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铅蓄电池具有原料易得、性价比高、运行安全可靠等优点,是全球产量最大的二次电池产品[1],广泛应用于交通运输、信息通信、能源电力等领域,每年的报废量也十分可观。据工信部统计数据显示,我国2018年、2019年、2020年的铅蓄电池产量分别为19 469.8、20 248.6、22 735.6 kVAh;何艺等[2]依据国内消费量和平均使用寿命测算得到2019年报废量为360×104 t左右。铅蓄电池的组成成分中,铅及其化合物占70%以上,硫酸占20%左右[3],除此之外还有部分塑料制品。若不能得到正规拆解,电池中的重金属铅和酸液泄露会对环境和人群健康造成严重的影响[4]。
2016年以来,为了规范废铅蓄电池的回收利用,我国出台了多项政策文件。2016年出台《再生铅行业规范条件》[5],规定对项目建设、企业布局、产业发展进行规范管理;同年发布《生产者责任延伸制度推行方案》[6],确定对铅蓄电池等4类产品实施生产者责任延伸制;2019 年发布《铅蓄电池生产企业集中收集和跨区域转运制度试点工作方案》[7],拟探索铅蓄电池收集转运的可行方法;2020年出台《铅蓄电池回收利用管理暂行办法 (征求意见稿) 》[8],拟确立回收目标责任制、铅蓄电池统一编码、台账制度等;2021年出台《铅蓄电池生产者履责绩效评价技术规范 (试行) 征求意见稿》[9],为生产者延伸责任的落实制定相应的评价标准。然而,我国废铅蓄电池的正规回收市场建设尚未达到政策预期目标。目前,其回收环节仍处于无序状态,正规回收量较少,导致正规再生企业处于原料不足、产能严重过剩的尴尬境地。有文献显示,我国废铅蓄电池正规回收的比例与发达国家相差甚远,仅有45% (美国98%,日本100%,其他发达国家均在85%以上)[10]。
关于废铅蓄电池回收利用存在的问题,已有多篇研究进行阐述。张波等[11]基于对生产企业的调研阐述了生产者责任延伸制度实施中存在的问题;李雪等[12]同样梳理了生产者责任延伸制度推行实施的难点并介绍了河南省的试点情况;黄进等[13]以湖南省为例分析了废铅蓄电池非法回收乱象的成因;李新战[14]在多年实践经营的基础上梳理了废铅蓄电池回收过程的“两大症结”,即中转暂存环节不规范和税收链条不完整。然而已有的研究多围绕行业问题的某一点或几点展开,或往往从某一利益相关者的立场展开分析,全面性和逻辑性较为欠缺。本研究从行业各利益相关者的角度出发,全面且有条理地分析了其应承担的责任及目前存在的问题。为探索废铅蓄电池正规回收率低的原因并提出可行的解决办法,本研究拟从演化博弈的视角对行业各利益相关者的行为决策开展研究。演化博弈论解释了生物进化过程中相互学习、竞争和适应的现象[15],目前已被广泛应用于分析社会规范和制度的成因及影响因素[16-17]。在固体废物环境管理领域,为探究提升正规回收率的可行措施,演化博弈已成为热门的研究工具,应用于废弃电子电器产品、建筑垃圾、包装废弃物等领域,而有关废铅蓄电池回收的相关研究却较为缺乏。
本研究将首先分析废铅蓄电池回收利用的现状;之后,引入演化博弈模型并说明其流程框架;再次,在利益主体识别与矛盾分析的基础上构建多个三方演化博弈模型并进行对应的定性描述;最终,结合构建的模型,针对行业目前的问题提出对策建议。
基于演化博弈视角的中国废铅蓄电池回收利用过程主要问题分析和对策研究
Analysis of main problems and countermeasures in waste Lead-acid battery recycling in China based on evolutionary game theory
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摘要: 我国铅蓄电池每年的报废量十分庞大,其不正规回收利用给环境带来了严重污染。近年来,国家为规范废铅蓄电池的回收利用已出台多项政策,但行业内部仍存在许多问题。基于调研说明了废铅蓄电池回收利用的现状,阐述了回收利用过程中的电池流向和保障机制。基于废铅蓄电池回收利用过程各利益相关方复杂的博弈关系引入演化博弈模型,从模型构建、求解和结果可视化几方面说明演化博弈的流程。通过梳理废铅蓄电池回收利用过程中各利益相关方的矛盾冲突,针对正规回收、生产者延伸责任落实、正规再生利用等方面构建三方演化博弈模型。最后,结合模型分析提出相应建议,包括强化物联网技术的应用、出台经济激励政策、建立规范的回收体系、合理规划布局再生铅企业、打击违法行为等。Abstract: The amount of waste lead-acid batteries is very large every year in China, and the irregular recycling has brought severe pollution to the environment. In recent years, China has issued a number of policies to regulate the recycling of waste lead-acid batteries, but there are still many problems within the industry. Based on the investigation, the current situation of waste lead-acid batteries’ recycling was explored , that was, the battery flows and guarantee mechanism in the process of recycling were expounded. Based on the complex game relationship among stakeholders in the recycling process of waste lead-acid batteries, an evolutionary game model was introduced with being illustrated the process of the evolutionary game from the aspects of model construction, solution and result visualization. By clarifying the contradictions and conflicts of various stakeholders in the recycling process, tripartite evolutionary game models were constructed for regular collecting, the implementation of extended producer responsibility and regular recycling. Finally, combined with qualitative analysis, this paper putted forward corresponding suggestions, including strengthening the application of Internet of things technology, issuing economic incentive policies, establishing a standardized recycling system, reasonably planning and distributing renewable lead enterprises, cracking down on illegal acts, and so on.
