摘 要

第一次工业革命以来，人类大量使用煤炭、石油等含碳化石燃料，在推动社会进步和发展的同时，也产生了二氧化碳、氢氟碳化合物、全氟碳化合物等大量温室气体，严重污染了我们赖以生存的生态环境。进入20世纪之后，越来越多的国家意识到保护生态环境的重要性和紧迫性，纷纷采取一系列举措降低工业污染排放，包括控制污水和污染性气体的排放等，目前已经初见成效。但是生态环境存在的问题依然很多，环保依然在路上。

纵观目前世界各国的环保举措，政府与企业在其中都扮演了极为重要的角色。政府如何颁布一系列碳监管政策，企业如何在遵循这些政策的同时实现最大利润，是当前值得关注的一个问题。

本文从上述问题出发，通过查阅相关文献了解碳交易机制的理论基础与影响机理，在此基础上运用演化博弈论的相关知识，建立政府与冷链物流企业之间碳减排行为的演化博弈模型，并分析企业不同行为选择对博弈策略的影响，最后通过仿真验证，进一步分析碳监管政策对冷链物流企业行为的影响因素。通过对相关结论的分析，有助于发掘冷链物流企业进行低碳排放行为的激励因素，为政府制定碳交易相关政策提供合理的科学依据，有助于健全和完善我国现有的碳监管政策体系。从长远看，本文在促进我国低碳经济发展、缓解和解决我国经济与环境之间的矛盾等方面，也具有非常重要的现实意义。

研究表明，在当前的碳交易政策下，冷链物流企业的碳减排行为受到许多因素的影响，如政府发放给低碳企业的奖励和补贴、政府对进行超额碳排放的企业的罚款、冷链物流企业进入第三方碳交易市场时支付的注册费用等。由此，本文还对政府的碳交易政策提出了一些建议，包括增加发放给碳排放较低的冷链物流企业的奖励和补贴、增加对超额碳排放的冷链物流企业的罚款、降低第三方碳交易市场的在准入费用等。

关键词：冷链物流企业；碳交易市场；演化博弈；影响因素；MATLAB

Abstract

Since the first industrial revolution, a lot of carbon fossil fuels such as coal and oil have been used by mankind. While promoting social progress and development, a large amount of greenhouse gases, such as carbon dioxide, hydrogen fluorocarbons and perfluorocarbons, have been produced, which seriously pollute the ecological environment that we depend on. After twentieth Century, more and more countries are aware of the importance and urgency of protecting the ecological environment. A series of measures have been taken to reduce the emission of industrial pollution, including the control of sewage and the emission of polluted gases. But there are still many problems in the ecological environment, and environmental protection is still on the way.

Looking at the current environmental initiatives in the world, the government and enterprises play a very important role in it. How the government promulgated a series of carbon regulatory policies, enterprises can achieve the maximum profit in the follow these policies at the same time, is a problem worth attention.

On the basis of the above problems, this paper tries to find out the theoretical basis and influence mechanism of carbon trading mechanism by consulting relevant literature. On this basis, the evolution game model of carbon emission reduction behavior between government and cold chain logistics enterprises is established by using the related knowledge of evolutionary game theory, and the influence of different behavior choices of enterprises on the game strategy is analyzed. Finally, through simulation validation, we further analyze the impact of carbon regulatory policies on the behavior of cold chain logistics enterprises. Through the analysis of the relevant conclusions, it is helpful to explore the incentive factors for the cold chain logistics enterprises to carry out low carbon emissions, to provide a reasonable scientific basis for the government to formulate the relevant policies of carbon trading, and to improve and improve the existing carbon regulatory policy system in China. In the long run, this article is of great practical significance in promoting the development of low carbon economy, alleviating and solving the contradiction between China's economy and the environment.

The research shows that, under the current carbon trading policy, the carbon emission reduction behavior of cold chain logistics enterprises is affected by many factors, such as the incentives and subsidies issued by the government to low carbon enterprises, the government fines for the enterprises carrying out excess carbon emissions, and the registration fees paid by the cold chain logistics enterprises when they enter the third party carbon exchange market. Therefore, this paper also puts forward some suggestions on the government's carbon trading policy, including increasing the rewards and subsidies to the cold chain logistics enterprises with low carbon emissions, increasing the fine of the cold chain logistics enterprises with excess carbon emissions, and reducing the access cost of the third party carbon trading market.

