政府基金政策下動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道選擇

龔本剛,高一凌,劉 志,2+,程永宏,鄭小雪

(1.安徽工程大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,安徽 蕪湖 241000;2.上海大學(xué) 悉尼工商學(xué)院,上海 201899;3.閩江學(xué)院 新華都商學(xué)院,福建 福州 350108)

0 引言

隨著公眾對(duì)能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)的日益關(guān)注,新能源汽車已成為最具吸引力的可持續(xù)交通工具之一。我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)6年位居全球第一,累計(jì)銷量超過(guò)550萬(wàn)輛,其次是歐洲和美國(guó)[1]。動(dòng)力電池作為保障新能源汽車性能和安全性最重要的部件之一,其使用和維護(hù)具有嚴(yán)格的要求;當(dāng)電池容量降至原來(lái)水平的70%～80%時(shí),將不再適合在汽車上使用,即需要更換電池[2]。被更換的動(dòng)力電池內(nèi)含大量的可用資源和有毒電解質(zhì),若不能進(jìn)行科學(xué)的處理(如梯次利用和材料再生)[3],將會(huì)造成資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境的嚴(yán)重污染。預(yù)計(jì)2030年中國(guó)動(dòng)力電池報(bào)廢換代將達(dá)到708萬(wàn)噸[4],面對(duì)日趨嚴(yán)峻的廢舊電池退役數(shù)量,做好動(dòng)力電池的回收及處理工作迫在眉睫。

動(dòng)力電池回收是實(shí)現(xiàn)電池梯次利用和材料再生的基礎(chǔ),是保障新能源汽車生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的前提,確保電池的有效回收離不開(kāi)政策引導(dǎo)。發(fā)達(dá)國(guó)家在回收動(dòng)力電池方面起步較早,其中美國(guó)大部分州通過(guò)行業(yè)協(xié)會(huì)或聯(lián)盟搭建電池回收渠道,要求電池生產(chǎn)商在生產(chǎn)過(guò)程中就要采取便于回收的設(shè)計(jì)和標(biāo)識(shí);日本則是在消費(fèi)者自愿回收的基礎(chǔ)上,通過(guò)汽車銷售商等服務(wù)網(wǎng)絡(luò)回收廢舊電池[5];德國(guó)設(shè)立《電池法》,要求生產(chǎn)者履行電池回收和處置義務(wù),并利用基金和押金機(jī)制建立回收體系[6]。我國(guó)也在不斷探索完善的電池回收體系建設(shè),工信部于2018年印發(fā)的《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中提出鼓勵(lì)汽車生產(chǎn)企業(yè)、電池生產(chǎn)企業(yè)、報(bào)廢汽車回收拆解企業(yè)與綜合利用企業(yè)等通過(guò)多種形式,合作共建、共用廢舊動(dòng)力蓄電池回收渠道,并于2019年注冊(cè)了國(guó)家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)基金,積極引導(dǎo)基金對(duì)動(dòng)力電池領(lǐng)域骨干企業(yè)給予支持。部分地方政府(如上海市、合肥市、深圳市等)都已出臺(tái)回收補(bǔ)貼政策、押金制度等多項(xiàng)政策,這些政策類似于電器電子行業(yè)實(shí)行的政府基金政策模式,為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇,有利于解決目前我國(guó)動(dòng)力電池行業(yè)存在的設(shè)計(jì)缺陷、回收渠道的主導(dǎo)企業(yè)不明朗以及回收率低下等方面問(wèn)題。

目前,規(guī)制政策在逆向物流中的作用引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,學(xué)者們多從以下兩個(gè)角度進(jìn)行研究：

(1)政策設(shè)計(jì)問(wèn)題 GUO等[7]研究了為防止產(chǎn)能限制和外部選擇導(dǎo)致的供應(yīng)中斷,政府如何設(shè)計(jì)補(bǔ)貼。鄭艷芳等[8]研究了以最大化正規(guī)回收渠道的處理量為目標(biāo)的最優(yōu)EPR制度設(shè)計(jì)。WANG等[9]基于報(bào)廢的電子電氣設(shè)備的回收率,研究了政府對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的參與者實(shí)施獎(jiǎng)懲的有效性和最優(yōu)實(shí)施對(duì)象。胡強(qiáng)等[10]考慮生產(chǎn)者綠色制造水平為隱匿信息,設(shè)計(jì)政府為委托方、生產(chǎn)者為代理方的政府基金征收激勵(lì)契約,以促使生產(chǎn)者提升綠色制造積極性。

(2)規(guī)制政策的實(shí)施效果 多以逆向供應(yīng)鏈或閉環(huán)供應(yīng)鏈為研究對(duì)象,分析包含政府稅收、補(bǔ)貼和懲罰等[11-13]規(guī)制政策對(duì)企業(yè)定價(jià)[14,16]、產(chǎn)品質(zhì)量[15]、再制造和合作[16-17]等最優(yōu)決策的影響,進(jìn)而探討各項(xiàng)規(guī)制政策對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)的影響。

