基于層次分析法的新能源動(dòng)力電池逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)*

□ 李 濤,卓武揚(yáng),郝 皓

(1.上海第二工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201209；2.上海第二工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 201209)

1 引言

隨著中國(guó)新能源市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，中國(guó)已經(jīng)成為世界動(dòng)力電池的最大生產(chǎn)國(guó)，截至2020年，我國(guó)產(chǎn)生了20萬(wàn)噸左右的退役離子電池，新能源動(dòng)力汽車保有量達(dá)到492萬(wàn)輛，同時(shí)也即將迎來(lái)新能源動(dòng)力電池報(bào)廢和二次利用的高峰期，那么這些退役動(dòng)力電池的回收處理又將成為一個(gè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)于推動(dòng)國(guó)家發(fā)展新型環(huán)保能源、改革能源消耗方式以及綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略有極大的促進(jìn)作用。

2 文獻(xiàn)綜述

國(guó)內(nèi)外關(guān)于新能源退役動(dòng)力電池的研究文獻(xiàn)主要涵蓋動(dòng)力電池回收網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、發(fā)展現(xiàn)狀、政策研究、回收技術(shù)、回收模式、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、梯次利用等各個(gè)層面。蔣慶來(lái)等[1]在報(bào)廢動(dòng)力電池回收過程相對(duì)安全策略研究中加入了過程的安全性，同時(shí)建議進(jìn)一步開發(fā)出更高效、可靠的回收方案和技術(shù)。武雙賀、王攀等[2]結(jié)合我國(guó)動(dòng)力電池回收利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)分析歐洲新電池法規(guī)中碳足跡及再生材料使用對(duì)我國(guó)動(dòng)力電池回收的借鑒意義，探討我國(guó)動(dòng)力電池回收利用的綠色低碳發(fā)展道路。楊耀坤、張博、梁韻琳等[3]通過研究國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池回收技術(shù)和回收政策體系，分析得出我國(guó)動(dòng)力電池在回收管理方面和回收技術(shù)方面存在的問題，并提出了合理化建議。李欣[4]分析了電池生產(chǎn)商、第三方企業(yè)、整車制造商、零售商(4s店)等部門的回收決策優(yōu)化問題，并提出了將提供回收補(bǔ)貼和規(guī)制回收率相結(jié)合的回收策略，并驗(yàn)證該策略的有效性。潘尋、趙靜、蔣京呈[5]對(duì)我國(guó)現(xiàn)行的動(dòng)力電池政策法規(guī)從國(guó)家產(chǎn)業(yè)宏觀調(diào)控政策、產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等三個(gè)方面進(jìn)行了研究分析并給出建議，明確提出要加強(qiáng)政策引導(dǎo)、完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范回收市場(chǎng)。張哲鳴、吳正斌[6]詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外新能源動(dòng)力電池的回收政策以及動(dòng)力電池的回收工藝，并提出加快構(gòu)建廢舊動(dòng)力電池回收體系，提高動(dòng)力電池回收行業(yè)的產(chǎn)業(yè)效率，關(guān)注動(dòng)力電池的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益，著力進(jìn)行電池的資源化處理和可持續(xù)發(fā)展研究。黎宇科[7]通過分析我國(guó)動(dòng)力電池回收現(xiàn)狀以及政策法規(guī)，得出我國(guó)在動(dòng)力電池回收方面存在著回收效率低、回收激勵(lì)制度不夠完善、回收體系以及回收標(biāo)準(zhǔn)不夠系統(tǒng)的問題，并對(duì)我國(guó)動(dòng)力電池的行業(yè)發(fā)展做出了預(yù)測(cè)。吳小龍、王晨麟等[8]介紹了動(dòng)力電池的幾種回收技術(shù)以及目前的回收現(xiàn)狀，主要從回收技術(shù)方面提出動(dòng)力電池在回收過程中存在的問題，并給出了合理化建議。靳星、賈美麗、杜浩等[9]敘述了磷酸鐵鋰電池的幾種回收方法以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出要改進(jìn)回收的方法，實(shí)現(xiàn)電池正極材料的低成本、高效、綠色回收。雷蕾、李維、李紅宇等[10]研究了動(dòng)力電池的組成部分，回收技術(shù)以及有機(jī)溶劑和電解液對(duì)環(huán)境和健康的危害，并指出了電池回收過程中面臨的安全問題以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。王天雅、宋端梅、賀文智等[11]對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的現(xiàn)狀以及電池拆解技術(shù)進(jìn)行分析，提出磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的濕法回收技術(shù)以及梯次利用過程具有較高的收益價(jià)值。陳永珍、黎華玲、宋文吉等[12]主要分析了磷酸鐵鋰電池的主要成分以及目前我國(guó)各項(xiàng)回收政策，對(duì)比分析了磷酸鐵鋰電池的各種回收技術(shù)，總結(jié)出各種回收方法的優(yōu)缺點(diǎn)。馬成、薛辛、殷康健等[13]提出采用智能拆解粉碎技術(shù)和物料歸集工藝可以提高材料的回收率以及分揀率。賈曉峰、馮乾隆、陶志軍等[14]根據(jù)具體數(shù)據(jù)分析得出磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池具有較高的梯次利用價(jià)值和拆解回收經(jīng)濟(jì)性，并提出濕法回收工藝具有較高的試產(chǎn)前景。