Key Words: cold chain logistics enterprises; carbon trading market; evolutionary game; influencing factors; MATLAB

目 录

摘 要 3

Abstract 4

第1章 绪论 8

1.1 研究背景 8

1.2 研究目的与意义 8

1.3 国内外研究现状分析 9

1.4 论文的主要内容 9

第2章 政府与冷链物流企业博弈模型假设与参数设置 10

2.1 模型假设 10

2.2 参数设置 10

2.3 本章小结 11

第3章政府碳交易政策下冷链物流企业的碳减排行为分析 12

3.1 冷链物流企业进入碳交易市场下演化博弈模型的建立 12

3.2 冷链物流企业不进入碳交易市场下演化博弈模型的建立 13

3.3 本章小结 14

第4章 基于MATLAB的数值仿真分析 15

4.1 冷链物流企业进入碳交易市场的数值仿真 15

4.1.1 政府树立低碳执政形象获得的收益a对演化的影响 15

4.1.2 政府对冷链物流企业的低碳补贴S对演化的影响 15

4.1.3 政府对冷链物流企业超额排放的罚款T₂对演化的影响 16

4.1.4 冷链物流企业进入碳交易市场的成本C₁对演化的影响 17

4.2 冷链物流企业不进入碳交易市场下的数值仿真 17

4.2.1 冷链物流企业超额排放不进入碳交易市场的罚款T₁对演化的影响 17

4.2.2 政府对冷链物流企业的低碳补贴S对演化的影响 18

4.2.3 政府树立低碳执政形象获得的收益a对演化的影响 19

4.2.4 冷链物流企业因超额排放向政府缴纳的罚款T₂对演化的影响 19

4.3 本章小结 20

第5章 总结与展望 21

5.1 本文总结 21

5.2 不足与展望 21

5.3 经济性与环保性分析 22

参考文献 23

致 谢 24

第1章 绪论

1.1 研究背景

进步与发展是人类永恒的话题。自十八世纪第一次工业革命以来，人类大量使用煤炭、石油等含碳化石燃料，在推动社会进步和发展的同时，也产生了二氧化碳、氢氟碳化合物、全氟碳化合物等大量温室气体，严重污染了我们赖以生存的生态环境。其中二氧化碳的无节制排放，已经导致近一百年来全球气温上升了0.6℃，导致冰川融化，海平面上升了14㎝，严重威胁了人类的生存。

为了改善日渐衰弱的生态环境，呵护我们共同的家园，各国开始携手寻求解决环境问题的方法。1992年和1997年，全球多个国家先后签署了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。2016年巴黎气候大会通过的《巴黎气候变化协定》，主要目标是将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。上述几个里程碑式的文件，确定了各个国家在社会经济发展过程中应当共同承担的责任，也标志着低碳经济的到来^[1]。

2015年初“史上最严”新环保法的出台，到2017年党的十九大报告，都从客观的角度分析了我国社会发展中存在的与保护生态环境相悖的问题，也通过立法的形式进一步明确了我国企业在经营活动中的减排方向，对于完成碳减排计划具有关键意义。

物流行业是以运输、仓储等作为主要经营业务的行业，数据显示，全球二氧化碳排放量的25%来自于交通运输^[2]，高能耗、高排放的特点要求物流行业务必走在节能减排的最前列，冷链物流企业更是首当其冲，这与当前倡导的低碳经济理念严重相悖。因此迫切需要更加有效的策略来减少冷链物流企业的碳排放，推动其低碳可持续发展，从源头上减少环境压力。

1.2 研究目的与意义

在当前我国碳监管政策下，政府在碳监管过程中如何制定合理的激励惩罚措施、分配初始碳排放额，冷链物流企业如何在保证碳排放量限制在初始碳排放额度内的同时实现自身经济利益的最大化，是目前亟待解决的一个问题。

本文从上述问题出发，通过查阅相关文献了解碳交易机制的理论基础与影响机理，在此基础上运用演化博弈论的相关知识，建立政府与冷链物流企业之间碳减排行为的演化博弈模型，并分析企业不同行为选择对博弈策略的影响，最后通过仿真验证，进一步分析政府碳监管政策对冷链物流企业行为的影响因素。通过对相关结论的分析，有助于发掘冷链物流企业进行低碳排放行为的激励因素，为政府制定碳交易相关政策提供合理的科学依据，有助于健全和完善我国现有的碳监管政策体系。从长远看，本文在促进我国低碳经济发展、缓解和解决我国经济与环境之间的矛盾等方面，也具有非常重要的现实意义。

