政府補(bǔ)貼下競爭型WEEE閉環(huán)供應(yīng)鏈定價決策研究

郭軍華，王陌語，劉 佳

(華東交通大學(xué) 交通運輸與物流學(xué)院，江西 南昌 330013)

一、引 言

廢舊電子電器設(shè)備(Waste electrical and electronic equipment，WEEE)，也稱電子廢棄物，是被丟棄或終止使用的電子電器產(chǎn)品。WEEE中包含大量有毒有害物質(zhì)，如果不采用正規(guī)的方式回收處理則會給環(huán)境帶來巨大風(fēng)險。此外，WEEE中資源豐富，如果回收處理方式得當(dāng)，能夠帶來豐厚的再利用再生產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)價值[1]。WEEE的回收處理問題一直是全球關(guān)注的熱點，世界經(jīng)合組織(OECD)、歐盟、德國等都相繼出臺了相關(guān)法律法規(guī)[2-3]。作為電子電器產(chǎn)品消費大國的中國，目前的WEEE回收處理的整體水平還較低。這是因為，廢舊產(chǎn)品進(jìn)行污染較低的拆解處理需要較高的技術(shù)水平并投入較高的成本。而在我國，大量的企業(yè)認(rèn)為組織廢舊品回收工作是一種額外的負(fù)擔(dān)，不愿意主動承擔(dān)環(huán)境保護(hù)的責(zé)任，而那些以高價回收WEEE的小商販則成了消費者處理廢舊電子產(chǎn)品的優(yōu)先選擇。然而，這些小商販都是不具備拆解資質(zhì)的不合格回收商，僅追求低成本高利潤，會對環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。為規(guī)范WEEE的回收和處理并扶持正規(guī)拆解企業(yè)，國務(wù)院于2008年發(fā)布了《廢棄電器電子產(chǎn)品回收處理管理條例》(以下簡稱《條例》)，并在2012年推出了《廢舊電器電子產(chǎn)品處理基金征收使用管理辦法》[4-5](以下簡稱《辦法》)?！稐l例》和《辦法》的出臺對我國生產(chǎn)回收企業(yè)的決策產(chǎn)生了重大影響。

針對WEEE回收處理法規(guī)、EPR(Extended Producer Responsibility，生產(chǎn)者責(zé)任延伸)制度、WEEE回收渠道等問題已有大量研究成果。Wang[6](2010)和 Chung 等[7](2011)對我國WEEE回收的相關(guān)政策法規(guī)和制度進(jìn)行了梳理。Abdulrahman 等[8](2014)認(rèn)為，考量我國廢舊電子電器產(chǎn)品回收體系存在的弊端和障礙可以從管理、金融、政策法規(guī)和基礎(chǔ)設(shè)施四個方面進(jìn)行。倪明[9](2014)等認(rèn)為，供需網(wǎng)理論與WEEE回收再利用相結(jié)合能夠幫助企業(yè)克服自營、聯(lián)盟、外包等模式的缺點，具有多種優(yōu)勢。周杰和陶小芳[10](2016)在EPR背景下，對隨機(jī)需求下銷售-回收型閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行了研究，設(shè)計了收益共享契約以實現(xiàn)利潤最大化和EPR效益水平最大化兩個目標(biāo)。劉克寧和宋華明[11](2017)指出，EPR制度設(shè)計要充分考慮研發(fā)方的低碳研發(fā)技術(shù)水平、碳稅稅率、生產(chǎn)者和研發(fā)者在回收減排中的重要度。鄭艷芳和周文慧等[12](2017)認(rèn)為，我國EPR制度設(shè)計要充分考慮正規(guī)回收渠道和非正規(guī)回收渠道之間的競爭問題。劉慧慧和黃濤等[13](2013)，建立了WEEE的雙渠道回收競爭模型，給出了正規(guī)與非正規(guī)渠道均衡時的回收定價和翻修比例。公彥德和達(dá)慶利等[14](2016)發(fā)現(xiàn)，處理基金在制造商和拆解企業(yè)之間分配比例的變化，影響供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)的利潤。李春發(fā)和朱浪梅[2](2017)指出， EPR制度下，設(shè)置以環(huán)境效益最大化為目標(biāo)的補(bǔ)貼比例及基金繳納額度時要充分考慮企業(yè)成本結(jié)構(gòu)、消費者結(jié)構(gòu)、消費者效用和廢舊產(chǎn)品回收處理能力。馬祖軍和胡書等[15](2016)指出，政府規(guī)定制造商的最低再生利用率對CLSC成員的最優(yōu)經(jīng)營策略，以及CLSC總利潤、消費者剩余和社會福利產(chǎn)生的影響不同。王玉燕和申亮[4](2018)認(rèn)為，回收處理基金背景下，WEEE閉環(huán)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)重組形成了四種主導(dǎo)模式。上述研究為電子電器閉環(huán)供應(yīng)鏈奠定了堅實的基礎(chǔ)，然而除了鄭艷芳及劉慧慧等[12，13]探討了正規(guī)與非正規(guī)回收渠道之間的競爭問題，考慮回收處理市場競爭環(huán)境的研究仍較少。與前述文獻(xiàn)相比，本文從效用角度，在合格與不合格回收商競爭的環(huán)境下，讓顧客自己選擇回收商，并將回收處理過程的環(huán)境影響納入考量。

