碳稅和基金補貼下廢舊手機閉環供應鏈回收決策

摘" 要：基于雙碳的理念對廢舊手機回收進行研究，引入政府補貼、基金和碳稅等參數，針對制造商、銷售商以及第三方回收處理商各自建立互聯網回收平臺進行廢舊手機回收再制造問題，分別構建Stackelberg博弈模型，通過逆向歸納法求解并分析了政府補貼和碳稅對廢舊手機回收再制造決策的影響。結果表明，一方面，由于碳稅的引入導致產品定價上升，進而導致制造商、銷售商及供應鏈總利潤下降。另一方面，政府給予補貼，使得廢舊手機的回收量逐步增加，制造商、銷售商及供應鏈總利潤也呈上升趨勢。

關鍵詞：廢舊手機；閉環供應鏈；政府參與；Stackelberg博弈

" 中圖分類號：F274" " 文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.03.023

Abstract： Based on the concept of double carbon， this paper studies the recycling of waste mobile phones， introduces parameters such as government subsidies， funds and carbon taxes， and establishes internet recycling platforms for manufacturers， retailers and third-party recyclers to recycle and remanufacture waste mobile phones. Stackelberg game models are constructed respectively， and the effects of government subsidies and carbon taxes on the recycling and remanufacturing decisions of waste mobile phones are solved and analyzed by backward induction. The results show that， on the one hand， the introduction of carbon tax leads to the increase of product pricing， which in turn leads to the decrease of the total profit of manufacturers， sellers and supply chain. On the other hand， government subsidies have gradually increased the recycling volume of used mobile phones， and the total profits of manufacturers， sellers and supply chains have also shown an upward trend.

Key words： waste mobile phones; closed-loop supply chain; government participation; Stackelberg game

0" 引" 言

隨著科學技術的進步，智能手機已成為當今社會不可或缺的一部分，其更新迭代速度加快，消費者為了追求更優秀的用戶體驗，對手機更換頻率逐漸增加。我國智能手機的綜合平均使用壽命約為3.48年，預計到2025年，智能手機的廢棄量將達到475.25百萬部[1]，每一部閑置手機的交易可實現約25公斤的碳減排量，因此廢舊手機的回收尤為重要。《“十四五”循環經濟發展規劃》中明確了城市廢舊物資循環利用體系建設等五大重點工程和廢棄電器電子產品回收利用等六大重點行動。廢舊手機回收和處理成為我國積極推行資源節約型、環境友好型社會經濟模式的關鍵組成部分，在2016年實施的《廢舊電器電子產品處理目錄（2014年版）》中，廢舊手機等9類電子產品被納入回收范圍，標志著廢舊手機的處理在中國正式啟動。為實現廢舊手機的高效回收，迫切需要找到一種全面而可持續的解決方案。在數字時代，互聯網技術為廢舊手機回收提供了前所未有的機遇，通過互聯網與傳統回收方式相結合，消費者和回收商在網絡平臺上完成交易，這種方式不僅對完善廢舊手機回收體系，提高回收效率具有重要意義，也符合我國推動循環經濟發展的戰略需求。

" 針對廢舊手機等電子產品回收問題，已經有許多學者做了相關的研究。關于電子產品回收平臺方面，夏秀芹等[2]通過借鑒國外成功的回收利用經驗，設計了初級回收、規模回收和集中回收“三位一體”的手機聯合回收方式。劉正等[3]結合我國廢棄手機回收現狀，借鑒國外經驗，強調了互聯網創新回收的重要性。李春發等[4]研究表明“互聯網＋”手機回收運營依賴于回收平臺的建設和消費者的回收認知水平。魏潔等[5]通過對廢舊手機“互聯網+”回收速率的SD仿真，突出了基金補貼政策的重要性。韓紅桂等[6]指出回收平臺在回收領域取得初步成效，但仍處于發展階段，需要深入研究。

