技術的溯源水平因子、消費者綠色偏好敏感系數等參數，分析了考慮政府補貼下當制造商采取區塊鏈技術時對整個綠色供應鏈定價決策影響。主要結論表明：（1）當制造商采用積極的區塊鏈技術，提升相應的溯源水平，能夠促使市場綠色信息的對稱性，增加消費者對綠色產品來源的信任程度，有效激發綠色產品市場需求，提升社會總福利，幫助制造商及零售商獲得更多利潤。（2）消費者的綠色偏好行為能擴大市場綠色產品需求，制造商則需投入更多的綠色產品技術與研發成本，提高產品的綠色度，同時制造商也得到了價格及利潤的正反饋。（3）消費者對綠色產品偏好越大，綠色理念與綠色消費將更有力地促使綠色供應鏈轉型，政府補貼的激勵作用就會被弱化，轉為更為積極主動的供應鏈成員的市場自主行為。

綜上可得如下管理啟示：（1）綠色供應鏈可以考慮加入區塊鏈技術，一方面鏈上數據、信息、資源得到更為有效的整合與利用，另一方面也能滿足消費者對綠色產品真實性的溯源需求，有利于綠色供應鏈的轉型與發展；（2）綠色供應鏈發展過程中，應當在前期加入更多政府補貼支持，減少綠色供應鏈在綠色生產過程中的成本壓力，實現有效的財政激勵，當綠色供應鏈發展起來后政府更多的轉向為引導與宣傳。（3）綠色供應鏈發展能夠進一步增加消費者的綠色消費信息，深化綠色消費理念。因此，做好綠色供應鏈轉型與落地，加強綠色制造，是我國經濟高質量發展的有力保障。

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