《Journal of Cleaner Production》：Carbon subsidies and blockchain adoption feasibility in closed-loop supply chains: emission-based versus investment-based schemes
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摘要区块链赋能的可追溯性可以提高低碳供应链的可信度，但其采用仍然成本高昂，且对补贴设计高度敏感。本研究考察了在制造商主导的闭环供应链中，当消费者重视低碳属性但会折扣不可验证的声明时，制造商采用区块链的情形。分析使用了一种包含六种情景的斯塔克伯格博弈模型：无补贴、基于排放的补贴
摘要
区块链赋能的可追溯性可以提高低碳供应链的可信度，但其采用仍然成本高昂，且对补贴设计高度敏感。本研究考察了在制造商主导的闭环供应链中，当消费者重视低碳属性但会折扣不可验证的声明时，制造商采用区块链的情形。分析使用了一种包含六种情景的斯塔克伯格博弈模型：无补贴、基于排放的补贴和基于投资的补贴，每种情景下分别设定区块链采用与否两种情况。推导出了封闭形式的均衡，并通过减排成本参数上的一个采用优势区间和高减排成本区域的区块链成本阈值来刻画采用的可行性。分析还考虑了验证有效性、固定实施成本、福利兼容阈值、财政效率以及预算中性比较。分析结果表明，当区块链采用对私人有利可图时，区块链采用会提高制造商的最优减排强度，而较高的验证有效性会扩大采用区域。数值分析表明，在预算中性匹配下，基于投资的方案比基于排放的方案更大幅度地扩大了采用优势区间，随着基于排放的补贴强度从0.10增加到0.40，其优势从8%增至44%，而区块链成本阈值的差异仍然较小。在最高补贴强度下，将验证有效性从0.2提高到1.0，在基于排放和基于投资的方案下，区块链成本阈值分别提高了约7.3倍和7.5倍。福利兼容的采用区间也约为私人最优区间的3.3至3.9倍。财政效率排名随补贴强度变化，当基于排放的补贴强度为0.40时，基于投资的方案相对于基于排放的方案财政效率比率降至0.390。
引言
可信的脱碳现已成为制造商面临的核心运营挑战。由于产品层面的很大一部分碳影响源自企业直接运营之外——包括上游投入、物流和报废处理——闭环供应链(CLSC)已成为生命周期减排的一条结构性路径(Savaskan等, 2004; Pal, 2025)。与此同时，消费者和下游合作伙伴越来越面临漂绿风险，无法可靠地验证企业的减排声明(Apple, 2025; BYD, 2026)。这种可信度摩擦削弱了真正减排在需求端的回报，并可能减缓低碳产品和再制造产品的市场扩散(Saberi等, 2019; Sarabi等, 2025)。
在脱碳与数字化的交汇点，出现了两个并行的发展趋势。一方面，监管机构日益要求提供可验证的产品层面环境数据：欧盟(EU)可持续产品生态设计法规(European Commission, 2024)引入了数字产品护照(DPP)，要求可追溯的碳排放和材料披露，类似的制度正在美国(《通胀削减法案》(IRA)第45X条)和中国(《绿色低碳补贴临时措施》2023年)等地出现。另一方面，区块链赋能的可追溯性平台已从试点阶段推进至主要制造商的实际部署(例如，梅赛德斯-奔驰汽车, 2020年)，并越来越多地受到近期立法要求(如欧盟电池护照要求，法规(EU) 2023/1542, 2023年)的推动，为减排活动提供防篡改且可审计的记录(Saberi等, 2019; Pun等, 2021; Pekel和Yayla, 2026)。区块链采用仍然成本高昂，其价值既取决于可信度的提升是否能转化为更高的需求或利润率，也取决于现有碳补贴计划的设计——基于排放(结果关联)或基于投资(成本分担)(Che等, 2021; Xu等, 2023b; Sarabi等, 2025)，因为不同的补贴结构会改变市场回报减排的方式，从而反过来影响区块链作为可信度工具的边际价值。
这一交叉点引发了三个研究问题：
研究问题1(RQ1)。 如何通过决策相关性的可行性度量来刻画在存在可信度摩擦的制造商主导闭环供应链中区块链采用的可行性，以及这些度量如何对验证有效性作出反应？
研究问题2(RQ2)。 基于排放和基于投资的补贴如何重塑采用区域，在预算中性匹配下哪种方案能更有效地扩大采用？
研究问题3(RQ3)。 在预算中性匹配下，区块链的采用如何重塑基于排放和基于投资的补贴之间的社会福利比较？
这些问题通过闭环供应链中带有可信度-需求渠道的制造商主导斯塔克伯格博弈来解决，求解了跨越三种补贴制度(无补贴、基于排放、基于投资)和两种区块链选择(采用、不采用)的六种情景。这一分析的核心在于两个基于阈值的可行性度量——采用优势区间和区块链成本阈值——它们共同描绘了区块链采用变得有利可图的条件。在此基础上，该框架进一步扩展到福利比较和预算中性的跨制度评估。
相对于最接近的前期研究(Xu和Duan, 2022; X. Zhang等, 2024)，本研究作出了三项贡献，并将闭环供应链-补贴问题扩展到欧盟数字产品护照政策领域，而早期的研究尚未涉及这一领域。首先，它引入了一种制度不变、基于阈值的几何结构：区块链采用通过一个采用优势区间和一个区块链成本阈值来刻画，因此可以直接比较三种补贴制度，而不是逐一比较。其次，它通过验证有效性参数将区块链的可信度效应从完全验证推广到部分验证，并表明区块链采用的可行性随验证有效性单调增加。第三，它在等预算基础上比较了两种补贴方案。基于投资的补贴能更大地拓宽采用优势区间，而财政效率排名随补贴强度反转：在低强度下，基于投资的方案效率更高；而在较高强度下，基于排放的方案效率更高。
章节摘要
文献综述
本研究建立在三个文献流派之上：信息不对称下的闭环供应链、低碳供应链中的碳补贴设计以及可持续供应链中的区块链。
模型设定与假设
本研究开发了一个由单个制造商和单个零售商组成的闭环供应链模型，以考察在不同碳减排补贴方案下的供应链决策。制造商生产新产品，并通过从市场回收使用过的产品并应用碳减排技术对其进行再制造。零售商将最终产品出售给消费者。制造商作为斯塔克伯格领导者(Xu等, 2023b)，零售商作为追随者。
模型
结果与讨论
本节刻画了在三种政策制度(无补贴、基于排放和基于投资)下的区块链采用情况，数值验证了所得到的阈值，并讨论了其对清洁生产的政策启示。
结论
本研究考察了在消费者重视低碳属性但面临可信度摩擦的情况下，在两种碳补贴设计——基于排放和基于投资——下的制造商主导闭环供应链中区块链采用的可行性。开发了一个斯塔克伯格博弈模型，分析了跨越三种政策制度和两种区块链采用状态的六种政策-采用情景。推导出了封闭形式的均衡，并确定了两个基于阈值的可行性度量——采用优势区间和一个
CRediT作者贡献声明
Linli Meng：概念构思、形式分析、调查研究、方法论、软件、可视化、撰写——初稿、撰写——审阅与编辑。Gilwhan Kim：形式分析、调查研究、方法论、软件、可视化、撰写——初稿、撰写——审阅与编辑。
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版权说明
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Linli Meng|Gilwhan Kim
