□ 熊海鷗,胡勇軍,許佳蕾,黃偉杰

(廣州航海學(xué)院，廣東 廣州 510725)

1 引言

2020年，“十四五規(guī)劃”將生態(tài)文明建設(shè)實現(xiàn)新進(jìn)步作為五年遠(yuǎn)景目標(biāo)之一，提出了推進(jìn)資源總量管理、科學(xué)配置、全面節(jié)約、循環(huán)利用，加快構(gòu)建廢舊物資循環(huán)利用體系的方案。隨著高質(zhì)量發(fā)展的不斷深化，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)步入飛速發(fā)展的新時期。根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，我國新能源汽車保有量從2016年開始已經(jīng)連續(xù)四年居世界首位。同時，作為新能源汽車的核心——新能源汽車電池的市場需求也在快速增加。由于汽車的使用年限遠(yuǎn)大于電池的使用年限，因而人們對新能源汽車的高頻率使用帶來了新能源汽車電池的快速消耗，從而形成龐大的動力電池報廢量。電池報廢后，其自身的污染性以及目前處理方法的不規(guī)范和低效率，給新能源消費者帶來了處理困難等問題，導(dǎo)致新能源汽車產(chǎn)業(yè)對促進(jìn)節(jié)能減排和綠色環(huán)保的作用備受質(zhì)疑，使?jié)撛谙M者繼續(xù)保持觀望態(tài)度，從而會影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。同時，我國作為世界重要的新能源汽車電池的生產(chǎn)國和消費國，存在著金屬鋰、鎳、鈷等主要動力電池資源缺乏的問題。由此看出，新能源汽車電池問題給環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約和垃圾分類政策也帶來了極大的壓力，已經(jīng)成為必須要解決的現(xiàn)實問題。2020年10月20日，國務(wù)院辦公廳在印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中針對新能源汽車可持續(xù)發(fā)展，提出加快推進(jìn)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，并且為實現(xiàn)動力電池的全程可溯，應(yīng)加強(qiáng)新能源汽車動力電池溯源管理平臺建設(shè)?；谡吆褪袌霭l(fā)展需求，新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)對其動力電池的逆向物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了探索，但目前由于企業(yè)供應(yīng)鏈的環(huán)節(jié)多，需要大量的信息協(xié)調(diào)和管理，具有運(yùn)作與實施的復(fù)雜性問題，在現(xiàn)行的逆向物流信息管理中存在著效率低、數(shù)據(jù)分析不透徹等問題，逆向物流網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)化亟待新技術(shù)的加持。隨著政府對區(qū)塊鏈技術(shù)的重視和投入，區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字金融、供應(yīng)鏈管理、物聯(lián)網(wǎng)等多個方面有了許多研究，這也為逆向物流管理在新技術(shù)上的探尋提供了新思路。在這樣的背景下，以生產(chǎn)者責(zé)任延伸制為指導(dǎo)，以綠色供應(yīng)鏈為線索，結(jié)合區(qū)塊鏈等新技術(shù)，研究符合新時代社會發(fā)展需求的新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)模式，對于降低廢舊電池造成的環(huán)境破壞、能源浪費，提高電池回收量，實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。

2 我國新能源汽車電池逆向物流現(xiàn)狀及問題分析

①新能源汽車電池正向物流網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，導(dǎo)致逆向物流難度較大。

首先，新能源汽車電池正向物流涉及多個主體，由于參與主體多，且各方參與主體的信息化程度較低，導(dǎo)致運(yùn)作過程中易出現(xiàn)信息斷層現(xiàn)象，加之電池流向逐級分散，新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)對電池的最終流向掌握程度低，無形中加大了電池逆向物流的難度；其次，各主體在參與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中都追求各自利益最大化，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中責(zé)任主體劃分不明確；最后，由于報廢電池的處理方式不完善和渠道信息不清晰，消費者將電池交到指定回收廠家的積極性不高。