" 關于電子產品閉環供應鏈影響方面，劉克寧等[7]發現低碳研發技術水平、碳稅稅率在回收減排中的重要度會對廢舊電子產品減排效果產生影響。賈曉霞[8]探討了補貼額度和碳稅對閉環供應鏈成員利潤的影響。何新華等[9]表明政府參與對確定廢舊手機最低回收質量門檻并進行再制造等決策產生影響。王道平等[10]研究了制造商回收努力、時間等對閉環供應鏈的影響。王玉燕等[11]研究了基金政策下電器電子產品閉環供應鏈的結構重組和主導模式。卞文良等[12]研究維修中心免費獲得零部件對閉環供應鏈的定價決策及回收模式的影響。

針對電子產品回收決策方面，于豐源[13]以制造商利潤最大化為目標，分析了廢舊手機的處理成本及單位運營成本變化的回收決策。李春發等[14]運用Stackelberg博弈對廢舊手機的四種雙回收渠道模式進行決策，同時用演化博弈對回收渠道決策影響因素進行了分析。王一雷等[15]分析了溯源準則和標桿準則下，不同供應鏈模型中的碳減排決策。周興建等[16]運用DEA方法對不同模式下動力電池回收效率進行評價。

" 綜合上述文獻可見，現有研究主要聚焦在電子產品回收平臺、電子產品閉環供應鏈影響以及回收決策方面，這些成果豐富了回收物流的研究，也為其他學者進行深入研究提供了理論參考。然而，現有文獻主要集中于廢舊電子產品的回收問題，鮮有文獻研究廢舊手機的回收再制造決策問題，盡管政府已經把手機列入《廢舊電器電子產品處理目錄》中，但針對手機的具體基金補貼政策尚未出臺。鑒于此，本文在借鑒現有廢舊電子產品研究的基礎上，以廢舊手機回收為研究對象，在其閉環供應鏈的回收決策中，考慮政府補貼、碳稅等因素，分析對廢舊手機其回收決策的影響。

1" 模型假設與符號說明

1.1" 問題描述

" 本文研究了廢舊手機作為對象的閉環供應鏈系統，涉及制造商、銷售商和第三方回收處理商分別建立的互聯網回收平臺。在正向物流中，制造商將新產品供應給銷售商，然后銷售商將其售出給消費者。而在逆向物流中，消費者可以通過回收主體建立的互聯網回收平臺線上下訂單，然后回收主體負責線下廢舊手機回收。制造商或第三方回收處理商對回收的廢舊手機進行拆解處理，對質量較高的廢舊手機進行再制造處理，對質量較低的手機提取可用金屬，并對其余不可用部分進行環保處理。此外，政府采取政策措施對從事廢舊手機回收的企業給予回收補貼，對從事拆解再制造的企業給予拆解補貼，并征收制造商的碳稅和基金。圖1展示了不同回收主體出資建立互聯網回收平臺的基本模式。

1.2" 模型假設

便于問題的分析并基于模型求解的需要，做出以下假設：

" 假設1" 在博弈的關系當中，制造商因為其自身規模較大，影響力較高而占據主導地位，供應鏈中的其他主體作為跟隨者，在制造商作出決策之后再決策。并且各個主體都是處于完全理性的狀態，都是以自身利益最大化為目標。

" 假設2" 制造商和第三方回收處理商都具備對廢舊手機進行檢測、維修翻新再利用的資質。

" 假設3" 根據劉慧慧等[17]的研究，手機回收量G=G+θP，其中：G為消費者無償參與回收的廢舊手機數量，θ為消費者對回收價的敏感性，P為消費者參與廢舊手機回收得到的單位回收價。

假設4" 回收企業回收每單位廢舊手機，政府給予s回收補貼，拆解企業每拆解單位廢舊手機，政府給予其s拆解補貼。

" 假設5" 政府為加強企業碳排放管理，降低碳排放，從而對制造商和第三方回收處理商征收碳稅，稅率為v。

" 假設6" 為維護消費者的知情權和選擇權，保障消費者的權益和安全，考慮新產品和再制造產品之間存在的差異，并參考國內外學者Kleber et al.[18]和夏西強等[19]關于兩者需求量的函數，假設新產品和再制造產品的需求量分別為：q=D-，q=。

