生产者责任延伸制度下动力电池定价决策与回收渠道选择

本文是一篇决策模拟论文，本文研究的对象是动力电池闭环供应链，但现实中多数情况下动力电池作为电动汽车的重要组成部分，是以电动汽车整体销售给消费者，未来可考虑对电动汽车供应链进行研究。
1  引言
1.1  研究背景
随着石油资源的衰减、技术的革新和环境保护意识的增强，电动汽车和动力电池的发展备受关注。在国家政策的大力支持下，我国新能源汽车近年来增势迅猛。但新能源汽车动力电池寿命较短，自2020年逐渐迎来较大规模的报废期。从新能源汽车退役的动力电池仍然具有梯次利用价值，可梯次应用于多个领域，政府也鼓励对动力电池“先梯次利用后再生处理”。此外，废旧动力电池回收具有经济价值和资源回收价值，可降低我国动力电池生产原料对于国外的依赖度。但目前动力电池存在回收渠道混乱，在运输和储存方面要求较高，单一渠道的回收难以实现动力电池再制造的规模经济，梯次利用率不高等问题，所以建立完善的动力电池回收体系，实现动力电池的闭环，对提升资源利用和促进环境保护都具有积极的意义。
（1）新能源汽车增势迅猛，动力电池逐渐进入报废期
国家政策大力支持，新能源汽车增势迅猛。2021年国家政府工作报告和《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》提出，“十四五”期间要加快发展方式绿色转型，优化产业结构和能源结构，大力发展新能源，推动我国新能源汽车产业高质量可持续发展，加快建设汽车强国。到2025年，新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。到2035年，纯电动汽车成为主流的销售车辆。

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1.2  研究意义
1.2.1  理论意义
近年来，尽管很多学者已经围绕动力电池闭环供应链开展了诸多研究，但是仍然存在很多地方值得进一步研究和探讨。本文考虑了EPR下制造商、专业回收企业、梯次利用企业竞争回收废旧动力电池的情况，构建了不同主体竞争回收的动力电池供应链模型，对于丰富动力电池闭环供应链相关的研究具有理论意义。
（1）本文可以丰富动力电池闭环供应链方面的相关研究。虽然很多学者围绕动力电池闭环供应链开展了研究，但是已有研究较少考虑动力电池的梯次利用的特点，很少有研究对报废动力电池进行分类，忽略了回收的动力电池质量上的差异性，在动力电池闭环供应链中很少引入梯次利用企业进行研究，因此本文对生产者责任延伸制下考虑梯次利用特点和梯次利用企业参与竞争回收动力电池的研究，可以在一定程度上弥补现有研究的不足。
（2）本文能够在一定程度上对动力电池回收渠道选择进行补充。已有研究中的回收渠道的主体主要包括制造商、销售商和第三方企业，回收渠道有单渠道和多渠道，很少有研究考虑梯次利用企业进行回收。本文考虑了制造商、专业回收企业、梯次利用企业竞争回收废旧动力电池的情况，考虑了梯次利用企业参与竞争回收动力电池，能够在一定程度上对动力电池回收渠道选择研究进行补充。
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2  理论基础与文献综述
2.1  理论基础
2.1.1  闭环供应链
最初，学术对于闭环供应链（CLSC）的关注始于Dowlatshahi（2000）[1]。Guide 和Van Wassenhove (2009)对闭环供应链给出了定义，认为闭环供应链管理是系统性的设计、控制和运行，以实现产品的整个生命周期内最大限度地创造价值，并随着时间的推移以不同的形式来实现[2]。Govindan等（2015）和Peng等（2020）对闭环供应链相关研究进行了综述，给出了闭环供应链的概念的发展过程[3-4]。
闭环供应链思想是将正向供应链与逆向供应链相结合，实现产品的循环再生，从利用原材料进行生产到消费，回收和循环利用，对产品的全生命周期进行管理，减少资源的浪费和对环境产生的污染。闭环供应链一般具有闭合循环、时间地点与质量等不确定、运作复杂，目标多样、供需不平衡、增值性等特点。
根据不同的划分方法, 闭环供应链分成不同的类型。根据回收物品处理方式的不同，可以将闭环供应链分为再利用闭环供应链、再制造闭环供应链和再循环闭环供应链三类。根据回收渠道的不同，可以将闭环供应链分为单渠道闭环供应链、双渠道闭环供应链和多渠道闭环供应链等。本文对于动力电池闭环供应链的研究，考虑了双渠道和三渠道竞争回收废旧动力电池，考虑了制造商、专业回收企业、梯次利用企业三个主体参与到废旧动力电池的回收中。
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2.2  文献综述
2.2.1  动力电池闭环供应链相关研究
对动力电池闭环供应链的研究，包括不同主体主导下的动力电池闭环供应链决策研究，不同回收渠道下的竞争与回收契约设计，供应链成员最优决策及协调问题和动力电池闭环供应链回收补贴策略等方面。
谢家平等（2020）建立了动力电池回收的供应链网络,对不同回收模式下的闭环供应链的协调进行了研究[13]。Gu等（2018）探讨了动力电池闭环供应链的定价与收益问题[14]。Yan和Xie（2020）研究了动力电池闭环供应链的定价问题[15]。张川和陈宇潇（2021）研究了集中和分散模式下回收规模效应和动力电池再制造的比例对动力电池闭环供应链的定价决策的影响，并考虑了政府补贴下供应链的协调问题[16]。张子健等（2020）研究了考虑EPR下的动力电池闭环供应链的定价策略与协调机制[17]。杨康康等（2022）在对动力电池回收的研究中考虑了梯次利用的特点[18]。Zhao等（2020）研究了动力电池闭环内供应链各成员的利润的变化[19]。Zhao等（2021）探讨了我国动力电池回收闭环供应链的定价策略[20]。种大双等（2020）研究了动力电池闭环供应链中不同主体作为主导者分散和集中不同模式下各主体的最优定价决策[21]，Zhu和Li（2020）分析了双渠道回收下的动力电池闭环供应链的定价问题[22]。
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3 动力电池回收处理与闭环供应链分析 .................. 19
3.1 动力电池回收与处理 ........................ 19
3.1.1 动力电池回收渠道模式 ............................ 19
3.1.2 动力电池回收与处理流程 ............................ 20 
4 考虑生产者责任延伸制度的动力电池闭环供应链定价模型 .......... 29
4.1 问题描述、模型假设与参数设置 ..................... 29
4.1.1 问题描述 ................................... 29
4.1.2 基本假设 ..................................... 29
5 算例分析与回收渠道选择 ................... 47
5.1 算例数据 ...................................... 47
5.2 算例分析 .............................. 47 
5  算例分析与回收渠道选择
5.1  算例数据
通过文献资料和从动力电池相关企业官网收集的数据，进行算例分析，主要数据说明如下：
（1）据中国汽车动力电池产业创新联盟资料，新能源汽车增势迅猛，动力电池需求激增，某一品牌动力电池市场需求相关参数假设0D =300000，=1.5；
（2）动力电池制造价格一般按电池容量千瓦时计价，按照网上公开资料平均价格约为1500元/千瓦时，动力电池容量按照60千瓦时计算，则动力电池平均制造成本c 90000m=元；利用回收后的废旧动力电池再制造新的动力电池的成本比利用原材料生产的成本更低，因此假设动力电池再制造成本70000remc=元；
（3）不同回收渠道的建设成本是不同的，专业回收企业回收网络较完善，考虑到不同主体回收渠道建设的差异，假定动力电池回收的固定成本的大小关系为制造商>梯次利用企业>专业回收企业，分别为70000000MI=元，40000000UI=元和20000000RCI=元；
（4）参考Tang等（2018）[45]，不同回收渠道之间的竞争强度关系假定为M&RC&U> M&RC> M&U，因此假设h=0.5，1h=0.3，2h=0.2；
（5）假设消费者都是对回收价格比较敏感的，假定消费者自愿免费返还的动力电池数量W=0；
（6）参考Madlener和Kirmas（2017）[58]，假定梯次利用企业可以从动力电池梯次利用产品中得到的利润为=20000元；
（7）政府为促进回收的单位监督成本s=1.2；
（8）单位动力电池产生的环境效益为E=6000元。

