由王科教授和皮振洋博士合作的研究论文Operations and decarbonization of gasoline vehicle automakers under the dual credit policy: green technology innovation and electric vehicle market entry strategies于2023年9月发表于运作管理领域著名期刊Annals of Operations Research,该研究指出为应对双积分政策而进行的绿色技术创新和电动汽车市场进入策略可能在一定程度上减缓传统乘用车企的脱碳进程。
原文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10479-023-05579-w
文章摘要
中国政府对汽车行业实施了双积分政策,以促进电动汽车的普及并减少燃油汽车的平均油耗。为应对这一政策,传统燃油汽车企业(简称“传统车企”)通常有两种应对策略:一是通过绿色技术创新降低燃油汽车的燃油消耗;二是生产电动汽车,以获取正的新能源汽车积分。为了研究双积分政策如何促进传统车企的运营和脱碳,我们建立了一个分析模型来分析绿色技术创新和电动汽车市场进入策略对其最优生产决策和总碳排放量的作用。研究结果表明,绿色技术创新和电动汽车市场进入策略都可以有效地激励传统车企脱碳,但方式不同。前者通过降低燃油汽车油耗来减少总碳排放,而后者则通过减少燃油汽车产量来实现脱碳。而且,当两种策略同时被采用时,二者之间的替代效应可能会减缓传统车企的脱碳进程。当传统车企选择进入电动汽车市场时,产品竞争的加剧可能会增加或减少最优燃油汽车和电动汽车的产量,这主要与两种车辆之间的产品竞争强度和新能源汽车积分价格有关。尽管更昂贵的新能源汽车积分可以持续激励传统车企在纯电动汽车市场进入策略中实现脱碳,但在绿色技术创新存在的情况下,它可能不再有效。我们的研究结果为传统车企在双积分政策下的运营和脱碳提供了管理见解。
研究背景
为提高乘用车节能水平,缓解能源和环境压力,促进汽车产业健康低碳发展,中国于2018年实施双积分政策。该政策与欧盟的碳上限政策和美国的企业平均燃油经济性标准类似。双积分政策包括两个关键组成部分:乘用车企平均燃料消耗量积分规则和新能源汽车积分规则。前者为乘用车企制定车辆平均油耗目标。如果企业平均油耗高于(低于)该目标,他们将获得负(正)企业平均油耗积分;后者则按新能源汽车类型规定积分,并要求一定的新能源汽车积分配额。重要的是,无论哪些积分额度为负,乘用车企都必须对其进行抵偿。乘用车企需要在年底报告其双积分情况,并在次年进行积分交易。这两种积分规则引导乘用车企通过投资绿色技术创新来降低燃油汽车油耗,或通过进入电动汽车市场获得更多新能源汽车积分,确保符合政策要求。然而,这两种策略如何在双积分政策下帮助传统车企实现脱碳还不明确,尤其是考虑到二者在应对积分赤字时可能会存在替代效应。
结果分析
为了研究绿色技术创新和电动汽车市场进入策略之间的替代效应在缓解积分压力方面如何影响汽车制造商的总碳排放量,我们进行了图 1 所示的两个数值实验。其中的参数设置满足模型中的假设,并且与现有文献一致。从图1中可以明显看出,选择纯电动汽车市场进入或纯绿色技术创新策略下汽车制造商的总排放量总有可能低于混合策略。具体而言,图1a表明,与纯电动汽车市场进入策略相比,投资绿色技术创新可能不会进一步激励汽车制造商减少总碳排放量,特别是当新能源汽车积分的价格相对较高时。同样,图1b表明,如果汽车制造商已经投资绿色技术创新以降低燃油汽车油耗,那么进一步进入电动汽车市场可能会导致更高的总碳排放量,特别是当创新成本系数较低时。因此,虽然纯绿色技术创新或纯电动汽车市场进入策略总能激励汽车制造商减少总碳排放,但这两种策略之间的替代效应可能会阻碍脱碳进程。换言之,同时实施绿色技术创新和电动汽车市场进入策略可能并不总是最佳的,有时选择单一策略反而可以更好地激励传统车企实现脱碳。因此,政府和汽车制造商都应该关注这两种策略之间的替代效应对碳排放总量的潜在缓解作用。
图1 汽车制造商在不同策略下的碳排放总量对比
主要结论
首先,实施绿色技术创新会增加最优燃油汽车数量,而进入电动汽车市场则会减少最优燃油汽车数量。这符合传统预期,因为消费者会被激励购买燃油效率更高的燃油汽车。与直觉相反的是,当汽车制造商进入电动汽车市场时,燃油汽车和电动汽车的数量可能会随着产品竞争的强度而增加或减少。此外,无论汽车制造商是否实施绿色技术创新,只要进入电动汽车市场,燃油汽车的数量都可能高于或低于电动汽车的数量。只有当固定成本不太高时,传统车企才愿意实施绿色技术创新(或进入电动汽车市场)。这些研究结果指导传统车企根据双积分政策下商业环境的变化调整最优决策。
其次,本文分析了绿色技术创新和电动汽车市场进入策略以及关键参数对汽车制造商总碳排放量的影响,为寻求脱碳的汽车制造商提供了管理见解,并为政府决策提供了指导。结果表明,实施绿色技术创新和进入电动汽车市场策略都可以降低汽车制造商的碳排放总量,但方式不同。前者通过减少燃油汽车的燃油消耗来实现碳减排,而后者则通过减少燃油汽车的产量来实现。更高的新能源汽车积分价格总是会激励汽车制造商在纯电动汽车市场进入策略下减少总碳排放量。然而,一旦启动绿色技术创新策略,这种激励措施就可能会失效。因此,调整新能源汽车积分价格并不总是激励汽车制造商脱碳的可靠方法。
最后,本研究揭示了绿色技术创新与电动汽车市场进入策略在应对积分赤字方面的相互作用及其对汽车制造商最优决策和总碳排放量的影响。结果表明,尽管纯绿色技术创新和纯电动汽车市场进入策略始终推动汽车制造商减少碳排放,但两种策略之间的替代效应可能会阻碍传统车企的脱碳进程。此外,当汽车制造商选择纯绿色技术创新战略时,进一步选择电动汽车市场进入策略则会导致其创新水平和燃油汽车产量下降;当选择纯电动汽车市场进入策略时,进一步引入绿色技术创新会刺激汽车制造商生产更多的燃油汽车但减少电动汽车的生产,因为燃油汽车油耗的降低增加了消费者购买燃油汽车的意愿。但是,无论选择哪种策略,两种策略之间的替代效应都可以激励或约束汽车制造商进一步选择另一种策略。
Pi, Z., Wang, K. Operations and decarbonization of gasoline vehicle automakers under the dual credit policy: green technology innovation and electric vehicle market entry strategies. Annals of Operations Research (2023). https://doi.org/10.1007/s10479-023-05579-w