劉誠(chéng)、陳宋璇、呂東等[15]總結(jié)分析了幾種主要的動(dòng)力電池回收工藝，比較了回收工藝過程的優(yōu)劣性，提出了一種經(jīng)濟(jì)綠色的廢舊動(dòng)力電池回收方法。朱華炳、衛(wèi)道柱、葛曉倩等[16]針對(duì)廢舊動(dòng)力電池傳統(tǒng)回收工藝效率低、污染環(huán)境的難題,提出了采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)電池進(jìn)行分類機(jī)械切割處理，制定完整的回收工藝標(biāo)準(zhǔn)，有利于回收電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模化。黃慶華、郭建、李鵬[17]分析了我國(guó)廢舊動(dòng)力電池回收的現(xiàn)狀，總結(jié)了廢舊動(dòng)力電池材料鈷元素的獲取工藝流程，強(qiáng)調(diào)了綠色回收的重要性。倪飛[18]提出利用ERP制度研究我國(guó)動(dòng)力電池的回收網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素以及回收的有效途徑，為動(dòng)力電池的有效回收提供參考。董慶銀、譚全銀、郝碩碩等[19]通過分析中國(guó)動(dòng)力電池回收的現(xiàn)狀并結(jié)合國(guó)外的四種回收模式，提出了北京市動(dòng)力電池的特有回收模式，要與市場(chǎng)發(fā)展情況相適應(yīng)，在經(jīng)濟(jì)上，對(duì)于三元鋰電池來(lái)說(shuō)濕法回收可以獲取更高的價(jià)值。姚燕和蔣瓊[20]分析了我國(guó)動(dòng)力電池回收技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、回收現(xiàn)狀、動(dòng)力電池回收的法律法規(guī)和三元鋰電池材料回收技術(shù)，提出動(dòng)力電池應(yīng)以新能源汽車企業(yè)為主體進(jìn)行逆向回收。朱凌云、陳銘[21]通過模糊綜合評(píng)價(jià)法得出上汽集團(tuán)適合自營(yíng)模式對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行回收。張國(guó)方、劉詩(shī)娓和宋景芬[22]從回收效率、回收成本、經(jīng)營(yíng)模式等方面對(duì)比分析了五種回收模式，并針對(duì)我國(guó)動(dòng)力電池的回收現(xiàn)狀提出了有利于電池回收行業(yè)健康發(fā)展的回收模式。謝英豪等[23]依據(jù)國(guó)家政策，并根據(jù)我國(guó)動(dòng)力電池回收市場(chǎng)的現(xiàn)狀，提出了以整車企業(yè)為主體的商業(yè)回收模式，同時(shí)推出區(qū)塊鏈追蹤技術(shù)，促進(jìn)動(dòng)力電池回收行業(yè)的健康發(fā)展。沈一斌[24]利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)動(dòng)力電池項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，判斷項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為項(xiàng)目的開發(fā)提供指導(dǎo)意見。周世峰[25]分析了大連DT公司動(dòng)力電池回收處理項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理案例，列出項(xiàng)目的階段性風(fēng)險(xiǎn)，并結(jié)合實(shí)際給出有價(jià)值的理論參考以及建議。孫亦辰[26]考慮動(dòng)力電池回收的各種風(fēng)險(xiǎn)，并依據(jù)多目標(biāo)多周期的混合整數(shù)非線性規(guī)劃模型設(shè)計(jì)了較為理想的網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。王丹[27]建立了動(dòng)力電池網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)優(yōu)化模型，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證，對(duì)降低動(dòng)力電池回收成本和保護(hù)環(huán)境有一定的現(xiàn)實(shí)意義。李建林等[28]分析了當(dāng)前我國(guó)梯次利用的政策法規(guī)以及梯次利用工程應(yīng)用，為雙碳目標(biāo)下動(dòng)力電池的梯次利用技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)了寶貴意見。周媛等總結(jié)分析了退役動(dòng)力電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的不足，為企業(yè)相關(guān)人員提出了合理化建議。李建林等[29]總結(jié)分析了國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池的回收技術(shù)以及行業(yè)政策標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合動(dòng)力電池行業(yè)現(xiàn)狀提出了符合企業(yè)實(shí)際情況的建議和未來(lái)動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)。Heelan J等[30]指出鋰電池行業(yè)回收滯后，回收工藝落后，需要一種全新的商業(yè)回收技術(shù)，然后開發(fā)出了一種回收鋰、鎳的新技術(shù)，使整個(gè)回收系統(tǒng)可以商業(yè)化，讓鋰電池回收更加普遍，同時(shí)可增加回收量。Pagliaro M等[31]提供了一種關(guān)于鋰電池回收再利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)見解，回收鋰電池內(nèi)的金屬正變得有利可圖。Thompson D L等[32]調(diào)查了鋰電池的回收問題，并討論了電池拆解簡(jiǎn)化等問題，提出了綠色回收以及回收技術(shù)的適當(dāng)經(jīng)濟(jì)方向，同時(shí)指出隨著電池設(shè)計(jì)的改變，回收方式也會(huì)相應(yīng)改變。

