補貼機制下廢舊電器社會化回收的優化策略

郭漢丁，郝海，張印賢

（1.天津城建大學經濟與管理學院，天津300384；2.天津城建大學生態宜居城市與可持續建設管理研究中心，天津300384；3.天津職業技術師范大學經濟管理學院，天津300222）

建設資源節約型、環境友好型社會，實施可持續發展戰略，是我國經濟社會發展的必然趨勢。降低自然資源消耗，減少環境污染，發展循環經濟，得到社會各階層的廣泛共識。廢舊電器具有環境污染與可再生資源的雙重屬性[1]，廢舊電器回收再生利用越來越受到全社會的重視與認可，21 世紀之初，我國實施廢舊電器回收再生利用示范工程，以補貼機制驅動的規范化回收再生利用產業初步形成，但是，制約廢舊電器回收再生利用產業健康發展的瓶頸問題依然存在，廢舊電器回收再生利用產業價值體現與產業效益提升的深層次難題尚未完全解決。據大數據測算，我國廢舊電器走入高峰期，至2020年，每年廢舊電器量高達1.37 億臺，廢舊電器回收再生利用產業前景廣闊，產業發展任務繁重。盡管我國政府出臺制定了一系列相關法律法規，涉及《廢舊電器電子產品回收處理管理條例》、垃圾分類管理制度等。但由于廢舊電器回收的社會普遍性和個體認識的差異性，決定了其回收體系有效實施是政府、制造商、銷售商、回收處理商、消費者等利益相關主體協同互動、系統運行的結果[2]，全社會的共同參與和踐行是其關鍵。

廢舊電器回收再生利用國內外研究高峰期自1990—2015年，相關研究成果較為豐富。研究聚焦回收體系、網絡平臺下的電子產品的定價、回收策略、社會責任、產業運行、閉環供應鏈契約協調機制、收益分配、產業合作、生產者責任制、成本共擔、合作共享等方面，既有理論探索、模型構建，又有實施策略、政策建議[3-8]。文中從全電器產業鏈視角，基于產業鏈運行關系構建簡化數學模型，基于產業運行的關聯性，剖析相關主體行為包括消費者和政府等，提出優化策略。

1 電器產業鏈社會化網絡體系與閉環供應鏈

當前，我國電器產業鏈運行體系包括產品正向傳遞物流和廢舊產品回收再生利用兩個關聯過程，其高效運轉的基礎依賴于全產業鏈利益驅動下的相關主體行為、市場機制和政府有效監管。以消費市場為導向，制造商、銷售商提供電器產品的生產與銷售服務，構成了產品正向傳遞物流體系；以消費市場為驅動，各層次社會回收主體形成廢舊電器回收體系為牽引，再生利用企業為核心，二手回收利用，再生資源化生產，反饋電器及其他生產企業資源利用，構成了廢舊產品回收

再生利用逆向傳遞物流體系。正向傳遞物流體系與逆向傳遞物流體系聯動運行形成了循環經濟理念下電器全產業鏈有機運行體系。

為簡化研究，結合我國電器產業鏈運作現狀，將其簡化為一個制造商、一個零售商和一個社會化（第三方）回收商構成的閉環供應鏈[8]，形成了政府—制造商—零售商—消費者—政府的電器產品生產、銷售、使用過程的正向傳遞過程；構建了消費者—回收商（第三方）—生產者的廢舊電器的逆向傳遞過程。制造商既是廢舊電器回收處理商又是再制造商，其關鍵是充分利用再生資源進行產品生產，減少自然資源消耗；第三方回收商是專業化、社會化的廢舊電器回收商[9]，是驅動廢舊電器回收再生利用產業的關鍵起源，從制造商—零售商—消費者—回收商（第三方）—制造商，形成了雙向循環的閉環供應鏈系統。

2 基本假設與變量說明

影響閉環供應鏈各成員收益主要涉及電器產品批發價、銷售量、第三方回收商回收率等[10]，以模型構建現實性及分析簡練性為原則，提出假設如下。

假設1 制造商、零售商以及第三方回收商均是理性、風險中性的，其實施決策準則是自身收益最大化。

假設2 制造商生產單一產品，且可部分回收再利用。其生產成本為cm，回收利用成本為cr，且cr0。若設單位產品回收價值為S，回收產品可再制造比例為r，則回收單位產品期望價值可表示為Δ=S（1-r）+（cm-cr）r。

假設3 制造商可同時選擇使用原材料或利用回收廢舊產品材料進行生產，再造品功能、效用、質量等同原材料，以新材料方式進入市場并同價銷售。

假設4 產品市場需求函數為線性，即q=φ-βp，其中：p 為單位銷售價格；φ 為最大市場需求；β 為價格敏感系數。

假設5 τ 為第三方回收商回收率，令I=c0τ2為回收商努力成本（過分追求回收率并不經濟）。

假設6 制造商和零售商及第三方回收商之間存在制造商是主導、零售商與第三方回收商是跟隨Stackelberg 博弈關系[11]。

文中用到的符號和參數如表1所示。

表1 符號與變量說明

3 電器社會化閉環供應鏈的激勵機制

有大量的研究表明[5-7]，為使得供應鏈整體優化運行，可憑借契約機制促使供應鏈成員通力合作，各自合作后的收益都比不合作的收益有所增加[12]，特別是在供應鏈系統整體收益增加時，供應鏈各成員收益更是如此。電器社會化閉環供應鏈的激勵機制如圖1所示，“+”表示正激勵。

