一、引言

目前，全国消费级电子市场稳步增长。随着近年来全球互联网技术不断发展，在全新的电子产品业态推动下，进一步促进了我国消费电子行业的发展。据中国通信院《2022年7月电子行业运行数据报告》，2022年上半年，电子行业发展整体稳定，工业增加值、产业增加值延续增长态势。电子产业继续稳步发展[1]。

2021年，财政部、生态环境部、国家发展改革委、工业和信息化部发布的《关于调整废弃电器电子产品处理基金补贴标准的通知》（财税〔2021〕10号），对“四机一脑”（电视机、电冰箱、洗衣机、空调器和微型计算机）基金补贴标准再次调整。基金补贴整体退坡标志着行业市场化基本完成，但脱离政府补助的废弃电子产品回收市场前景依旧不乐观，前期渠道建设成本高昂、回收检测流程长、回收利润低及消费者因信息不对称形成的风险规避心理，都会成为废弃电子产品回收的阻力[2]。在政府进行补贴退坡的行业策略下，维持行业合理发展的制度建设仍有优化空间。

《废弃电器电子产品处理目录（第一批）》自2010年1月实施开始，多种家用电子产品受到普惠，回收补贴激发了回收产业动力。此后，产品名录持续扩张，2012年进一步明确规范补贴范围。2015年2月，《废弃电器电子产品处理目录(2014版)》发布，新增9类产品，随之对补贴标准进一步调整；自2016年开始，大量互联网企业进驻回收产业，“互联网+”模式开始赋能电子产品回收逆向供应链，创新回收体系逐步完善我国的回收产业链。自此，我国EPR制度设计的典型模式由以旧换新模式向基金补贴模式转型，政府参与的以“征-减-补”三位一体基金补贴模式基本成型。但是，目前的处理基金补贴政策只涵盖“收+解”体系末端的拆解企业，单打独斗式的回收企业、民间作坊，逐步聚合为“收+解”并行的产业集群才是行业未来的目标。EPR制度设计下，正规回收企业作为基金补贴的主要获益方，如何考量在回收努力与生态设计创新方面的投入，是行业首先需要平衡的问题。

我国电子产品回收逆向供应链中，依然存在非正规回收渠道与正规回收渠道竞争回收资源的问题。由于非正规渠道无须考虑生态设计投入与拆解污染问题，相对利润较高，容易出现恶性竞争问题[3]。

现行碳交易机制下，普遍进行碳排放的定额配置，企业进行生产规划，仅在额定碳排内随意扩产，否则需要购买碳排放权配额。这样既无法有效规范各企业的生产能效，也存在资源浪费现象。碳配额作为生产资料.无法实现有序流通，而仅作为环保标尺存在，显然对市场化、产业化发展不利[4]。阶梯式碳交易机制，是对逆向供应链收解电子产品过程中产生的碳排放。实行超额累进式的交易方式，能有效抑制高碳排收解模式，驱动高碳排逆向供应链进行生态设计投入。这一机制也为政府抑制回收行业无持续性盈利能力的高度补贴依赖型企业，提供制度参考[5]。

电子产品回收行业的核心问题主要是资金问题，前端高度依赖民间回收，正规回收企业产能利用率不足，资本信心不足。电子产品回收行业对资本、技术、人力资源都有较高需求[6]。在补贴退坡的政策环境下，应用阶梯式碳交易机制，能否有效促进电子产品回收逆向供应链向规范化、集约化推进，具有研究验证的价值。

二、模型构建与求解

（一）模型描述

目前，在废弃电子产品回收领域，正规回收企业与非正规回收企业仍然存在竞争关系。由于在环境保护和低碳生产上的限制更少，非正规企业提供给消费者的回收价格普遍具有优势，导致在生态技术投入和渠道回收努力付诸巨大成本的正规回收企业往往无利可图[7]。政府合理补贴正规回收企业进行专业化回收，是促进行业良性发展的重要手段。本研究以正规回收企业作为领导者，非正规回收企业作为跟随者，建立了政府补贴与阶梯式碳交易市场机制下的双渠道废弃电子产品回收逆向供应链模型结构，如图1所示：

