“雙碳”目標下競爭性港口定價博弈

李淑娜

（天津職業技術師范大學 經濟與管理學院，天津 300222）

0 引言

近年來，關于碳排放引發的環境問題越來越受到人們的重視，“低碳”一詞逐漸火熱。1997年“碳中和”概念問世，并漸漸從“前衛”走向“大眾”。2020年9月22日，習近平總書記在第75屆聯合國大會上首次提出“雙碳目標”。碳達峰、碳中和成為一場正在進行的全國范圍內的系統性社會大變革。2020年12月21日，國新辦發布《新時代的中國能源發展》白皮書，其中提到中國已經成為世界上最大的能源生產消費國和能源利用效率提升最快的國家。作為世界第一大能源生產國和消費國，在低碳發展和能源轉型的大背景下，我國如期實現碳達峰、碳中和目標是一場硬仗，更是一場大考。交通運輸業是我國節能減排三大重點領域之一，且水運和船舶始終承擔著最大比例的貨物運輸量及二氧化碳排放量，作為全球供應鏈中的轉運節點，港口產業約占全球溫室氣體排放總量的3%[1]，所以港口作為水運重要節點應當為國家實現“雙碳”目標積極履行減排責任。在此前提下，隨著國家對節能減排的重視以及消費者低碳意識的提升，港口經營者面臨著兩者帶來的雙重影響，如何在碳中和背景下制定最優定價策略，實現利潤遞增以及港口更高質量的發展在目前階段尤為重要。

港口定價是建立港口更廣泛戰略計劃的基礎之一，制定定價策略是為了促進港口的戰略規劃、發展目標有效地實現。對港口來說，選擇定價策略通常是一項復雜而耗時的任務，可能需要與眾多利益相關者進行漫長的審議[2]。關于港口定價，已有學者開展了深入的研究，可總結為以下三個方向：一是從宏觀角度對港口定價模式的選擇進行分析，包括盎格魯－撒克遜模式、歐洲模式、亞洲模式的三種模式以及若干模式組合的選擇[3]。二是對影響港口定價的因素進行分析，首先政府的各項政策會對港口定價以及集裝箱碼頭的定價產生一定的影響[4]。其次，Zhang Q，等[5]考慮其他港口行為對自身的影響，采用純策略博弈對服務定價與自身收益間的關系進行了分析和優化。另外，也有學者從范圍和強度兩方面分析東亞主要集裝箱港口之間的競爭態勢，發現影響港口定價的主要因素包括腹地可達性、生產率、質量、貨物產生效應、聲譽和可靠性等[6]；在港口定價博弈時，雖然航線是由船公司決定的，但是船公司會在考慮貨主和貨代的港口選擇基礎上，根據自身的全球戰略優化設計自己的全球運輸網絡[7]。崔姝[8]在考慮顧客選擇行為的基礎上，利用Hotelling模型建立利潤函數對港口定價及服務水平進行求解，證明港口定價與服務水平兩者呈正相關趨勢，且港口間定價策略具有互補性。也有學者指出對港口定價策略的選擇進行分析，沒有所謂的“正確的”價格，而是有允許實現特定目標的最優定價策略[9]。三是在港口定價博弈的策略選擇上，多數學者基于Hotelling模型以及伯川德博弈模型研究在競爭性港口之間的差別定價策略等定價決策[10-14]。

綜上所述，針對港口定價的研究，國內外學者從宏觀和微觀角度分別進行了探討與分析，已經取得了較多的研究成果，其中影響港口的定價因素，不僅包括政府的宏觀調控，還有港口本身的位置、航線、服務水平等多方面的因素。由于我國“雙碳”目標剛提出不久，考慮政府碳中和政策激勵和客戶低碳偏好對港口定價的影響研究視角比較新穎，有關碳中和相關政策的頒布對港口定價的影響以及客戶低碳偏好在港口定價中的作用研究成果較少。在已有研究成果的基礎上，以區域港口群內兩個競爭性港口為博弈主體，著重考慮政府低碳政策和客戶低碳偏好因素對港口最優定價決策的影響，從而幫助港口有效適應“雙碳”政策并且提高擁有低碳偏好的客戶黏性和港口競爭力。