圖1 社會化閉環供應鏈的激勵機制

閉環供應鏈主體成員：由產品最優售價pc*＝、實現閉環供應鏈系統收益的最大化c 和供應鏈最優決策模型可知，政府補貼[8]有助于提高整個閉環供應鏈系統的總收益、回收率和銷售量，從而使得供應鏈各成員的收益增加，誘導其行為向著供應鏈最優化方向努力。

消費者： 由供應鏈最優回收率 τc*＝可知，回收率越高，消費者收益越大；但消費者售出廢舊電器——獲得的平均收益在殘值S附近波動，特別是S 偏小時對所得收益不夠敏感，尤其眾多消費者是有限理性的，導致其參與廢舊電器的回收熱情不高。為此，政府可適當引入回收預付費制度，引入強制參與回收費用k1，對消費者[13]回收不積極行為加以懲戒。也就是說，當消費者在購買電器時對其先征收回收費用k1，當消費者積極參與回收則予以返還，與美式期權相類似。該費用越高越能提升消費者積極參與回收的預期，也可減少第三方回收商回收的努力成本，這是許多國家采取的措施。

以閉環供應鏈系統收益最大化為導向，對于供應鏈正向傳遞過程來說，制造商可通過降低產品的批發價格、促進供應鏈銷量的增大，達成供應鏈系統的正激勵[14]；對于供應鏈回收過程來說，第三方回收商努力擴大廢舊產品的回收量，可為制造商創造更多的可利用價值，進而擴大閉環供應鏈系統的總收益，達成供應鏈的回收正激勵，使得該供應鏈的參與者都能夠實現協作共贏。

4 數值仿真

為直觀地闡述政府補貼的影響，對有關參數賦值如表2所示。

表2 參數賦值

4.1 政府補貼對閉環供應鏈系統回收率和總收益的影響

從實現閉環供應鏈系統收益的最大化πc*＝、閉環供應鏈各成員博弈滿足Stackelberg 結構的最大化條件下的目標函數模型可知，回收率、總收益隨著補貼上升而上升，如圖2和3 所示。

圖2 回收率變化曲線

圖3 供應鏈收益變化曲線

4.2 補貼與否收益值的對比

編制MATLAB 程序，得出補貼前后的對照結果，顯然補貼使得系統收益更多。當補貼時k2=0，政府不補貼時的計算結果如表3所示；當補貼k2=2 時，政府補貼時的計算結果如表4所示。補貼的收益π（13 164）大于不補貼時的收益（12 937）。

表3 政府不補貼時的計算結果

表4 政府補貼時的計算結果

政府補貼會加速供應鏈系統的優化，促進回收率的顯著上升[15]，相關各主體的收益都得到一定程度的增加，從而實現協作共贏的社會經濟目標。

5 結論與啟示

廢舊電器生態產業鏈優化運作有待全社會參與者的一致努力，基于簡化的閉環供應鏈模型，借以政府補貼明確閉環供應鏈的激勵約束機制[16]，激發供應鏈參與者的協同行為，以實現電器生態產業鏈的良性高效運行。

（1）政府補貼推高了閉環供應鏈的整體效益，同時也擴大了電器產品銷量，提升了廢舊電器的回收率，加速了電器產業鏈綠色持續發展生態的構建，規制了相關參與者的行動導向，不斷創造更良好的社會效益和經濟效益。

（2）回收率τ 是回收單位產品的期望價值Δ 的增函數，也是廢舊電器產品殘值S 與再制造率r 的增函數。再制造率r 越高，回收率τ 就越大。可從電器產品的全生命周期來設計產品，實現產品的標準化、模塊化、通用化、綠色化，提高產品的回收利用價值，提高產品的再制造率，從產品源頭解決產品的回收再利用問題。

（3）在閉環供應鏈最優態勢下，回收率τ 是回收價格A 的減函數。因為第三方回收商并沒有提高廢舊產品回收價格的動機，特別是回收產品的殘值S 遠遠小于銷售產品的價值，且有A≤Δ，A 的提升空間也有限，消費者對回收價格不夠敏感[17]，造成了廢舊電器回收很難完全市場化。

（4）推廣互聯網、物聯網等技術手段，從回收源頭實現收、儲、運高效結合與過程監督，降低信息獲取努力和成本，降低第三方回收商的努力系數c0，推進綠色回收平臺的建設，加速廢舊電器回收的市場化進程。

（5）不斷完善政府職能，采用各種行政手段引導相關者的協作行為，規范與引導電器產業鏈的智能化、一體化發展，加速廢舊電器的市場化進程。

（6）強化消費者社會價值觀的引導，營造良好的環境保護、資源回收再利用的社會氛圍，借以提升消費者的回收服務體驗，諸如榮譽感、滿足感，也就變相地提高了廢舊電器產品的殘值S，激發消費者積極參與廢舊電器回收的熱情。