面向循环经济的共享单车可持续发展治理路径

司红运 施建刚 曲衍波 吴光东

摘要 共享单车作为新时代居民低碳出行的典型交通工具，探讨如何实现其全生命周期的可持续发展意义重大。立足于中国城市共享单车发展挑战，文章创新性提出了面向循环经济的共享单车可持续发展治理框架以及基于3R原则的治理路径，构建了集故障车辆减量化、故障车辆再利用和报废车辆资源化三个子模块为一体的复杂系统动力学模型。在此基础上，基于上海市实践案例，对循环经济视角下共享单车可持续发展路径进行了多情景仿真模拟。研究发现：①用户使用行为治理、回收参与行为治理、城市投放总量控制、故障车辆回收监控和生产者责任延伸制五种策略均对共享单车行业的可持续发展起到显著作用;②就单一策略而言，生产者责任延伸制和故障车辆回收监控是政府治理故障和报废车辆、运营商降低生产和回收处置成本，进而提升行业资源利用效率的两种最佳治理举措，城市投放总量控制次之;③就组合策略而言，五种策略的综合集成实施是促进中国共享单车可持续发展的最优治理路径，全面实施后，2021—2031年上海市报废单车总量将减少71.15%，运营商的生产和回收处置成本节约73.77%，碳排放减少8.78万t。基于上述研究结果，文章提出实施生产者责任延伸制度、“科学谨慎”执行城市投放总量控制、“引导+规范+约束”用户可持续使用行为、提高用户回收参与意愿、加强故障车辆回收监控等政策建议。这项研究旨在为共享单车可持续发展的顶层设计提供决策参考，为国家“交通强国建设、碳达峰与碳中和”三重战略目标的实现提供助力。此外，文章为共享经济产品的可持续发展研究开辟了新的视角，为后续循环经济与共享经济的集成探究奠定了重要基础。

关键词 循环经济;共享单车;可持续发展;多情景仿真

中图分类号 X73  文献标志码 A   文章编号1002-2104（2022）02-0071-14   DOI：10.12062/cpre.20210813

“十四五”规划提出“加快推动绿色低碳发展，降低碳排放强度，制定2030年前碳排放达峰行动方案”;中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》强调“建设节能环保、生态集约的绿色交通体系”。共享单车作为一种典型的可持续交通工具，不但在缓解交通拥堵和降低碳排放方面发挥着重要作用[1]，而且为用户提供了出行费用节约、身体健康受益和低碳生活方式等方面好处[3]。截至2020年10月，中国共享单车投放1950万辆，覆盖全国

360多个城市，注册用户超过3亿人次，日均订单数量达到4570万[4]，现已成为继地铁和公交后的第三大公共出行方式。作为补充和衔接城市“最后一公里”出行的关键基础设施，确保共享单车稳步可持续发展对中国城市交通出行效率和社会福祉的提升兼具重大现实意义。

然而，在解决“城市痛点”的同时，共享单车亦成为了新的“城市痛点”。究其原因，用户不可持續使用行为泛滥和故障报废车辆难以及时回收利用是“病痛”的根本。具体来说，用户不可持续使用行为会导致系统中的故障车辆大大增加，从而降低单车的“服役”时间和使用寿命[5];运营商无法及时回收利用故障和报废车辆进一步影响了单车利用效率，造成资源浪费和环境污染[7]。因此，共享单车整个行业的资源利用效率低下，且存在一定程度的浪费，是“病痛”的结果。厘清核心问题后，找到共享单车的治理“良方”，对症下药，从而确保共享单车稳步可持续发展，是目前乃至未来共享交通领域亟待解决的关键课题。

循环经济为促进产品回收利用以及资源利用效率提升提出了切实可行的方案，其最终目标是通过建立一个闭环系统将有限的资源重复使用并保持在连续的循环中，从而使资源在更长时间内产生更多的价值[8]。在全球范围内，诸多国家均已制定了有关实施循环经济的法规，以解决环境、经济和社会等方面的可持续性问题[9]。3R 原则是循环经济的核心，即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）和资源化（Recycle）[10]。正如Webster 所讲[11]，3R 原则旨在促进产品、零部件和材料保持最高的效用和价值。鉴于循环经济理念在提升产品资源利用效率方面的显著优势和特点，且已于2009年开始在中国废弃电器电子产品和报废机动车等废物管理领域实施[12]，那么，共享单车的资源利用效率提升和可持续发展治理可否遵循循环经济及其3R 原则？具体的治理路径是什么？进一步地，对于中国共享单车可持续发展治理而言，政府的政策制定和实施以及运营商策略设计执行背后蕴含着巨大隐形成本，在目前由粗放式管理向精细化管理转变的社会治理转型期，有必要对拟执行的治理策略进行模拟评估论证，从而明确如何更加高效地实现治理目标。

为此，文章拟秉承循环经济理念，首先尝试构建共享单车可持续发展的治理框架，提出3R 原则下应对现有挑战的治理路径;然后，借助系统动力学方法构建共享单车可持续发展治理的动态仿真模型，并以首个启动共享单车服务的城市——上海市实践为例，模拟预测循环经济视角下不同路径的治理效果;最后，提出共享单车行业可持续发展的最佳治理路径，旨在为政府和运营商针对共享单车可持续发展的顶层设计提供决策参考，为国家“交通强国建设、碳达峰与碳中和”三重战略目标的实现提供助力。