决策模拟论文参考

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6  结论与展望
6.1  研究结论
通过分析得出如下研究结论：
（1）电动汽车的超预期增长增加了对动力电池的需求，动力电池回收有较高的经济价值和资源价值，我国动力电池生产所需矿产资源储量少，动力电池生产所需的原材料对外依存度大，动力电池不回收或不规范处置容易产生严重的环境污染问题，因此动力电池的回收是十分必要的。我国逐渐迎来大规模的废旧动力电池，但动力电池回收率不高，回收渠道不规范，目前有相当一部分动力电池流入了小作坊，小作坊不合规的拆解处理等会带来严重的环境和安全隐患。政府应规范回收渠道，促进正规企业动力电池的回收，提升动力电池回收的价值，缓解目前国内动力电池生产所需原材料供不应求的情况。
（2）基于生产者责任延伸制度，动力电池回收第一责任方为电池制造商，其次参与回收的还有专业回收企业和梯次利用企业。通常专业回收企业只回收电池但不具备生产梯次利用产品的能力，而梯次利用企业不仅可以进行梯次利用产品的生产，还可以直接参与动力电池的回收。
（3）对制造商而言，以利润为决策目标时最优的回收渠道为仅与专业回收企业竞争回收或与专业回收企业、梯次利用企业三者竞争回收，一定条件下均能实现制造商利润的最大化。当制造商所在的闭环供应链中缺少专业回收企业时，即制造商仅与梯次利用企业竞争回收时，制造商所取得的利润低于有专业回收企业参与回收时的利润。因此，制造商在进行回收渠道选择时，应该选择有专业回收企业参与竞争回收动力电池的回收渠道，以此来实现利润的最大化。
参考文献（略）