广告位
首页 理论探讨 林木生物质成型燃料供应链契约协调

林木生物质成型燃料供应链契约协调

杨思琦,马宁

(北京林业大学经济管理学院北京100083)

  摘要:林木生物质成型燃料作为一种可再生资源,对改善我国的生态环境有重要意义。然而我国林木生物质成型燃料产业总体还处于发展的初级阶段,生产成本较高导致供应链存在较多问题。文章从我国林木生物质成型燃料生产企业实际出发,验证了单一契约和联合契约无法协调生物质成型燃料供应链,在此基础上提出将中间商和生产商进行合并的模式。当生产商和中间商合并时会增加双方合并后的内部交易成本,根据研究结论,此时供应链总收益增加,如果增加的收益可以抵消合并供应链后所产生的内部交易成本,那么生产商将中间商合并为内部收购点的模式对整个供应链有益。

  1引言

  《生物质能发展“十三五”规划》中指出要全面贯彻党的十八大、十八届三中、四中、五中全会和中央经济工作会议精神,坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,把生物质能作为优化能源结构、改善生态环境、发展循环经济的重要内容,扩大市场规模,加快技术进步,完善产业体系,加强政策支持,推进生物质能规模化、专业化、产业化和多元化发展。林木生物质成型燃料具有热值高、灰分少、污染少等优点(高德健等,2014),适合规模化生产,可以作为煤炭的替代燃料,用于农村生活供热,可为城市社区供热提供清洁能源,也可以作为电厂和工业锅炉的原料(霍丽丽等,2009)。

  林木生物质成型燃料将林木采伐剩余物、加工剩余物、枯枝等材料经过干燥、粉碎,在一定的压力、温度、湿度下,挤压成形状规则、较大密度的块状或颗粒状的固体燃料(刘祖军等,2010)。我国拥有极为丰富的生物质能资源,国家林业局在《全国林业生物质能发展规划(2011-2020年)》中估算我国林木生物质能源开发潜力约180亿t。目前,我国林木生物质成型燃料产业已初具雏形,因其具有原料充足易获取、获得政府支持、环保清洁等优点,具备较大的开发潜力(赵晓光等,2014)。又因其处于快速发展阶段,存在着生产技术不成熟、价格优势不明显、用户认知度低、市场销售渠道混乱等问题(马龙波,2010),因此资源开发利用的能力还亟需提高。林木生物质成型燃料供应链节点多,链条长,不同参与者在决策时均以自身利益最大化为目标,因此,通过协同优化林木生物质成型燃料供应链来降低生产成本,调动市场需求积极性,使供应链整体利益达到最优,有着十分重要的意义。

  在林木生物质成型燃料供应链方面,不少学者都进行了深入的研究。李娅楠等(2015)建立了包含中间商和生产商的供应链,分析了政策补贴对供应链参与者的影响,提出最优补贴额度;方赛银等(2016)阐述了林木生物质能供应链决策建模等方面的研究进展和未来趋势;范敏(2014)基于温室气体减排目标构建了两种新型农村生物质能供应链;王璐(2016)构建了包含生产商和原料供应商的二级供应链,针对不同参与者分别设计不同的契约,实现供应链的协调;崔琰琰(2017)在政府补贴的背景下,研究了基于成本共担的收益共享契约实现绿色产品供应链协调的问题。现有研究较多是关于生物质原料供应问题,较少关注林木生物质成型燃料的市场需求波动以及原料供应商和生产商之间的关系,并且较少考虑在政府补贴的背景下林木生物质成型燃料供应链协调问题。本文将从政府补贴角度对林木生物质成型燃料的二级供应链进行契约协调研究,重新分配中间商和生产商之间的利润,找到最优的解决方案,提升供应链的整体利润。

  林木生物质成型燃料供应链组成主要包含2种模式:(1)由生产商直接进行销售的供应链,即“农户+中间人+生产商+消费者”的模式。(2)由分销商或零售商进行销售的供应链,即“农户+中间商+生产商+分销商+消费者”的模式。生产商主要通过3个渠道获取原材料:一是林木生物质成型燃料企业自主种植经济林作为原材料。二是通过个别的林农收购农作物以及林业剩余物。三是通过中间商收购经过初步加工的原料。经过生产商加工生产后,有2种销售渠道;一是生产商直接销售给社区、农户、工业锅炉等销售终端;二是通过分销商进行销售,分销商会通过销售努力来提升销量。在实地调研的地区中,普遍存在的情况是生产商通过中间商收购原材料,进行生产加工后自主出售(图1)。