1 文献回顾

1.1 共享单车

在过去4年中，共享单车的相关研究与实践在全世界范围内如雨后春笋般涌现。在发展初期，整个行业所暴露的一系列问题引发了业界和学界对行业监管及困境的热议与思考。较早开展这一方面研究的是张泽华等[13]，他们从产品供给侧的视角分析了共享单车发展问题的本质原因，认为是共享单车的自然和产权属性所决定的。对于共享单车发展困境，王林等[14]认为，监管“一刀切”、车辆恶意破坏、信息体系不健全和废弃车辆回收问题是目前的关键挑战;赵菊等[15]则将问题归因于共享单车过度投放所引起，因此他们从公共管理的视角调查了政府监管和社会媒体监管对共享单车行业的作用。

在经历了前期的问题爆发后，共享单车进入利益相关者合作治理的中期阶段[16]。一些学者从政府、企业和消费者三方协同的视角调查了共享单车的利益相关者诉求冲突问题[17]，共同生产服务治理问题[18]，协同程度差异问题[19]。这些研究从政府干预的宏观层面提出了法律规制、押金处罚、电子围栏等方面的建议，也从企业和消费者行为决策方面强调了基于大数据的企业监管和提高用户规范意识等策略的重要性。特别地，一些研究以共享单车为例，探讨共享经济的商业模式和价值共创。譬如，彭华涛等[20]通过共享单车探讨了共享经济创业的异常模仿行为，并基于扎根理论提炼出了多个模仿行为的协同治理框架。Ma 等[21]以共享单车为例分析共享经济价值共创的可持续性潜力，揭示了在实现这种潜力时遇到的社会、行为、经济和基础设施障碍。

2019—2020年，共享单车市场逐渐回归理性，其所对应的研究内容也开始多样化呈现，包括但不局限于用户使用特征及偏好[22]，用户使用行为意愿及其影响因素[23-24]，考虑环境或经济最优的车辆调度与系统优化[25-26]，车辆时空分布及其与公共交通的集成[27]，对城市环境和居民通勤产生的影响[28-29]。针对当下新一代共享单车对传统公共自行车的竞争和挤压，一些学者对两种系统在用户需求[30]、性能差异[31]和全生命周期碳排放[32]等方面进行了比较研究，以促进实现两种单车系统的共存。此外，共享单车产业链中下游的故障和报废车辆回收治理问题被广泛认为是共享单车可持续发展的重大挑战[33]，包含共享单车产品在内的整个共享经济行业如何健康可持续发展亦成为国家社会科学领域的重点议题之一。

1.2 循环经济

线性经济发展模式导致资源的不可持续消耗，造成严重的资源和环境问题。循环经济旨在追求物质流的闭环，并从资源中获取最大价值，最大程度地减少资源浪费和环境污染[34]。迄今为止，循环经济已经在钢铁[35]，造纸[36]，以及手机等产品中实现[37]。近年来，循环经济获得了学术界、政府和环境组织的广泛认可，成为中国和欧盟政策制定的核心[38]。与此同时，学术界作出了大量努力来巩固对循环经济的研究[39-42]，并为后续研究人员开展工作创造了共识。此外，循环经济被认为是实现经济增长与资源消耗脱钩的一种可能途径[43]。

Mihelcic等[44]提出了最早的循环经济概念模型，他们认为产品的生命周期管理应倡导内圈的方式，资源的价值可在内圈中消耗和生存的时间最大化。随后，艾伦·麦克阿瑟基金会将循环经济定义为“通过意图和设计来恢复或再生的工业经济”[45]。类似地，Yuan 等[46]着眼于中国对这一概念的实施，指出循环经济的核心是物质循环流动和穿越多个阶段的原材料能源使用。考虑到循环经济在行业中受到越来越多的关注，但尚未存在统一的概念，Geissdoerfer等[47]集成了先前学者的不同贡献，将循环经济定义为一种可再生系统，在该系统中通过放慢、缩小物料和能源循环来最大程度地减少资源输入和浪费，通过长期的设计、维护、维修、重复使用、再制造、翻新和回收循环来实现。

文献回顾发现，现有研究为共享单车的可持续实践奠定了重要基础，但是鲜有学者从共享单车可持续发展的整体治理视角思考其全生命周期资源利用效率提升的问题。鉴于循环经济战略在提升资源利用效率方面的优势，故可将循环经济应用于共享单车的可持续治理。但是，共享单车行业的发展涉及多方利益相关者和众多影响因素，是一个典型的复杂系统，将循环经济应用于共享单车的可持续发展治理需要解决治理框架提出、复杂系统建模和治理策略论证等一系列学术难题。而现实情况是，无论在国内还是国际共享单车研究领域，这些问题尚未获得有效关注。因此，文章旨在解决的核心问题是如何通过循环经济理念解决共享单车行业资源利用效率低下与可持续发展的问题，这将在后续章节中逐步呈现。