廢舊動(dòng)力電池可由電池制造商回收,也可由汽車零售商或第三方專業(yè)回收企業(yè)進(jìn)行回收。承擔(dān)回收活動(dòng)的主體不同,各個(gè)回收渠道的效率不盡相同,政府規(guī)制政策的具體實(shí)施對(duì)象及實(shí)施效果會(huì)有所差異。廢舊產(chǎn)品的回收渠道優(yōu)化問(wèn)題受到多個(gè)因素的影響,一直是學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn)。SAVASKAN等[18]最早研究了面向再制造的廢舊產(chǎn)品回收渠道選擇問(wèn)題,隨后大量學(xué)者以此為基礎(chǔ)開(kāi)展了豐富的研究,且現(xiàn)有關(guān)于單一回收商主導(dǎo)的回收渠道研究主要集中在以下兩個(gè)方面：①考慮技術(shù)許可、回收渠道競(jìng)爭(zhēng)、成本、回收價(jià)格敏感系數(shù)等因素對(duì)回收渠道影響;②不同供應(yīng)鏈成員作為回收商的回收渠道選優(yōu)。HONG等[19]研究了不同技術(shù)許可方式對(duì)供應(yīng)鏈成員的生產(chǎn)和回收決策的影響。陳軍等[20]研究發(fā)現(xiàn)回收價(jià)格和銷售價(jià)格對(duì)制造商和零售商進(jìn)行回收模式的選擇有重要影響。謝家平等[21]研究電池生產(chǎn)商通過(guò)整車制造商和零售商進(jìn)行廢舊電池回收,找到不同電池制造成本、回收價(jià)格敏感系數(shù)和競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)下的最優(yōu)利潤(rùn)范圍,得出了選擇各方企業(yè)均可獲利的回收模式。ZHANG等[22]從環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)福利3個(gè)方面分析了是由制造商、零售商還是第三方網(wǎng)絡(luò)回收平臺(tái)來(lái)主導(dǎo)回收。陳建華等[23]研究獎(jiǎng)懲機(jī)制下零售商主導(dǎo)閉環(huán)供應(yīng)鏈,從制造商、零售商和第三方回收商以及整個(gè)供應(yīng)鏈互贏的角度研究何種回收渠道最優(yōu)。上述研究中較少學(xué)者關(guān)注對(duì)不同回收主體實(shí)施基金政策,并分析基金政策對(duì)回收渠道選擇的影響。謝家平等[21]、陳建華等[23]考慮了政府規(guī)制對(duì)回收活動(dòng)的干預(yù),但與本文研究的政府基金政策不同,故對(duì)回收渠道的影響也有所差異。

此外,多國(guó)政府在其電動(dòng)汽車動(dòng)力電池相關(guān)法律法規(guī)中均鼓勵(lì)動(dòng)力電池制造商推行電池的生態(tài)設(shè)計(jì),并將其考慮到規(guī)制政策的獎(jiǎng)懲機(jī)制設(shè)計(jì)中。相關(guān)研究表明,政府的規(guī)制政策會(huì)極大影響產(chǎn)品的設(shè)計(jì)決策[24-26],而產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計(jì)又會(huì)對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的運(yùn)作決策及運(yùn)作績(jī)效產(chǎn)生顯著影響[27-31]。大多數(shù)學(xué)者直接將產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)視為決策變量,研究其最優(yōu)設(shè)計(jì)水平,而將產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)水平作為基金政策中影響稅收的指標(biāo),進(jìn)一步判斷該基金政策是否促進(jìn)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)水平提高的研究較少。

基于此,本文對(duì)政府基金政策下動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道選擇進(jìn)行研究。嘗試解決如下問(wèn)題：①對(duì)于新能源汽車生產(chǎn)企業(yè),新能源汽車銷售企業(yè)以及專業(yè)的第三方回收公司,雖然他們各自具備回收特點(diǎn),但哪一個(gè)回收渠道具有明顯優(yōu)勢(shì)?②政府依據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)水平與回收數(shù)量實(shí)行基金政策對(duì)不同回收渠道下的相關(guān)定價(jià)決策有何影響?③制造商、零售商、消費(fèi)者以及政府更偏好哪個(gè)回收渠道?

為回答以上問(wèn)題,本文構(gòu)建有或無(wú)政府基金政策影響的6種動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道模型,研究政府基金政策對(duì)動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)設(shè)計(jì)水平和不同回收渠道的定價(jià)決策,分析政府基金政策對(duì)環(huán)境效益影響,探究社會(huì)總福利和政府財(cái)政收支與稅收和補(bǔ)貼之間的關(guān)系,并且針對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈中各主體偏好討論何為最優(yōu)回收渠道。

1 模型描述及相關(guān)假設(shè)