图1 考虑阶梯式碳交易的逆向供应链结构

（二）基本假设

在构建数学模型前，先做出以下假设：由于无须进行生态设计投入和不受回收努力溢出效应的影响，非正规渠道的回收价格更具有竞争力；由于回收行业存在技术溢出效应，作为追随者的非正规渠道在单位碳排放能力上，与领导者保持在同一区间范围内；回收努力与生态设计投入作为一次投入，不对毛利润产生影响；价格敏感性对渠道回收量影响不显著，为简化计算，使双渠道的价格敏感性保持一致；阶梯奖惩系数由政府确立。

（三）回收量函数构建

在废弃电子产品回收逆向供应链中，正规回收企业与非正规回收企业在回收中存在竞争关系，双渠道的回收数量都受到回收价格的影响。借鉴回收数量与渠道间竞争定价的关系[8]，本研究定义回收量函数与回收定价呈线性相关，设定正规回收渠道回数收量定为qf，回收价格为pf；非正规回收渠道的回收量为qi，回收价格为pi。渠道回收量与本渠道价格以价格敏感系数a呈正相关，与另一竞争渠道的回收定价以交叉敏感系数b呈负相关。

正规渠道在回收过程中进行的回收努力e存在溢出效应[9]，无论是技术溢出效应还是人力资本溢出效应，都将提升全行业回收总量。而非正规回收企业也因回收努力溢出效应获得部分增量回收市场。设k为回收努力对企业回收量的影响系数，λ为回收努力对正规回收企业的影响系数，由此设计双渠道的回收量表达式（1)(2），以及双渠道回收总量表达式（3）。各表达式如下：

侯艳辉等（2019）研究表明，回收努力投入，能有效提升双渠道供应链的回收利润，相比之下，回收定价对于回收量的影响基本可以忽略[10]。Qu等（2019）在废弃电子产品回收消费者偏好研究中发现，阻碍回收行为的主要因素，是不对称信息引起的风险规避心理与渠道宣传力度过小[11]。由此得出：回收努力对回收数量产生的影响远比回收价格带来的影响更加显著。为凸显回收努力的显著影响性，设置a=b，即废弃电子产品回收市场为纯增量市场，回收总量只与回收努力呈正相关，渠道价格的差异性和双渠道对价格的敏感性不对回收总量产生影响。

（四）阶梯式碳交易成本性模型

以降低回收再制造过程中的碳排放总量为目标，以市场机制约束回收企业的超额碳排放行为，引入超额累进碳交易市场机制来促进企业进行减排和生态设计投入。参照张晓辉等（2020）的模型设计思路[12]，结合我国现行定额分配制度，设定基础碳配额，超额部分按所在区间进行超额累进在市场进行购买，而因为减排获得的盈余，碳排放则可以按照碳排放阶梯获得更高的补偿价格。

在对模型进行实际求解过程中，将碳排放量进行分段线性表达。从成本性角度设计阶梯式碳交易模型，设置基础碳交易成本c，阶梯奖惩系数α。碳排放量与回收数量存在线性关系，单位回收量产生定额碳排放，将单位超额碳排放量设置为d。设置五级碳排放阶梯，每一级阶梯设置阶梯长度v，以超额累进制进行累加碳交易成本。由此设计阶梯式碳交易的成本函数表达式如下：

在以下计算中不丧失一般性情况下，为简便计算，将c设置为1。由于本研究对象针对阶梯减排，不对基础碳排放区间[0,v]进行研究，设置四级阶梯区间A、B、C、D。阶梯式碳交易价格和阶梯区间之间的关系，如图2所示：

图2 阶梯式碳交易价格和阶梯区间之间的关系

（五）单位回收利润函数构建

废弃电子产品的回收过程，包括回收和再制造两个部分，正规回收渠道和非正规回收渠道之间会因为回收流程差异产生单位回收利润的差异。正规回收渠道承担回收努力e和生态设计投入τ，但同时也能接受来自政府的回收补贴s。非正规回收渠道不进行生态设计投入和回收努力，同时也无法获取政府的回收补贴[13]。但双渠道逆向供应链都接受政府阶梯式碳排放的约束，依靠阶梯式碳排放购买成本的约束，限制非正规回收企业对存量市场的抢占行为，以达到抑制非正规的回收企业，促进行业合理健康发展的目标。

