可重复利用的快递包装回收模式研究

何 波 段雪苇

重庆大学

经济与工商管理学院

重庆 400030

1 研究背景

2020年我国快递业务量已突破800亿件，快递行业每年产生纸类废物超过900万t，塑料废物约180万t，并呈现快速增长的趋势[1-2]。在人们享受网络购物便捷的同时，快递包装造成了严重的资源浪费和环境污染[3]。2020年底，国家发展和改革委员会、国家邮政局等8部门联合发布的《关于加快推进快递包装绿色转型的意见》明确提出，要以技术创新和模式创新驱动快递包装绿色转型，通过推广可循环包装产品，采取可循环快递包装新模式等，推动企业形成产业联盟，加强快递包装回收，实现快递包装绿色化、减量化和可循环。当前，越来越多的企业推出可回收快递包装盒。例如，苏宁物流针对快递包装绿色化的“青城计划2.0”落地郑州，已投放20 000多个[2]绿色循环包装；京东物流推出可以循环使用20次以上的“青流箱”已经在多个城市使用[2]；灰度环保公司在“生产供应方-销售方-消费者”链条上提供快递循环箱。

近年来，学者们对快递包装回收问题进行了大量研究。例如：钱婧雯[4]、姚雨清等[5]分析了快递包装回收存在回收成本高、回收意愿不足、市场回收网络不健全和公众参与率低等问题。朱磊等[6]提出共享循环包装箱的回收有自主回收、联合回收和委托回收3种模式。慕晶晶[7]运用聚类分析方法对快递包装回收中心进行了等级划分。韩伟伟等[8]研究了数量模糊、时间模糊、丢弃率模糊3种环境下的快递包装逆向物流网络设计。

在包装尺寸大小对产品定价的影响方面，S.Gupta等[9]研究了在消费不确定条件下，生产商的包装尺寸决策以及定价决策问题。罗子灿等[10]研究了零售商回收模式下收益共享契约和包装尺寸决策问题。S. Jain[11]研究了企业包装尺寸对解决消费者自我控制的条件，对产品定价影响以及消费者和社会福利问题。O. Koenigsberg等[12]研究了企业产品的包装尺寸和价格决策问题，并考虑了产品使用期限、消费者使用比率、包装尺寸和产品可变成本之间的关系。

在闭环供应链回收模式选择问题方面，公彦德等[13]对比分析了物流外包和自营两种混合回收模式。张玉豪等[14]探索了制造商主导下的3种双回收渠道模型的最优决策问题。陈建华等[15]研究了零售商主导下的双回收渠道模型的最优决策问题。朱晓东等[16]建立了制造商、分销商和线上回收商的博弈模型。倪明等[17]对比分析了制造商和零售商共同回收、制造商和第三方共同回收、零售商和第三方共同回收3种双渠道回收模型。

在外部因素对回收的影响方面，汪明月等[18]的研究表明，政府的奖励机制能提高废旧产品的回收率以及制造商利润和声誉。欧阳恋群等[19]研究了环境税费水平对快递服务商回收决策的影响。何海龙等[20]研究了政府补贴、监管力度、处罚力度及消费者满意度对电商企业实施回收的影响。聂佳佳等[21]对比分析了政府实施碳排放约束政策和无碳排放约束下，零售商负责回收闭环供应链的定价与回收决策问题。姚锋敏等[22]探讨了在3种不同回收渠道下，考虑政府回收补贴和零售商的企业社会责任（corporate social responsibility，CSR）对闭环供应链的影响，得出有政府回收补贴下最优决策为制造商负责回收的结论。温小琴等[23]的研究表明，企业社会责任和较高的政府回收奖励会促进生产企业选择自行回收的模式。

与上述文献不同的是，本文考虑了电商平台作为回收主体的情形，研究两种回收模式：1）物流公司回收模式：物流公司作为回收主体，决定可回收包装盒的回收率。2）电商平台回收模式：电商平台作为回收主体，决定可回收包装盒的回收率。探讨两种回收模式下的最优决策问题，并详细分析各参数对可回收包装盒的回收率、使用比例以及物流公司利润和电商平台成本的影响，以期能为包装回收的参与者提供决策参考。

