碳税和基金补贴下废旧手机闭环供应链回收决策

摘" 要：基于双碳的理念对废旧手机回收进行研究，引入政府补贴、基金和碳税等参数，针对制造商、销售商以及第三方回收处理商各自建立互联网回收平台进行废旧手机回收再制造问题，分别构建Stackelberg博弈模型，通过逆向归纳法求解并分析了政府补贴和碳税对废旧手机回收再制造决策的影响。结果表明，一方面，由于碳税的引入导致产品定价上升，进而导致制造商、销售商及供应链总利润下降。另一方面，政府给予补贴，使得废旧手机的回收量逐步增加，制造商、销售商及供应链总利润也呈上升趋势。

关键词：废旧手机；闭环供应链；政府参与；Stackelberg博弈

" 中图分类号：F274" " 文献标志码：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

随着科学技术的进步，智能手机已成为当今社会不可或缺的一部分，其更新迭代速度加快，消费者为了追求更优秀的用户体验，对手机更换频率逐渐增加。我国智能手机的综合平均使用寿命约为3.48年，预计到2025年，智能手机的废弃量将达到475.25百万部[1]，每一部闲置手机的交易可实现约25公斤的碳减排量，因此废旧手机的回收尤为重要。《“十四五”循环经济发展规划》中明确了城市废旧物资循环利用体系建设等五大重点工程和废弃电器电子产品回收利用等六大重点行动。废旧手机回收和处理成为我国积极推行资源节约型、环境友好型社会经济模式的关键组成部分，在2016年实施的《废旧电器电子产品处理目录（2014年版）》中，废旧手机等9类电子产品被纳入回收范围，标志着废旧手机的处理在中国正式启动。为实现废旧手机的高效回收，迫切需要找到一种全面而可持续的解决方案。在数字时代，互联网技术为废旧手机回收提供了前所未有的机遇，通过互联网与传统回收方式相结合，消费者和回收商在网络平台上完成交易，这种方式不仅对完善废旧手机回收体系，提高回收效率具有重要意义，也符合我国推动循环经济发展的战略需求。

" 针对废旧手机等电子产品回收问题，已经有许多学者做了相关的研究。关于电子产品回收平台方面，夏秀芹等[2]通过借鉴国外成功的回收利用经验，设计了初级回收、规模回收和集中回收“三位一体”的手机联合回收方式。刘正等[3]结合我国废弃手机回收现状，借鉴国外经验，强调了互联网创新回收的重要性。李春发等[4]研究表明“互联网＋”手机回收运营依赖于回收平台的建设和消费者的回收认知水平。魏洁等[5]通过对废旧手机“互联网+”回收速率的SD仿真，突出了基金补贴政策的重要性。韩红桂等[6]指出回收平台在回收领域取得初步成效，但仍处于发展阶段，需要深入研究。

" 关于电子产品闭环供应链影响方面，刘克宁等[7]发现低碳研发技术水平、碳税税率在回收减排中的重要度会对废旧电子产品减排效果产生影响。贾晓霞[8]探讨了补贴额度和碳税对闭环供应链成员利润的影响。何新华等[9]表明政府参与对确定废旧手机最低回收质量门槛并进行再制造等决策产生影响。王道平等[10]研究了制造商回收努力、时间等对闭环供应链的影响。王玉燕等[11]研究了基金政策下电器电子产品闭环供应链的结构重组和主导模式。卞文良等[12]研究维修中心免费获得零部件对闭环供应链的定价决策及回收模式的影响。

针对电子产品回收决策方面，于丰源[13]以制造商利润最大化为目标，分析了废旧手机的处理成本及单位运营成本变化的回收决策。李春发等[14]运用Stackelberg博弈对废旧手机的四种双回收渠道模式进行决策，同时用演化博弈对回收渠道决策影响因素进行了分析。王一雷等[15]分析了溯源准则和标杆准则下，不同供应链模型中的碳减排决策。周兴建等[16]运用DEA方法对不同模式下动力电池回收效率进行评价。

" 综合上述文献可见，现有研究主要聚焦在电子产品回收平台、电子产品闭环供应链影响以及回收决策方面，这些成果丰富了回收物流的研究，也为其他学者进行深入研究提供了理论参考。然而，现有文献主要集中于废旧电子产品的回收问题，鲜有文献研究废旧手机的回收再制造决策问题，尽管政府已经把手机列入《废旧电器电子产品处理目录》中，但针对手机的具体基金补贴政策尚未出台。鉴于此，本文在借鉴现有废旧电子产品研究的基础上，以废旧手机回收为研究对象，在其闭环供应链的回收决策中，考虑政府补贴、碳税等因素，分析对废旧手机其回收决策的影响。