Kwak等（2015）从产品生命周期的角度出发认识到，产品设计决定了新产品和再制造产品的利润，为了最大限度地提高产品整个生命周期的利润，从设计阶段考虑产品报废后的回收和再制造流程，可以有效提升产品全生命周期的总利润率[14]。陈晓红等（2016）在两阶段博弈模型中，引入消费者对产品功能和环境属性的支付效用，指出消费者对再造品的功能质量越认可，再造品销量越多，环境破坏越严重；而当消费者对再造品的功能质量认可度较低时，制造商能够通过提高产品环境质量来提高再造品销量，降低环境破坏性[15]。回收再生产过程中的毛利润R在正规回收企业的生态设计技术应用后能获得一部分提升，与非正规回收渠道相比，正规回收企业的毛利润更高。此外，生态设计的前期投入也能带来减排收益。由此，设计生态技术投入对回收再生产毛利润的影响系数为m，生态设计对阶梯碳排放成本的影响系数为n，构建双渠道单位回收利润表达式如下：

（六）符号说明

符号及决策变量含义，如表1所示：

表1 符号及决策变量含义

三、四级阶梯情况下双渠道供应链的求解和分析

（一）投资沉没成本

本研究在研究双渠道供应链时，考虑了生态技术投入和回收努力投入。这两部分正规回收渠道成本，一般使用具有凸性的函数来表达，以单次投入的沉没成本形式出现在利润函数中[16]。生态技术投入和回收努力投入从成本性角度考虑，表达为和。本研究不以两沉没成本的成本差异为研究重点，在不丧失一般性的情况下，将η1和η2两系数的值均设置为1。

（二）双渠道逆向供应链利润函数

本研究中，四级碳交易阶梯模型中的领导者均为正规回收渠道。作为领导者，正规回收渠道基于回收利润φf最大化的目的，优先制定回收努力e的数值和生态设计投入τ的数值，以及正规回收渠道的回收价格pf的数值。非正规回收渠道作为追随者，也以整体利润φi最大化为目标，制定非正规回收渠道回收价格pi。

结合式（1)(2)(4)(5)(6）构建双渠道利润函数，并使用逆向归纳法分别求四级阶梯下的均衡解，表达式如下：

四级阶梯情况下的均衡解，如表2所示：

表2 四级阶梯情况下的均衡解

（三）阶梯奖惩系数α对生产决策产生的影响

命题一：无论处于哪个碳排放阶梯下，阶梯奖惩系数α的提高对于正规回收渠道回收量qf都有抑制作用。在阶梯区间A、B中，满足a>k2λ，阶梯奖惩系数提高对非正规回收渠道回收量qi正相关。在阶梯区间C、D中，满足a>k2λ，阶梯奖惩系数提高与非正规回收渠道回收量qi负相关。

对于正规回收渠道，在A、B两个奖励区间中，碳排放奖惩系数的提高，并没有相应单位产量投入的生态技术研发和回收努力成本高；而在C、D两个区间中，更高的阶梯惩罚和更高的回收量会导致的高昂回收成本。这意味着，政府只要提高阶梯奖惩系数就会导致正规回收渠道qf进行减产活动。

对于非正规回收渠道，在A、B两个区间中，当a、k、λ满足一定条件，阶梯奖惩系数提升会带来渠道回收量qi的提升；而在C、D两个区间中，阶梯奖惩系数提升会带来回收量qi降低。由于无须考虑回收努力和生态技术投入，在A、B两个区间中，阶梯奖励的提升会增强回收企业的回收积极性；而在C、D两个区间中，提高的阶梯惩罚会抑制高碳排放的非正规回收渠道进行增产活动。

命题二：在各系数均小于1时，阶梯奖惩系数对于正规回收渠道的回收定价Pf，在A区间内呈非连续型函数表达，在B区间内呈负相关，在C、D区间呈正相关；阶梯奖惩系数对于非正规回收渠道回收定价Pi，在A、B区间内呈正相关，在C、D区间内呈负相关。

对于正规回收渠道，在A区间定价与阶梯系数间的敏感性较高，在阶梯系数较高的时候，正规回收渠道丧失价格优势。在区间B之内，价格随阶梯系数递减。而在C、D区间内，回收定价随着阶梯惩罚系数上升逐步上升。

