限额与交易下竞争性电动汽车制造商动力SSB蓄电池采购策略的均衡分析

2026-07-31 20:12:58

随着全球碳减排目标日益严格，碳排放与交易（CAT）政策已成为推动企业低碳转型的关键机制。作为电动汽车（EV）核心的高碳排放组成部分，电池（PB）采购策略直接影响电动汽车制造商（EVM）的成本和竞争力。本文构建了一个双头垄断竞争模型，分析采用异质碳减排技术（CRT）的电子投票机在考虑供应商开发和整合时的PB采购决策。主要发现包括：（1）技术领先的EVM始终偏好内部生产，通过增加碳减排投资进一步放大其优势;而落后的EVM则根据技术差距调整策略——差距小时选择内部生产，差距大时转向采购。（2）当碳价超过某个阈值时，技术领导者可以通过内部生产扩大市场份额，利润与碳价同步增长。（3）当CRT水平相当时，市场均衡策略将实现经济与环境的“双赢”。论文揭示了CRT异质性如何影响电子投票机在竞争中PB采购决策，提出了“竞争驱动的碳减排”机制，并解决了政策-技术-竞争相互作用文献中的空白。它为电子投票机（EVM）优化PB采购策略提供指导，并为政策制定者通过宏观监管促进可持续发展提供了指导。
近年来，全球气温持续上升，温室气体排放（尤其是二氧化碳）被广泛认为是全球变暖的主要驱动因素。在这样的背景下，减少碳排放和实现可持续发展已成为国际社会的共同目标。
为应对这一全球挑战，各国政府正积极实施多样化的碳排放减排政策。现有政策工具主要包括碳税（CT）、限额与交易（CAT）以及对高污染产品的排放限制（Hong 等，2016）。其中，CAT政策因其兼具监管严格性和市场灵活性，被学者们认为最具成本效益的减排解决方案之一（Tang 等，2015;孙和刘，2023）。该政策的核心机制在于政府为受监管企业设定排放上限，允许拥有盈余配额的企业在碳市场销售，而超出限额的企业必须购买额外配额以确保合规（Kushwaha等，2020）。
目前，全球已建立多个成熟的CAT系统。代表性例子包括欧盟排放交易体系（EU-ETS）、美国加州CAT计划以及中国国家排放交易体系（CN-ETS）。尽管不同司法管辖区的碳交易体系在具体设计参数上有所不同，但其核心框架都遵循“排放上限、可交易配额和企业层面合规”的基本范式。我们在表1（ICAP，无日期）中比较了欧盟、加利福尼亚和中国CAT的主要特征。
在碳中和目标的推动下，交通行业作为主要碳排放源，因其绿色转型而受到广泛关注。在解决方案中，电动汽车（EV）因其在运行过程中的低排放特性，被视为传统燃料车（FV）的关键替代方案（Zhang 和 Huang，2021）。研究表明，电动汽车在使用阶段产生的排放更少，污染也低于变换车（Jang 等，2018）。然而，对其整个生命周期碳排放的评估揭示了更为复杂的情况。尤其值得注意的是，生产一单位镍锰钴（NMC）和磷酸铁锂（LFP）电池车的碳排放分别为14.6吨和14.7吨，远高于制造用的9.2吨。这些碳排放中的大部分来自电池（PB）的生产（Zhang 等，2023b）。这一现象促使学术界和业界重新审视电动汽车的“隐性碳成本”。
在政策层面，如欧盟的《电池与废弃电池条例》（欧盟条例2023/1542）等新的监管框架，将碳核算边界从使用阶段扩展到整个生命周期，对电池供应商（PBS）施加了系统性限制。为此，行业领导者如当代安培瑞克斯科技有限公司（CATL，全球最大的PBS）采取了建设零碳工厂（CATL，2023）等措施以减少生产排放。然而，PB制造涉及显著的技术障碍和资本密集度，使大多数电动汽车制造商（EVM）无法独立生产PB，只能依赖专用PBS（Feng等，2024b）。这使得电子投票机与PBS之间的深度协作成为确保供应链韧性和获得竞争优势的关键策略（Cagliano等，2020）。
