“双碳”目标限制、EPR规制与汽车动力电池回收策略演化

龚思雨

摘 要：为实现“双碳”目标和落实生产者责任延伸制，政府有效的监管、奖惩策略成为关键。在对新能源汽车动力电池回收系统结构、利益相关者行为和影响因素分析基础上，构建由政府、电池生产商和消费者参与的三方演化博弈模型，运用演化博弈理论，分析模拟三方博弈主体在新能源汽车动力电池回收中的策略演化路径。研究發现：政府监管能显著促进新能源汽车动力电池生产商回收行为、提高消费者参与正规回收意愿;政府监管强度增加，利于新能源汽车动力电池生产商和消费者向积极参与回收方向演化；政府补贴提高，新能源汽车动力电池生产商和消费者在参与回收策略趋于稳定。

关键词：动力电池回收；双碳；生产者责任延伸制度；三方博弈

中图分类号：TB     文献标识码：A      doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.14.085

随着我国经济迅速发展，“双碳”目标战略的提出和实施，各级政府加快研究部署碳达峰、碳中和路径并制定“双碳”行动方案。新能源汽车行业随之成为重点治理管控对象。2013年，我国开始大规模推广新能源汽车，新能源汽车数量逐年大幅增长。根据动力电池寿命平均4-6年测算，我国动力电池进入报废高峰期，其回收处置成为亟待解决现实难题。新能源电池回收需要符合“双碳”目标要求，不造成环境污染和影响节能减排，且需要实现回收资源的再利用、降低生产商成本。动力电池回收作为新兴行业，目前规范化的回收企业数量、回收处置规范和奖惩机制政策境仍处于发展完善过程中，无法满足回收市场需求。一些非正规回收企业趁虚而入，抬高回收价格干扰动力电池回收，正规渠道回收量仅占30%，大量退役动力电池未得到正规处置，造成严重的安全隐患和环境污染。由于动力电池各生产商的技术规范、产品规格和设计要求不尽相同，电池规范回收处理成本较高，需要构建基于EPR的生产商主导的回收模式。2018年2月，工信部联合科学技术部、环境保部等联合发布了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》，明确以汽车生产企业为主体落实生产者责任延伸制度承担动力蓄电池回收的主体责任，保障动力蓄电池有效利用并进行环保处置。我国动力电池回收缺乏针对性政策法规、健全的回收体系和高水平回收技术。目前国家政策导向倾向于改变传统的社会化回收模式，向生产者责任延伸制转变。现阶段生产者责任延伸制度在动力电池回收中的适用除传统问题外，还存在生产者延伸责任内容不完善、落实无保障、实施缺配合等问题。政府、企业和消费者应当形成联动才能构建良好的回收模式。基于生产者责任制的动力电池回收需建立奖惩机制，并进一步强化政策体系和标准体系，加大对动力电池回收企业的支持力度，鼓励更多的动力电池生产商及消费者参与正规退役动力电池回收。

本文针对动力电池回收难题，构建政府、动力电池生产商和消费者间的三方演化博弈模型，分析政府监管下博弈主体演化策略选择，以及政府奖惩力度对动力电池生产商回收、消费者参与行为的影响规律，据此提出促进动力电池有效回收的措施和策略。

1 问题描述与模型构建

考虑由政府、新能源汽车动力电池生产商和消费者组成新能源汽车动力电池回收系统。在该系统中，政府、生产商、消费者的策略分别为监管与不监管、回收与不回收、参与与不参与。政府向生产商进行资金补助、税收减免等补贴，并对生产商、消费者进行监督以提高政府公信力；

生产商、消费者均通过动力电池回收获利，同时存在动力电池流向非正规回收渠道行为；在三方均积极参与时可使政府减少环境治理投入。设政府监管的成本为Cg，对进行回收的生产商提供补贴T0，对未进行回收的生产商处罚金额为F，对未参与回收的消费者处罚金额为Fc。当政府选择监管策略时，会提高政府监管部门威信带来有利影响H0。若政府选择不监管，民众会对政府降低信任感带来不利影响H1。假设政府选择不监管带来的不利影响大于监管带来的有利影响。生产商回收时建立回收体系的成本为Ce，生产商进行回收带来的良好社会形象增加为S0，当生产商回收且消费者参与时，生产商通过拆解梯级利用所得经济效益为Re。由于治理环境成本高，政府需付出的环境治理成本大于积极监管成本。在政府监管的情况下，对不进行回收的电池生产商的处罚费用高于建立回收体系的成本。生产商所得收益为Rc，除参与生产商回收以外，可参与其他方回收，所得收益为R0。消费者不参与回收时所得收益为R1。当电池回收商回收且消费者参与时减少碳排放及环境污染为政府带来的环保收益为R。收益矩阵如表1所示。

设政府“监管”策略、生产商“回收”策略、消费者“参与”策略概率分别为x、y、和z。政府选择补贴新能源汽车动力电池策略的期望收益为U11，选择不补贴新能源汽车动力电池策略的期望收益为U12，政府的平均收益为U-1。

U11=R-βT0-Cg+H0yz+-βT0-Cg+H0+αFcy（1-z）+（-Cg+αFe+H0）（1-y）z+（-Cg-C0+αFe+H0）（1-y）（1-z）（1）

