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1、 分类号： F205; X32 密级： 公 开 UDC： 005 编号： 10299S1410031 硕 士 学 位 论 文 排污权价格不确定条件下的企业生产优化 基于前景理论 Optimal Production Policy with the Uncertain Price of Emission Trading -Based on Prospect Theory 指导教师 金 帅 副教授 作者姓名 苑 玉 锋 申请学位级别 硕士 专业名称 管理科学与工程 论文提交日期 2017 年 4 月 论文答辩日期 2017 年 6 月 学位授予单位和日期 江苏大学 2017 年 6 月 答辩委员会
2、主席 评阅人 2017 年 6 月 排污权价格不确定条件下的企业生产优化 基于前景理论 Optimal Production Policy with the Uncertain Price of Emission Trading - Based on Prospect Theory 专业名称 ： 管理科学与工程 指导老师 ： 金 帅 副教授 作者姓名 ： 苑 玉 锋 江 苏 大 学 2017 年 6 月 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 近年来，绿色可持续发展越来越深入人心，排污权交易制度是我国生态系统 保护的一项基础性的机制创新和制度改革；其有助于促进企业绿色生产理念的推 广。
3、随着绿色意识的觉醒，影响消费者购买行为的不再仅是关注产品价格同时也 越来越在意到其绿色度。研究企业，尤其是污染较为严重的企业，在排污权交易 政策下如何制定生产运营策略实现持续健康发展是很有现实意义的。在排污权交 易背景下，企业生产优化不仅包括生产决策还包含削减决策与交易决策。面对排 污权交易市场不稳定的现象，企业生产优化问题可以被描述成风险决策问题。针 对现实生活中决策者的决策会出现偏离风险中性下最优决策的现象，借鉴心理学 领域的描述性模型前景理论，探讨了排污依赖型企业考虑排污权市场不稳定性、 风险态度与消费者绿色偏好等相关因素时的生产优化问题。因此，借助对相关问 题的讨论作了以下三个方面的工
4、作： 第一，介绍了前景理论的基本内容，并对其在排污权交易机制下企业生产优 化问题的适用性进行了简要的论述。并构建了针对排污依赖型生产策略时企业的 价值函数与权重函数，以期从理论上刻画现实生活中排污依赖型企业复杂的生产 优化和排污权交易行为。结果表明企业的实际生产优化会不同程度偏离风险中性 下的最优策略，其受风险态度、排污权价格变化趋势及心 理预期利润等多方面的 影响。 第二，通过分析削减水平与排污权交易价格之间的关系，构建了优化产量和 削减水平的生产模型。结果表明排污权价格越高、企业的削减水平也越高，但由 此带来污染削减成本和交易成本并不一定越高。基于前景理论发现，根据心理预 期利润和面对排污
5、权交易市场的风险态度的不同，在期望效用最大时制定的生产 决策并不一定是最优的，且其生产优化量与削减水平随企业的心理预期利润、损 失厌恶参数、风险态度参数的变化趋势更加符合实际决策行为。 第三，消费者绿色偏好不仅可以促进企业进行污染减排，还能引导生产技术 改革。假定产品的市场需求受到价格和产品绿色水平的双重影响。企业对污染减 排的投资力度会增加，排污权交易市场与企业的关系更加紧密且对绿色生产策略 I 排污权 价 格不 确 定条 件 下的企 业 生产 优 化 -基 于前景 理 论 II 的影响更为明显。在制定生产策略时，企业面临排污权交易市场的态度尤为重要， 结果表明改变产品的绿色水平不仅能够减少
6、污染量的排放，还可以提高企业的整 体收益。同时，消费者绿色偏好会影响企业对待排污权交易市场的态度，进而对 企业的生产决策产生一定影响。 关键词 ：排污权交易；排污权价格；不确定性；风险态度；前景理论 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 ABSTRACT In recent years, green sustainable development has become more and more popular; the Emission Trading is a basic mechanism innovation and system reform in ecosystem prot
7、ection, which contributes to the promotion of green production concept in enterprises. With the awakening of green consciousness, the influence of consumer buying behavior is not only concern about product price but also more and more attention to its green degree. It is very meaningful to study the