綜上所述，在目前我國廢舊電子電器產(chǎn)品回收的相關(guān)制度約束下，考慮合格回收商與不合格回收商進(jìn)行競爭的電子電器閉環(huán)供應(yīng)鏈決策有待進(jìn)一步研究。因此，本文在政府回收處理補(bǔ)貼背景下，基于消費者對回收渠道的偏好度不同，將回收處理過程對環(huán)境的影響納入考量，構(gòu)建了合格與不合格回收商競爭的電子電器閉環(huán)供應(yīng)鏈，分析回收商競爭環(huán)境下EPR制度對閉環(huán)供應(yīng)鏈、制造商、合格回收商和不合格回收商的最優(yōu)定價、回收量及利潤的影響，并進(jìn)一步分析消費者渠道偏好、合格回收商拆解處理WEEE的環(huán)境屬性值以及回收處理補(bǔ)貼對閉環(huán)供應(yīng)鏈、制造商及各回收商的影響。本文的研究結(jié)論將對政府EPR制度的完善、有資質(zhì)的合格回收商競爭力的提升、閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價決策提供理論支撐。

二、問題描述和假設(shè)提出

該閉環(huán)供應(yīng)鏈由一個制造商與相互競爭的兩個回收商組成。制造商M同時生產(chǎn)新產(chǎn)品(耐用品)與再制造產(chǎn)品。兩個回收商分別為：具有政府支持的正規(guī)回收商Q與不正規(guī)回收商U。這是因為，經(jīng)過回收商Q處理過的廢舊品對環(huán)境的污染較低，是政府認(rèn)可的具有拆解資質(zhì)的合格回收商；而回收商U，由于其設(shè)施設(shè)備及技術(shù)水平等問題，經(jīng)過該企業(yè)處理過的產(chǎn)品對環(huán)境污染較大，因而不具備拆解資質(zhì)，在現(xiàn)實生活中我們稱其為“黑商販”(以下簡稱不合格回收商U)。EPR下由制造商主導(dǎo)、合格/不合格回收商相互競爭的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型如圖1所示。

本文的基本假設(shè)如下：

假設(shè)1：合格回收商Q與不合格回收商U處理產(chǎn)品的成本分別為cQ/cU，且由于合格回收商對廢舊品拆解處理污染較小，技術(shù)水平與投入成本較高，因此cQ>cU。

假設(shè)2：pQ和pU分別表示回收商Q和回收商U支付給消費者的單位回收價格，由于不合格回收商成本較低，為了搶占市場增加利潤，其回收價格大于合格回收商價格，即pU>pQ。

假設(shè)3：政府為了扶持具有拆解資質(zhì)的正規(guī)企業(yè)，打擊“黑商販”，保護(hù)環(huán)境，對合格回收商實施補(bǔ)貼政策。設(shè)每單位處理補(bǔ)貼為s，該補(bǔ)貼來源于廢舊電器處理基金。

假設(shè)4：假設(shè)制造商生產(chǎn)新產(chǎn)品的單位成本為ct=c+cd，其中，c為產(chǎn)品生產(chǎn)成本，cd為政府向制造商收取的單位處置費用。