U12=（R-H1）yz+（-H1）y（1-z）+（-H1）（1-y）z+（-C0-H1）（1-y）（1-z）（2）

U-1=xU11+1-xU12（3）

政府进行策略选择时的复制动态方程：

Fx=dxdt=x1-xy-βT0-αFe+αFc-zαFc-Cg+αFe+H0+H1（4）

设生产商选择回收新能源汽车动力电池策略的期望收益为U21，选择不回收新能源汽车动力电池策略期望收益为U22，生产商的平均收益为U-2。

U21=βT0-Ce+Re+S0-Rcxz+（βT0-Ce+S0）x（1-z）+-Ce+Re+S0-Rc（1-x）z+（-Ce+S0）（1-x）（1-z）（5）

U22=-xαFe（6）

U-2=yU21+（1-y）U22（7）

新能源汽车生产商进行策略选择时的复制动态方程：

F（y）=y（1-y）（x（T0+αFe）-zRc+zRe-Ce+S0）（8）

设消费者选择参与新能源汽车动力电池回收策略的期望收益为U31，选择不参与（4）新能源汽车动力电池回收策略期望收益为U32，生产商的平均收益为U-3。

U31=yRc-yR0+R0（9）

U32=-xαFc+R1（10）

U-3=zU31+（1-z）U32（11）

消费者进行策略选择时的复制动态方程：

F（z）=z（1-z）（y（Rc-R0）+xαFc+R0-R1）（12）

2 三方稳定策略分析

联立式（4）、（8）、（12）可得三维动力演化系统，对其求解，可得9个均衡点，分别为E1（0，0，0），E2（0，0，1），E3（0，1，0），E4（1，0，0），E5（0，1，1），E6（1，0，1），E7（1，1，0），E8（1，1，1），E9（x*，y*，z*），其中E9（x*，y*，z*）是方程式的解，方程式如下：

y（-βT0-αFe+αFc-zαFc）-Cg+αFe+H0+H1=0（x（T0+αFe）-zRc+zRe-Ce+S0）=0y（Rc-R0）+xαFc+R0-R1=0）（13）

下面通过复制动态方程平衡点的渐近稳定性对纯策略均衡点的渐近稳定性进行分析。在非对称演化博弈中，根据Lyapunov稳定性理论，当系统Jacobian矩阵的所有特征值均有负实部时，此时的均衡点即为演化稳定策略。

将均衡解分别代入Jacobian矩阵，求相应特征值，可得如表2所示8个均衡点E1-E8。

假设初始参数要符合H1>Cg+βT0-H0；-αFe+Rc+Ce

情景1：当-Cg+αFe+H0+H1<0，-Ce+S0<0，且R0-R1<0时，政府监管与生产商回收利益高于所需成本，消费者通过非正规渠道进行回收所得收益更高。由表2可知，E1（0，0，0）和E8（1，1，1）为均衡点，{不监管，不回收，不参与}和{监管，回收，参与}为演化稳定策略。

情景2：当-Cg+αFe+H0+H1<0，-Rc+Re-Ce+S0<0，且R1-R0<0时，政府监管与生产商回收利益高于所需成本，消费者通过其他渠道进行回收所得收益更高。由表2可知E2（0，0，1）和E8（1，1，1）为均衡点，{不监管，不回收，参与}和{监管，回收，参与}为演化稳定策略。

情景3：当-Cg+αFe+H0+H1>0或-Ce+S0>0时，政府监管或生产商回收利益高于所需成本。由表2可知，E8（1，1，1）为均衡点，{监管，回收，参与}为演化稳定策略。

3 研究结论与管理启示

本文在各方有限理性基础条件下，针对动力电池回收难题，利用演化博弈，分析政府、生产商、消费者三方的策略选择，得出如下结论：

（1）政府监管可有效破解动力电池回收困境。当监管强度较大时生产商向进行回收方向演化，监管强度越大，生产商选择回收策略达到稳定状态的速率越快，同时消费者向参与回收方向演化并趋于稳定。当监管强度较小时，生产商选择不进行回收，消费者参与回收的意愿不强。

（2）政府补贴可提高生产商以及消费者参与动力电池回收意愿。当政府对生产商的补贴较大时，生产商选择进行回收，且随着补贴增加，生产商趋向进行回收的演化速率增大并趋于稳定。当补贴过大时，生产商和消费者均会积极参与动力电池回收，但政府由于支出过大无法进行监管。

根据上述研究结论，提出如下管理启示。

动力电池碳排放与环境的息息相关导致其回收利用在碳达峰战略中有着重要的地位。面对“双碳”目标战略，应加强政府在动力电池回收中的协调，对企业实施监管并建立完善的惩罚体系。面临动力电池大量退役，我国目前新能源汽车动力电池回收行业却正处发展阶段，除第三方回收企业外，生产商建立回收体系必不可少。为此，政府应出台动力电池回收生产者责任延伸制的相应法规落实生产者责任延伸制度，贯彻低碳环保，防止因不当回收导致的环境污染问题。此外，政府可推进动力电池回收方向的产学研融合，加强生产商与科研机构、高校及第三方回收企业之间的合作，进行技术交流，降低回收成本，也可推进动力电池回收企业与梯级拆解后退役电池可应用的行业间的合作来提高生产商参与动力电池回收积极性，以此来降低碳排放对环境的不良影响。

我国针对新能源汽车生产和销售环节的补贴政策较多，针对回收环节的补贴数量相对不足。政府需要提高回收补贴力度，增强对生产商的激励，提高生产商进行回收的积极性。但过高补贴会造成政府负担，因此需因地制宜适当补贴。除补贴外，政府可提高对参与回收生产商的曝光，提升生产商的良好社会形象，以增加生產商的回收意愿。

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