碳限额交易与补贴政策下动力电池闭环供应链决策分析

doi:10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2023.1828

摘要/Abstract

摘要：

为了推动企业碳减排和促进动力电池回收工作，政府分别制定了碳限额交易政策和补贴政策。本文构建了动力电池制造商主导的，与整车制造商及第三方回收商组成的动力电池闭环供应链，研究碳限额交易政策下补贴动力电池制造商、补贴回收商和补贴消费者三种策略下动力电池回收供应链最优决策。此外，本文构建了单渠道垄断回收、混合回收和联盟回收三种回收模式，并对不同回收模式下的供应链决策、利润和回收率进行比较。研究结果表明：（1）动力电池回收正向供应链决策受碳限额交易政策和回收模式的影响，而补贴政策只影响逆向供应链决策；（2）碳限额交易政策改善了动力电池回收供应链利润，表现在碳配额和碳价的上升均有利于动力电池回收供应链利润的增加，而碳价的上升导致回收率表现不佳；（3）补贴政策改善了供应链利润和回收率，补贴动力电池制造商或回收商的回收率总是优于补贴消费者；（4）碳限额交易政策与补贴政策对供应链的影响不受回收模式的影响，但联盟回收模式的供应链利润与回收率比单渠道回收和混合回收更优。

关键词: 闭环供应链, 动力电池回收, 回收模式, 碳限额交易政策, 政府补贴

Abstract:

To promote the power battery recycling work and promote the carbon emission reduction of enterprises， the government launched carbon cap-and-trade mechanism and subsidy policy， to explore the impact of the government subsidy strategy choice on the decision-making of the power battery recycling supply chain under cap-and-trade mechanism， a closed-loop supply chain led by power battery manufacturer and composed of the vehicle manufacturer and third-party recycler is constructed， and the optimal decision-making of the power battery recycling supply chain under the three strategies of subsidized power battery manufacturer is studied. In addition， three recycling models are constructed： single-channel monopoly recycling， mixed recycling and alliance recycling， and the supply chain decision-making， profit and recycling rate under different recycling models are compared. Results show that （1） The forward supply chain decision of power battery recycling is affected by the carbon cap-and-trade mechanism and recycling models， while the subsidy policy only affects the reverse supply chain decision；（2） The carbon cap-and-trade mechanism improves the profits of the power battery recycling supply chain， showing that the increase of carbon quota and carbon price is conducive to the increase of the profit of the power battery recycling supply chain， while the increase of carbon price leads to poor recovery performance；（3） Subsidy policies improve supply chain profits and recycling rates， and the recycling rate of subsidized power battery manufacturers or recyclers is always better than that of subsidized consumers；（4） The impact of carbon cap-and-trade mechanism and subsidy policy on the supply chain is not affected by the recycling mode， but the supply chain profit and recovery rate of the alliance recycling mode are better than that of single-channel recycling and mixed recycling.

Key words: power battery recycling, closed-loop supply chain, recycling model, cap-and-trade mechanism, government subsidy

中图分类号:

X773

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图/表 11

图1

表1

符号及含义说明"

符号	定义	单位	符号	定义	单位
$c m$	使用原材料生产单位动力电池的成本	元/组	$e$	单位动力电池生产的初始碳排放	吨
$c r$	使用回收材料再生产单位动力电池的成本	元/组	$ρ$	市场需求对碳减排率的弹性系数
$η$	单位动力电池梯次利用的净利润	元/组	$s$	每吨碳排放的价格	元/吨
$Δ$	单位退役动力电池再利用的净收益	元/组	$h$	碳减排成本系数
$θ$	消费者对动力电池零售价格的敏感系数		$D (p)$	市场上的动力电池的需求	组
$a$	消费者自愿返还的退役动力电池数量	组	$Π j i$	回收模式 $i$ 中成员 $j$ 的利润函数	元
$E$	政府分配给动力电池制造商的碳排放额	吨	$b$	消费者对回收价格的敏感系数	组
$E R$	单位退役动力电池循环利用节省的碳排放量	吨	$δ x$	渠道竞争系数
$P i$	第 $i$ 种回收模式下的供应链的总利润	元	$ϕ$	市场潜在需求量	组
$k$	回收单位退役动力电池的努力成本	元/组	$Q i$	动力电池回收总量	组
$A$	回收单位退役动力电池的固定成本	元/组	$E i$	第 $i$ 种回收模式下的回收率	%
$g$	政府补贴	元/组	$V$	单位退役动力电池剩余容量
$p$	零售价格	元/组	$w$	批发价格	元/组
$r j i$	回收模式 $i$ 中成员 $j$ 的回收价格	元/组	$t$	转移支付价格	元/组
$l$	单位动力电池的碳减排水平	%

表1

表2

参数取值"

参数	取值	参数	取值
$ϕ$	300000	$A T$	350
$θ$	1.6	$k$	1.1
$c m$	14349	$E R$	0.017
$b$	1.1	$E$	13650
$δ m v$	0.5	$ρ$	15
$V$	47	$g$	20
$δ v$	0.49	$δ m t$	0.48
$δ t$	0.47	$δ m$	0.46
$A M$	400	$e$	0.5
$A V$	300	$Δ$	29349
$s$	56.75	$h$	10

表2

图2

表3

图3

图4

图5

图6

图7

图8

参考文献 34

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模式	补贴动力电池制造商		补贴整车制造商		补贴消费者
模式	供应链利润	回收率	供应链利润	回收率	供应链利润	回收率
模式M	15554781511	0.23011	15554781511	0.23012	15554452831	0.22997
模式V	15494594597	0.11544	15494594597	0.11544	15494347262	0.11537
模式T	15493976570	0.11525	15493976570	0.11525	15493729648	0.11518
模式MV	15704276051	0.32366	15709195843	0.32366	15703746846	0.29769
模式MVT	15828691044	0.40378	15835691943	0.40378	15827995067	0.19449
模式M+V	20813008963	0.16204	20698933069	0.11468	20812479022	0.16193
模式M+T	15705177661	0.32402	15710084816	0.32402	15704647856	0.29805
模式V+T	15704276051	0.32366	15709195843	0.32366	15703746846	0.29769
模式C	20662405065	0.11501	20595399316	0.08365	20662076385	0.11494