2 案例背景与治理框架

2.1 上海市共享单车发展实践

2016年4月，摩拜单车正式在上海上线，这也是共享单车第一次在全国范围内渗入城市交通。随后，越来越多的共享单车企业进入上海市场。正值共享经济热潮，面对“共享出行、低碳交通”的“大蛋糕”，企业间恶性竞争，投资商争抢红利。最终，供大于求的市场带来了乱停乱放、车辆损坏、车辆积压、挤占公共空间等问题，共享单车变质为“共享垃圾”。截至2017年8月，在上海运营的共享单车企业高达13家，投放车辆超过160万。8月底，上海市交通委向各企业下达告知书“暂停在上海新增投放车辆，一旦发现，将作为严重失信行为纳入企业征信档案”。同时，全市开展清理工作，截至9月底清理共享单车51.6万辆。

2017年11月，上海市政府印发《鼓励和规范互联网租赁自行车发展的指导意见》，按照“积极引导、注重有序、强化安全、加强协同”的原则，鼓励支持互联网租赁自行车有序发展。2018年6月，上海市交通委发布《互联网自行车管理办法》，重点从电子围栏、电子号牌注册、区域调控、企业投放、运营、维护、调度、押金、用户行为和立法等方面进行规制，强调总量控制和动态调节。2019年，上海市共享单车市场和行业格局趋于稳定，哈啰、美团和青桔成为生存下来且运营良好的主要企业，三者约占上海市95%的市场[48]。

尽管上海市政府已出台多项政策来引导共享单车的可持续发展，但目前仍存在三个重要挑战，即用户不可持续使用行为、故障车辆难以及时维修利用和报废车辆的资源化处理。根据上海市自行车行业协会的调查，上海街头完好的共享单车不到60%[49]。排除车辆自身质量和寿命问题，主要原因是用户的不规范使用行为。此外，報废车辆包含大量的金属、塑料、人工橡胶和电池等有害物质[50]，尽管个别单车企业开始尝试建立回收机制，践行全生命周期环保理念，但现实情况中报废单车垃圾并没有较好地拆解循环利用。值得注意的是，2016年至今投放的数百万辆共享单车均已达报废寿命，未来10年会有更多的报废车辆产生，面对上述难题，上海乃至国家层面尚未有较好的治理办法。

2.2 面向循环经济的共享单车可持续发展治理框架

结合上海市乃至全国共享单车发展面临的普遍挑战，构建循环经济视角下共享单车可持续发展治理的策略框架如图1所示，提出对应3R 的治理路径：故障和报废车辆减量化、故障车辆维修再利用、报废车辆回收资源化。需要注意的是，共享单车行业涉及企业、用户和政府等多方利益相关者，他们在享有共享单车所带来“好处”的同时，却未能承担共享单车所带来的“负外部性”。这些“负外部性”指用户不可持续使用行为导致的车辆故障和提前报废，企业未能建立车辆及时回收和循环利用产业链导致的资源浪费与环境污染，以及政府对企业市场行为的协同推动和监管力度不够导致的行业发展可持续性下降。因此，上述三方主体应分别承担共享单车所带来的社会成本，从而促使“外部成本内部化”。进一步地，框架中具体的挑战应对举措与治理机制解释如下。

（1）应对挑战一：用户不可持续使用行为泛滥。不可持续的共享单车使用行为会提升车辆故障率，显著增加企业生产和运营成本，造成车辆废弃和资源浪费。分析上述问题的原因可知：一方面，共享单车是一种典型的半公共产品，兼具商业盈利与社会公益的双重特征，此类新兴交通工具的用户使用行为缺乏有效规范和引导;另一方面，在共享单车投放出初期，大量车辆遍布于中国城市街道，供大于求，使得用户并不倾向于“爱惜”使用，因为即便车辆发生故障，用户还可以在路边轻松找到其他“健康”车辆。考虑到以上原因，提出：①城市共享单车投放总量控制，即通过源头总量控制的方式间接减少末端的报废单车数量，在实现供求均衡的同时，削弱用户的“不规范使用心理预期”;②用户使用行为治理，即根据用户可持续使用行为的驱动因素及作用机理，采取一系列针对性宣传教育措施有效引导用户的规范使用行为。以上两种应对策略是在产品生命的前期阶段进行“源头预防”，涉及政府和用户需承担的治理责任，旨在促进共享单车故障和报废车辆的减量化。

（2）应对挑战二：故障车辆难以及时回收利用。由于共享单车在城市区域内分布广泛，且用户使用无显著规律性，尽早发现并回收系统中的故障车辆一直是运营商面临的重要难题。Wang 等[51]调查发现，超过73%的用户抱怨他们曾遇到过故障车辆。Yang 等认为[52]，故障共享单车如果不能及时回收，会引发破窗效应，诱发更多用户不规范使用、故意破坏等不可持续使用行为。以上问题的形成原因在于：车辆的大部分故障需要靠肉眼识别，而运维人员在城市网格化回收管理中负责的片区范围较大，难以在短时间内识别和回收所有故障车辆。为了解决这一挑战，提出：①故障车辆回收监控，即政府相关部门通过线上和线下方式实时监控游离在城市中的故障车辆，当某企业的故障单车数量超过某一水平，政府可在委托第三方单位强制回收报废车辆的同时对企业管理人员进行“约谈”并责令整改;②用户回收参与行为治理，即用户通过平台 APP 主动报修故障车辆，运维人员根据所收到的车辆编号和地理位置前往回收。平台核实后，报修用户会被给予不同程度的奖励。但是目前的用户参与度较低，需要采取一系列针对性措施有效引导用户的回收参与行为。以上两种应对措施是在产品生命的中期阶段进行“过程控制”，涉及政府、企业和用户三方需承担的治理责任，旨在有效促进故障车辆的再利用。