对于非正规回收渠道，在A、B区间内，随着奖励系数提升，都会降低非正规回收渠道的回收价格。而在C、D区间内，回收定价随着阶梯惩罚系数逐步提升。

命题三：阶梯奖惩系数α对于正规回收渠道总利润φf，在A、B、C、D区间中呈“U”型分布，先减后增；当满足a>k2λ，α对非正规回收渠道总利润φi在A、B、C、D区间中也呈“U”型分布，先减后增。

两个回收渠道在阶梯区间A中，阶梯奖惩力度与回收渠道的总体利润在区间中，呈倒“U”型分布。阶梯奖惩系数与总利润对应关系在区间中正相关。而在区间中对应关系为负相关，但在这两个非连续区间中，即选择这两个区间内的阶梯奖惩系数时会导致总利润为负。

在其余阶梯B、C、D区间中，满足a>k2λ时，总利润随着阶梯系数的上升也会有所上升，在区间C、D内的敏感性更高。随着阶梯系数的升高，区间C、D内总利润的增长速度更快，这意味着政府对阶梯系数的制定对企业利润影响较大。

命题四：补贴s在4个区间内与回收努力e和生态设计投入τ均呈负相关。正规回收渠道在回收努力e和生态设计投入τ上的投资因补贴增长而递减，过度补贴会降低企业的减排积极性、生产积极性，甚至催生缺乏持续盈利能力的补贴依赖性企业。

命题五：补贴s在各区间内与正规回收渠道价格pf、非正规回收渠道价格pi均呈正相关。这表明，补贴影响逆向供应链的回收价格，提高回收价格能有效扩大增量市场。而消费者参与回收获得的回报也能进一步促进市场电子消费市场的扩张，进而推动逆向供应链的健康发展。

命题六：满足a>k2λ时，补贴s在四个区间内与正规回收渠道总利润φf呈先减后增。

命题七：，在区间B内存在最优的正规回收渠道利润。在区间B内，利润中位数最高，企业利润对于阶梯奖励系数的波动不敏感，企业的抗风险能力最优秀。这表明，首先，生态技术投入和回收努力投入在区间B内转化率最高，在一级超额碳交易奖励系数下，少量售卖配额会产生最高利润。其次，在区间D内企业几乎不进行生态设计投入，即使大量购买配额承担两级累进惩罚，也比大量投入生态设计的A区间内生产成本更低，生产利润更高。

四、算例分析

参考电子产品回收行业头部企业和参考文献进行参数取值，模型参数赋值，如表3所示：

表3 模型参数赋值

（一）阶梯奖惩系数α对企业回收努力的影响分析

阶梯奖惩系数α对正规回收企业回收努力产生的影响，如图3所示：

图3 阶梯奖惩系数α对正规回收企业回收努力e产生的影响

在逆向供应链中，阶梯奖惩系数对正规回收企业进行回收努力存在影响。在各级阶梯之间的奖惩系数差异，对于企业是否进行回收努力，以及进行回收努力的方式都是重要的参考标准。

在区间A中，阶梯奖惩系数和回收努力水平的关系呈现为非连续性函数，在3个非连续区间内都呈现单调增长，间断点出现在α=0.405737和α=0.76154，且在α=0.527719时企业不进行回收努力。由此可知，在区间A内，阶梯奖惩力度的上升会促进企业的回收努力，但在此区间内阶梯系数对回收努力的促进作用最为明显，在0.4和0.75两个阶梯奖惩系数点上存在最大回收努力投入。区间B中单调上升，说明在B区间中，阶梯系数上升，售卖碳配额带来的收益会激励企业进一步进行回收努力。在区间C、D中，从企业视角来看，阶梯奖惩系数上升代表着购买碳配额的成本上升，越高配额购买的惩罚系数越会导致企业降低回收努力投入，过高的惩罚系数设置会导致企业投资回报率低下，进行回收努力投入相应减少。

可以总结出：在A、B两个区间内，α代表的是售卖配额的奖励，此时的奖励系数越高，越能促进企业进行回收努力投入；而在区间C、D中，α代表购买配额的惩罚系数，即惩罚系数越高，企业进行回收努力投入越少。