動(dòng)力電池作為新能源汽車的一個(gè)關(guān)鍵部件,其再利用與新能源汽車密不可分。目前,在工業(yè)實(shí)踐中,少數(shù)整車企業(yè)已布局自建或收購(gòu)動(dòng)力電池廠商,如比亞迪、大眾等,也約有80%企業(yè)主要是依托經(jīng)銷商的4S店進(jìn)行回收,如吉利和寶馬等,更有車企與第三方回收企業(yè)或者電池企業(yè)開(kāi)展了深度合作,如上汽通用與格林美,合眾與華友循環(huán)等?；谏鲜鍪聦?shí),本文研究由占主導(dǎo)地位的單一制造商、單一零售商以及單一第三方回收商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng),三者都可進(jìn)行回收活動(dòng),其中制造商具備再制造動(dòng)力電池資質(zhì)?？紤]政府在廢舊動(dòng)力電池回收行業(yè)實(shí)行基金政策,即對(duì)制造商生產(chǎn)的動(dòng)力電池依據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)水平收取環(huán)境稅,并對(duì)回收方回收每單位的電池給予補(bǔ)貼。按照有無(wú)基金政策的劃分可建立6個(gè)回收渠道模型,符號(hào)ij表示各模型,其中i∈{N,F}表示無(wú)或有基金政策,N為無(wú)基金政策,F為有基金政策;j∈{M,R,T}表示回收渠道,M為制造商回收,R為零售商回收,T為第三方企業(yè)回收。各模型示意圖如圖1所示。

圖1 動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈的6種回收渠道結(jié)構(gòu)

本文使用的具體符號(hào)和相關(guān)假設(shè)如下：

假設(shè)廢舊動(dòng)力電池都可再制造,新動(dòng)力電池和再制造動(dòng)力電池是同質(zhì)的,即有相同的銷售價(jià)格[16,28]。

動(dòng)力電池進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可降低對(duì)環(huán)境的影響[33],根據(jù)文獻(xiàn)[34]和文獻(xiàn)[35]中市場(chǎng)需求受價(jià)格產(chǎn)品的環(huán)境友好水平的影響,并且市場(chǎng)需求隨價(jià)格的提高而減少,同時(shí)隨產(chǎn)品的環(huán)境友好水平的提高而增加。本文假設(shè)動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求為D(p,g)=d0-αp1+βg,其中：d0為市場(chǎng)潛在總需求;p1為零售價(jià);α為消費(fèi)者對(duì)價(jià)格的敏感系數(shù),反映零售價(jià)格對(duì)產(chǎn)品需求量的影響程度;β為消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)水平的敏感系數(shù),反映生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)產(chǎn)品需求量的影響程度,且有d0>αp1和α>β>0。

參考市場(chǎng)需求函數(shù)[36]的構(gòu)造,假設(shè)廢舊動(dòng)力電池供給量(H)受回收價(jià)影響,即H=h0+kp2。其中：h0表示基本回收量,即消費(fèi)者無(wú)償返還已使用的電池?cái)?shù)量,p2為回收商給出的回收價(jià)格,k為消費(fèi)者對(duì)回收價(jià)的敏感系數(shù),h0,p2>0。為了方便分析,本文令h0=0,該假設(shè)不會(huì)影響分析結(jié)果,故有H=kp2。

為聚焦問(wèn)題,本文僅探討制造動(dòng)力電池的相關(guān)成本,包括生產(chǎn)成本(生產(chǎn)新電池和再制造電池的成本)和電池生態(tài)設(shè)計(jì)成本。生態(tài)設(shè)計(jì)帶來(lái)的研發(fā)成本為λg2/2[30],λ表示制造商進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)的難度系數(shù)。借鑒文獻(xiàn)[30]和文獻(xiàn)[33]定義的單位生產(chǎn)成本,本文假設(shè)制造商每生產(chǎn)單位新電池的成本關(guān)于生態(tài)設(shè)計(jì)水平呈正相關(guān),具體為cn+μng,0<μn<1。其中：cn和cr為新電池和再制造電池的基本生產(chǎn)成本,μn為生產(chǎn)全新產(chǎn)品時(shí)生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)生產(chǎn)成本的敏感系數(shù),顯然有cr

參考上海市、合肥市和深圳市等出臺(tái)回收補(bǔ)貼政策、押金制度等多項(xiàng)政策,以及文獻(xiàn)[17]中廢舊電器電子行業(yè)政府基金政策,本文考慮政府一方面依據(jù)生態(tài)設(shè)計(jì)水平收取環(huán)境稅,即該環(huán)境稅關(guān)于生態(tài)設(shè)計(jì)水平呈負(fù)相關(guān),表達(dá)式為t=t0-vg,其中：t表示單位產(chǎn)品的環(huán)境稅,t0為基本環(huán)境稅,v為生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的敏感系數(shù),t,t0,v>0。另一方面為鼓勵(lì)對(duì)報(bào)廢動(dòng)力電池回收,政府對(duì)承擔(dān)回收責(zé)任者按回收數(shù)量給予單位補(bǔ)貼s,該項(xiàng)補(bǔ)貼費(fèi)用支出來(lái)源于電池環(huán)境稅的收取。

本文所使用符號(hào)及相關(guān)說(shuō)明如表1所示。

表1 符號(hào)及相關(guān)說(shuō)明

2 模型構(gòu)建與求解

2.1 無(wú)政府基金政策的回收模型

(1)無(wú)政府基金政策的制造商回收模型(NM)