（3）应对挑战三：报废车辆数量巨大，回收转化处理困难。按照自行车协会的明确要求，共享单车的报废时限为三年，这意味着中国将迎来大面积的共享单车“报废潮”。此外，由于用户不可持续使用行为导致提前报废的车辆和配件数量将更加巨大。共享单车车身包含智能电子锁、太阳能、电池和电路板等复杂组件，且回收价格低、转化处理困难，目前仍旧没有专业的资源化机构参与回收处理[7]。为此，借鉴国内外电器电子废弃物的回收處理经验，提出：实施生产者责任延伸制，即要求单车企业承担产品从生产到废弃全生命周期的资源环境责任，负责故障和报废单车的资源化处理。现阶段共享单车的回收转化效益较差，企业不免出现投机取巧和搭便车行为，故政府在加强监管的同时，应根据单车企业的回收情况给予相应激励和补贴。根据中国《废弃电器电子产品处理基金征收管理规定》[53]，为了促使企业主动回收产品废弃物，统一对新生产的电子产品收缴回收处理金，然后根据企业回收报废产品的数量和回收产业链完善程度以补贴形式将回收处理金归还。以上应对政策是在产品生命末期阶段进行“末端治理”，主要涉及政府和企业需承担的治理责任，旨在有效促进报废车辆的资源化回收。

3 面向循环经济的共享单车可持续发展治理系统建模

3.1 系统构建

文章尝试构建的共享单车可持续发展治理仿真模型主要涵盖故障车辆减量化、故障车辆回收再利用、报废车辆拆解资源化和人-车-投入4个子系统。前三个子系统构建是基于循环经济的3R 原则，最后一个子系统是建模的必要补充，包含人口、车辆生产和投放等基本变量。详细的系统划分与因果关系如图2所示，具体的建模逻辑分析如下。

（1）故障车辆减量化子系统。循环经济模式下废物治理的重要举措之一是源头减量化。对于共享单车废弃物而言，在产品设计和生产阶段提升产品绿色度可以有效降低共享单车因自然损耗而故障的单车数量，即提升共享单车的耐用性，从而降低共享单车的故障率。在另一方面，用户作为共享单车的使用主体，其使用行为在很大程度上决定着共享单车的使用寿命和故障率。基于 Si 等[6]对共享单车可持续使用行为驱动机理的揭示可知，用户道德义务、感知行为控制、主观规范和行为态度对用户的可持续使用意愿有显著的正向影响。因此，政府和企业可尝试提升用户的可持续使用意愿，进而降低因用户不可持续使用行为而损坏的故障车辆比例，从而减少系统中故障单车和报废单车的数量。

（2）故障车辆回收再利用子系统。当城市交通管理部门实施共享单车投放总量控制时，故障车辆的回收再利用便显得尤为重要。根据Si 等[54]对故障单车回收参与意愿的实证研究，用户的个人规范、后果意识和感知消费者效能，以及企业的激励措施和服务响应效率对用户的回收参与意愿有积极的正向影响。因此，企业通过相关引导措施可以显著提升用户回收参与意愿，从而大幅度提升故障车辆的识别效率。在另一方面，运维人员对系统和用户识别的故障车辆进行回收时会遇到各种难题，负责区域广、回收难度大、应接不暇已成为大部分运维人员的工作常态，因此回收的故障车辆占已识别故障车辆的比例是回收效率的重要指标。已回收的故障车辆通过维修进行二次投放。此时，故障单车的回收效率和再利用率极为关键。

（3）报废车辆回收拆解资源化子系统。通常来说，难以修理的故障车辆交由再生资源回收企业，与政府清运的故障车辆一起完成报废处理。报废车辆拆解后，轮胎、轮圈和铝合金销售于翻新企业，进行原级再循环;光伏面板和塑料通过正规处置进行次级再循环;电路板和电池则需要按照国家规定标准化处理。因此，报废车辆的回收和拆解可以带来材料循环利用的经济收益。当企业负责处理报废车辆时，政府委托单位回收的故障和报废车辆会交由企业维修，维修好的车辆投入市场再利用。因此，企业负责处理报废车辆时，其获得的不仅是报废车辆的拆解处理收益，还有车辆维修再利用而减少的新车供应生产成本;当企业不负责处理报废车辆时，不但将损失循环模式带来的经济收益，还需缴纳大量的回收处理金。

（4）人-车-投入子系统。一座城市的人口出生率和死亡率影响着其常住人口数量，而城市的共享单车最佳投放数量与城市常住人口密切相关。上海市交通委[55]按照上海市道路停放设施能力、公共交通接驳需求、道路非机动车通行条件和绿色交通推广要求等因素，经相关专家反复论证，确定了上海共享单车合理投放总量约为80万辆。因此，可以通过单车最佳投放基数作为单车最佳投放量的衡量标准，即在一座城市中每多少常住人口配一辆共享单车。当设定最佳投放量与目前系统中的共享单车总量存在差距时，可随着旧车报废或新车供应进行总量调控，进而达到最佳投放数量。当新车供应投放时，所产生的费用包括生产费用和回收基金费用，这些投入是运营商需要重点衡量的费用。根据上述因果关系梳理，构建循环经济视角下共享单车可持续发展治理的系统动力学存量流量图见图3。