②相關(guān)政策和企業(yè)制度的引導(dǎo)力度不夠。

目前，我國國家層面缺乏對新能源汽車電池逆向物流的規(guī)范體系。

新能源汽車電池的回收問題已經(jīng)成為制約我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

3 區(qū)塊鏈技術(shù)用于新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)的可行性

逆向物流存在供需難確定、環(huán)節(jié)多、流程不透明、追溯難及數(shù)據(jù)分析不全面等問題，使用區(qū)塊鏈技術(shù)建立逆向物流信息系統(tǒng)模型就可以有效地解決問題。

本次調(diào)研通過E-mail和現(xiàn)場發(fā)放問卷相結(jié)合的方式進(jìn)行，共發(fā)出200份問卷。由于個別問卷填寫不規(guī)范，所以將其剔除，共計62份。最終獲得138份有效問卷。被調(diào)查者可以通過Likert 7點量表所包含的7個等級對問卷中各題項的認(rèn)同程度進(jìn)行差異化區(qū)別。

①區(qū)塊鏈技術(shù)作為追溯工具。根據(jù)區(qū)塊鏈中的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行責(zé)任追蹤，使逆向物流過程中的各主體責(zé)任劃分明確。

②區(qū)塊鏈技術(shù)作為節(jié)點間的高效信息通道。區(qū)塊鏈可以根據(jù)其數(shù)據(jù)多點備份、平等共識和分布式的特性，提高產(chǎn)品的回收利用協(xié)同效率。

③區(qū)塊鏈技術(shù)作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。在區(qū)塊鏈技術(shù)下，多方授權(quán)建立和共享信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析并加以有效應(yīng)用，從而提高逆向物流管理水平。

4 新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及其優(yōu)化

4.1 新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計

以區(qū)塊鏈作為技術(shù)輔助建立相關(guān)信息管理系統(tǒng)，根據(jù)從各個子區(qū)塊系統(tǒng)上收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，在區(qū)塊鏈技術(shù)的基礎(chǔ)上建立新能源汽車電池回收物流網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)模型，驗證區(qū)塊鏈技術(shù)在新能源汽車電池逆向物流中的可行性，以此來解決新能源汽車電池在逆向物流中存在的突出問題。模型如圖1所示。

圖1 基于區(qū)塊鏈的新能源汽車電池逆向物流信息系統(tǒng)模型

該系統(tǒng)模型的結(jié)構(gòu)類似“一體兩翼”的飛機(jī)結(jié)構(gòu)，以動力電池供應(yīng)鏈為主體，區(qū)塊鏈模塊和回收中心為兩翼。在該系統(tǒng)中，廢舊動力電池生產(chǎn)供應(yīng)鏈中的各節(jié)點通過驗證交易平臺選擇是否將商品信息錄入監(jiān)管部門所維護(hù)的數(shù)據(jù)庫中，達(dá)成共識后構(gòu)建新區(qū)塊，形成數(shù)據(jù)賬本。區(qū)塊鏈技術(shù)讓供應(yīng)鏈的整合更加有序，各節(jié)點將相關(guān)數(shù)據(jù)和交易信息整合在各自的區(qū)塊中，實時對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗和儲存，進(jìn)而為各節(jié)點實時提供完整的數(shù)據(jù)信息。區(qū)塊鏈技術(shù)在新能源汽車電池的逆向物流信息系統(tǒng)中主要有三個方面的作用：新能源汽車電池的次品逆向物流管理、報廢新能源汽車電池處理管理以及原料逆向物流管理。

①次品逆向物流管理。消費者在退還次品時，區(qū)塊鏈接收該信息后廣播到各節(jié)點，節(jié)點接收信息。此時，在區(qū)塊鏈的推動下，汽車經(jīng)分銷商退還給汽車生產(chǎn)商，該車的動力電池進(jìn)一步退還至電池制造商，所產(chǎn)生的原料由原料供應(yīng)商再次循環(huán)利用。

②報廢新能源汽車電池處理管理。針對報廢動力電池的處理，第一步是收集，利用如圖2所示的新能源汽車電池回收層級結(jié)構(gòu)進(jìn)行收集，首先消費者將需要更換的電池交由汽車維修廠處理，匯集后再經(jīng)由各節(jié)點將動力電池原料送至供應(yīng)商再次循環(huán)利用，其次，利用區(qū)塊鏈技術(shù)在逆向物流中的“高效信息通道”作用，保證各回收環(huán)節(jié)信息數(shù)據(jù)的同步共享與流暢度，供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中各企業(yè)根據(jù)區(qū)塊鏈公布的信息數(shù)據(jù)，預(yù)測新能源汽車電池逆向物流發(fā)生的時間、地點以及商品的數(shù)量及質(zhì)量，降低不確定性。

