区块链技术赋能下碳交易政策与低碳偏好的海运供应链减排策略及契约协调机制

为解决海运供应链中港口公司与航运公司间碳排放信息不对称问题，研究人员基于碳交易政策（cap-and-trade）和货主低碳偏好（low-carbon transportation preference），构建了区块链技术（blockchain）采纳前后的博弈模型。研究发现，区块链可提升减排透明度，但高成本制约其应用；通过设计成本分担（cost sharing）与两部定价（two-part tariff）契约，能实现经济与环境绩效的帕累托改进（Pareto improvement），为海运业绿色转型提供理论支撑。

　　

全球贸易80%依赖海运，但航运业贡献了3%的温室气体排放。随着欧盟碳排放交易体系（EU ETS）将航运纳入监管，港口与航运公司面临碳配额购买与减排双重压力。然而，航运公司常隐瞒真实减排数据——例如通过交替使用高硫燃料（high sulfur fuel）和虚假航行日志（falsifying ship logs）来规避成本，导致港口公司难以评估环境绩效。这种信息不对称（information asymmetry）不仅阻碍协同减排，还削弱货主对低碳运输的信任。区块链技术以其去中心化（decentralization）和防篡改（anti-tampering）特性，成为破解困局的关键。

为探究区块链技术在海运供应链中的应用价值，研究人员构建了包含港口公司（port company）和航运公司（shipping company）的两级博弈模型，考虑碳交易政策（cap-and-trade）和货主低碳偏好（low-carbon transportation preference）。通过对比区块链采纳前后的均衡决策，结合敏感性分析（sensitivity analysis）与契约设计（contract mechanism design），揭示了技术采纳条件及协调路径。

研究采用Stackelberg博弈理论（Stackelberg game）分析主从决策，通过逆向归纳法（backward induction）求解均衡解；引入区块链成本系数（unit cost of blockchain technology adoption）量化技术经济性；设计成本分担契约（cost sharing contract）与两部定价契约（two-part tariff contract）实现帕累托改进。

模型分析

• 无区块链场景：航运公司减排成本波动（variation）或货主低碳偏好增强时，航运服务批发价（wholesale price）下降，但市场价（market price）和减排努力（carbon emission reduction efforts）上升，导致港口公司利润受损而航运公司获益。
• 区块链场景：区块链单位成本上升会降低减排努力水平，但货主偏好增强可抵消负面影响；当技术成本较低时，区块链能提升港口公司利润，但航运公司始终倾向无区块链状态。

协调机制设计

• 集中式供应链（centralized maritime supply chain）显示区块链可最大化整体利润。
• 契约协调：成本分担契约使港口公司获益更多（利润提升12.7%），两部定价契约更利航运公司（利润提升9.3%），两者在特定参数下可实现无差异均衡（indifference equilibrium）。

讨论与结论
研究发现，区块链技术能有效消除信息不对称，但需满足单位成本阈值（threshold）。通过契约协调，可平衡港口公司、航运公司与环境的三方利益，推动海运业可持续发展。研究为政策制定者提供技术采纳依据，为企业设计低碳合作机制提供理论框架，填补了区块链在海运减排领域的研究空白。

论文发表于《Regional Studies in Marine Science》，作者Lin Zhao通过严谨的模型构建与实证分析，为全球海运业绿色转型提供了创新性解决方案。