2 问题描述

考虑一个电商平台（用E表示）和一个物流公司（用L表示）组成回收主体。物流公司生产并提供可回收快递包装盒，电商平台既可以选择物流公司提供的可回收包装盒，也可选择其他供应商提供的普通包装盒。假设普通包装盒只能使用一次，不可再次回收使用；而可回收包装盒可以回收再次使用，且可回收包装盒只由物流公司生产，其他供应商只生产普通包装盒。物流公司与电商平台均可以作为回收方，对使用过的包装盒进行回收，并且回收方决定可回收包装盒的回收率。

在回收过程中，回收方需要支付回收成本ρ2ki，其中ρ为回收率，ki（ki>0）为回收努力成本系数，i∈{E, L} 。回收成本的表达式ρ2ki表明，回收成本的增量随着回收率的增加而增加。将普通包装盒的价格归一化为1，可回收包装盒的价格p=A-γ-ρ，其中A为可回收包装盒的潜在市场规模，γ为电商平台使用可回收包装盒的比例。可回收包装盒的价格函数表明，价格p随着回收率ρ的增加而下降，也随着使用可回收包装盒比例γ的增加而下降。

本文的常用变量及意义如表1所示。

表1 常用变量及意义Table 1 Variables and relevant meanings

3 回收模式模型分析

本节将讨论物流公司、电商平台分别作为回收方情形下的决策问题，并对均衡解进行分析。

3.1 物流公司回收模式

物流公司负责回收包装盒并决定包装盒的回收率ρ，电商平台决定使用物流公司的可回收包装盒比例γ使得总成本最小化。

电商平台的目标函数为

其中第一项表示电商平台使用物流公司的可回收包装盒的费用，第二项表示使用普通包装盒的费用。

物流公司的目标函数为

其中第一项表示销售可回收包装盒的收益，第二项表示可回收包装盒的净成本，第三项表示物流公司回收包装盒的回收费用。

采用逆向归纳法对式（1）和式（2）求解。首先，给定回收率ρ，根据式（1）对使用比例γ进行优化，得到γ(ρ)并将其代入式（2），得到用回收率ρ表示的利润 ，再对其进行求解，可得命题1。

推论1表明：可回收包装盒的潜在市场规模A增加时，回收率ρ会下降，而使用可回收包装盒的比例γ反而上升。这是由于当包装盒的潜在市场规模越高时，作为可回收包装盒的销售方物流公司有动机降低回收率而增加可回收包装盒的销售；电商平台则会提高可回收包装盒的使用比例以减少后续购买包装盒的成本支出。

当可回收包装盒的成本c增加时，回收率ρ会提高，电商平台使用可回收包装盒的比例γ反而下降。这是由于可回收包装盒的生产成本较高时，回收方为了降低成本，有动机去提高包装盒的回收率。由于成本增加，电商平台就会选择普通包装盒代替可回收包装盒，导致使用可回收包装盒的比例下降。

当物流公司的回收努力成本系数kL增加时，回收率ρ会下降，使用可回收包装盒的比例γ会提高。这是因为回收努力成本系数越大，说明回收包装盒的难度越大，则回收率就会下降；而电商平台不负责回收，故使用可回收包装盒的比例会增加。

3.2 电商平台回收模式

电商平台负责回收包装盒，并决定可回收包装盒的回收率ρ和使用可回收包装盒的比例γ。此时电商平台的目标函数为

其中第一项表示使用可回收包装盒的费用，第二项表示使用普通包装盒的费用，第三项表示使用可回收包装盒可节约的成本，第四项表示电商平台回收包装盒的回收费用。

物流公司的目标函数为

对式（4）和式（5）求解后，可得到命题2。

证毕。

推论2表明：当电商平台的回收努力成本系数kE增加时，回收率ρ会下降，这是因为电商平台的回收努力成本系数越大，说明回收包装盒的难度越大，那么回收率就会下降。当可回收包装盒的潜在市场规模A增加时，电商平台使用可回收包装盒的比例γ就会增加，这是由于电商平台出于成本的考虑，通过使用可回收包装盒能减少后续购买包装盒的成本支出，故电商平台会增加可回收包装盒的使用比例。