（二）阶梯奖惩系数α对生态设计投入τ的影响分析

阶梯奖惩系数α对正规回收企业生态设计投入τ产生的影响，如图4所示：

图4 阶梯奖惩系数α对正规回收企业生态设计投入τ产生的影响

在逆向供应链中，阶梯奖惩系数和正规回收的生态设计投入具有极强的关联性，生态设计投入直接影响了企业买卖碳配额的形式及方式。研究阶梯奖惩系数对企业生态设计投入的影响，分析最优、最劣的奖惩系数具有现实意义。

在区间A内，阶梯惩罚系数和生态设计投入以非连续型函数形式出现，分为3个区间。在区间[0,0.406737）之内单调增长，在区间（0.406737,0.686446）之间呈倒“U”型分布，在区间之间（0.686446,1]呈单调递减；在区间B中，线性单调递增；在区间C、D中，两者关系均为先快速递减后缓慢增长，分别在α=0.496715和α=0.165526两个点取得零点。

在两个阶梯奖励的区间A和B中，A区间内先快速增长，中间区间企业不进行生态设计投入，最后递减。这表明，在A区间中，合理的阶梯奖惩系数设计能有效提升企业对生态设计的投入，但如果奖励系数过高，会导致企业不投入或者降低生态技术投入；在B区间内，奖励系数对应生态技术投入单调增长，政府设计的奖励系数线性提升企业生态技术投入。C、D两个区间内，均为先快速递减再缓慢上升，说明奖惩系数对企业的生态技术投入产出比会造成影响，存在最差的奖惩系数导致企业不进行生态技术投入。

（三）阶梯奖惩系数α对双渠道回收价格pf、pi的影响分析

阶梯奖惩系数α对双渠道回收价格pf、pi产生的影响，如图5所示：

图5 阶梯奖惩系数对双渠道回收价格pf、pi产生的影响

在逆向供应链中，阶梯奖惩系数会对企业的回收定价产生影响。回收定价直接对企业的回收量造成影响，也会对双渠道间的竞争性产生影响。

在A区间中，阶梯奖励系数对正规回收企业的回收定价产生的影响，以非连续性函数表达，非正规回收价格线性递减，当α=0.3838时，双渠道回收定价相同；在B区间中，渠道定价均随着阶梯系数上升递减，正规回收渠道的回收定价始终高于非正规回收渠道；而在C、D区间中，正规回收企业和非正规回收企业的回收定价，均随着阶梯惩罚系数的提升线性增长，且正规回收渠道的价格在这两个区间之内始终大于非正规回收渠道。

总体来看，在引入阶梯式碳交易市场机制后，对正规回收渠道的回收定价产生了正向的影响，在B、C、D3个区间内，正规回收渠道均能设置较高的回收定价，表明阶梯式碳交易机制能有效提升正规回收企业的企业竞争力。在A区间中需要具体进行分析，由于A区间内，正规回收企业进行了过度的生态设计投入，导致产生的减排收益并不明显，所以在部分阶梯系数下，并不具备竞争优势，尤其是阶梯奖励系数过高时，非正规回收企业没有进行生态设计投入，但却享受了生态设计方面的溢出效应，造成了正规回收渠道的定价竞争力下降。

（四）阶梯奖惩系数α对总利润φ的影响分析

阶梯奖惩系数α对总利润φ的影响，如图6所示：

图6 阶梯奖惩系数α对总利润φ的影响

在逆向供应链中，阶梯奖惩系数最终将会影响企业的总利润。分析各区间内的利润总体概况，可以帮助企业制定明确的生态设计投入策略，也能从政府角度合理制定企业的阶梯奖惩系数。

在A区间内，阶梯奖惩系数和总利润的关系以非连续型函数的形式表达。在第一个区间[0,0.294168）内持续递减，先快后慢；在区间（0.294168,0.574518）内，函数图像呈倒“U”型分布，表明此区间内奖惩系数取值对应的利润均为负数；在区间（0.574518,1]中持续递减，先快后慢。在B、C、D区间中，均为递增，且增幅不大。在B区间中基本维持不变，C、D区间内利润增速先快后慢。

从渠道竞争的角度分析，正规回收渠道即使在引入阶梯式碳交易后，总体利润均低于非正规回收渠道。非正规回收渠道便利、高价的优势，依然无法被额外征收的碳交易成本抹平；从企业预算规划、成本控制角度分析，在B区间内企业净利润率与政府阶梯奖惩系数设置相对稳定，系数变化带来的净利润变化较小，净利润稳定，中间值最大。即政府设置两级碳排放奖惩系数，企业在生态设计产出投入比值最高，企业进行生态设计的预期成果最显著。总体来看，B区间内，企业预期收益都达到最优，减排成果卓著，净利润稳定，总利润受政府阶梯奖励系数设置的影响较小。