假設(shè)5：r為回收商拆解處理廢舊品所獲得的有效原材料，即回收商處理每單位WEEE的收益[16]。為保證回收商有利可圖，有cU

Conrad[18](2005)的研究表明，產(chǎn)品不同，生產(chǎn)及使用方式也不同，因此，造成的環(huán)境影響不一；Bansal等[19](2003)假設(shè)產(chǎn)品對環(huán)境的初始影響值為D，經(jīng)過一定的技術(shù)處理后優(yōu)化了對環(huán)境的影響，對環(huán)境產(chǎn)生了大小為e的友好度，也就是說產(chǎn)品經(jīng)過正確處理后對環(huán)境的影響變?yōu)镈-e，參考陳曉紅等[20](2016)得到假設(shè) 6。

假設(shè)6：環(huán)境質(zhì)量屬性是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過程采取了環(huán)保措施所減少的污染程度，即對環(huán)境的友好度，由于合格回收商與不合格回收商拆解處理廢舊品的科技、手段不同，在此過程中對環(huán)境產(chǎn)生的影響也不同。假定eQ和eU分別指兩個回收商拆解處理廢舊品的環(huán)境屬性值，即處理WEEE過程中表現(xiàn)出對環(huán)境的友好度，并且滿足eQ>eU；消費者對產(chǎn)品單位環(huán)境質(zhì)量的支付意愿為θ，θ∈[0,λ]，λ<1，λ為消費者為單位產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量愿意支付的最大值。

假設(shè)7：消費者只通過市場上Q和U兩家回收商處理WEEE，消費者需求即為回收商的回收量，且回收的廢舊產(chǎn)品全部用于再制造，即再造率為1。

假設(shè)不同的消費者對于廢舊電子電器產(chǎn)品估值存在差異，只有當(dāng)回收商給出的回收價格大于消費者對廢舊產(chǎn)品的估值時，消費者才愿意參與回收。為了方便計算，假設(shè)市場上潛在回收量標(biāo)準(zhǔn)化為1[12]。由此，可得消費者將廢舊電子電器產(chǎn)品售給回收商Q或U的效用函數(shù)分別為：UQ=αv+θeQ-pn+pQ；UU=(1-α)v+θeU-pn+pU。其中，v為產(chǎn)品質(zhì)量，滿足均勻分布v∈[0,1][21]；α為消費者對正規(guī)回收渠道的偏好度，0<α<1[12]。

當(dāng)UQ>UU且UQ≥0時，消費者選擇將WEEE售給合格回收商；當(dāng)UQ

(1)

(2)

三、模型計算

依據(jù)逆向歸納法，首先分析回收商的決策。記πQ和πU分別為回收商Q和U的利潤，有

πQ=(r+s-cQ-pQ)qQ，πU=(r-cU-pU)qU

(3)

引理1兩個回收商的最優(yōu)價格分別為

(4)

(5)

當(dāng)0

(6)

(7)

此時，回收商Q和U的最優(yōu)利潤為

+cteU+cUeQ+eQr+2eQs-eQv-eUr-eUs)2

(8)

-cteU+3cUeQ-cUeU-eQr+2eQs-3eQv+eUr-eUv)2

(9)

其中，

接下來，分析制造商的決策。記πM為ERP(ct,s)下制造商的利潤，則制造商的決策模型可表示為

(10)

將式(6)代入上式，易得制造商的最優(yōu)價格與利潤為

(11)

(12)

閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)利潤為

-cteU+3cUeQ-cUeU-eQr+2eQs-3eQv+eUr-eUv)2

(13)

四、模型分析

針對上述模型展開分析，可以得到如下命題：

命題1消費者對正規(guī)回收渠道的偏好度越高，合格回收商的回收量越高，回收價格越低；不合格回收商的回收量越低，回收價格越高。同時，新產(chǎn)品的價格越高。

證明：

命題1得證。

命題1表明消費者對渠道的偏好度對合格回收企業(yè)及制造商均產(chǎn)生正面影響，引導(dǎo)消費者將WEEE出售給合格回收商有助于推進(jìn)符合政府規(guī)制的電子電器閉環(huán)供應(yīng)鏈的形成。隨著消費者對正規(guī)回收渠道的偏好度提高，合格回收企業(yè)的回收價格降低，回收量增大，合格回收商的競爭力提高；此時，制造商可以通過適當(dāng)提高定價來增加利潤，提高了制造商參與WEEE閉環(huán)供應(yīng)鏈的動力。