3.2 模型设定与检验

3.2.1 变量赋值及其数据来源

如图4所示，模型的四个子系统主要由行为变量、统计变量和访谈变量三类参数组成。行为变量是故障车辆减量化子系统和故障车辆再利用子系统的核心要素，根据 Si 等[6，54]对用户可持续使用和回收参与行为意愿的调查研究，可以获取道德义务、感知行为控制、主观规范和行为态度对可持续使用意愿的影响系数，以及个人规范、后果意识、平台激励、感知消费者效能和服务响应效率对用户回收参与意愿的影响系数。参照傅碧天[56]和 Ding 等[57]的研究，将上述行为变量间的路径系数用于系统动力学建模的因果关系方程设定。例如，当用户的道德义务每增加1个单位，用户的可持续使用意愿就会增加1×对应影响系数个单位，其他变量亦如此。变量平均值则表示现阶段该参数的初始值。

统计变量是报废车辆资源化子系统和人-车-投入子系统的核心要素，包含出生率、死亡率、单车最佳投放量、上海市共享单车存量、单车车身各组件含量及回收价格、新车生产成本、生产者责任制下的回收处理基金等。这些数据主要来自上海市统计局、上海市交通委、上海市政法综治、国内外最新共享单车文献和其他信息公开网站等。比如，人口出生率和死亡率按照上海市统计部门公布的过去10年数据均值;共享单车存量及合理投放量来自上海市交通委对外公开数据;共享单车的回收处理基金（5元/辆）则是参照《废弃电器电子产品处理基金征收管理规定》的同级别产品标准进行设定[58];车身组件的材料成分参考自网络公开数据，每个部件的重量取不同品牌单车的平均数据，相关资料参考文献[59]。

访谈变量是指四个子系统中难以直接获取或量化的参数，此类变量的赋值及因果关系主要通过对上海市7位共享单车运维管理人员和6位专家学者的半结构化访谈确定。由于商业竞争和企业隐私，无论是共享单车运营商还是政府部门并未披露较多的运营数据。除了可在网络收集的部分资料外，单车损坏、回收和维修数据仅能通过向运维管理人员访谈确定，比如共享单车故障率、运维人员回收故障车辆情况以及系统识别故障车辆情况。根据对单车运维人员的访谈可知，“目前美团、哈啰和青桔单车的车身和部件质量正在不断升级，耐用性较强，正常使用情况下的自然故障率较小，每个月中每100辆会有3～5辆发生自然损耗故障，送到维修站的坏车基本上可以修好80%”。因此，设定单车每月出现自然故障比例的初值为3%。考虑到实际情况中较多报废单车因为种种原因未能被回收，以及修好80%的故障单车所需的零部件转化，故设定故障单车的再利用率初值为75%;进一步地，当新车产品的绿色度越高时，单车的自然故障比例就会越低，故障单车的再利用率会越高，通过对共享单车和供应链领域的专家访谈，设定现阶段的共享单车产品绿色度为0.5。

3.2.2 模型检验

在进行模拟分析之前，通过多组测试来检查系统动力学模型的有效性至关重要。根据Mak等[62]的研究，模型有效性测试包括：①存量流量图中的方程式必须与因果关系相对应;②系统动力学模型必须在单位尺寸上保持一致;③模型应通过极端条件测试。尽管这些测试并非详尽无遗，但它们构成了用于系统动力学模型测试的核心。因此，将上述测试应用于所构建的系统动力学模型，以增强其鲁棒性和可靠性。

首先，通过检查存量流量图的方程关系式，确定与因果关系图中的因果链和反馈回路相吻合，且基于公认的知识和观点;然后，通过Vensim PLE核查所有变量的单位，确保了尺寸一致性;最后，进行极端值测试，即在极端条件下研究模型的行为。此处选择将极端值分配给单车最佳投放基数，然后观察关键变量“系统中共享单车总量”和“报废单车总量”的变化。2018年末上海市常住人口为2423.78万，經相关专家论证，上海市共享单车合理投放量约为80万辆[55]，据此可计算出2018年上海市单车最佳投放基数约为30人/辆。依次设定单车最佳投放基数的极端值测试方案分别为10人/辆（方案1）、30人/辆（方案2）和50人/辆（方案3），三种方案下的共享单车总量和报废单车总量仿真结果如图5和图6所示。

当单车最佳投放基数设定为30人/辆（方案2），即按照专家论证的方案发展时，图5中共享单车总量由90万辆逐渐降低至80万辆，并随着上海市常住人口的增加而缓慢增加。当单车最佳投放基数设定为极端值10人/辆时（方案1），意味着共享单车总量要短时间内从90万辆增加至240万辆以上，对应的报废单车总量也会急剧增加，图5和图6中的曲线1准确刻画出这一演变。当单车最佳投放基数设定为极端值50人/辆时（方案3），意味着共享单车总量要在短时间内从90万辆削减至50万辆以下，相应的报废单车总量在3种方案中最低，图5和图6中的曲线3同样描述出了这一变化。因此，该模型呈现出显著的敏感性，能够准确模拟现实情景中的系统变化轨迹，刻画不同治理政策下的演化结果。