4 回收模式数值分析

表2 相关参数取值Table 2 Parameter assignments

4.1 两种回收模式下的均衡结果对比分析

将表2中的参数取值代入3.1和3.2节中所得最优解的表达式，得到两种回收模式下的均衡结果，如表3所示。

表3 两种回收模式下的均衡结果Table 3 The optimal results of the two recycling modes

表3中的结果表明：物流公司作为回收主体情形下，可回收包装盒的回收率较高，物流公司的利润较高；电商平台使用可回收包装盒的比例较低，电商平台的成本也较低。电商平台作为回收主体情形下，可回收包装盒的回收率较低，电商平台使用可回收包装盒的比例较高，电商平台的成本较高；物流公司的利润较低。

因此，由物流公司负责包装盒回收时，包装盒的回收率会显著提高，且回收率越高，物流公司的利润越高，从而更有利于快递包装绿色化转型。

4.2 参数灵敏度分析

在其它参数不变的情况下，电商平台的成本CE与可回收包装盒的潜在市场规模A的变化关系如图1所示。由图1可知，当可回收包装盒的潜在市场规模很小（0～2）时，电商平台的成本会随着潜在市场规模的增大而下降。当潜在市场规模处于中间范围（2～12）时，电商平台的成本会随着潜在市场规模的增大而上升，且物流公司回收模式下的成本小于电商平台回收模式下的。当潜在市场规模很大（12～20）时，电商平台的成本随着潜在市场规模的增大而上升，但物流公司回收模式下的成本大于电商平台回收模式下的。

图1 CE与参数A的关系Fig. 1 The relationship between CE and parameter A

在其它参数不变的情况下，物流公司的利润πL与可回收包装盒的潜在市场规模A的变化关系如图2所示。由图2可知，当可回收包装盒的潜在市场规模相对较大（5～20）时，物流公司的利润将随着潜在市场规模的增大而增加；在物流公司回收模式下，物流公司的利润大于电商平台回收模式下的；仅在A=12时，两种回收模式下物流公司的利润相等。

图2 πL与参数A的关系Fig. 2 The relationship between πL and parameter A

在其它参数不变的情况下，电商平台的成本CE与回收努力成本系数ki的变化关系如图3所示。由图3可知，电商平台的成本与回收努力成本系数成正相关，并且物流公司回收模式下，电商平台的成本更低。当回收努力成本系数增加到一定程度时，两种回收模式下电商平台的成本都将趋于稳定值。

图3 CE与参数ki的关系Fig. 3 The relationship between CE and parameter ki

图4 πL与参数c的关系Fig. 4 The relationship between πL and parameter c

5 结论

本文讨论了物流公司与电商平台分别作为回收主体的两种回收模式下，可回收包装盒回收率与电商平台使用可回收包装盒比例的决策问题，并通过具体数值的形式比较分析两种回收模式下，物流公司的最优利润及电商平台的最小成本。可得如下结论：

1）可回收包装盒回收率随着回收方的回收努力成本系数的增加而下降，电商平台使用可回收包装盒比例随着可回收包装盒的潜在市场规模的增大而上升。

2）在物流公司回收模式下电商平台使用可回收包装盒的比例大于电商平台回收模式下的使用比例。

3）数值比较的结果表明，在物流公司回收模式下，包装盒的回收率较高，物流公司利润也较高，有利于加快实现快递包装盒绿色化转型，但这种模式下电商平台的包装盒使用比例较低。因此在包装盒回收过程中，需要通过提高回收技术来降低回收难度，或者通过政府补贴的方式降低回收成本，从而提高包装盒的回收率；同时也需要采取相应措施激励电商平台提高可回收包装盒的使用比例。

本文对可回收快递包装盒的回收问题进行了探讨，并得出了一些相关的结论，在后续的研究中，可对以下情形作进一步的探讨。

1）多家物流公司同时提供可回收包装盒；

2）引入政府补贴，对包装盒回收方以及使用包装盒的企业给予不同的补贴，以提高可回收包装盒使用比例；

3）由于使用普通包装盒会造成资源浪费和环境污染，可以在回收模型中引入浪费成本和污染成本等参数。