命題2政府給予合格回收商的WEEE處理補(bǔ)貼越高，合格回收商的回收價格和回收量越高；不合格回收商的回收量降低，回收價格提高。同時，新產(chǎn)品的價格提高。

證明：

命題2得證。

命題2表明閉環(huán)供應(yīng)鏈上各成員的決策會受到政府WEEE處理補(bǔ)貼的影響。政府補(bǔ)貼的提高，可以提高合格回收商的回收量，降低不合格回收商的回收量，從而有效提高合格回收商的競爭力，實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約。

證明：見附錄1

命題3表明政府EPR制度的實施，能有效提高WEEE閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤。政府有理由促進(jìn)消費者對正規(guī)回收渠道的認(rèn)識與接受，以實現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源目的的同時避免與閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)及成員利潤相沖突。

證明：見附錄2

命題3和命題4表明消費者環(huán)保意識的增強(qiáng)，即消費者對正規(guī)回收渠道的偏好提高時，有助于政府推行EPR制度。政府應(yīng)設(shè)置合理的補(bǔ)貼金額(0

命題5政府實施EPR制度，即0

證明：見附錄3

命題5表明合格回收商的回收價格隨著合格回收商拆解處理廢舊品環(huán)境屬性值的增大而降低，不合格回收商的回收價格隨之增大。這是因為，政府實施EPR制度，使消費者認(rèn)識到環(huán)境保護(hù)的重要性，越來越多的消費者愿意將WEEE出售給合格回收商，使得合格回收商可以降低回收價格增加利潤，并進(jìn)一步提高回收處理過程對環(huán)境的友好度；更多的消費者選擇正規(guī)回收渠道，不合格回收商不得不提高回收價格提高其市場競爭力。此時，新產(chǎn)品價格降低，消費者最終受益于WEEE環(huán)境質(zhì)量的提升。

命題6隨著合格回收商拆解處理廢舊品的環(huán)境屬性值增大，合格回收商的回收量減少，不合格回收商的回收量增加。

證明：見附錄4

命題6表明僅提高合格回收商拆解處理廢舊品環(huán)境屬性值會降低合格回收商WEEE回收量。這是因為，隨著合格回收商拆解處理廢舊品環(huán)境屬性值的提高，合格回收商的回收價格降低，不合格回收商的回收價格提高，消費者為了個人利益，會選擇將WEEE出售給回收價格更高的不合格回收商。這表明，選擇單方面提高消費者對渠道的偏好度或僅改善合格回收商對廢舊品拆解處理的環(huán)境屬性值都不利于企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展，企業(yè)應(yīng)與政府通力合作，提高消費者對正規(guī)回收渠道的偏好度，同時，適度提高合格回收商對廢舊品拆解處理的環(huán)境屬性值，實現(xiàn)雙贏。

證明：見附錄5

命題7表明當(dāng)消費者對正規(guī)回收渠道的偏好較高，合格回收商的單位處理成本與不合格回收商的單位處理成本之間滿足關(guān)系式cU

五、數(shù)值模擬

本部分將通過相關(guān)數(shù)值算例驗證并補(bǔ)充上述模型所得結(jié)論。令c=0.7897,ct=0.7985,eU=0.1,cQ=0.0235,cU=0,r=c=0.7897，λ=0.5,v=0.9[16]，并通過調(diào)節(jié)參數(shù)α,s,eQ的變化來驗證和探討上述決策結(jié)果。

1.當(dāng)eQ=0.99,α∈(0,1),s∈(0,1)時，新產(chǎn)品價格及各回收商的回收價格與回收量的變化趨勢如圖2所示。由圖2可知，新產(chǎn)品的價格隨著α和s的增大而增加；合格回收商的回收價格隨著α的增大而減小，隨著s的增大而增加，其回收量隨著α和s的增大而增加；不合格回收商的回收價格隨著α和s的增大而增加，回收量隨著α和s的增大而減少。這說明，提高消費者對正規(guī)回收渠道的偏好及政府給予的處理補(bǔ)貼能有效地提高合格回收商的市場競爭力。

