欢迎光临美国卡特蓄电池集团总部
服务热线
全国客服热线:

153-1370-2523

新闻中心

首页 > 新闻中心

CAT蓄电池考虑消费者低碳偏好与政府动态补贴的退役动力电池回收策略研究

来源:卡特蓄电池 发布时间:2026-03-31 17:06:46 点击:
随着新能源汽车(NEV)产业的快速发展,退役动力电池回收已成为实现资源循环利用与低碳经济的关键环节。本文基于退役动力电池梯次利用的第三方回收闭环供应链(CLSC)系统,构建了考虑政府动态补贴与消费者低碳偏好的博弈模型,分析了政府对闭环供应链不同成员实施动态补贴的最优决策。此外,我们提出基于闭环供应链(CLSC)回收率的协调策略,并比较了动态补贴与消费者低碳偏好在不同情境下对均衡解及闭环供应链利润的影响。研究结果表明:当政府动态补贴系数k≥201对第三方回收企业实施独立补贴政策(情景T)可产生最优的环境与经济效益:相较于情景M和MT,其回收率分别提升约75%和35%,同时供应链整体利润增长约19%和8%。这表明针对第三方回收商的定向动态补贴能有效优化资源配置,协同提升环境效益与经济效益。此外,当回收难度或运营成本上升时,政府可调整对电池制造商的补贴对象以维持系统稳定性。同时,消费者对低碳产品偏好的提升进一步强化了第三方补贴策略的有效性。基于上述发现,本文提出包括差异化补贴政策与产业链协同创新在内的政策建议,为构建高效可持续的动力电池回收体系提供理论依据与实践路径。

引言

在全球低碳转型的背景下,交通运输业作为碳排放占比较高的领域[1][2],新能源汽车(NEV)的快速普及已成为其开展碳减排的重要抓手。然而作为车辆核心部件的动力电池,其平均使用寿命约为8年[3][4],这意味着随着新能源汽车市场的爆发式增长,动力电池即将在未来几年面临大规模退役浪潮。权威机构预测(国际能源署1;彭博新能源财经2研究表明,到2030年全球退役动力电池总量将超过1000万吨。若这些退役电池得不到妥善处理,不仅会导致锂、钴、镍等战略资源浪费,还可能因电解液泄漏、重金属污染等问题对生态环境造成危害[5]。作为动力电池回收利用的重要路径,梯次利用能有效延长电池生命周期。因此,构建"生产-使用-回收-再利用"的闭环供应链体系,既是应对电池退役浪潮的必然选择,也是实现新能源汽车产业低碳可持续发展的重要路径。
当前,动力电池需求激增与退役量攀升已引发全球各国政府高度关注。政府部门正围绕生产者责任延伸(EPR)制度、回收率目标及环境标准不断完善政策法规,强化行业监管与标准化建设,推动动力电池回收的政策密集度持续提升。例如,欧盟以《欧盟电池法规》[6]为核心,确立了再生材料比例与目标回收率等量化指标。日本早在2001年便通过《促进资源有效利用法》[7]确立了电池制造商对废旧电池的回收责任。德国[8]、韩国、中国等国家也相继出台了动力电池回收管理系列法规。
与此同时,为促进电池回收行业的可持续发展,政策制定者已推出包括直接补贴、税收减免及研究资助在内的多性向支持措施。例如,美国通过《基础设施投资与就业法案》拨款60亿美元支持电池回收研发,而部分地区则通过地方法规要求制造商资助回收项目[9]。中国上海针对汽车制造商推出专项激励政策,规定每规范完成一套新能源汽车动力电池回收,车企可获得1000元人民币的财政补贴。3这些政策干预措施表明政府致力于推动新能源汽车行业与电池回收生态系统的可持续发展[10]。
此外,亦有诸多学者针对政府干预对动力电池回收的影响展开研究[11]。Li等[12]与Sun等[13]基于演化博弈理论,解析了动力电池回收系统中政府补贴、企业行为与消费者行为三者的交互关系;Xiao等[14]和Joshi等[15]则从合规驱动型电池回收视角,探究了政府补贴对正规回收效率的作用机制。Zhang等[16]与He等[17]研究了政府补贴下电池回收供应链的定价决策问题。然而,这些政策与研究中的政府补贴均采用静态固定模式。实际上,此类静态政府补贴往往会导致过度补贴或补贴不足的负面效应。因此,有必要构建动态政府补贴机制以促进闭环供应链回收体系的建设。
此外,随着企业可持续发展意识的逐步提升,资源回收与再制造产业正受到越来越多企业的重视,第三方回收商数量呈现快速增长态势[18]。在电子电器行业,越来越多的制造商选择将回收业务委托给具备专业资质的第三方回收商[19]。该闭环供应链(CLSC)系统采用"生产商负责生产与再制造-零售商主导产品销售-第三方回收商实施回收作业"的运作模式,实现了"生产-消费-回收-再生产-消费"的全流程资源循环利用。在动力电池回收体系中,第三方回收商表现尤为突出,例如GEM等企业,4作为中国领先的废电池回收处理企业,已与Lantu Automobile签署框架协议,将在全球范围内构建动力电池全生命周期产业链。作为逆向回收的关键环节,第三方回收商对闭环供应链(CLSC)的具体影响仍有待阐明。与此同时,退役动力电池具有梯度利用特性,当其容量衰减至80%左右时,仍可满足储能系统、低速电动车等场景的电力需求,具有显著的经济价值和环境效益[20][21]。
目前已有众多学者聚焦于动力电池第三方回收相关研究。Yang等[22]采用毕达哥拉斯犹豫模糊MULTIMOORA方法探究第三方回收服务商的选择问题。Zhang等[23]研究了电动汽车动力电池闭环供应链中涉及第三方回收商的混合回收模式选择,揭示了第三方回收在优化回收渠道竞争与提升整体回收效率方面的关键作用。[24]提出了一种基于区块链与再制造逆向物流的第三方回收优化方法。通过建立透明的供应链联盟以增强数据可追溯性,他们强调了区块链技术在解决数据获取与流程标准化相关挑战中的重要性。Zhang等[25]分析了不同政府干预政策下包含第三方回收者的闭环供应链模型,论证了在联盟制回收模式中第三方回收有助于提升社会福利与回收率。总体而言,动力电池第三方回收在模型优化、技术融合和政策协同等领域具有重要研究价值,是值得深入探索的方向。
目前,退役动力电池的回收尚未建立起完整高效的体系,导致电池回收的实际成效仍不尽如人意。因此,退役动力电池回收仍是企业与政府共同面临的难题。基于上述背景,本文拟重点解决以下问题:
  • (1)
    政府动态补贴对闭环供应链成员决策有何影响?应如何设定政府对闭环供应链成员的补贴水平?
  • (2)
    当政府对闭环供应链成员实施动态补贴时,应如何选择补贴对象以实现最优回收效率与成员利润?
  • (3)
    如何设计与实施退役动力电池回收闭环供应链的协调机制,以充分发挥政府动态补贴作用并保障闭环供应链的运作?
  • (4)
    消费者的低碳偏好对闭环供应链成员的决策行为会产生何种影响?