为进一步检验模型质量，确保其能够代表实际情况，选择可找到相关历史数据的系统核心变量进行模拟仿真，并与实际值比较见表1（共享单车总量实际值参考自网络统计数据，常住人口实际值来源于上海市统计公报与人口普查）。2017—2020年上海市共享单车总量的实际值与仿真值平均误差为2.02%，常住人口总量的平均误差为0.54%，两者均小于5%，表明该模型具有较好的质量。根据上述一系列测试结果可知，文章所构建的共享单车可持续发展治理模型是稳健的，可进行后续的仿真预测和深入分析。

4 循环经济视角下共享单车可持续发展治理的多情景政策模拟

4.1 治理情景设定

为评估治理框架的实施效果，运用多情景仿真分析，对上海市未来10年共享单车投放、使用、故障和报废回收情况进行模拟预测。参照揭俐等[63]、秦晓楠等[64]和 Ding 等[57]在基准模型中改变变量关系和赋值来表征不同治理策略的方式，设定仿真情景见表2。

用户使用行为治理情景（S1）是将道德义务增量、感知行为控制增量、主观规范增量和行为态度增量作为情景因子，通过在基准情景上改变这些变量的数值来表示用户可持续使用行为意愿的调节。在 S1情景下，政府和运营商通过宣传和奖惩方式对用户可持续使用行为进行引导，道德义务增量、感知行为控制增量、主观规范增量和行为态度增量的值由0.01增加至0.05。同理，用户回收参与行为治理情景（S2）是指将个人规范增量、后果意识增量、平台激励增量、感知消费者效能增量和服务响应效率增量作为情景因子，在基准情景上改變这些变量的数值来调节用户参与回收故障单车的意愿。随着运营商对用户回收参与行为意愿的引导，对应治理情景 S2下的五个情景变量值由0.01增加至0.05。

共享单车总量控制情景（S3）是指将单车最佳投放基数作为情景因子，在基准情景的基础上，压缩控制城市投放总量来提升共享单车的使用效率，降低共享单车的闲置和报废率。在基准情景下，上海市单车投放基数为30人/辆，在S3情景下压缩设定为40人/辆。类似地，故障车辆回收监控情景（S4）是指将系统和运维识别故障车辆比例以及运维回收已识别故障单车的比例两个变量作为情景因子，在政府监管下，企业不得不提升故障单车的识别和回收效率，故分别设定两年内系统和运维识别故障车辆比例以及运维回收已识别故障单车的比例由基准情景下的0.35和0.80增加至0.45和0.99。

生产者责任延伸制情景（S5）是指单车企业（运营商）作为共享单车的投放者，必须负责回收所有报废车辆。在基准情景基础上，源头端提升新车产品的绿色度，从而降低产品自然故障率和故障车辆再利用率。此处设定产品绿色度是由基准情景下的0.50增加至10年后0.70的表函数。在回收末端，企业需建立报废车辆回收产业链，即回收再利用与报废拆解一体化。同样地，在规定时间内未回收的故障车辆由政府委托第三方单位协助回收，但这些车辆不再强制报废而是交由企业进行维修再利用，并按照第三方单位的回收数量扣除回收处理基金。一般而言，政府委托第三方单位回收的车辆属于运维人员不愿回收的车辆或车身损坏严重以至于无法被系统识别的车辆，这些车辆虽然可以维修再利用，但再利用率较低。因此，在S5情景下，故障单车的再利用率初值由0.75降至0.60。当企业搭建回收拆解产业链，政府会对成功回收拆解的报废单车数量进行两倍回收处理金的补贴。

4.2 多情景政策模拟结果

结合治理情景设计，基于所构建的复杂系统动力学模型，对循环经济视角下上海市共享单车可持续发展治理的多种政策情景进行仿真模拟。设定模拟期为2021—2031年，选择共享单车报废总量、企业生产和处置成本两个系统关键变量呈现最终治理结果，详细的演变轨迹及仿真结果如图7和图8所示。

多情景仿真分析发现，按照目前的情形发展，即在不采取任何措施情况下（基准情景），2031年上海市共享单车报废总量将达到357.16万辆，企业需花费共享单车生产和处置成本35.83亿元;当采取用户使用行为治理策略时，报废单车总量会降低至303.81万辆，共享单车生产和处置成本会缩减至30.48亿元;当采取用户回收参与行为治理策略时，报废单车总量会降低至311.27万辆，共享单车生产和处置成本会缩减至31.22亿元;当实施共享单车总量控制治理策略时，报废单车总量会降低至277.94万辆，共享单车生产和处置成本会减少至25.80亿元;当实施故障车辆回收监控治理策略时，报废单车总量会降低至216.52万辆，共享单车生产和处置成本会减少至21.69亿元;当实施生产者责任延伸制治理策略时，报废单车总量会降低至156.92万辆，共享单车生产和处置成本会减少至23.77亿元;当同时实施上述5种治理策略时，报废单车的总量会降低至103.05万辆，减少254.11万辆（71.15%），共享单车生产和处置成本会减少至9.40亿元，即企业节约26.43亿元（73.77%）。