为了加强与PBS的关系，供应商开发和供应商整合是电子投票机采用的两种常见策略。供应商发展指的是制造商通过资源分配、技术协作或管理协调，协助供应商提升能力的战略举措。在碳中和的背景下，这一概念随着绿色供应商开发的兴起而演变。具体来说，绿色供应商开发——尤其是绿色供应商投资——已成为制造商供应链管理中的常见做法（Wang 等，2021）。例如，比亚迪（Building Your Dreams）投资了其PBS青友材料（浙江青友材料科技有限公司）多款电池隔膜产品，促进了供应商的碳足迹认证（DGB集团，2025年）。同样，福特投资了“Transform： Auto”项目，该项目旨在通过为供应商（包括花生粉行业）提供定制指导和投资支持，减少供应链碳排放（TRIO，2024）。作为“零敢于零”项目的一部分，Stellantis与PBS合作，投资资源优化策略，旨在减少供应链温室气体排放（采购，2024）。
另一方面，供应商整合则是一种更深层次的协作模式，制造商通过股权合作或垂直整合实现生产内部化。例如日产汽车公司收购了日本车辆能源公司以实现内部生产，以及通用汽车与LG化学（韩国最大化工公司）合资23亿美元在俄亥俄州建立电池工厂（上海汽车新闻，2020年）。此外，丰田已全资收购其电池业务丰田电池有限公司（前身为Primearth EV Energy Co.， Ltd.），作为全资子公司，用于内部开发电动汽车PBs（丰田，2024年）。
根据CAT监管，电子投票机在PB采购策略中面临新的权衡：采用供应商整合进行内部生产可以降低因双边际化而导致的交易成本，但要求EVM承担PB生产的碳排放责任。相反，采购则呈现相反的情况。特斯拉通过在多个国家和地区销售剩余碳配额获得了可观利润，这激励许多汽车制造商生产或计划生产电动汽车。然而，在日益激烈的电动汽车行业中，电子投票机应如何平衡碳成本和生产成本？此外，不同的选择会带来哪些环境影响？现有研究尚未系统性地解决这一新兴问题。
以往文献部分探讨了相关问题，但仍存在关键空白。Zhang 等人（2023b）在 CAT 下考察了对 PB 的碳减排投资，同时忽视了电子投票机的战略作用。Wang等（2021）研究了制造商支持的减排投资，但未考虑整合策略。值得注意的是，这些研究忽视了竞争动态。虽然Jin等人（2019）提出了一个包含供应商整合和开发的竞争模型，但他们的框架排除了碳监管的考虑因素。为弥合这些研究空白，我们的研究在CTA框架下建立了电动汽车供应链的双头竞争模型，分析重点为制造商PB采购决策和绿色供应商开发策略。我们的调查特别针对以下研究问题：

• (1)
  CAT如何影响不同PB采购模式（内部生产/采购）下减排策略的有效性？
• (2)
  EVM能力异质性如何影响竞争条件下的市场均衡？
• (3)
  CAT设置如何影响最佳结果？
• (4)
  是否存在一种纳什均衡策略组合，能够在经济表现和环境效益上实现双赢？

本研究对电动汽车行业的可持续转型具有重要意义。在实际操作中，所提动态决策框架明确了技术差距阈值对PB采购决策的关键影响，为EVM避免竞争劣势和优化采购策略提供了科学基础。在经济层面，研究通过建模和解决EVM在多种情景下的定价和投资决策，同时分析决策机制中的内在权衡，从而为EVM优化利润提供指导。在环境方面，该研究突破了传统的局部减排观点，证明CAT政策可以通过激活电子投票机的“竞争驱动减排”机制，实现经济双赢选择和环境效益。这些发现为平衡工业增长与气候目标建立了新的范式，为政府政策监管和行业管理提供了宝贵见解。