8、 enterprise, especially the serious polluting enterprises, how to formulate the production operation strategy under the Emission Trading policy to achieve sustainable and healthy development. At this point, production optimization includes not only production decision but also cutting decision and t
9、ransaction decision. Facing the unstable phenomena of the market of Emission Trading, the optimization problem of production can be described as a risk decision-making problem. Aiming at depicting the behavior of decision-makers in real life and the phenomenon of deviation from risk neutrality, the
10、problem of production optimization is discussed by the Prospect Theory when the sewage-dependent enterprises consider the instability of the emission right market and consumers green preference. In particular, the following three main tasks about above-mentioned problems have been studied in this pa
11、per: (1) The research method and the basic content of the Prospect Theory have been introduced in this paper. And its applicability in the production optimization problem of the enterprise is briefly discussed under the mechanism of Emission Trading. The relevant value function and the weight functi
12、on are constructed to depict theoretically complex behavior about production the sewage-dependent enterprises under the Emission Trading. The results show that the actual production decision of the enterprise will deviate from the risk-neutral optimal strategy, which is influenced by the risk attitu
13、de and the expectation profit. (2) By analyzing the relationship between the level of reduction and the price of 4 排污权 价 格不 确 定条 件 下的企 业 生产 优 化 -基 于前景 理 论 emission permits and trading and assuming that the reduction level is variable， the production model is built including optimum output and reduct
14、ion level. The results show that the higher the price of emission permits and trading, the higher the level of pollution reduction, but the resulting pollution reduction costs and transaction costs are not necessarily higher, the trend that production optimization and reduction level change with the
15、 enterprises psychological expectation profit, loss aversion parameter and risk attitude parameter more accord with the actual decision behavior. (3) Consumer green preference can not only promote the pollution emission reduction of enterprises, but also lead to carry out production technology innov