4.3 讨论

用户使用行为治理、回收参与行为治理、城市投放总量控制、故障车辆回收监控和实施生产者责任延伸制五种策略均对共享单车行业的可持续发展起到显著作用。从报废总量治理效果来看（政府层面），5种治理策略中，生产者责任延伸制策略的治理效果最佳，可将10年后的共享单车报废量减少200.24万辆（56.06%），故障车辆回收监控和城市投放总量控制策略的治理效果次之，10年后可分别减少报废单车140.64万辆（39.38%）和79.22万辆（22.18%）;从生产和回收处置成本的治理效果来看（企业层面），故障车辆回收监控策略的治理效果最佳，10年后可为共享单车企业节约生产和回收处置成本14.14亿元（39.46%），生产者责任延伸制和城市投放总量控制策略节约成本次之，10年后可分别节约12.16亿元（33.66%）和10.03亿元（27.99%）。

共享单车投放总量控制是政府宏观调控的一种强制性资源配置手段，可以显著降低城市报废单车总量和企业生产处置成本，但这一治理策略效果并非最佳，而且可能会影响用户使用满意度。共享单车运营是一种典型的市场经济行为，其投放数量应由市场根据供求关系自行调节，在此基础上，政府进行一系列弥补市场调节不足的完善性举措。研究发现，加强源头生产预防和末端回收治理（实施生产者责任延伸制）可以在不降低城市投放量的情况下最大幅度地减少共享单车报废量，提高故障车辆识别和回收效率（实施故障车辆回收监控）可以在不降低城市投放量的情况下最大程度上减少单车生产和回收处置成本。因此，就单一治理策略的比较而言，生产者责任延伸制和故障车辆回收监控的两种政府辅助监管型治理策略的实施效果最佳。

需要注意的是，无论是生产者责任延伸制促进企业的源头预防和末端回收，还是故障车辆回收监控提高单车周转使用率，两种策略均需要花费其他额外费用，包括产品研发、回收产业链构建和运维人员人数增加薪资等。考虑到5种治理策略全面实施情景下的报废单车总量和生产处置成本都将达到最低，且治理效果显著优于单一策略，因此，单一治理策略的组合实施非常有必要，5种策略的综合集成是现阶段促进中国共享单车可持续发展的最优治理策略。此外，5种治理策略实施后，2031年上海市报废单车总量将减少254.11万辆。根据 Chen 等[65]最新的研究，一辆共享单车全生命周期的碳排放量为34.56 kg，如果将其直接放置在垃圾填埋场中，需要31年才能降解。在5种策略全面实施下，未来10年上海市所投放的共享单车生命周期碳排放会减少8.78万t，在实现共享单车可持续发展的同时，进一步为国家“碳达峰与碳中和”战略助力。

5 结论与政策建议

基于上海市共享单车发展实践，文章创新性提出了面向循环经济的共享单车可持续发展治理框架，构建了基于该框架的复杂系统动力学仿真模型，进一步地，借助多情景仿真分析，对治理框架中提出的5种治理策略进行多情景政策模拟，预测了2021—2031年共享单车的报废回收情况以及企业层面的生产回收处置成本。研究发现，用户使用行为治理、回收参与行为治理、城市投放总量控制、故障车辆回收监控和生产者责任延伸是共享单车可持续发展的有效路径。其中，后两者的实施效果最为显著，城市投放总量控制策略次之;5种策略的综合集成实施是现阶段促进共享单车可持续发展的最佳治理路径，全面实施后，2021—2031年上海市报废单车总量将减少71.15%，运营商的生产和回收处置成本节约73.77%，碳排放减少8.78 t，这无疑对共享单车经济、社会和环境层面的可持续性起到极大的提升作用。基于上述研究发现，提出以下政策建议。

（1）实施生产者责任延伸制度。政府应对共享单车运营商强制实施生产者延伸制度，使其承担产品从生产使用到废弃回收等階段所造成的资源环境责任。具体来说，政府应规定运营商在新车投放时缴纳回收处理金，并鼓励运营商建立报废车辆回收产业链;当运营商不负责或未在规定时间内回收故障报废车辆时，政府将扣除运营商对应数量的回收处理金;当运营商建立回收产业链，对报废车辆回收并资源化循环利用时，政府可按照双倍回收处理金的额度给予运营商回收补贴。

（2）“科学谨慎”执行城市投放总量控制。城市单车投放总量控制无疑是直接有效的宏观调控措施，可以大大减少故障和报废单车数量，但研究结果表明其并非最佳治理举措。事实上，这一措施还会影响用户需求和使用体验，并有可能降低用户持续使用意愿进而导致运营商收入降低。考虑到共享单车这一可持续交通工具的盈利并不乐观。因此，政府应视不同城市人口、经济和交通发展情况合理确定最优投放数量，“科学谨慎”实施共享单车城市投放总量控制。

（3）“引导+规范+约束”用户可持续使用行为。①加强居民教育，宣传用户义务，使用户不想违规。在目前大数据网络信息化时代，建议政府和运营商通过社交媒体、短视频等多样化方式加强对可持续使用行为的宣传，提升舆论引导效果。②加大惩处力度，提高违规成本，使用户不敢违规。对于一般不可持续使用行为，运营商在确认信息后应给予严厉的信用处罚和货币处罚。在信用处罚方面，可将用户长期使用行为纳入第三方统一信息评价体系（如芝麻信用）;在货币处罚方面，对于恶劣不可持续使用行为的用户给予高额度经济惩罚。③强化约束监督，提高违规风险和难度，使用户不能违规。运营商应通过多样化方式有效披露公众监督和用户举报的相关途径、方式和奖励办法，通过设立方便快捷和保护隐私的线上举报途径，极大发挥公众监督的有效作用。