为分析上述问题,本研究探讨政府动态补贴下的五种不同情景:无政府动态补贴的分散决策模式(情景N);政府动态补贴下的三种分散决策模式——仅对动力电池生产商实施动态补贴(情景M)、仅对第三方回收企业实施动态补贴(情景T)、同时对第三方回收企业和动力电池生产商实施动态补贴(情景MT);以及政府动态补贴下的集中决策模式(情景C)。
通过构建上述五个模型,本文研究了政府对退役动力电池动态补贴的闭环供应链(CLSC)决策与协调问题,主要贡献如下:(1)模型创新性。虽然Stackelberg博弈在闭环供应链研究中被广泛采用,但本模型的创新之处在于对动态互动机制进行了精细化设计。现有静态补贴模型将政府干预视为固定外生参数[26][27][28],其结论往往局限于"补贴有效"。该模型创新性地引入动态政府补贴机制,使其能够依据市场回收绩效进行自适应调整。这一关键改进与消费者低碳偏好的考量相结合,从根本上重塑了博弈的互动动态:动态政府补贴不仅直接激励回收商,还通过影响制造商定价间接塑造消费者的购买决策。相应地,消费者需求的绿色化趋势向政府传递了维持或调整补贴力度的信号。(2) 扩展分析框架。既往学者研究闭环供应链(CLSC)回收问题时,往往仅聚焦于由制造商、零售商和第三方回收企业构成的供应链系统[29][30]。本研究充分考虑动力电池梯次利用特性,构建了一个涵盖动力电池生产企业、整车企业、梯次利用企业(EUEs)、第三方回收企业和消费者的CLSC系统。第三方回收商与梯次利用企业具备评估退役动力电池残余潜力的能力[31],可据此科学决策退役动力电池的终局处理路径。(3) 创新研究视角。既有研究通常将政府补贴固定于单一主体展开分析[26][27],本研究则以无政府干预状态下的回收率为基准线。通过将政府动态补贴机制应用于闭环供应链(CLSC)中的不同成员,本研究对比了各类企业在补贴政策下的绩效表现,以确定哪些企业能够实现最优回收率并最大化供应链整体利润