楊思琦，馬寧

（北京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院北京100083）

　　摘要：林木生物質(zhì)成型燃料作為一種可再生資源，對(duì)改善我國(guó)的生態(tài)環(huán)境有重要意義。然而我國(guó)林木生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)總體還處于發(fā)展的初級(jí)階段，生產(chǎn)成本較高導(dǎo)致供應(yīng)鏈存在較多問(wèn)題。文章從我國(guó)林木生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)企業(yè)實(shí)際出發(fā)，驗(yàn)證了單一契約和聯(lián)合契約無(wú)法協(xié)調(diào)生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈，在此基礎(chǔ)上提出將中間商和生產(chǎn)商進(jìn)行合并的模式。當(dāng)生產(chǎn)商和中間商合并時(shí)會(huì)增加雙方合并后的內(nèi)部交易成本，根據(jù)研究結(jié)論，此時(shí)供應(yīng)鏈總收益增加，如果增加的收益可以抵消合并供應(yīng)鏈后所產(chǎn)生的內(nèi)部交易成本，那么生產(chǎn)商將中間商合并為內(nèi)部收購(gòu)點(diǎn)的模式對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈有益。

　　1引言

　　《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出要全面貫徹黨的十八大、十八屆三中、四中、五中全會(huì)和中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議精神，堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享的發(fā)展理念，把生物質(zhì)能作為優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容，擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模，加快技術(shù)進(jìn)步，完善產(chǎn)業(yè)體系，加強(qiáng)政策支持，推進(jìn)生物質(zhì)能規(guī)模化、專(zhuān)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化和多元化發(fā)展。林木生物質(zhì)成型燃料具有熱值高、灰分少、污染少等優(yōu)點(diǎn)（高德健等，2014），適合規(guī)模化生產(chǎn)，可以作為煤炭的替代燃料，用于農(nóng)村生活供熱，可為城市社區(qū)供熱提供清潔能源，也可以作為電廠和工業(yè)鍋爐的原料（霍麗麗等，2009）。

　　林木生物質(zhì)成型燃料將林木采伐剩余物、加工剩余物、枯枝等材料經(jīng)過(guò)干燥、粉碎，在一定的壓力、溫度、濕度下，擠壓成形狀規(guī)則、較大密度的塊狀或顆粒狀的固體燃料（劉祖軍等，2010）。我國(guó)擁有極為豐富的生物質(zhì)能資源，國(guó)家林業(yè)局在《全國(guó)林業(yè)生物質(zhì)能發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》中估算我國(guó)林木生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)潛力約180億t。目前，我國(guó)林木生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)已初具雛形，因其具有原料充足易獲取、獲得政府支持、環(huán)保清潔等優(yōu)點(diǎn)，具備較大的開(kāi)發(fā)潛力（趙曉光等，2014）。又因其處于快速發(fā)展階段，存在著生產(chǎn)技術(shù)不成熟、價(jià)格優(yōu)勢(shì)不明顯、用戶(hù)認(rèn)知度低、市場(chǎng)銷(xiāo)售渠道混亂等問(wèn)題（馬龍波，2010），因此資源開(kāi)發(fā)利用的能力還亟需提高。林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)多，鏈條長(zhǎng)，不同參與者在決策時(shí)均以自身利益最大化為目標(biāo)，因此，通過(guò)協(xié)同優(yōu)化林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈來(lái)降低生產(chǎn)成本，調(diào)動(dòng)市場(chǎng)需求積極性，使供應(yīng)鏈整體利益達(dá)到最優(yōu)，有著十分重要的意義。

　　在林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈方面，不少學(xué)者都進(jìn)行了深入的研究。李婭楠等（2015）建立了包含中間商和生產(chǎn)商的供應(yīng)鏈，分析了政策補(bǔ)貼對(duì)供應(yīng)鏈參與者的影響，提出最優(yōu)補(bǔ)貼額度；方賽銀等（2016）闡述了林木生物質(zhì)能供應(yīng)鏈決策建模等方面的研究進(jìn)展和未來(lái)趨勢(shì);范敏（2014）基于溫室氣體減排目標(biāo)構(gòu)建了兩種新型農(nóng)村生物質(zhì)能供應(yīng)鏈；王璐（2016）構(gòu)建了包含生產(chǎn)商和原料供應(yīng)商的二級(jí)供應(yīng)鏈，針對(duì)不同參與者分別設(shè)計(jì)不同的契約，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào);崔琰琰（2017）在政府補(bǔ)貼的背景下，研究了基于成本共擔(dān)的收益共享契約實(shí)現(xiàn)綠色產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的問(wèn)題。現(xiàn)有研究較多是關(guān)于生物質(zhì)原料供應(yīng)問(wèn)題，較少關(guān)注林木生物質(zhì)成型燃料的市場(chǎng)需求波動(dòng)以及原料供應(yīng)商和生產(chǎn)商之間的關(guān)系，并且較少考慮在政府補(bǔ)貼的背景下林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題。本文將從政府補(bǔ)貼角度對(duì)林木生物質(zhì)成型燃料的二級(jí)供應(yīng)鏈進(jìn)行契約協(xié)調(diào)研究，重新分配中間商和生產(chǎn)商之間的利潤(rùn)，找到最優(yōu)的解決方案，提升供應(yīng)鏈的整體利潤(rùn)。