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表 1 模型构建与模型描述
Table 1. Model building and model description
序号 基于的问题 参与人及策略选择 模型描述 参考文献 1 回收环节中公众、回收商不正规回收。 政府 (监管,不监管) ;
回收商 (正规回收,
不正规回收) ;
公众 (绿色行为,
非绿色行为)a) 政府对有资质的回收商进行监管并实施奖惩,对绿色行为公众给予奖励;政府采取监管策略会提高公信力。b) 回收商在模型中指有资质类型,回收给正规再生铅企业的回收商属于正规回收,正规回收与不正规回收的收益不同;正规回收时政府获得环境绩效,不正规回收时政府付出环境治理成本。c) 公众绿色行为指回收给有资质的回收商,非绿色行为指回收给无资质的回收商,2种策略收益不同;绿色行为会为公众带来个人满足感;另外当公众行为与回收商类型不匹配时,公众需要付出信息转换成本,以实现自身的策略选择。 [36,46-47] 2 EPR制度下生产者以“委托回收”形式落实延伸责任难。 政府 (监管,不监管) ;
生产者 (履行EPR,
不履行EPR) ;
回收商 (正规回收,
不正规回收)a) 政府对生产者和回收商进行监管并实施奖惩;政府采取监管策略会提高公信力。b) 生产者履行EPR责任指给予回收商一些便利条件 (如激励自身的零售商回收给指定的回收商、沟通再生铅企业为回收商结转实现资金流动) ,以委托金的形式应用于模型;若回收商配合完成回收目标,则生产者可获得实施EPR带来的收益;若生产者履行EPR责任时回收商不正规回收,则委托金流向政府。c) 回收商正规回收与不正规回收的收益不同;回收商正规回收时政府获得环境绩效,不正规回收时政府付出环境治理成本。 [30,48] 3 EPR制度下生产者以“自主回收”形式落实延伸责任难。 政府 (监管,不监管) ;
生产者 (激励,
不激励) ;
零售商 (配合,不配合)a) 政府对生产者进行监管并实施奖惩;政府采取监管策略会提高公信力。b) 生产者选择激励时,付出激励金;零售商配合时,则为生产者回收并实施“以旧换新”等逆向回收措施,为生产者带来收益;若生产者选择激励而零售商不配合,则激励金流向政府。c) 零售商配合时,付出机会成本和“以旧换新”宣传成本,但同时会由于回收量和销量的增加获得额外收益;零售商采取“配合”策略,会为政府带来绩效收益。 [48] 4 再生环节中正规再生企业竞争力差,回收量少。 政府 (监管,不监管) ;
生产者 (绿色设计,
不绿色设计) ;
正规再生铅企业 (提高竞争力,保持原状态)a) 政府对生产者和再生企业进行监管并实施奖惩;政府采取监管策略会提高公信力。b) 生产者绿色设计需要一定成本,而绿色设计可提升企业形象,获得额外收益。c) 正规再生铅企业提高竞争力是指提高回收价格以增加竞争力;生产者绿色设计可减少再生利用成本;回收价格提升会带来回收量的增多以带来额外收益,而这一额外收益的大小也受生产者策略选择的影响;选择提高竞争力时政府会获得绩效收益,保持原状态时政府付出环境治理成本。 [49] 表 2 模型2参数假设
Table 2. Model 2 parameter assumptions
博弈方 参数符号 参数含义 政府 Cg 监管成本 S1 对履行EPR责任的生产者的奖励 T1 对不履行EPR责任的生产者的惩罚 S2 对正规回收商的奖励 T2 对不正规回收商的惩罚 G 回收商正规回收时获得的环境绩效 E 回收商不正规回收时付出的环境治理成本 K 政府采取监管策略时公信力的提升 生产者 Cp 不履行EPR时的成本 Rp 不履行EPR时的收益 ΔC1 履行EPR的成本 (委托金) ΔR1 购买再生铅原材料获得的优惠 ΔR2 企业形象提升带来的收益 回收商 Cr 回收商完成回收目标的成本 P1 回收商正规回收时的收益 P2 回收商不正规回收时的收益 表 3 模型2支付矩阵
Table 3. Model 2 payout matrix
三方主体的策略选择 回收商正规回收 (z) 回收商不正规回收 (1-z) 政府
监管 (x)
生产者履行
EPR (y)- Cg - S1 - S2+G+K - Cg - S1+T2+ΔC1 – E+K Rp - Cp - ΔC1+ΔR1+ΔR2+S1 Rp - Cp - ΔC1+S1 - Cr+ΔC1+P1+S2 - Cr+P2 - T2 生产者不履行
EPR (1-y)
- Cg - S2+T1+G+K - Cg+T1+T2 – E+K Rp - Cp - T1 Rp - Cp - T1 - Cr+P1+S2 - Cr+P2 - T2 政府
不监管
(1-x)
生产者履行EPR (y) - S1 - S2+G - S1+ΔC1 - E Rp - Cp - ΔC1+ΔR1+ΔR2+S1 Rp - Cp - ΔC1+S1 - Cr+ΔC1+P1+S2 - Cr+P2 生产者不履行
EPR (1-y)
- S2+G - E Rp - Cp Rp - Cp - Cr+P1+S2 - Cr+P2 -
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