在該模型中,制造商直接從消費(fèi)者處回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池,并對(duì)其進(jìn)行再制造,然后將再制造電池和全新電池同時(shí)批發(fā)給零售商,零售商再售給消費(fèi)者。該過(guò)程的博弈決策順序：首先,制造商在生產(chǎn)動(dòng)力電池階段決定生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gNM),并且在產(chǎn)品銷售和回收階段根據(jù)市場(chǎng)情況決定動(dòng)力電池的批發(fā)價(jià)(wNM)和單位回收價(jià)(p2),然后,零售商根據(jù)制造商的決策制定動(dòng)力電池的零售價(jià)格(p1)。此時(shí),制造商和零售商均將利潤(rùn)最大化作為決策目標(biāo),制造商和零售商的目標(biāo)函數(shù)為：

(1)

(2)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表2所示。求解過(guò)程見(jiàn)附錄1。

表2 無(wú)基金政策下3種回收渠道的最優(yōu)結(jié)果

(2)無(wú)政府基金政策的零售商回收模型(NR)

制造商將回收活動(dòng)委托于零售商。該過(guò)程的博弈決策順序：首先,制造商決定生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gNR),批發(fā)價(jià)(wNR)和單位回收轉(zhuǎn)移價(jià)格(p3),然后零售商制定零售價(jià)(p1)與回收價(jià)(p2)。在此時(shí),制造商和零售商均將利潤(rùn)最大化作為決策目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)如下：

(3)

(4)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表2所示。求解方法同NM模型,這里不再詳述。

(3)無(wú)政府基金政策的第三方回收模型(NT)

制造商將回收活動(dòng)外包于第三方回收企業(yè)。該過(guò)程的博弈決策順序?yàn)椋菏紫?制造商決定生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gNT),批發(fā)價(jià)(wNT)和單位回收轉(zhuǎn)移價(jià)格(p3),隨后,零售商制定零售價(jià)格(p1),同時(shí)第三方回收企業(yè)決定回收價(jià)格(p2)。制造商、零售商和第三方回收企業(yè)均將利潤(rùn)最大化作為決策目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)如下：

(5)

(6)

(7)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表2所示。求解方法同NM模型。

2.2 有政府基金政策的回收模型

(1)有政府基金政策的制造商回收模型(FM)

在NM模型基礎(chǔ)上考慮政府基金政策的影響,政府針對(duì)制造商生產(chǎn)動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gFM)收取環(huán)境稅(t),并按照回收數(shù)量對(duì)制造商給予補(bǔ)貼(s)。該過(guò)程的博弈順序與NM模型相同,此時(shí)制造商和零售商均將利潤(rùn)最大化作為決策目標(biāo),制造商和零售商的目標(biāo)函數(shù)如下：

(8)

(9)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表3所示。求解方法同NM模型。

表3 有基金政策下3種回收渠道的最優(yōu)結(jié)果

(2)有政府基金政策的零售商回收模型(FR)

在NR模型基礎(chǔ)上考慮政府基金政策的影響,政府針對(duì)制造商生產(chǎn)動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gFR)收取環(huán)境稅(t),并按照回收數(shù)量對(duì)零售商給予補(bǔ)貼(s)。制造商和零售商的目標(biāo)函數(shù)如下：

αp1+βgFR-kp2)+kp2(wFR-p3)-

(10)

(11)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表3所示。求解方法同NM模型。

(3)有政府基金政策的第三方回收模型(FT)

在NT模型基礎(chǔ)上考慮政府基金政策的影響,政府針對(duì)制造商生產(chǎn)動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(gFT)收取環(huán)境稅(t),并按回收數(shù)量對(duì)第三方企業(yè)給予補(bǔ)貼(s)。制造商、零售商和第三方企業(yè)的目標(biāo)函數(shù)：

βgFT-kp2)+kp2(wFT-p3)-

(12)

(13)

(14)

根據(jù)逆向歸納法可求得最優(yōu)結(jié)果如表3所示。求解方法同NM模型。

3 結(jié)果分析

本章對(duì)上述6種回收渠道模型的最優(yōu)決策結(jié)果和最優(yōu)利潤(rùn)進(jìn)行對(duì)比分析,討論政府基金政策對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈中最優(yōu)決策、利潤(rùn)以及回收渠道選擇的影響。

3.1 政府基金政策分析

證明見(jiàn)附錄2。

命題1表明3個(gè)模型存在唯一最優(yōu)解的前提條件,后續(xù)研究均在該條件下展開(kāi)。參數(shù)v表示生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù),反映生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)減稅力度的影響,該系數(shù)設(shè)置過(guò)低可能會(huì)降低制造商開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì)的積極性,而過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致政府財(cái)政赤字的發(fā)生,因此單位動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響不宜過(guò)高或過(guò)低,故綜合考慮FM、FR以及FT三個(gè)回收渠道模型,進(jìn)一步確定生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅影響程度的范圍,得到在該范圍內(nèi)制造商會(huì)進(jìn)行產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)活動(dòng)。另外,隨著基本環(huán)境稅(t0)或補(bǔ)貼(s)的增加,生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)最小值越趨于0,最大值不變。故政府在制定生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)時(shí),需結(jié)合實(shí)際基本環(huán)境稅(t0)和補(bǔ)貼(s)的大小。