　　林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈組成主要包含2種模式：（1）由生產(chǎn)商直接進(jìn)行銷(xiāo)售的供應(yīng)鏈，即“農(nóng)戶(hù)+中間人+生產(chǎn)商+消費(fèi)者”的模式。（2）由分銷(xiāo)商或零售商進(jìn)行銷(xiāo)售的供應(yīng)鏈，即“農(nóng)戶(hù)+中間商+生產(chǎn)商+分銷(xiāo)商+消費(fèi)者”的模式。生產(chǎn)商主要通過(guò)3個(gè)渠道獲取原材料：一是林木生物質(zhì)成型燃料企業(yè)自主種植經(jīng)濟(jì)林作為原材料。二是通過(guò)個(gè)別的林農(nóng)收購(gòu)農(nóng)作物以及林業(yè)剩余物。三是通過(guò)中間商收購(gòu)經(jīng)過(guò)初步加工的原料。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)商加工生產(chǎn)后，有2種銷(xiāo)售渠道;一是生產(chǎn)商直接銷(xiāo)售給社區(qū)、農(nóng)戶(hù)、工業(yè)鍋爐等銷(xiāo)售終端;二是通過(guò)分銷(xiāo)商進(jìn)行銷(xiāo)售，分銷(xiāo)商會(huì)通過(guò)銷(xiāo)售努力來(lái)提升銷(xiāo)量。在實(shí)地調(diào)研的地區(qū)中，普遍存在的情況是生產(chǎn)商通過(guò)中間商收購(gòu)原材料，進(jìn)行生產(chǎn)加工后自主出售（圖1）。

　　我國(guó)林木生物質(zhì)成型燃料的市場(chǎng)需求主要來(lái)自于使用煤炭資源及秸釬等非商品能源的農(nóng)村居民和部分城鎮(zhèn)社區(qū)，工業(yè)鍋爐以及電廠（Jing Wang，2016）。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和生態(tài)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，以及國(guó)家對(duì)于生物質(zhì)成型燃料給予的政策支持，企業(yè)和農(nóng)戶(hù)等也逐漸轉(zhuǎn)變了意識(shí)，對(duì)于生物質(zhì)成型燃料的需求具有很大的積極性（X Zeng等，2007）。因此，在本文研究的模型中，假設(shè)原材料供應(yīng)充足，市場(chǎng)的需求是不確定的，并且中間商給每個(gè)林農(nóng)的收集價(jià)格是一致的，林農(nóng)不參與決策制定。本文主要基于經(jīng)典的報(bào)童模型對(duì)中間商和生產(chǎn)商之間的契約協(xié)調(diào)進(jìn)行研究。林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈作為一個(gè)較新的研究領(lǐng)域，本研究擬選取單一的中間商、生產(chǎn)商作為研究對(duì)象，分析模型的決策過(guò)程。

　　2無(wú)契約模型

　　2.1模型相關(guān)符號(hào)定義及結(jié)構(gòu)圖

　　2.2無(wú)契約模式分析

　　3單一契約供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型

　　3.1集中決策下的契約協(xié)調(diào)

　　3.2分散決策下的契約協(xié)調(diào)

　　在分散決策下，中間商和生產(chǎn)商相互獨(dú)立，進(jìn)行Stackelberg博弈，雙方均單純地以自身利益最大化為目標(biāo)，不考慮如何通過(guò)提升供應(yīng)鏈系統(tǒng)的整體利潤(rùn)來(lái)增加收益。下面基于單純隨機(jī)需求下的報(bào)童模型分別建立契約模型，討論單一契約能否使林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈處于協(xié)調(diào)狀態(tài)。

　　3.2.1收益共享契約

　　3.2.2獎(jiǎng)懲契約

　　4基于政府補(bǔ)貼的聯(lián)合契約供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型

　　政府重視可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，并將可再生能源納入了國(guó)家能源發(fā)展的基本政策之中，并制定了法律法規(guī)和經(jīng)濟(jì)政策來(lái)促進(jìn)生物質(zhì)固體成型燃料等可再生能源的發(fā)展。我國(guó)曾對(duì)生物質(zhì)能源從原料收購(gòu)、生產(chǎn)放大、產(chǎn)品銷(xiāo)售等不同環(huán)節(jié)出臺(tái)補(bǔ)貼政策，對(duì)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。現(xiàn)階段的補(bǔ)貼政策多是針對(duì)林木生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)企業(yè)，沒(méi)有針對(duì)中間商的補(bǔ)貼，生產(chǎn)商可以通過(guò)實(shí)際能源化利用的產(chǎn)品得到政府的每單位Pi的補(bǔ)貼，中間商因?yàn)樗美麧?rùn)過(guò)少而降低原材料的收集數(shù)量，因此生產(chǎn)商在銷(xiāo)售期結(jié)束時(shí)可以通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)懲罰或收益共享契約對(duì)中間商進(jìn)行激勵(lì)，從而提高林木生物質(zhì)成型燃料的產(chǎn)量。