16、ation. Suppose the market demand of the product is influenced by the price and the green level of the product. Enterprises will increase the investment in pollution reduction, emission trading market and enterprise relations more closely and the impact of green production strategy more obvious. In f
17、ormulating production strategy, enterprises face emission trading market attitude is particularly important, the results show that changing the green level of products can not only reduce pollution emissions, but also improve the overall profitability of enterprises. At the same time, consumer green
18、 preference will affect the attitude of enterprises to deal with the emission trading market, and then has some influence on the production decision. Keywords: Emission Trading; Price of Emission Trading; Uncertainty; Risk Attitude; Prospect Theory 5 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 选题背景与意义
19、 . 1 1.1.1 选题背景 . 1 1.1.2 选题意义 . 3 1.2 文献综述 . 4 1.2.1 排污权交易机制下企业生优化研究 . 4 1.2.2 排污权价格不确定及其对企业生产运作影响分析 . 7 1.2.3 前景理论在生产优化中的应用 . 9 1.2.4 文献评述 . 10 1.3 研究思路与技术路线 . 11 1.3.1 研究思路 . 11 1.3.2 技术路线图 . 11 1.4 研究内容及创新点 . 12 1.4.1 主要内容 . 12 1.4.2 本选题的创新之处 . 14 第 2 章 相关理论基础 . 15 2.1 科斯定理及排污权交易理论 . 15 2.1.1 科斯
20、定理 . 15 2.1.2 排污权交易理论 . 16 2.2 前景理论及其在生产优化中的应用 . 21 2.2.1 前景理论概述 . 21 2.2.2 编辑阶段与评价阶段 . 23 2.2.3 前景理论在本文中的应用分析 . 26 2.3 本章小结 . 28 第 3 章 考虑确定性削减水平的企业生产优化 . 29 3.1 问题提出与模型假设 . 29 3.1.1 假设条件与参数符号说明 . 29 3.1.2 生产优化过程分析 . 30 3.1.3 削减策略与产量决策分析 . 31 3.2 基于前景理论的模型构建 . 33 3.2.1 参考点和价值函数 . 33 3.2.2 客观概率与权重函数
21、. 36 3.2.3 前景效用函数与评价 . 37 3.3 算例分析 . 38 3.3.1 心理预期利润对生产决策的影响 . 38 排污权价格不确定条件下的企业生产优化 -基于前景理论 6 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 3.3.2 不同风险态度对生产决策的影响 . 41 3.4 本章小结 . 42 第 4 章 考虑削减水平可变的企业生产优化 . 43 4.1 问题提出与模型假设 . 43 4.1.1 假设条件与参数符号说明 . 43 4.1.2 削减决策分析 . 44 4.1.3 产量决策分析 . 45 4.1.4 风险中性下企业决策行为分析 . 46 4.2 基于前景理论的模型构建
22、 . 47 4.2.1 价值函数与决策权重函数 . 47 4.2.2 前景效用函数与评价 . 49 4.3 算例分析 . 49 4.3.1 心理预期利润对生产策略的影响 . 50 4.3.2 排污权初始分配额对生产决策的影响 . 51 4.3.3 排污权交易价格对生产决策的影响 . 53 4.3.4 风险态度对企 业生产决策的影响 . 54 4.4 本章小结 . 56 第 5 章 考虑消费者绿色偏好的企业生产优化 . 57 5.1 问题的提出与基本假设 . 57 5.1.1 假设条件和参数符号说明 . 57 5.1.2 削减决策分析 . 58 5.1.3 产量决策与产品绿色水平决策分析 . 5
23、9 5.2 基于前景理论的模型构建 . 61 5.2.1.价值函数与决策权重函数 . 61 5.2.2 前景效用函数及评价 . 63 5.3 算 例分析 . 64 5.3.1 心理预期利润对生产决策的影响 . 64 5.3.2 排污权初始分配额对生产决策的影响 . 66 5.3.3 消费者绿色偏好对生产决策的影响 . 67 5.4 本章小结 . 69 第 6 章 结论与展望 . 71 6.1 结论 . 71 6.2 展望 . 72 参考文献 . 73 致 谢 . 79 攻读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目 . 81 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 第 1 章 绪 论 1.1 选