綜上所述，當(dāng)新能源動(dòng)力電池退役潮來(lái)臨之時(shí)，采取科學(xué)合理的措施處理動(dòng)力電池至關(guān)重要。目前，關(guān)于退役動(dòng)力電池回收的研究主要集中于回收現(xiàn)狀、政策研究、回收模式、回收技術(shù)、回收風(fēng)險(xiǎn)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等方面，而缺乏對(duì)于動(dòng)力電池在回收方面的績(jī)效評(píng)價(jià)研究，不能很好地根據(jù)實(shí)際情況給企業(yè)或者政府提出更加科學(xué)合理的指導(dǎo)意見，因此，構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)體系將有利于政府和公司科學(xué)決策，避免盲目的項(xiàng)目決策造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系

文章分別從六個(gè)層面(資源層面，環(huán)境層面，經(jīng)濟(jì)層面，技術(shù)層面，安全層面，社會(huì)層面)對(duì)新能源動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)進(jìn)行指標(biāo)衡量，同時(shí)結(jié)合逆向物流本身的活動(dòng)特點(diǎn)，充分考慮動(dòng)力電池回收整個(gè)流程(動(dòng)力電池運(yùn)輸、回收放置、拆卸分解、倉(cāng)儲(chǔ)、成本、技術(shù)可靠性、環(huán)境清潔度、安全等方面)，并結(jié)合國(guó)家政策、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)規(guī)定，構(gòu)建新能源動(dòng)力電池回收的逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)體系。

4 方法模型

面對(duì)復(fù)雜的社會(huì)問題，總是缺乏對(duì)事物本身的全面了解，因此需要采用定性和定量相結(jié)合的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)中注意多種方法相結(jié)合，避免因單一方法的局限性造成錯(cuò)誤的判斷。此時(shí)綜合評(píng)價(jià)就顯得尤為重要了，可以彌補(bǔ)單種方法評(píng)價(jià)存在的不足。本文采取層次分析法以及專家調(diào)查法，構(gòu)建動(dòng)力電池回收逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)體系。具體過程如下。

具體數(shù)據(jù)由專家調(diào)查法和德菲爾專家調(diào)查法獲取。根據(jù)專家打分結(jié)果制定指標(biāo)判斷矩陣，然后利用層次分析法確定權(quán)重。具體步驟如下。