證明過(guò)程見(jiàn)附錄3。

命題2表明制造商的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(g)和回收轉(zhuǎn)移價(jià)格(p3),以及不同回收渠道的回收價(jià)(p2)隨基本環(huán)境稅(t0)的增加而降低,但隨著補(bǔ)貼(s)的增加而增加。環(huán)境稅的提高導(dǎo)致制造商壓力過(guò)重,在動(dòng)力電池生產(chǎn)時(shí)忽略對(duì)其進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)而采取一種提高電池批發(fā)價(jià)的方式以獲取利潤(rùn);而在回收過(guò)程中,由于廢舊動(dòng)力電池處于低水平的生態(tài)設(shè)計(jì),故承擔(dān)回收活動(dòng)的主體不愿支付高額的回收價(jià),制造商給出的回收轉(zhuǎn)移價(jià)格也會(huì)降低,說(shuō)明政府設(shè)立過(guò)高的環(huán)境稅并不能激勵(lì)制造商進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì),更不會(huì)促進(jìn)制造商對(duì)報(bào)廢動(dòng)力電池的回收。政府按照回收數(shù)量給承擔(dān)回收責(zé)任的主體補(bǔ)貼,補(bǔ)貼的增加使得承擔(dān)回收責(zé)任的主體愿意提高其回收價(jià)格以促進(jìn)回收數(shù)量的增加,故對(duì)于制造商來(lái)說(shuō),不論通過(guò)何種回收渠道回收,制造商回收電池的轉(zhuǎn)移價(jià)格都會(huì)提高,此時(shí)制造商為了維持正常運(yùn)營(yíng),一方面會(huì)提高動(dòng)力電池的批發(fā)價(jià),另一方面還會(huì)提高電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平使其“價(jià)有所值”,說(shuō)明補(bǔ)貼政策促進(jìn)了動(dòng)力電池生態(tài)設(shè)計(jì)和回收活動(dòng)的發(fā)展。

證明過(guò)程與命題2相似,這里不再闡述。

命題3表明政府基金政策影響下,零售商相關(guān)決策的變化。隨著基本環(huán)境稅(t0)的提高,零售價(jià)(p1)越低,而隨著補(bǔ)貼(s)越高,零售價(jià)(p1)越高。這是由于由命題2可知在政府實(shí)施基金政策并且提高環(huán)境稅時(shí),制造商作為領(lǐng)導(dǎo)者會(huì)率先降低動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平,采取提高批發(fā)價(jià)的策略維持經(jīng)營(yíng),這時(shí)動(dòng)力電池的成本低,利潤(rùn)高。從零售商角度看,動(dòng)力電池市場(chǎng)需求是由零售價(jià)與生態(tài)設(shè)計(jì)水平兩者共同決定,并且零售價(jià)對(duì)產(chǎn)品需求量的影響程度大于生態(tài)設(shè)計(jì)水平的影響,此時(shí)動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平并不高,若零售商繼續(xù)提高零售價(jià),會(huì)使得消費(fèi)者認(rèn)為“物非所值”,從而導(dǎo)致市場(chǎng)需求急劇減少,威脅到零售商的利潤(rùn)。故零售商會(huì)降低售價(jià)采取“薄利多銷”的方式促進(jìn)銷售,說(shuō)明過(guò)高的環(huán)境稅是對(duì)零售商不利的。再根據(jù)命題2可知,補(bǔ)貼的提高會(huì)促進(jìn)動(dòng)力電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平提高,此時(shí)零售商會(huì)提高零售價(jià),消費(fèi)者則會(huì)認(rèn)為“物有所值”,故提高補(bǔ)貼對(duì)零售商是有利的。

3.2 不同回收渠道的最優(yōu)決策分析

在動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈上各企業(yè)對(duì)于回收渠道有選擇偏好,下面分別從制造商、零售商、第三方回收企業(yè)以及消費(fèi)者角度討論何種回收渠道更具有優(yōu)勢(shì)。

比較表2與表3中最優(yōu)結(jié)果可得以上關(guān)系。

命題4表明不論政府是否實(shí)行基金政策,制造商回收渠道(FM/NM)中的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(g)和相關(guān)定價(jià)決策(w/p1/p2)總高于零售商回收渠道(FR/NR)和第三方回收渠道(FT/NT),并且零售商回收渠道和第三方回收渠道中的生態(tài)設(shè)計(jì)水平和相關(guān)定價(jià)決策總是相同。這是由于由零售商或第三方企業(yè)承擔(dān)動(dòng)力電池的回收活動(dòng)對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)只是支付回收轉(zhuǎn)移價(jià)格的對(duì)象不同,從而導(dǎo)致在有或無(wú)基金政策的背景下零售商回收渠道和第三方回收渠道中制造商的生態(tài)設(shè)計(jì)水平和定價(jià)決策總是相同。另外無(wú)論基金政策實(shí)施與否,在制造商回收渠道中,制造商總扮演“自產(chǎn)自收”的角色,為了進(jìn)一步節(jié)約再制造品的成本,制造商會(huì)提高產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)水平,從而相關(guān)定價(jià)也會(huì)有所提升。

