【成果速递】Equilibrium Optimization with Multi-Energy...

Equilibrium Optimization with Multi-Energy-Efficiency-Grade Products: Government and Market Perspective

1.Qiuyun Zhu

School of Economics and Management, Xidian University, Xi'an 710126, China

2.Xiaoyang Zhou

School of Management, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China

3.Aijun Liu

School of Economics and Management, Xidian University, Xi'an 710126, China

4.Chong Gao

School of Economics and Management, Xidian University, Xi'an 710126, China

5.Lei Xu

Economics and Management College, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300, China

6.Fan Zhao

School of Economics and Management, Xidian University, Xi'an 710126, China

7.Ding Zhang

School of Business, State University of New York at Oswego, Oswego, NY 13126, USA

8. Benjamin Lev

Decision Sciences Department, LeBow College of Business, Drexel University, Philadelphia, PA 19104, USA

能源短缺问题限制了许多发展中国家的经济和社会发展，进入21世纪以来，提高能源效率已成为中国能源政策的主要目标。从2000年到2008年，家庭能源需求占能源消费总量的比例从7%上升到11%。同期，住宅用电量增加了两倍。这在很大程度上是由家用电器的增加所驱动的。因此，推广和使用节能产品可以在全球范围内减轻能源压力。

有效的补贴政策可以规范市场主体的经济行为，提高社会效益，实现政府的宏观调控和战略发展目标。如何制定补贴政策是一个重要的课题。补贴企业的决策不仅受到政府补贴的影响，还与其他企业的决策相互作用。因此，本文研究了考虑政府补贴和多个制造商、零售商和市场之间关系的供应链网络(SCN)成员的最优决策问题，更符合实际。

研究主要回答了以下两个问题:

(Q1)节能补贴如何影响决策变量的均衡结果?

(Q2)为什么会出现零售商对同一种节能产品采取不同营销努力的现象?

本文构建了一个由多个制造商、零售商和市场组成的三层供应链网络均衡(SCNE)模型。零售商i从制造商m订购高能效产品(HEEP)和低能效产品(LEEP)，并向市场销售。灰色箭头表示多能效级产品的流向。此外，制造商的决策变量是产品产量和与零售商的交易量；零售商的决策变量是与生产商的交易量、向市场的分销量和多节能级产品的营销努力；市场的决策变量是交易价格。研究首先描述了制造商、零售商和市场的最优决策行为，同时将全局优化问题转化为有限维变分不等式，然后利用欧拉算法推导了整个供应链网络的平衡条件，最后通过算例验证了该方法的有效性。

Figure 1. SCN structure

Figure 2. Roadmap

Figure 3. Frame diagram of the numerical example

(1)在考虑节能补贴政策的情况下，从政府和市场两个角度研究了多能效等级产品的SCNE问题。同时得到了内部环境和外部环境对SCN成员决策的影响。

(2)假设了一些情景，为SCN节能补贴政策的制定和企业决策提供了更全面的参考。

(3)本文解释了零售商对政府节能补贴政策的响应行为。这就是零售商对同一种节能产品采取不同营销努力的原因。

关于第一个问题，研究发现节能补贴可以增加HEEP的交易量，减少LEEP的交易量，增加产品之间的价格竞争。在同一市场上，节能补贴和需求规模与补贴零售商对HEEP的营销努力均呈负相关，与非补贴零售商对HEEP的营销努力呈正相关。相反，LEEP的营销努力则相反。HEEP的需求规模和节能补贴与制造商的利润正相关，而零售商的情况并非总是如此。

关于第二个研究问题，研究发现不同的需求规模导致同一产品在同一市场的均衡价格不同。HEEP的需求规模和节能补贴的增加可以增加制造商的利润，但对于零售商来说并不总是如此。当补贴不存在地域和对象差异时，当政府补贴率为0.15时，社会福利最大；否则，当政府补贴率为0.05时社会福利最大。通过扩张，我们发现同一市场的零售商在发展上总是趋于一致，这是违反直觉的。研究还发现，市场需求规模的差异化将淘汰没有竞争优势的零售商。

本文只考虑政府对节能产品的补贴。在未来的研究中，我们将考虑同时补贴零售商的多个产品，探索节能补贴政策对SCN成员均衡决策的影响。

https://doi.org/10.3390/en15197376