1.3" 符號說明

w、w分別為新產品、再制造產品的單位批發價格；p、p分別為新產品、再制造產品的單位銷售價格；c、c分別為使用新原材料、拆解材料生產的單位平均制造成本；p為制造商從銷售商處回收的單位轉讓價格；p為制造商從第三方回收處理商處獲取原材料的單位轉讓價格；D為市場潛在規模；δ為折價；λ為廢舊手機翻新維修的利用率；c、c分別為制造商、第三方回收處理商對質量較低的不可再制造的廢舊手機的單位環保處理成本；c、c、c分別為制造商、銷售商、第三方回收處理商回收廢舊手機的單位運營成本（包括倉儲、運輸和人力成本等）；A為制造企業生產產品需要繳納的單位處理基金；e、e分別為新產品、再制造產品的單位碳排放量；π為i在j回收模式下的利潤函數，π為j回收模式下總利潤，其中：i=M，S，T; M，S，T分別表示制造商、銷售商、第三方回收處理商。j=M，R，T; M，R，T分別表示M模式、R模式、T模式。

2" 模型建立

（1）制造商建立互聯網回收平臺（M模式）

" M模式下，供應鏈中制造商、銷售商利潤分別為：

π=w-cq+w-cq+sG+sG-G1-λc-pG-cG-veq-veq-Aq+q" " " " " " " " "（1）

π=p-wq+p-wq" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （2）

（2）銷售商建立互聯網回收平臺（R模式）

R模式下，供應鏈中制造商、銷售商利潤分別為：

π=w-cq+w-cq+sG-G1-λc-pG-veq-veq-Aq+q" " " " " " " " " " "（3）

π=p-wq+p-wq+pG+sG-cG-pG" " " " " " " " " " " " " " " " "（4）

（3）第三方建立互聯網回收平臺（T模式）

T模式下，供應鏈中制造商、銷售商、第三方回收處理商利潤分別為：

π=w-cq+w-cq-G1-λp-veq-veq-Aq+q" " " " " " " " " " " " "（5）

π=p-wq+p-wq" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（6）

π=G1-λp-c+sG+sG-cG-pG" " " " " " " " " " " " " " " " " " （7）

上述模型求解采用逆向歸納法，其最優決策匯總如表1所示，其中：X=， Y=， Z=A。

3" 模型分析

根據以上模型決策結果，主要圍繞碳稅、政府參與補貼的視角展開分析，探討其對三種模式下系統定價、回收量、制造商收益、銷售商收益及總收益的決策影響，可得出以下結論：

" 結論1" 新產品、再制造單位批發價格w、w和單位銷售價格p、p都是關于碳稅v的增函數，制造商利潤π、銷售商利潤π和總收益π是關于碳稅v的減函數。

證明：===gt;0， ===gt;0， ===gt;0， ===gt;0， =

=lt;0， ==lt;0， ==lt;0。

" 這意味著隨著碳稅的上升，制造商、銷售商面臨的成本增加，企業的盈利能力降低，從而減少了制造商利潤、銷售商利潤和總收益，因此企業將這一成本轉嫁給了產品價格，在產品價格上進行調整以應對額外的成本，導致了價格上漲。

" 結論2" 三種模式下回收主體的回收數量G、制造商的利潤π以及總利潤π都是關于政府回收補貼s和拆解補貼s的增函數。R模式下銷售商利潤π是關于政府回收補貼s和拆解補貼s的增函數，M模式和T模式下銷售商利潤π不隨政府回收補貼s和拆解補貼s的變化而變化。

" 證明：==gt;0， ====gt;0， ==Ggt;0， ==Ggt;0， ==Ggt;0，

==Ggt;0， ==gt;0， ==gt;0， ==gt;0， ====0。

" 這表明政府的回收補貼和拆解補貼對于三種回收模式下的回收量和制造商收益都有促進作用，在R模式下銷售商的收益也有促進作用，這可以激發各回收主體的積極性，從而提高閉環供應鏈的回收量，增加供應鏈回收主體的收益。