命題5(1)gFM>gNM,gFR=gFT>gNR=gNT,wFM>wNM和wFR=wFT>wNR=wNT;

比較表2與表3中最優(yōu)結(jié)果可得以上關(guān)系。

命題5表明,政府實(shí)行基金政策情況下制造商回收渠道(FM)中生態(tài)設(shè)計(jì)水平(g)和相關(guān)定價(jià)決策(w/p1/p2)總比未實(shí)行時(shí)高。由于在政府實(shí)行基金政策情況下,當(dāng)回收活動(dòng)由制造商承擔(dān)時(shí),政府按照回收數(shù)量給制造商補(bǔ)貼,這一行為更為直接地刺激制造商對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行回收,同時(shí)激勵(lì)了制造商提高電池的生態(tài)設(shè)計(jì)水平,隨后引起相關(guān)定價(jià)提高,故制造商回收渠道中生態(tài)設(shè)計(jì)水平和定價(jià)決策為最高。

命題6令Δ=p1-p2,有ΔFM<ΔFR=ΔFT,ΔNM<ΔNR=ΔNT,ΔFM>ΔNM和ΔFR=ΔFT>ΔNR=ΔNT。

證明方法與命題2相似,這里不再闡述。

命題6中Δ表示消費(fèi)者參與回收的單位返利,可知政府實(shí)行基金政策與否,消費(fèi)者可從零售商回收渠道或第三方企業(yè)回收渠道獲得的返利均比制造商回收渠道高。通過(guò)命題2對(duì)比各回收渠道給出的回收價(jià),可知零售商和第三方回收企業(yè)給出的回收價(jià)格相同,均總小于制造商給出的回收價(jià),并且各渠道的零售價(jià)大小關(guān)系也如此。從單位返利金額角度來(lái)看,消費(fèi)者更愿意將電池交予零售商或第三方回收。

證明見(jiàn)附錄4。

4 數(shù)值分析

參考文獻(xiàn)[38]中的案例,特斯拉汽車的每節(jié)動(dòng)力電池的總價(jià)值約為11 700英鎊,平均生產(chǎn)每節(jié)新電池的成本約為4 680英鎊。借鑒其標(biāo)準(zhǔn)化處理過(guò)程,得到該動(dòng)力電池的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、銷售、回收和再制造等相關(guān)參數(shù)：cn=0.4,μn=0.2,v=0.5,d0=1,α=0.3,β=1,k=0.5和λ=0.08,以此為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)值分析算例,分析不同參數(shù)變化時(shí)供應(yīng)鏈上各成員的決策變化。

4.1 無(wú)/有基金政策回收渠道的最優(yōu)決策和利潤(rùn)比較

由命題2和命題3可知,基本環(huán)境稅(t0)和補(bǔ)貼(s)會(huì)對(duì)生態(tài)設(shè)計(jì)(g)、批發(fā)價(jià)(w)、零售價(jià)(p1)、回收價(jià)(p2)以及回收轉(zhuǎn)移價(jià)格(p3)產(chǎn)生不同的影響。為進(jìn)一步研究政府基金政策的實(shí)施對(duì)最優(yōu)決策和各成員的利潤(rùn)產(chǎn)生怎樣的變化,本文依據(jù)我國(guó)于2018年實(shí)施的《環(huán)境保護(hù)稅法》中提出動(dòng)力電池應(yīng)繳納一定環(huán)境保護(hù)稅的規(guī)定,并參考《深圳新能源汽車財(cái)政支持政策》對(duì)動(dòng)力電池實(shí)行的補(bǔ)貼政策,故令t0=0.8,s=0.1,得到v∈[0,0.49]。再令生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)為0.2、0.3和0.4,求無(wú)/有基金政策下6種回收渠道的最優(yōu)決策和利潤(rùn),結(jié)果如表4所示。

表4 無(wú)/有基金政策下6種回收渠道的最優(yōu)決策和利潤(rùn)

由表4可得,政府不論是否實(shí)施基金政策,零售商和第三方回收渠道的相關(guān)變量作用基本一致,而制造商回收渠道的最優(yōu)決策變量總高于零售商或第三方回收渠道。這是由于動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈中制造商處于主導(dǎo)位置,當(dāng)其承擔(dān)起動(dòng)力電池回收的主要責(zé)任時(shí),需要考慮回收電池是否具有梯次利用或再制造的可能,同時(shí)保證自身利潤(rùn)不受損失,故制造商在生產(chǎn)電池時(shí)會(huì)提高生態(tài)設(shè)計(jì)水平,導(dǎo)致相關(guān)定價(jià)有所提高,因此制造商回收渠道的最優(yōu)決策結(jié)果最大。表4印證了命題4～命題7,從獲利的角度來(lái)看,制造商和零售商都會(huì)偏向于制造商回收渠道,而第三方企業(yè)更希望獨(dú)自承擔(dān)回收活動(dòng)。在有政府基金政策下的3種回收渠道的最優(yōu)決策和各主體的利潤(rùn)均比無(wú)政策時(shí)更大,說(shuō)明政府基金政策確實(shí)會(huì)促進(jìn)制造商對(duì)動(dòng)力電池開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì),但是制造商、零售商及第三方回收企業(yè)對(duì)應(yīng)的回收渠道的偏好并不會(huì)發(fā)生改變,說(shuō)明基金政策實(shí)施時(shí)雖針對(duì)不同主體,但不會(huì)影響各主體對(duì)渠道選擇的偏好。