（五）政府补贴s对于双渠道定价pf、pi的影响分析

政府补贴s对于双渠道定价pf、pi的影响，如图7所示：

图7 政府补贴s对于双渠道定价pf、pi的影响

在逆向供应链中，政府对回收企业进行的补贴s，对企业回收定价有至关重要的作用。正规回收企业可以使用政府补贴提升企业的回收定价，增强市场竞争力。而非正规回收企业受到正规回收企业回收定价拉升的竞争压力，也必须跟随提高定价保证自身竞争性。

在4个区间中，两渠道的定价随着奖惩力度的加大均有所提高。在A区间内，正规回收渠道的回收价格增幅较大，当补贴来到单位产品补贴40.332元时，双渠道价格相等，此后补贴继续提高正规回收企业的回收价格，将高于非正规回收企业。在B、C、D区间中，正规回收企业初始的定价均高于非正规回收企业，但非正规回收企业的增长幅度稍强，在3个区间中，补贴价格分别达到每单位回收产品99.881元、159.381元及278.332元时，非正规回收企业回收价格将会赶超正规回收企业。

基于每单位100元的回收毛利润基础上看，在实行阶梯式碳交易的情况下，正规回收企业接受政府的回收补贴，有利于正规回收企业提高回收定价，同非正规回收企业进行价格竞争。但当政府进行不合理的超额补贴时，反而会打击正规回收企业的生产积极性，导致正规回收企业丧失竞争优势。

（六）政府补贴s对于总利润φ的影响分析

政府补贴s对于总利润φ的影响，如图8所示：

图8 政府补贴s对于总利润φ的影响

在逆向供应链中，政府补贴s对于企业的总利润影响，能客观反映各区间内政府提高补贴对两个渠道利润的总体影响，对政府合理制定补贴方案起到参考作用。

总体上看，非正规回收渠道在各区间内都占优。基于每单位回收量100元的毛利润分析，在补贴金额设置合理的情况下，双渠道的总利润都为逐渐下滑。随着补贴在合理范围内逐渐增高，争夺补贴引发的激烈价格竞争也会促使两个渠道的总体利润下滑。但在补贴金额设置过高的情况下，补贴带来的超额收益会弥补渠道价格战带来的利润损失，所以在补贴金额超过阈值后，双渠道的总体利润均迎来上涨。

五、结论与短板

（一）结论

本研究结论如下：

引入阶梯式碳交易市场机制并不能改善劣币驱逐良币的现状，非正规回收企业在高回收便利性和高回收价格的双重优势下，具有更强的竞争力。

存在最优的阶梯B区间内，企业以一级的阶梯奖励系数售卖多余的碳配额，此时的生态技术投入产出比最高，且企业受政府阶梯系数调整的影响较小，净利润的中位数最高，净利润增长最稳定。

政府应该合理设定补贴价格，过度补贴会摧毁正规回收渠道的价格优势，降低正规回收企业的企业竞争力。

在合理补贴范围内，随着补贴上涨，双渠道均会提升回收定价，激烈的价格战会导致总利润均有下降，但补贴费用超过阈值，补贴将会抹平价格竞争带来的损失，市场会产生补贴下的虚假繁荣。

（二）短板

本研究短板：一是逆向供应链的渠道竞争并未考虑消费者偏好问题，在考虑损失厌恶及消费者议价能力后，模型将更贴近现实；二是对阶梯式碳排放的模型建立，仅限制在成本性角度，对阶梯式碳排放与生态设计间的复杂机理还可以进一步探索；三是多种核算形式的对比分析，超额累进制度只能激励企业进行阶梯跨越，但在各区间内并不能有效地激励企业持续进行生态设计。以非连续型线性函数代替非连续型常数函数，是更适合阶梯式碳交易模型的设计思路。

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文章来源:李国昊,武文韬.考虑阶梯式碳交易的废弃电子产品回收逆向供应链运营决策研究[J].经营与管理,2024,(09):183-193.