1" 模型假设与符号说明

1.1" 问题描述

" 本文研究了废旧手机作为对象的闭环供应链系统，涉及制造商、销售商和第三方回收处理商分别建立的互联网回收平台。在正向物流中，制造商将新产品供应给销售商，然后销售商将其售出给消费者。而在逆向物流中，消费者可以通过回收主体建立的互联网回收平台线上下订单，然后回收主体负责线下废旧手机回收。制造商或第三方回收处理商对回收的废旧手机进行拆解处理，对质量较高的废旧手机进行再制造处理，对质量较低的手机提取可用金属，并对其余不可用部分进行环保处理。此外，政府采取政策措施对从事废旧手机回收的企业给予回收补贴，对从事拆解再制造的企业给予拆解补贴，并征收制造商的碳税和基金。图1展示了不同回收主体出资建立互联网回收平台的基本模式。

1.2" 模型假设

便于问题的分析并基于模型求解的需要，做出以下假设：

" 假设1" 在博弈的关系当中，制造商因为其自身规模较大，影响力较高而占据主导地位，供应链中的其他主体作为跟随者，在制造商作出决策之后再决策。并且各个主体都是处于完全理性的状态，都是以自身利益最大化为目标。

" 假设2" 制造商和第三方回收处理商都具备对废旧手机进行检测、维修翻新再利用的资质。

" 假设3" 根据刘慧慧等[17]的研究，手机回收量G=G+θP，其中：G为消费者无偿参与回收的废旧手机数量，θ为消费者对回收价的敏感性，P为消费者参与废旧手机回收得到的单位回收价。

假设4" 回收企业回收每单位废旧手机，政府给予s回收补贴，拆解企业每拆解单位废旧手机，政府给予其s拆解补贴。

" 假设5" 政府为加强企业碳排放管理，降低碳排放，从而对制造商和第三方回收处理商征收碳税，税率为v。

" 假设6" 为维护消费者的知情权和选择权，保障消费者的权益和安全，考虑新产品和再制造产品之间存在的差异，并参考国内外学者Kleber et al.[18]和夏西强等[19]关于两者需求量的函数，假设新产品和再制造产品的需求量分别为：q=D-，q=。

1.3" 符号说明

w、w分别为新产品、再制造产品的单位批发价格；p、p分别为新产品、再制造产品的单位销售价格；c、c分别为使用新原材料、拆解材料生产的单位平均制造成本；p为制造商从销售商处回收的单位转让价格；p为制造商从第三方回收处理商处获取原材料的单位转让价格；D为市场潜在规模；δ为折价；λ为废旧手机翻新维修的利用率；c、c分别为制造商、第三方回收处理商对质量较低的不可再制造的废旧手机的单位环保处理成本；c、c、c分别为制造商、销售商、第三方回收处理商回收废旧手机的单位运营成本（包括仓储、运输和人力成本等）；A为制造企业生产产品需要缴纳的单位处理基金；e、e分别为新产品、再制造产品的单位碳排放量；π为i在j回收模式下的利润函数，π为j回收模式下总利润，其中：i=M，S，T; M，S，T分别表示制造商、销售商、第三方回收处理商。j=M，R，T; M，R，T分别表示M模式、R模式、T模式。

2" 模型建立

（1）制造商建立互联网回收平台（M模式）

" M模式下，供应链中制造商、销售商利润分别为：

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

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

（2）销售商建立互联网回收平台（R模式）

R模式下，供应链中制造商、销售商利润分别为：

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）第三方建立互联网回收平台（T模式）

T模式下，供应链中制造商、销售商、第三方回收处理商利润分别为：

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归纳法，其最优决策汇总如表1所示，其中：X=， Y=， Z=A。

3" 模型分析

根据以上模型决策结果，主要围绕碳税、政府参与补贴的视角展开分析，探讨其对三种模式下系统定价、回收量、制造商收益、销售商收益及总收益的决策影响，可得出以下结论：

" 结论1" 新产品、再制造单位批发价格w、w和单位销售价格p、p都是关于碳税v的增函数，制造商利润π、销售商利润π和总收益π是关于碳税v的减函数。

证明：===gt;0， ===gt;0， ===gt;0， ===gt;0， =

=lt;0， ==lt;0， ==lt;0。

" 这意味着随着碳税的上升，制造商、销售商面临的成本增加，企业的盈利能力降低，从而减少了制造商利润、销售商利润和总收益，因此企业将这一成本转嫁给了产品价格，在产品价格上进行调整以应对额外的成本，导致了价格上涨。

