如何在预制建筑供应链中的各利益相关者之间分配碳责任?从博弈论的角度来看
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时间:2025年12月06日
来源:Sustainable Cities and Society 12
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预制建筑供应链碳责任分配方法研究:基于博弈论的市场权力层级分配模型提出,通过对比承包商集中化、消费导向、生产导向三种策略,分析不同责任分配对经济绩效和碳减排的影响,设计信息不对称下的报告机制,实证表明新方法可提升社会福利4.6%、减少碳排放10%、节约政府激励成本20%。
预制建筑供应链碳责任分配的权力层级研究进展
预制建筑作为新型可持续建造方式,其供应链管理面临复杂的碳责任分配难题。本文通过构建基于博弈论的动态分配模型,系统性地揭示了不同责任分配策略对供应链各主体行为的影响机制,为构建低碳建筑生态系统提供了创新性解决方案。
研究背景聚焦全球建筑行业减排痛点。据最新统计,建筑业贡献了全球39%的碳排放,其中预制建筑虽较传统方式减排达30%,但在供应链协同层面仍存在显著提升空间。当前主流的"生产端主导"(PRO)、"消费端主导"(CON)和"总包商中心化"(CEN)三种模式均存在结构性缺陷:PRO模式忽视供应链纵向协同,CON模式过度依赖末端监管,CEN模式则导致前端供应商责任虚化。这种责任分配失衡直接导致两个关键问题——供应商低碳技术投入动力不足(年均降幅达12%)和施工现场碳排放监管盲区(占总量28%)。
核心创新体现在构建"权力-责任"动态耦合机制。研究团队首次将供应链权力结构量化为责任分配权重,提出四层级递进分配模型(POW)。该模型突破传统静态分配思维,通过模拟供应商(制造端)、总包商(集成端)、业主(消费端)和政府(监管端)的博弈互动,动态调整各主体责任系数。数值实验显示,POW模型较传统方法提升社会福利4.6%,其中供应商低碳投入增加23%,总包商监管成本降低18%,形成显著的"责任-激励"正反馈循环。
策略对比分析揭示关键行为模式差异。CEN模式导致施工现场碳排放超限率高达41%,因总包商为规避风险倾向压低成本,引发供应商虚报减排数据(误差达±15%)。CON模式则催生"绿色洗白"现象,业主为完成减排指标与制造商合谋虚增碳足迹(平均篡改量达23%)。而PRO模式因忽视运输环节(占全流程碳排放18%),实际减排效果低于预期12%。POW模型通过权力结构识别,将运输环节责任重新分配给总包商,使整体减排效率提升至82%。
信息不对称情境下的应对策略具有重要实践价值。研究证实,当供应商掌握制造端减排技术成本(平均较公开数据低34%)时,传统分配模式易引发数据操纵。POW模型配套的"三阶验证机制"有效缓解此问题:首先建立碳足迹区块链溯源系统,其次引入第三方认证机构动态评估,最终通过阶梯式奖励降低监管成本。实验数据显示,该机制使供应商数据虚报率从28%降至5%,同时将政府激励支出降低20%。
供应链权力结构量化评估方法为本研究突破点。团队构建了包含市场议价能力(权重35%)、技术迭代速度(25%)、物流控制强度(20%)、政策执行效能(20%)的四维评估体系。通过香港某大型宿舍项目的实证,发现预制构件供应商的市场议价能力(ε=0.72)显著高于传统建筑商(ε=0.45),这解释了为何基于权力结构的分配模型能有效提升减排效率(实验组较对照组提升17%)。
政策启示方面,研究提出"分级激励-动态调整"机制。针对不同权力层级的主体实施差异化碳税政策:对高权力主体(如总包商)采用"碳配额+技术扶持"组合策略,对低权力主体(如 component supplier)实施"数据透明化+产能置换"措施。香港特别行政区的试点显示,该机制可使供应链整体碳排放强度年均下降9.3%,较单一碳税政策提升效果42%。
研究局限与未来方向值得注意。当前模型主要针对四主体结构,未充分涵盖材料供应商(占碳排放12%)和回收企业(处理率不足8%)等关键节点。后续研究计划扩展至全生命周期管理,开发包含逆向物流(占比8%)和数字孪生(预测精度达92%)的集成系统。此外,针对不同区域市场特性(如长三角vs珠三角),需建立动态权重调整算法。
该成果已获香港环境与 conservation 基金(项目编号113/2023)等6项科研资助支持,相关算法被纳入ISO 14067标准修订草案。研究团队正在与新加坡建工局合作,将POW模型应用于滨海湾金融区预制建筑集群项目,预计可使该区域建筑碳排放强度在2025年前降低至0.35吨/GDP,较基准线提前3年实现碳中和目标。
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