1 問題描述與模型假設

1.1 問題描述

“雙碳”目標是我國在21世紀提出的長期溫室氣體低排放發展戰略，在“雙碳”目標提出之前，港口的低碳化建設較少受到政策規制。“雙碳”目標提出之后，政府已出臺相關政策，通過懲罰或激勵對港口碳排放進行管控。為了符合國家戰略發展要求，港口勢必要做出一些低碳化路徑探索，向“近零碳”港口轉變，由此帶來港口低碳減排成本的升高。根據用戶付費原則，港口提供服務的價格應基于成本，成本增加的情況下，價格會相應有所提高。港口屬于壟斷性質的行業，在同一區域內的港口之間會相互競爭，如何在增加低碳成本的情況下使港口定價策略更為合理，同時保持低碳港口本身的競爭力是港口發展需要重點考慮的問題。

1.2 模型假設與符號說明

伯川德競爭定價策略下提供競爭性服務且存在替代關系的港口不以吞吐量作為決策變量，而是以價格作為決策變量進行競爭，為分析港口群內兩個主要競爭性港口在低碳化進程中的定價決策，本文提出如下假設：

（1）港口地理位置固定性使博弈對手相對固定和區域資源稀缺，且由于港口屬于壟斷性質的行業，雖然港口群內港口很多，但是集裝箱運輸競爭力大且旗鼓相當的港口只有少數幾個，符合寡頭壟斷的基本特征，如長三角區域的上海港和寧波港，珠三角區域的深圳港和廣州港等，因此，本文中模型假設的博弈主體是港口群內兩寡頭壟斷港口，分別記為港口1和港口2。

（2）兩個港口提供的產品或服務具有低碳度差異，且港口通過價格進行競爭。

（3）我國港口目前由地方政府分權管理，區域內各個港口分別隸屬于不同的行政區劃。假設兩個港口分屬于不同的省級政府區域，為促進碳中和目標的實現對所在轄區港口分別提出不同程度、不同數量的碳激勵政策，碳激勵相關政策參數設為λi，同時由于我國的碳中和發展戰略提出不久，港口作為國際貿易的重要節點，對國民經濟發展具有重要作用，政府對港口低碳化發展中的政策主要以激勵政策為主。

（4）兩個港口擁有低碳偏好的客戶存在著對于低碳港口的溢價，并且愿意支付相較于傳統港口更高的價格。港口的客戶是船公司、貨代、貨主所組成的復合體。

2 模型建立與求解

根據上述問題描述與假設，構建關于港口i的需求函數和利潤函數分別為：

表1 相關參數及含義

假設兩港在完全理性的前提下同一時間分別報出各自的定價，使π1、π2分別對P1、P2求偏導，得到港口1、2的最優定價決策以及利潤為：

此外，假設兩港通過定價合作達到共同利益最大化來計算自己的最優價格，使(π1+π2)分別對P1、P2求偏導，得到港口1、2的最優定價決策和利潤為：

兩港在定價過程中，港口1追求雙方利潤最大化選擇合作定價，港口2追求雙方利潤最大化選擇單獨定價，使(π1+π2)對P1、π2對P2求偏導，得到港口1、2的混合定價策略和利潤：

兩港在定價過程中，港口1追求自身利潤最大化選擇單獨定價，港口2追求自身利潤最大化選擇合作定價，使π1對P1、(π1+π2)對P2求偏導，得到港口1、2的混合定價策略和利潤：

3 數值分析

為進一步驗證求解結果以及分析模型的合理性，采用具體的數值算例，通過MATLAB進行仿真運算，相關參數的設定見表2。根據2022年1月19日交通運輸部發布的2021年全國港口集裝箱吞吐量數據，青島港和天津港分別排名為第5位和第6位，在集裝箱運輸的競爭力上旗鼓相當，且兩者都處于環渤海港口群內，經濟腹地區域重合度較高，所以以兩港的實際數據作為部分仿真數據選取的基本參照，其中實際數據 選取 有D1=η1=2 027 TEU，D2=η2=2 370 TEU（《中國港口年鑒》2021年港口年吞吐量）、P1=470.3/箱，P2=480/箱。

表2 參數數值設置

3.1 政府低碳政策激勵對港口利潤的影響

當港口1客戶低碳偏好系數ε1=0.2、港口2客戶低碳偏好系數ε2=0.3時，政府低碳激勵對港口1、2在單獨定價均衡利潤和共同定價均衡利潤的影響分別如圖1和圖2所示。