3.當(dāng)α=0.6,s∈(0,1),eQ∈(0.2,1)時，制造商、各回收商及系統(tǒng)利潤變化趨勢如圖4所示。由圖4可知，制造商、各回收商的利潤總體呈減小趨勢；閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤隨著eQ的增大先減少后增加。這說明通過提高合格回收商廢舊品拆解處理的環(huán)境屬性值來實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)是一個長期過程。雖然短時間內(nèi)，供應(yīng)鏈成員利潤降低，但從長遠(yuǎn)發(fā)展來看，有助于EPR實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約的同時提高閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤。這就需要政府設(shè)置合理的補(bǔ)貼，提高供應(yīng)鏈成員參與積極性，同時注意提高消費者對正規(guī)回收渠道的偏好度，促進(jìn)企業(yè)自發(fā)轉(zhuǎn)型。

六、結(jié)論與啟示

(一)主要研究結(jié)論

本文在政府EPR制度下，以由單個制造商和兩個回收商組成的電子電器產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈為研究對象，考慮市場回收渠道存在競爭，根據(jù)消費者效用最大化原理，運用博弈論方法對閉環(huán)供應(yīng)鏈定價決策進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明：

1.政府實施EPR制度，即政府給予合格回收商補(bǔ)貼將有助于增強(qiáng)合格回收商的市場競爭力；當(dāng)補(bǔ)貼增大到某一個閾值時，不合格回收商被擠出市場，合格回收商壟斷市場。此外，隨著補(bǔ)貼的增加，各回收商的利潤提高。

2.消費者對回收渠道的偏好對制造商、各回收商及系統(tǒng)利潤產(chǎn)生正面影響，即制造商、各回收商及系統(tǒng)利潤均隨著消費者對正規(guī)回收渠道偏好度的提高而增加。

3.合格回收商拆解處理廢舊品的環(huán)境屬性值對供應(yīng)鏈成員的影響不同。雖然短期來看，制造商及各回收商的利潤隨著合格回收商拆解處理廢舊品環(huán)境屬性值的增大而減小，但長期來說閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤增加。

(二)啟示

1.政府補(bǔ)貼不僅有利于維護(hù)良好的市場環(huán)境，且有利于企業(yè)提高廢舊產(chǎn)品再利用價值。政府應(yīng)設(shè)置合理的補(bǔ)貼比例，提高供應(yīng)鏈成員，特別是合格回收商參與WEEE回收的積極性，促進(jìn)電子電器產(chǎn)品閉環(huán)供應(yīng)鏈的形成。

2.應(yīng)提高消費者對合格回收商的偏好。政府應(yīng)與企業(yè)通力合作，加大宣傳，在促進(jìn)供應(yīng)鏈成員參與積極性的同時提高消費者對正規(guī)回收渠道的認(rèn)識與接受，最終實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約。

3.實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)是一個長期堅持的過程，提高合格回收商拆解處理廢舊品的環(huán)境屬性值在短期內(nèi)可能有損企業(yè)利益。但放眼未來，不僅能幫助企業(yè)獲得良好的口碑，更好的擴(kuò)展市場，實現(xiàn)企業(yè)利潤的提升，且最終總系統(tǒng)利潤增大，社會環(huán)境效益顯著。政府可以設(shè)置有效的獎懲機(jī)制，并幫助企業(yè)提升產(chǎn)品處理技術(shù)來促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。

七、結(jié) 語

實施EPR制度是實現(xiàn)綠色發(fā)展的有效途徑，但當(dāng)前回收再制造在我國仍然舉步維艱。這一方面是因為企業(yè)的回收制造技術(shù)及意識還有待提升，消費者對再制造產(chǎn)品認(rèn)可度仍然不高；另一方面是由于存在大量無資質(zhì)的不合格回收商對有資質(zhì)的合格回收商產(chǎn)生具大的競爭。本文正是在此背景下展開的研究，為如何促進(jìn)企業(yè)回收再制造以及不合格回收商競爭下閉環(huán)供應(yīng)鏈如何進(jìn)行應(yīng)對提供理論指導(dǎo)。后續(xù)研究將從以下兩點進(jìn)行擴(kuò)展：(1)在多制造商及多回收商情景下，考慮制造商與回收商的合作，運用合作博弈理論，研究閉環(huán)供應(yīng)鏈的定價決策；(2)在回收不確定、需求不確定等環(huán)境下，考慮合格制造商與不合格制造商的競爭問題。