　　4.1集中決策下的契約協(xié)調(diào)

　　5數(shù)值算例

　　現(xiàn)將供應(yīng)鏈在無(wú)契約模式、利益共享契約（無(wú)補(bǔ)貼）、獎(jiǎng)懲契約（無(wú)補(bǔ)貼）、政府補(bǔ)貼-利益共享契約（有補(bǔ)貼）、政府補(bǔ)貼-獎(jiǎng)勵(lì)懲罰契約（有補(bǔ)貼）模式下供應(yīng)鏈的最優(yōu)利潤(rùn)進(jìn)行橫向比較。上述模式下的最優(yōu)生產(chǎn)數(shù)量、供應(yīng)鏈各成員利潤(rùn)及供應(yīng)鏈總體利潤(rùn)如表1所示。

　　由表1可知，（1）單一契約情況下的生產(chǎn)量和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)均比無(wú)契約模式時(shí)小，單一契約削弱了生產(chǎn)商的利潤(rùn)，導(dǎo)致生產(chǎn)商的生產(chǎn)積極性降低，因此生產(chǎn)量和供應(yīng)鏈總利潤(rùn)下降，不能起到協(xié)調(diào)的作用。（2）在聯(lián)合契約模式下供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)均大于無(wú)契約以及單一契約協(xié)調(diào)模式，政府補(bǔ)貼調(diào)動(dòng)了生產(chǎn)商的積極性，生產(chǎn)量和總利潤(rùn)均上升,并且生產(chǎn)商對(duì)中間商采取的激勵(lì)措施也調(diào)動(dòng)了中間商收購(gòu)原材料的積極性，為林木生物質(zhì)的生產(chǎn)提供了穩(wěn)定的原材料供應(yīng)。（3）在兩種有政府補(bǔ)貼的聯(lián)合契約中，獎(jiǎng)懲契約（有補(bǔ)貼）較為實(shí)際地分配了中間商和供應(yīng)商的利潤(rùn)，中間商和生產(chǎn)商的利潤(rùn)均大于無(wú)契約模式，但仍無(wú)法使供應(yīng)鏈達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)。（4）企業(yè)將中間商合并為自己的收購(gòu)站點(diǎn)，此時(shí)供應(yīng)鏈總體利潤(rùn)最大,該模式對(duì)供應(yīng)鏈的優(yōu)化效果最明顯。

　　6結(jié)論建議

　　通過(guò)上述研究，現(xiàn)階段林木生物質(zhì)成型燃料供應(yīng)鏈存在原料采集困難及生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題，雖然我國(guó)生物質(zhì)能源充足，但是農(nóng)戶(hù)采集的積極性并不高，生產(chǎn)商由于生產(chǎn)成本過(guò)高會(huì)降低產(chǎn)量尋求自身利益最大化,因此導(dǎo)致市場(chǎng)需求處于供小于求的狀態(tài)，供應(yīng)鏈很難實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。政府提供補(bǔ)貼可以解決企業(yè)生產(chǎn)成本過(guò)高的問(wèn)題，企業(yè)獲得補(bǔ)貼后可讓渡一部分給中間商和農(nóng)戶(hù)，激勵(lì)其采集積極性進(jìn)而保證原材料的穩(wěn)定供應(yīng)。

　　基于這種情況，文章研究了無(wú)契約模式和兩種單契約模式，均不能使供應(yīng)鏈達(dá)到協(xié)調(diào)狀態(tài)。因此，本文研究了基于政府補(bǔ)貼的利益共享契約和獎(jiǎng)勵(lì)懲罰契約，根據(jù)推導(dǎo)過(guò)程及算例分析，以上兩種聯(lián)合契約雖然提高了生產(chǎn)量以及整體利潤(rùn),但均不能對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行有效協(xié)調(diào)。除了以上情況，基于政府補(bǔ)貼,生產(chǎn)商可以考慮將中間商合并為自己的收購(gòu)站點(diǎn)，站點(diǎn)負(fù)責(zé)原料收集，生產(chǎn)商負(fù)責(zé)原料加工生產(chǎn)，此時(shí)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)將有所增加，若增加的利潤(rùn)高于合并后的內(nèi)部交易成本，那么該模式就是可取的。

　　本文是在假設(shè)中間商和生產(chǎn)商是公平中性和風(fēng)險(xiǎn)中性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，并且考慮了基于政府補(bǔ)貼的聯(lián)合契約,后續(xù)的研究可以將供應(yīng)鏈向下游企業(yè)擴(kuò)展，研究其他契約對(duì)考慮損失規(guī)避和公平偏好的多級(jí)供應(yīng)鏈的影響。