4" 數值分析

為了直觀地驗證上述結論的有效性，本文通過對行業的深入了解，并結合現有的學術文獻研究結果，假設參數如下：c

=400，c=300，e=0.049，e=0.030，v=20，δ=0.7，λ=0.7，θ=0.8，D=800，A=10，G=5，s=15，s=20，c=10，c=2，c=8，c=4，c=3。

本文使用Python3.7.0進行數值計算與模擬仿真，主要圍繞碳稅、政府補貼對三種回收模式下定價、制造商收益和總收益的影響，得到結果如下：

（1）碳稅的作用分析

由圖2至圖5可知，碳稅的實施對回收模式的選擇并沒有直接影響新產品和再制造產品的批發價和零售價。不論采用何種回收模式，新產品和再制造產品的批發價和零售價都隨著碳稅的提高而上升，但這種上升幅度相對較小。與此同時，隨著碳稅的增加，三種模式下制造商、銷售商和總體利潤都呈下降趨勢，這表明碳稅的增加對制造商、銷售商和總體利潤產生了顯著影響，相較于產品價格的影響更為重要。

" （2）政府補貼的作用分析

由圖6至圖9可知，在政府補貼的影響下，各個模式下的回收量、制造商利潤、銷售商利潤和總利潤都隨政府補貼的增加而增加。總體而言，M模式下回收量、制造商利潤和總利潤方面均居于領先地位。此外，不管采用哪種模式，隨著回收補貼和拆解補貼的增加，回收量、制造商利潤和總利潤都呈上升趨勢，銷售商利潤在R模式下也呈上升趨勢。這表明政府的回收補貼和拆解補貼在各種模式下發揮了促進回收的作用，政府補貼計劃的實施為廢舊手機回收企業提供了經濟支持，激勵了其積極參與回收再利用業務。

5" 結" 論

本文分析了三種回收模式，運用數值仿真的方法探索了碳稅和政府補貼對回收再制造的影響，并進行了綜合比較，研究發現：

（1）碳稅機制的實施在定價決策上產生較小影響，但對供應鏈利潤影響較大。制造商的生產成本上升，系統定價提高，供應鏈利潤下降。在廢舊手機處理領域引入碳稅機制，這一措施鼓勵企業加強技術創新，提高資源利用效率，進而降低碳排放水平。

（2）政府補貼對制造商的影響較大，政府補貼的加入于制造商而言，在M模式下回收量、制造商利潤和總利潤較高。政府的財政支持有效地引導供應鏈各環節采取積極的回收舉措，有助于促進閉環供應鏈的廢舊產品回收和再制造工作。

（3）通過對比三種回收模式，可以發現在供應鏈的不同層面，各個主體在回收模式的選擇上存在著一定的差異。具體而言，M回收模式則在制造商層面最佳，而R回收模式在銷售商層面是最佳選擇。然而，在考慮整個供應鏈的情況時，M回收模式是最為合適的回收方式。綜合考慮各個方面的因素，最終選擇M回收模式作為最佳的回收方式。

" 本文分別針對制造商、銷售商、第三方回收處理商各自建立互聯網回收平臺的單回收渠道進行了分析，而回收市場實際存在多種回收渠道并存的現象，在未來的研究中可以考慮多種回收渠道并存的情況。此外，本文考慮的回收影響因素過少，在實際的回收過程中消費者偏好、服務態度和網站維護成本等也會對回收模式的選擇產生影響，后續研究可針對這些領域進一步展開。

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收稿日期：2024-03-05

作者簡介：廖紅英（1999—），女，江西贛州人，武漢科技大學汽車與交通工程學院碩士研究生，研究方向：物流與供應鏈管理；孟" 芳（1972—），女，湖北襄陽人，武漢科技大學汽車與交通工程學院，副教授，研究方向：運輸與物流規劃與管理。

引文格式：廖紅英，孟芳. 碳稅和基金補貼下廢舊手機閉環供應鏈回收決策[J]. 物流科技，2025，48（3）：96-100，108.