①構(gòu)建新能源動(dòng)力電池回收逆向物流評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以動(dòng)力電池回收企業(yè)逆向物流績(jī)效水平為評(píng)價(jià)對(duì)象。如表1所示。

表1 新能源動(dòng)力電池企業(yè)逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)體系

②邀請(qǐng)物流專家以及企業(yè)人員等對(duì)指標(biāo)的取值進(jìn)行評(píng)分，并建立相應(yīng)的指標(biāo)因素評(píng)價(jià)矩陣。

③建立判斷矩陣，目標(biāo)層的判斷矩陣如表2所示。

④計(jì)算權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

⑤同理，可以得到準(zhǔn)則層的權(quán)重，如表3-8所示。

⑥最后可得新能源動(dòng)力電池回收逆向物流評(píng)價(jià)體系指標(biāo)綜合權(quán)重，如表9所示。

5 實(shí)例驗(yàn)證

本文主要是通過專家調(diào)查法獲取數(shù)據(jù)，首先是調(diào)查走訪逆向物流領(lǐng)域?qū)＜摇⑿履茉磩?dòng)力電池回收企業(yè)專業(yè)研究員、動(dòng)力電池梯次利用企業(yè)研究員、新能源動(dòng)力電池回收行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定者、動(dòng)力電池回收行業(yè)的相關(guān)政府工作人員以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的專家等，然后采用SPSS Statistics 25.0版本的專業(yè)數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行效度和信度分析，得到可靠分析克隆巴哈α系數(shù)結(jié)果為0.935，說(shuō)是問卷可信度較好。

利用層次分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如表2所示。

表2 準(zhǔn)則層判斷矩陣

通過對(duì)第一層因素指標(biāo)進(jìn)行分析，可以得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù),如表2所示，可知重要性排序：安全層(0.45978)、環(huán)境層(0.26852)、技術(shù)層(0.11525)、社會(huì)層(0.07469)、經(jīng)濟(jì)層(0.05507)、資源層(0.02669)。

然后進(jìn)一步評(píng)價(jià)指標(biāo)層各個(gè)因素的相對(duì)權(quán)重，如表3-8所示。

表3 資源層指標(biāo)權(quán)重

表4 環(huán)境層指標(biāo)權(quán)重

表5 經(jīng)濟(jì)層指標(biāo)權(quán)重

表6 技術(shù)層指標(biāo)權(quán)重

表7 安全層指標(biāo)權(quán)重

表8 社會(huì)層指標(biāo)權(quán)重

6 結(jié)果分析

通過表9可以看出，新能源動(dòng)力電池回收逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)的指標(biāo)層相關(guān)因素重要性排序結(jié)果為退役動(dòng)力電池處理安全制度執(zhí)行情況T56、退役動(dòng)力電池處理安全制度完備率T55、退役動(dòng)力電池環(huán)境管理體系認(rèn)證情況T28、退役動(dòng)力電池報(bào)廢率T26、退役動(dòng)力電池處理消防設(shè)施完備率T54、退役動(dòng)力電池處理企業(yè)安全檢查次數(shù)T53、退役動(dòng)力電池處理企業(yè)新技術(shù)研發(fā)率T43、退役動(dòng)力電池廢料排放量T21、退役動(dòng)力電池處理企業(yè)事故發(fā)生率T52、退役動(dòng)力電池處理企業(yè)專利申請(qǐng)數(shù)量T45、退役動(dòng)力電池包裝回收率T27、退役動(dòng)力電池處理能量消耗率T25(這里僅指出了排名前十位的重要影響因素)。然后從準(zhǔn)則層可以得出新能源動(dòng)力電池回收逆向物流績(jī)效評(píng)價(jià)相關(guān)因素的重要性排序?yàn)榘踩珜?0.460)、環(huán)境層(0.269)、技術(shù)層(0.115)、社會(huì)層(0.075)、經(jīng)濟(jì)層(0.055)、資源層(0.027)。