（4）提高用户回收参与意愿，加强故障车辆回收监控。①运营商应在加大对用户参与回收故障车辆宣传力度的同时，思考如何提升信息公开的有效性。②继续加大对参与回收用户的激励措施，尤其是货币型激励，并且提升奖励执行和服务反馈的处理效率。③增加运维人员数量，提高对运维人员的回收激励，从而提升回收效率。④政府应建立城市故障车辆监控系统，对未在规定时间内回收的故障车辆予以没收，当达到一定数量时暂停企业新车投放，并处以重金处罚，从而促进故障车辆的回收再利用。

在目前共享单车行业投资高、利润低、报废量大、回收转化难，且面临政府监督和公众舆论的多重困境下，文章所构建的治理框架与复杂动力机制模型，以及治理结果预测对国家、地区层面印发有关共享单车可持续发展的指导意见和政策方针具有重要参考价值，为企业进一步提升产品可持续性、系统运营效率和用户满意度提供了关键的转型思路和决策参考。在理论层面，文章为共享经济产品的可持续发展研究开辟了新的视角，为后续循环经济与共享经济的集成探究奠定了理论基础;通过行为访谈、系统建模和多情景模拟等混合方法的创新集成应用，这项研究在知识层面实现了跨学科领域的交叉融合。不可否认的是，文章同样存在一些不足之处，在未来的研究中有待进一步提升。一方面，共享单车的可持续治理是一项典型的复杂系统工程，虽然文章所构建的系统动力学仿真模型已经尽可能地依据实际情况和现实条件建立，但由于个别参数涉及企业商业机密，极难获取，故仅能通过假设和访谈数据予以确定，这一局限可能会导致情景分析的结果出现一定偏差。在后续的研究中可以考虑与政府交通大数据监管中心合作，不断校准模型的参数赋值和方程关系，进而作出更加准确的治理预测结果。另一方面，文章所提出的治理路径主要基于对用户、企业和相关领域专家的访谈，五种政策方案实施的具体步骤与阻碍尚缺乏与政府有关部门的论证。因此，未来的研究有必要论证不同治理策略在不同城市区域的适用性和可行性，并进一步提出更具有普适性的治理举措。

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Sustainable development governance paths of bike⁃sharing towards circular economy： policy simulation based on the practical case of Shanghai

SI Hongyun1，SHI Jiangang2，QU Yanbo1，WU Guangdong3

（1. School of Public Administration and Policy， Shandong University of Finance and Economics， Jinan Shandong 250014， China;

2. School of Economics and Management， Tongji University， Shanghai 200092， China;

3. School of Public Affairs， Chongqing University， Chongqing 400044， China）

Abstract  Bike-sharing is a typical mode of low-carbon travel for residents in the new era， and it is of great significance to explore how to realize its sustainable development. Based on the challenge of bike-sharing development in China ’s cities， this study innovatively proposed a governance framework for the sustainable development of bike-sharing towards circular economy and provided governance paths based on the 3R principle. Then， this study constructed a complex system dynamics model integrating three sub-modules， i.e.， re‑ duction of faulty vehicles， reuse of faulty vehicles and recycling of scrapped vehicles. Based on the practical case of Shanghai， the sus‑tainable development paths of bike-sharing towards circular economy were simulated. The results showed that：① The five strategies of user behavior governance， recycling participation behavior governance， total amount control of urban launching， recovery monitoring of faulty vehicles and extended producer responsibility all played significant roles in the sustainable development of bike-sharing.② With regard to individual strategies， extended producer responsibility system and recovery monitoring of faulty vehicles were the two best governance measures for the government to deal with faulty and scrapped vehicles， and for the operators to reduce production and re ?covery costs， and then to improve the efficiency of resource utilization， followed by the measures of total amount control of urban launching.③ As for the combination strategy， the comprehensive and integrated implementation of the five strategies was the optimal governance path to promote the sustainable development of bike-sharing in China. After the comprehensive implementation， the total number of discarded bicycles in Shanghai is likely to be reduced by 71.15% from 2021 to 2031， the production and recycling costs of operators by 73.77%， and the carbon emissions by 87800 tons. Ultimately， the present study proposes the implementation of the extend ‑ ed producer responsibility system， the scientific and prudent implementation of the total amount control， the guidance， standardization and restriction of users ’ sustainable usage behaviors， the improvement of users ’ willingness to participate in recycling， and the strength‑ening of the recycling monitoring of faulty vehicles. It is hope that this article could provide decision-making reference for the top-level design of sustainable development of bike-sharing and give assistance to the realization of the three strategic objectives of ‘building a transportation power， achieving carbon peak and carbon neutrality ’. Moreover， this article offers a fresh perspective for the research on the sustainability of sharing economy products， and lays a significant foundation for the subsequent integration of circular economy and sharing economy.

Key words  circular economy; bike‑sharing; sustainable development; multi‑scenario simulation

（责任编辑：王爱萍）