  我国林木生物质成型燃料的市场需求主要来自于使用煤炭资源及秸钎等非商品能源的农村居民和部分城镇社区,工业锅炉以及电厂(Jing Wang,2016)。随着经济的不断发展和生态环保意识的不断增强,以及国家对于生物质成型燃料给予的政策支持,企业和农户等也逐渐转变了意识,对于生物质成型燃料的需求具有很大的积极性(X Zeng等,2007)。因此,在本文研究的模型中,假设原材料供应充足,市场的需求是不确定的,并且中间商给每个林农的收集价格是一致的,林农不参与决策制定。本文主要基于经典的报童模型对中间商和生产商之间的契约协调进行研究。林木生物质成型燃料供应链作为一个较新的研究领域,本研究拟选取单一的中间商、生产商作为研究对象,分析模型的决策过程。

  2无契约模型

  2.1模型相关符号定义及结构图

  2.2无契约模式分析

  3单一契约供应链协调模型

  3.1集中决策下的契约协调

  3.2分散决策下的契约协调

  在分散决策下,中间商和生产商相互独立,进行Stackelberg博弈,双方均单纯地以自身利益最大化为目标,不考虑如何通过提升供应链系统的整体利润来增加收益。下面基于单纯随机需求下的报童模型分别建立契约模型,讨论单一契约能否使林木生物质成型燃料供应链处于协调状态。

  3.2.1收益共享契约

  3.2.2奖惩契约

  4基于政府补贴的联合契约供应链协调模型

  政府重视可再生能源的开发利用,并将可再生能源纳入了国家能源发展的基本政策之中,并制定了法律法规和经济政策来促进生物质固体成型燃料等可再生能源的发展。我国曾对生物质能源从原料收购、生产放大、产品销售等不同环节出台补贴政策,对该产业的发展起到了推动作用。现阶段的补贴政策多是针对林木生物质成型燃料生产企业,没有针对中间商的补贴,生产商可以通过实际能源化利用的产品得到政府的每单位Pi的补贴,中间商因为所得利润过少而降低原材料的收集数量,因此生产商在销售期结束时可以通过奖励惩罚或收益共享契约对中间商进行激励,从而提高林木生物质成型燃料的产量。

  4.1集中决策下的契约协调

  5数值算例

  现将供应链在无契约模式、利益共享契约(无补贴)、奖惩契约(无补贴)、政府补贴-利益共享契约(有补贴)、政府补贴-奖励惩罚契约(有补贴)模式下供应链的最优利润进行横向比较。上述模式下的最优生产数量、供应链各成员利润及供应链总体利润如表1所示。

  由表1可知,(1)单一契约情况下的生产量和供应链总利润均比无契约模式时小,单一契约削弱了生产商的利润,导致生产商的生产积极性降低,因此生产量和供应链总利润下降,不能起到协调的作用。(2)在联合契约模式下供应链的总利润均大于无契约以及单一契约协调模式,政府补贴调动了生产商的积极性,生产量和总利润均上升,并且生产商对中间商采取的激励措施也调动了中间商收购原材料的积极性,为林木生物质的生产提供了稳定的原材料供应。(3)在两种有政府补贴的联合契约中,奖惩契约(有补贴)较为实际地分配了中间商和供应商的利润,中间商和生产商的利润均大于无契约模式,但仍无法使供应链达到协调状态。(4)企业将中间商合并为自己的收购站点,此时供应链总体利润最大,该模式对供应链的优化效果最明显。

  6结论建议

  通过上述研究,现阶段林木生物质成型燃料供应链存在原料采集困难及生产成本过高等问题,虽然我国生物质能源充足,但是农户采集的积极性并不高,生产商由于生产成本过高会降低产量寻求自身利益最大化,因此导致市场需求处于供小于求的状态,供应链很难实现协调。政府提供补贴可以解决企业生产成本过高的问题,企业获得补贴后可让渡一部分给中间商和农户,激励其采集积极性进而保证原材料的稳定供应。

  基于这种情况,文章研究了无契约模式和两种单契约模式,均不能使供应链达到协调状态。因此,本文研究了基于政府补贴的利益共享契约和奖励惩罚契约,根据推导过程及算例分析,以上两种联合契约虽然提高了生产量以及整体利润,但均不能对供应链进行有效协调。除了以上情况,基于政府补贴,生产商可以考虑将中间商合并为自己的收购站点,站点负责原料收集,生产商负责原料加工生产,此时供应链整体利润将有所增加,若增加的利润高于合并后的内部交易成本,那么该模式就是可取的。

  本文是在假设中间商和生产商是公平中性和风险中性的基础上进行的,并且考虑了基于政府补贴的联合契约,后续的研究可以将供应链向下游企业扩展,研究其他契约对考虑损失规避和公平偏好的多级供应链的影响。

声明:本文文字转载、图片收集自网络,不代表中国生物质能源网立场,如有侵权,请及时告知我们,我们将在最短的时间内删除。 http://www.cnbioenergy.com/theory/3913.html
广告位
上一篇
下一篇

为您推荐

联系我们

联系我们

0180-88671599

在线咨询: QQ交谈

邮箱: admin@cnbioenergy.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

关注微博
返回顶部