" 结论2" 三种模式下回收主体的回收数量G、制造商的利润π以及总利润π都是关于政府回收补贴s和拆解补贴s的增函数。R模式下销售商利润π是关于政府回收补贴s和拆解补贴s的增函数，M模式和T模式下销售商利润π不随政府回收补贴s和拆解补贴s的变化而变化。

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

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

" 这表明政府的回收补贴和拆解补贴对于三种回收模式下的回收量和制造商收益都有促进作用，在R模式下销售商的收益也有促进作用，这可以激发各回收主体的积极性，从而提高闭环供应链的回收量，增加供应链回收主体的收益。

4" 数值分析

为了直观地验证上述结论的有效性，本文通过对行业的深入了解，并结合现有的学术文献研究结果，假设参数如下：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进行数值计算与模拟仿真，主要围绕碳税、政府补贴对三种回收模式下定价、制造商收益和总收益的影响，得到结果如下：

（1）碳税的作用分析

由图2至图5可知，碳税的实施对回收模式的选择并没有直接影响新产品和再制造产品的批发价和零售价。不论采用何种回收模式，新产品和再制造产品的批发价和零售价都随着碳税的提高而上升，但这种上升幅度相对较小。与此同时，随着碳税的增加，三种模式下制造商、销售商和总体利润都呈下降趋势，这表明碳税的增加对制造商、销售商和总体利润产生了显著影响，相较于产品价格的影响更为重要。

" （2）政府补贴的作用分析

由图6至图9可知，在政府补贴的影响下，各个模式下的回收量、制造商利润、销售商利润和总利润都随政府补贴的增加而增加。总体而言，M模式下回收量、制造商利润和总利润方面均居于领先地位。此外，不管采用哪种模式，随着回收补贴和拆解补贴的增加，回收量、制造商利润和总利润都呈上升趋势，销售商利润在R模式下也呈上升趋势。这表明政府的回收补贴和拆解补贴在各种模式下发挥了促进回收的作用，政府补贴计划的实施为废旧手机回收企业提供了经济支持，激励了其积极参与回收再利用业务。

5" 结" 论

本文分析了三种回收模式，运用数值仿真的方法探索了碳税和政府补贴对回收再制造的影响，并进行了综合比较，研究发现：

（1）碳税机制的实施在定价决策上产生较小影响，但对供应链利润影响较大。制造商的生产成本上升，系统定价提高，供应链利润下降。在废旧手机处理领域引入碳税机制，这一措施鼓励企业加强技术创新，提高资源利用效率，进而降低碳排放水平。

（2）政府补贴对制造商的影响较大，政府补贴的加入于制造商而言，在M模式下回收量、制造商利润和总利润较高。政府的财政支持有效地引导供应链各环节采取积极的回收举措，有助于促进闭环供应链的废旧产品回收和再制造工作。

（3）通过对比三种回收模式，可以发现在供应链的不同层面，各个主体在回收模式的选择上存在着一定的差异。具体而言，M回收模式则在制造商层面最佳，而R回收模式在销售商层面是最佳选择。然而，在考虑整个供应链的情况时，M回收模式是最为合适的回收方式。综合考虑各个方面的因素，最终选择M回收模式作为最佳的回收方式。

" 本文分别针对制造商、销售商、第三方回收处理商各自建立互联网回收平台的单回收渠道进行了分析，而回收市场实际存在多种回收渠道并存的现象，在未来的研究中可以考虑多种回收渠道并存的情况。此外，本文考虑的回收影响因素过少，在实际的回收过程中消费者偏好、服务态度和网站维护成本等也会对回收模式的选择产生影响，后续研究可针对这些领域进一步展开。

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收稿日期：2024-03-05

作者简介：廖红英（1999—），女，江西赣州人，武汉科技大学汽车与交通工程学院硕士研究生，研究方向：物流与供应链管理；孟" 芳（1972—），女，湖北襄阳人，武汉科技大学汽车与交通工程学院，副教授，研究方向：运输与物流规划与管理。

引文格式：廖红英，孟芳. 碳税和基金补贴下废旧手机闭环供应链回收决策[J]. 物流科技，2025，48（3）：96-100，108.