1.3 国内外研究现状分析

目前，政府碳监管政策及冷链物流企业碳减排行为已经成为国内外学者关注和研究的重点。朱潜挺^[3]在演化经济学的基本框架下，分析了微观企业的行为特征，通过结合企业行为与产业部门联动的动态演化机制方法，构建了微观与宏观相结合的碳交易模型，奠定了我国碳交易机制研究的基础。赵红梅^[4]针对不同类型的企业，构建了一个环境混合治理框架，并在企业减排行为的基础上，重点探讨了该框架下的政府补贴政策对企业减排行为产生的激励影响。刘倩晨^[5]主要运用生命周期评估法，对当下冷链市场的运营问题进行了研究，在对冷链食品碳足迹进行分析计算后，得出冷链不同环节的碳排放系数，并在此基础上建立了以碳足迹最小和碳排放利润最大为目标的冷链库存模型，得出冷链库存管理的最优策略。郭晓薇^[6]引入了碳税和碳交易的概念，对食品冷链物流企业的运营模式进行了深入分析，得出了食品冷链物流企业在低碳运营过程中的改进策略，同时建立了综合比较模式，在提高食品冷链物流企业经济效益的基础上，对其降低碳排放的提出建议。焦建玲^[7]等基于静态和动态碳减排奖励与惩罚机制，分析了地方政府和企业在碳减排方面的行为演化博弈，重点研究了碳配额、碳交易价格等对演化稳定策略的影响，并进行了案例分析。游力^[8]构建了冷链物流碳足迹计算模型，将碳足迹与冷链物流系统网络模型相结合，构建考虑碳排放的冷链物流系统网络模型，对冷链物流碳足迹的计算模型以及考虑碳排放的冷链物流系统模型进行了仿真分析。Xin-gang Zhao^[9]等在有效市场理论和公平博弈模型的基础上，开展了单位根检验和运行检验，分析了我国四个代表性城市的碳排放市场，得出未来一段时间我国碳交易市场的有效性和市场规模的变化情况。

1.4 论文的主要内容

本文借鉴国内外碳监管政策的研究成果，在许多学者对碳交易政策理论分析基础上，结合当前我国冷链物流企业的实际运作方式，将冷链物流企业的碳减排行为分为“进入碳交易市场”和“不进入碳交易市场”两种情形，构建基于演化博弈理论的政府与冷链物流企业的博弈模型，分析政府和冷链物流企业的演化策略，并运用MATLAB软件对博弈模型进行仿真，探究冷链物流企业碳减排行为的影响因素，并根据结论对我国政府的碳监管政策提出建设性的意见。

第2章 政府与冷链物流企业博弈模型假设与参数设置

2.1 模型假设

假设博弈双方主体为政府和冷链物流企业，且都为有限理性人^[10]。基于经济和生态环境的考虑，政府根据一年的碳排放总量，分配适量的初始碳排放额度给冷链物流企业。而企业的目标始终是创造最大化的利润，是否选择进入碳交易市场，取决于企业所关心的成本、风险、收益等因素。如果企业预估本年度的碳排放量将会变高，如业务扩充、客户群体增大等，对于超出初始排放量的部分，企业有可能会进入碳交易市场购买额外的碳排放权；若本年度由于业务量锐减等因素使得碳排量大幅减少，企业可以选择进入碳交易市场出售剩余的碳排放权。另外，在实际调查的过程中发现，也有一部分企业碳排放权意识不强，当碳排放量超出初始配额时，还是不会选择进入碳交易市场去购买相应的碳排放权；同样地，就算其拥有多余的碳排放权，也还是不会进入碳交易市场，售卖富余的碳排放权。

综上所述，可以得到政府与冷链物流企业的博弈树，如下图2.1所示。

图2.1 碳交易政策下政府与冷链物流企业之间的博弈树

2.2 参数设置

由上述假设，进一步可得，政府的相关损益为：政府分发高初始碳排放额给企业的收益R₁, 政府分发低初始碳排放额给企业的收益R₂, 政府因高排放造成环境污染所支付的治理成本C₃, 政府因分发低初始配额绿色执政所带来的收益a，政府分发低初始碳排放额时给企业低碳经营的补贴S，政府分发低初始碳排放额给企业的概率x，政府分发高初始碳排放额给企业的概率1-x。

冷链物流企业的相关损益为：企业高排放的收益R₃，企业低排放的收益R₄，企业在碳交易市场出售碳排放权的收益R₅，企业进入碳交易市场的成本C₁，企业在碳交易市场购买碳排放权的成本C₂，企业高排放但未进入碳交易市场所交的罚款T₁，政府对企业超出初始碳排放额的罚款T₂，企业低排放的概率y，企业高排放的概率1-y。博弈双方所需的相关参数如下表所示。

表2.1 政府与冷链物流企业博弈相关参数及其含义

2.3 本章小结

本章基于演化博弈理论的相关知识，分析了政府与冷链物流企业进行演化博弈的可行性，在此基础上对模型的构建提出具有现实意义的假设，并画出政府与冷链物流企业的博弈树模型；之后由假设设置政府与冷链物流企业相关损益的参数，赋予一定的实际意义，为后续博弈模型的构建奠定了基础。

第3章政府碳交易政策下冷链物流企业的碳减排行为分析

3.1 冷链物流企业进入碳交易市场下演化博弈模型的建立

上一章结合冷链物流企业碳排放行为的实际情况，对政府与冷链物流企业的博弈模型进行了假设，画出了政府与冷链物流企业的博弈树模型，并设置了可能涉及的各个参数，赋予了一定的实际意义。本章在此基础上，分别考虑博弈树中的各种可能出现的情况，分析政府与冷链物流企业在各种情况下各自的收益情况，构建政府与冷链物流企业的收益矩阵，进而基于演化博弈理论构建政府与冷链物流企业的演化博弈模型。

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