24、题背景与意义 1.1.1 选题背景 在面对全球环境恶化和能源危机的大时代下，减少污染物排放，全人类的共 识是实现绿色可持续发展。因此， 1997 年 12 月 11 日，以共同但有区别责任的 原则以公平原则，世界各国经过谈判签署了对附带强制性的京都议定书 (Kyoto Protocol)。京都议定书提出了创新的减排灵活机制 排污权交易 (Emission Trading, 简称 ET)， 2003 年全球第一个减排交易市场 芝加哥气候交易所正式成 立，随之 2005 年，欧盟成立了欧盟温室气体排放交易体系 (ETS)，其是到现在为 止全球范围内涉及国家与覆盖行业种类都是最多的温室气体排放交易平
25、台。作为 世界上污染排放量最大的发展中国家，我国一直都以积极的态度参与全球应对气 候变化事业中， 2013 年 6 月 18 日，我国在深圳进行了第一个排污权交易平台试 点。北京、上海、广东等地方也在 2013 年年末也都积极主动进行排污权交易试 点。中共十八届五中全会也提出实施优化产业结构、构建低碳能源体系以及建立 全国排污权交易市场等一系列政策措施。可以预见，排污交易政策将成为影响企 业生产运作的显著因素之一，排放依赖型企业就不得不将排污权纳入生产优化决 策中。 排污权成为企业在生产经营过程中的必需品，于是对排污许可权的交易需求 也随之产生，企业需要在买入排污权和自行处理污染物两者之中做出
26、科学选择。 存在三种可能：其一，若用于削减污染物的边际费用高于排污权交易价格，企业 会考虑到排污许可权交易市场上买入排污许可权。反之，如果用于削减污染物的 单位费用低于排污许可权交易价格，企业会考虑自行削减污染物。其三，若用于 削 减污染物的边际费用等于排污许可权交易价格，企业减排策略既可以自行削减 污染物也可以购买排污权。 因此，本选题重点关注的是排污权交易市场中排污权交易价格，自 2005 年 2 排污权 价 格不 确 定条 件 下的企 业 生产 优 化 -基 于前景 理 论 欧盟温室气体排放交易体系成立以来，排污权价格经历了几次天翻地覆的变化， 成立初期曾在五六个月内提高到 30 欧元，
27、但后来排污权价格不断下跌，几乎不 存在交易成本；随后， 2008 年、 2011 年排污权交易价格都发生过比较大的波动， 因此，很多学者重点研究了排污权价格波动频繁和猛烈的现象的背后原因和影响 机理，通过图 1-1 可以看出欧盟排污权交易体系排污权交易价格近年来的趋势图。 图 1-1 2005 年到 2011 年欧盟排污权交易价格趋势图 我国引入排污权交易市场时间较短，目前并没有形成统一的交易平台。不同 交易平台受到当地环境承载量、环境政策以及行业分布等的影响，其排污权交易 价格变化趋势也不近相同，如图 1-2 所示。 图 1-2 2013 年到 2017 年国内各排污权交易点排污权价格趋势图
28、 3 江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 面对排污权交易市场的不稳定性，生产策略制定前预测排污许可权价格显得 尤为重要，也影响着生产策略制定的科学性与准确性。另外，不同的企业由于自 身生产规模和获取产品市场与排污权市场信息的能力不同时，其风险态度不再是 完全中性的，制定生产策略的过程也会发生改变。所以研究排污权价格不确定性 与企业风险态度对生产策略的影响就具有一定的理论和现实意义，同时，也能够 为相关部门制定环境政策提供相应的管理启示。 1.1.2 选题意义 在国家大力推广排污权交易政策背景下，基于前景理论研究排污权价格不确 定条件下企业生产优化具有很好的理论意义和现实意义。 (1) 理论
29、意义：如何使企业适应并在国家的排污权交易政策寻找机遇是当前 研究的热点。排污权交易机制的实施对企业来说有利有害，企业必须为新增的原 材料 “ 排污权 ” 做出相应的预测与规划。排污权价格不确定条件下企业生产优 化问题可以被描述成风险或不确定环境下决策问题。在实际生产过程中，排污权 价格预测是企业制定生产策略的必不可 少的过程。在风险环境中，决策者的行为 不再是风险中性的，前景理论能够很好地描述现实决策过程中决策者的心理波动 及行为。因此，本文在前景理论基础上构建包含削减水平、消费者偏好及风险态 度的生产优化模型，以期盼能为更符合实际情况的生产优化问题提供相应的理论 模型的参考。 (2) 现实意
30、义：排污权价格不确定情形下企业生产优化问题是实际生产运营 过程中经常发生的情形，本文借助模型分析可以为现实生产运营中的企业管理者 给予相关的理论根据，促进其生产策略更加地符合产品市场需求和排污权交易市 场规则。同时，本文研究过程均 是通过模型与数值仿真相结合的方法。如考虑削 减水平固定与可变情形下企业生产优化问题，可以很好地发现企业决策者采取生 产策略会偏离风险中性下的最优策略，且可以明显地发现心理预期利润、排污权 初始分配额及排污权价格对企业生产优化的影响，以及企业不同风险态度对企业 生产优化的影响。同理在考虑消费者绿色偏好下，企业的决策过程更加复杂，不 仅有削减决策、交易决策还包括生产技术投资决策，通过数值仿真得出了相关的 最优决策值。鉴于排污权交易价格不确定性给企业生产带来的影响，本选题通过 4 排污权 价 格不 确 定条 件 下的企 业 生产 优 化