表9 新能源動(dòng)力電池回收績(jī)效評(píng)價(jià)層次總排序權(quán)值

7 對(duì)策及建議

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，可以給出以下建議：

①加強(qiáng)新能源動(dòng)力電池回收企業(yè)安全體系的建立。首先新能源動(dòng)力電池企業(yè)內(nèi)部要高度重視動(dòng)力電池在處理過程中發(fā)生的安全事故，在企業(yè)內(nèi)部成立安全事故調(diào)查委員會(huì)進(jìn)行專項(xiàng)處理，定期根據(jù)企業(yè)安全現(xiàn)狀完善企業(yè)安全制度并及時(shí)公布事故調(diào)查結(jié)果，明確責(zé)任，追究事故責(zé)任，明確獎(jiǎng)罰制度，讓企業(yè)安全深入人心，同時(shí)安全事故委員會(huì)應(yīng)結(jié)合高新技術(shù)，充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，建立企業(yè)安全事故大數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)企業(yè)內(nèi)部的安全事故進(jìn)行科學(xué)分析和預(yù)判，提早預(yù)防安全事故的發(fā)生。充分利用人工智能技術(shù)，引進(jìn)智能預(yù)警技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)，在危險(xiǎn)工作領(lǐng)域盡量減少人員參與。

②落實(shí)新能源電池回收企業(yè)內(nèi)部環(huán)境保護(hù)責(zé)任。在企業(yè)內(nèi)部成立環(huán)境督導(dǎo)小組，定期進(jìn)行企業(yè)環(huán)境檢查，宣傳環(huán)境保護(hù)，突出責(zé)任意識(shí)，認(rèn)真研究污染來(lái)源，突破因技術(shù)和設(shè)備落后帶來(lái)的環(huán)境污染問題，切實(shí)實(shí)行動(dòng)力電池處理環(huán)境保護(hù)制度，取得國(guó)家環(huán)境保護(hù)管理體系認(rèn)證。加強(qiáng)安全督查力度，形成完善的責(zé)任體系。

③加大新能源動(dòng)力電池回收企業(yè)創(chuàng)新型人才的投入。在企業(yè)內(nèi)部培養(yǎng)動(dòng)力電池回收方面的科技人才，突破動(dòng)力電池過程中的污染難題、動(dòng)力電池資源再利用難題，提高動(dòng)力電池回收處理的科技研發(fā)率，利用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)分析動(dòng)力電池回收過程中存在的技術(shù)難點(diǎn)，加強(qiáng)科技攻關(guān)，精準(zhǔn)投放研發(fā)資金，集中發(fā)力，突破技術(shù)難關(guān)。

④培養(yǎng)創(chuàng)新型綠色科技企業(yè)。企業(yè)在成長(zhǎng)的過程中，重點(diǎn)關(guān)注企業(yè)員工科技文化素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新型企業(yè)，讓科技綠色文化深入人心，不斷提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，成立企業(yè)科技創(chuàng)新中心，研發(fā)核心技術(shù)。嚴(yán)格執(zhí)行新能源電池回收行業(yè)國(guó)家法律法規(guī)以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推行生產(chǎn)責(zé)任制，打造新能源動(dòng)力電池回收標(biāo)桿企業(yè)，在客戶心中樹立美好企業(yè)形象。

⑤經(jīng)濟(jì)層是第五大影響因素，資金投入對(duì)于一個(gè)公司的生存和發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，其中員工培訓(xùn)成本以及科技研發(fā)成本投入占比較大，總之要加強(qiáng)科技人員的培訓(xùn)，打造創(chuàng)新型科技企業(yè)，不斷升級(jí)動(dòng)力電池回收設(shè)備，減少環(huán)境污染，提高動(dòng)力電池的回收利用率。

⑥資源層是第六大影響因素，其中動(dòng)力電池的回收率以及梯次利用率占比最高，因此建議打造全國(guó)動(dòng)力電池回收網(wǎng)絡(luò)，借助大數(shù)據(jù)、人工智能分析技術(shù)，突破回收信息獲取困難的行業(yè)難題，同時(shí)借助區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)行動(dòng)力電池溯源制度，便于動(dòng)力電池的回收利用，增大動(dòng)力電池的回收利用率，推行企業(yè)生產(chǎn)責(zé)任延伸制度，建立可靠的回收渠道，鼓勵(lì)第三方企業(yè)建立龐大的回收網(wǎng)絡(luò)，對(duì)各種型號(hào)的動(dòng)力電池進(jìn)行統(tǒng)一回收，科學(xué)分類處理。