隨著生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)的增大,無(wú)政府基金下的回收渠道中生態(tài)設(shè)計(jì)水平,最優(yōu)決策及利潤(rùn)沒(méi)有變化,而在有基金政策下由于生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)的大小可代表促進(jìn)制造商開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì)活動(dòng)的一種激勵(lì)水平,當(dāng)系數(shù)越大,激勵(lì)效果更為明顯,因此生態(tài)設(shè)計(jì)水平的提高,導(dǎo)致各回收渠道的所有最優(yōu)決策和利潤(rùn)提高。

4.2 政府基金政策對(duì)環(huán)境效益的影響

制造商在生產(chǎn)時(shí)不得不考慮產(chǎn)品需求與緩解資源消耗之間的矛盾。本節(jié)研究政府基金政策對(duì)環(huán)境的影響,借鑒文獻(xiàn)[15],將環(huán)境效益視作關(guān)于市場(chǎng)需求與產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)水平的乘積,即為E=(d0-αp1+βg)g。再將表2中求得FM、FR和FT模型的最優(yōu)決策結(jié)果代入其中,可得環(huán)境稅(t0)和補(bǔ)貼(s)對(duì)環(huán)境效益(E)的影響如圖2a所示。另設(shè)t0=0.8,s=0.1,得到v∈[0,0.49]。進(jìn)一步探討生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)對(duì)環(huán)境效益(E)的影響,如圖2b所示。

a 參數(shù)t0和s對(duì)環(huán)境效益E的影響

在有政府基金政策的情況下,由命題2可知制造商回收渠道(FM)中的生態(tài)設(shè)計(jì)水平(g)和相關(guān)定價(jià)決策(w/p1/p2)總高于零售商回收渠道(FR/NR)和第三方回收渠道(FT/NT),并且零售商回收渠道和第三方回收渠道中的生態(tài)設(shè)計(jì)水平和相關(guān)定價(jià)決策總是相同,因此環(huán)境稅和補(bǔ)貼在零售商回收渠道和第三方回收渠道中對(duì)環(huán)境效益的影響相同,而制造商回收渠道中的環(huán)境效益最高。由命題2和命題3可得補(bǔ)貼(s)的增加會(huì)提高生態(tài)設(shè)計(jì)水平(g),故圖2a中補(bǔ)貼與環(huán)境效益正相關(guān),而環(huán)境稅對(duì)環(huán)境效益不明顯是由于環(huán)境稅的提高雖會(huì)導(dǎo)致生態(tài)設(shè)計(jì)水平下降,但也會(huì)使得零售價(jià)降低,穩(wěn)定了動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求。因此,提高補(bǔ)貼有利于緩解環(huán)境資源的消耗,為企業(yè)提升環(huán)境效益水平,樹(shù)立良好的社會(huì)責(zé)任形象。生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)的提高會(huì)促進(jìn)生態(tài)設(shè)計(jì)水平的提升,根據(jù)命題4可知制造商回收渠道中的生態(tài)設(shè)計(jì)水平大于零售商或第三方企業(yè)回收渠道,故圖2b中隨著生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)的提高,各回收渠道環(huán)境效益(E)也提高,并且制造商回收渠道的環(huán)境效益最大。

4.3 政府基金政策對(duì)社會(huì)總福利和政府財(cái)政收支的影響

a 參數(shù)t0和s對(duì)社會(huì)總福利W的影響

a 參數(shù)v對(duì)社會(huì)總福利W的影響

由圖3a可以發(fā)現(xiàn),過(guò)高的基本環(huán)境稅(t0)不利于社會(huì)總福利(W)的提高,而補(bǔ)貼(s)則相反。征收環(huán)境稅是為了減少環(huán)境危害,本應(yīng)是增加社會(huì)福祉的行為,但值得注意的是,這里的環(huán)境危害是指從全社會(huì)角度考慮,代表全社會(huì)在整體上經(jīng)濟(jì)效率的損失,不單純指經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)社會(huì)環(huán)境的危害。因過(guò)高的環(huán)境稅使得企業(yè)負(fù)擔(dān)過(guò)重,導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重,故若盲目提高基本環(huán)境稅,將不總利于社會(huì)總福利的提升。相反,補(bǔ)貼的增加促進(jìn)社會(huì)福利發(fā)展,這是由于在本文模型中的補(bǔ)貼是針對(duì)回收方依據(jù)回收數(shù)量所執(zhí)行的一種激勵(lì)策略,會(huì)直接促進(jìn)回收商社會(huì)責(zé)任的履行以及社會(huì)福利的提高。通過(guò)命題7可得,制造商回收渠道下閉環(huán)供應(yīng)鏈的總利潤(rùn)最大,故制造商回收渠道有利于提高供應(yīng)鏈的整體效益。從社會(huì)福利的目標(biāo)出發(fā),政府會(huì)更加青睞于制造商回收渠道。