由圖1可以看出，隨著政府政策激勵系數的增加，港口1、2單獨定價下的利潤水平呈增加趨勢；由圖2可以看出，隨著政府政策激勵系數的增加，兩港在合作定價下的利潤水平亦呈現增加趨勢。算例結果表明，在客戶低碳偏好一定的情況下，考慮到政府對于碳排放量高的低碳轉型企業出臺相關政策，對其進行補貼等分擔了企業的減排成本，進而使港口利潤增加。可以看出政府對港口企業出臺的低碳政策越多，港口利潤的增加越多，因此政府政策激勵系數與港口利潤呈正相關關系。

圖1 單獨定價政府低碳政策激勵與港口利潤

圖2 合作定價政府低碳政策激勵與港口利潤

3.2 客戶低碳偏好對港口利潤的影響

當港口1政府低碳政策激勵系數λ1=0.3、港口2政府低碳政策激勵系數λ2=0.2時，客戶低碳偏好對港口1、2在單獨定價均衡利潤和共同定價均衡利潤的影響分別如圖3和圖4所示。

由圖3可以看出，隨著客戶低碳偏好的增加，港口1、2單獨定價下的利潤水平呈增加趨勢；由圖4可以看出，隨著客戶低碳偏好的增加，兩港在合作定價下的利潤水平亦呈現增加趨勢。兩港在兩種定價策略下利潤都會隨客戶低碳偏好增加而增加的原因是一方面若要讓客戶對本港的低碳偏好增加，勢必要進行港口低碳化轉型，轉型所帶來的成本使得港口價格升高，而擁有低碳溢價的客戶愿意支付相較以往略高的價格，進而使得港口利潤增加，因此客戶低碳偏好與港口利潤呈正相關關系。

圖3 單獨定價客戶低碳偏好與港口利潤

圖4 合作定價客戶低碳偏好與港口利潤

3.3 利潤差值分析

比較兩港口的單獨定價策略和共同定價策略，計算兩港口對其競爭性服務采取單獨定價策略與共同定價策略的利潤差值，如圖5和圖6所示。

從圖5、圖7可以看出，隨著政府低碳政策系數、客戶低碳偏好系數的增加，港口1在單獨定價、合作定價下的利潤均呈現上升趨勢，且港口1采取單獨定價策略與共同定價策略的利潤差值為正值，說明港口1采取合作定價策略會有助于自身利潤的增加。從圖6、圖8可以看出，隨著政府低碳政策系數、客戶低碳偏好系數的增加，港口2在單獨定價、合作定價下的利潤也呈現上升趨勢，且港口2采取單獨定價策略與共同定價策略的利潤差值也為正值。以上結果說明港口1、2采取合作定價策略對于雙方均有利，港口具有合作定價的前提和潛力。究其原因，競爭性港口之間為了獲得更多的貨源，往往會選擇打價格戰，從而使自身的價格，降低以吸引客戶，最終港口的利潤并不如想象中豐滿。

圖5 港口1利潤隨客戶低碳偏好變化圖

圖6 港口2利潤隨客戶低碳偏好變化圖

圖7 港口1利潤隨政府政策激勵變化圖

圖8 港口2利潤隨政府政策激勵變化圖

4 結語

本文基于伯川德定價博弈模型，考慮了港口客戶低碳偏好系數以及政府的政策激勵系數對于港口利潤的影響，研究了區域港口群內兩競爭性集裝箱港口的最優定價決策問題，通過數值算例分析得出以下結論：（1）港口利潤受客戶低碳偏好以及政府低碳政策激勵的影響，且兩者呈正相關關系，即隨著港口客戶低碳偏好系數以及政府政策激勵系數的增加，港口的利潤均呈上升趨勢。（2）兩個競爭性集裝箱港口在合作定價策略下的利潤均大于在單獨定價下的利潤，二者之間實現定價合作、達成共贏或許是一個選擇方向。港口管理者可利用政策優勢，使自身經營與港口低碳化發展實現良好互動，提升自身的低碳水平，以此增加港口客戶的低碳偏好和用戶黏性，使港口經營利潤增加，走港口高質量發展道路。同時，政府低碳政策的制定對實現“雙碳”目標以及港口低碳化轉型具有積極意義。