由圖3b可以發(fā)現(xiàn),政府考慮財(cái)政收支平衡時(shí),需要設(shè)置較小的補(bǔ)貼和較高的環(huán)境稅,由此才有機(jī)會(huì)達(dá)到收支平衡的目的,甚至?xí)?shí)現(xiàn)財(cái)政盈余。若選擇制造商回收渠道,制造商一方面為降低繳稅而提高了生態(tài)設(shè)計(jì)水平,另一方面為獲取更多補(bǔ)貼提高了回收價(jià),故政府財(cái)政收入小于支出,導(dǎo)致財(cái)政壓力過(guò)大,財(cái)政赤字較為嚴(yán)重,只有采取降低補(bǔ)貼同時(shí)提高稅收的策略才可暫緩這一局面。因此從政府財(cái)政收支平衡角度分析,零售商或第三方回收渠道更具優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)圖4a和圖4b可知,由于生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)(v)一方面促進(jìn)生態(tài)設(shè)計(jì)水平的提高,另一方面降低了政府的環(huán)境稅收,故社會(huì)總福利關(guān)于生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)正相關(guān),財(cái)政收支平衡關(guān)于生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)負(fù)相關(guān)。從基金政策下財(cái)政收支平衡的角度考慮,政府在制定生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)時(shí),不應(yīng)設(shè)置過(guò)高。根據(jù)圖4b中標(biāo)出F=0時(shí)的財(cái)政收支平衡線,存在閾值使其財(cái)政收支達(dá)到平衡,當(dāng)參數(shù)v大于該閾值時(shí),政府會(huì)面臨財(cái)政收支赤字的困難。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)有無(wú)政府基金政策影響的6種動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈回收渠道模型,在考慮政府基金政策對(duì)回收渠道的選擇、最優(yōu)決策以及利潤(rùn)的影響基礎(chǔ)上,研究了生態(tài)設(shè)計(jì)與環(huán)境效益,社會(huì)總福利和政府財(cái)政收支與稅收和補(bǔ)貼的關(guān)系,得出不同主體的最佳回收渠道選擇偏好。主要結(jié)論如下：

(1)政府基金政策確實(shí)會(huì)促進(jìn)制造商對(duì)動(dòng)力電池開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì),并促進(jìn)環(huán)境效益的提升,有利于企業(yè)承擔(dān)社會(huì)和環(huán)境責(zé)任,但不影響制造商、零售商和第三方回收企業(yè)的回收渠道選擇偏好。但過(guò)高的環(huán)境稅不僅不會(huì)激勵(lì)生態(tài)設(shè)計(jì)程度的提高,反而會(huì)導(dǎo)致下降。

(2)政府基金政策會(huì)促進(jìn)各主體利潤(rùn)的增長(zhǎng)。制造商和零售商都會(huì)偏向于制造商回收渠道以獲取更大的利潤(rùn),第三方企業(yè)希望獨(dú)自回收,而消費(fèi)者從返利收益角度出發(fā)會(huì)偏好于零售商或第三方企業(yè)回收。

(3)政府考慮社會(huì)福利的目標(biāo)會(huì)更加青睞于制造商回收渠道。而從財(cái)政收支平衡角度來(lái)看,選擇零售商或第三方回收渠道有利于減小財(cái)政赤字的情況發(fā)生。當(dāng)政府采用收取高額環(huán)境稅并給予較低補(bǔ)貼的策略時(shí),財(cái)政收支會(huì)趨于平衡,并且在制定生態(tài)設(shè)計(jì)水平對(duì)環(huán)境稅的影響系數(shù)不可無(wú)限增大,存在閾值使其財(cái)政收支達(dá)到平衡,若大于該閾值時(shí),政府會(huì)面臨財(cái)政收支赤字的困難。

本文探討了政府基金政策對(duì)動(dòng)力電池閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響,分別針對(duì)不同主體從何種角度去選擇何種回收渠道作出分析。可為政府相關(guān)部門嘗試制定激勵(lì)回收?qǐng)?bào)廢動(dòng)力電池的法規(guī)政策提供參考,也為各主體在進(jìn)行回收渠道選擇時(shí)提供建議。但是本文研究的是單回收渠道,在實(shí)踐中,有部分車企采用的是多渠道混合回收模式,并且回收的動(dòng)力電池質(zhì)量具有不確定性,這也是需要進(jìn)一步研究的內(nèi)容。

附錄

1NM模型的求解過(guò)程

2命題1的求解過(guò)程

3判斷各決策變量關(guān)于s的一階偏導(dǎo)數(shù)的正負(fù)關(guān)系

根據(jù)表2的最優(yōu)決策結(jié)果,先求FM模型中決策變量關(guān)于t0與s的一階偏導(dǎo),結(jié)果如表1所示。

表1 FM中決策變量關(guān)于t0與s的一階偏導(dǎo)求解結(jié)果及正負(fù)關(guān)系

4命題3的證明過(guò)程