圖2 新能源汽車電池回收層級結(jié)構(gòu)圖

③新能源汽車電池原材料逆向物流管理。將原料供應(yīng)商中受污染的電池原料以及在電池制造商、汽車生產(chǎn)商、分銷商、維修廠試運(yùn)行不合格或還未使用的動力電池，經(jīng)過回收中心處理，篩選出不可直接利用的原料，進(jìn)行拆解、多級分解后成為可再制造、再循環(huán)、再配送的原材料，運(yùn)給原材料供應(yīng)商或制造商。原料逆向物流的各個環(huán)節(jié)在區(qū)塊鏈中均有明確記錄，保證電池原料逆向物流進(jìn)入企業(yè)時的質(zhì)量水平。

4.2 系統(tǒng)仿真運(yùn)算

4.2.1 模型說明

由于公開數(shù)據(jù)較少，該模型中的主要數(shù)據(jù)為近幾年相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)。同時，假設(shè)影響新能源汽車電池回收量的主要影響因素有電池制造商回收量、汽車分銷商電池回收量、汽修廠電池回收量、報廢汽車企業(yè)電池回收量。在模型中，時長單位為“月”，模擬仿真時長為12月，使用區(qū)塊鏈前的信息傳遞率大概為50%，區(qū)塊鏈技術(shù)利用拜占庭容錯算法使各個節(jié)點的信息傳播率為83%[3]。

4.2.2 模型構(gòu)造

新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)中各主體間縱橫交錯、緊密聯(lián)系。通過調(diào)研以及專家咨詢，得到新能源汽車電池逆向物流系統(tǒng)因果關(guān)系圖。整個模型形成“電池生產(chǎn)—回收物流企業(yè)—電池生產(chǎn)”的閉環(huán)路徑，如圖3所示。

圖3 新能源汽車電池逆向物流系統(tǒng)因果關(guān)系

4.2.3 模型流圖

通過對上述系統(tǒng)因果關(guān)系圖的分析，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)對動力電池回收流程的影響，運(yùn)用Vensim PLE 8.2.0軟件構(gòu)建新能源汽車電池回收量的模型流圖，詳見圖4。

4.2.4 模型參數(shù)設(shè)置

主要的變量參數(shù)如下：

①根據(jù)我國2019年新能源電動車電池實際回收量與可回收量的比值，算出該行業(yè)大概的回收率。

②根據(jù)第四屆動力電池應(yīng)用國際峰會上的數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)電池企業(yè)的制造合格率為90%。

③打算將廢電池通過官方渠道回收處理的車主占37.14%，希望當(dāng)?shù)胤枪俜角阑厥仗幚淼能囍髡?8.57%[4]，模型中假設(shè)由于激勵機(jī)制的實行使有意愿到當(dāng)?shù)胤枪俜角阑厥仗幚淼能囍魅康焦俜角肋M(jìn)行回收處理。

④由于各參與主體的回收水平影響因素和比重不同，因此對區(qū)塊鏈技術(shù)下各主體回收水平的計算也不盡相同。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)后，電池生產(chǎn)商回收水平=生產(chǎn)量*次品率*回收率*(1+信息傳遞率*0.4+監(jiān)管機(jī)制*0.6)；汽車分銷商的回收水平=回收率*(1+信息傳遞率*0.3+消費者意愿*0.3+監(jiān)管機(jī)制*0.4)；汽修廠回收水平=回收率*(1+信息傳遞率*0.4+監(jiān)管機(jī)制*0.6)；報廢廠回收水平=回收率*(1+信息傳遞率*0.4+監(jiān)管機(jī)制*0.6)。

⑤回收企業(yè)的回收量主要取決于參與的各個主體的回收量之和，由此得出回收總量公式：回收企業(yè)回收量=電池制造商回收量+汽車分銷商回收量+汽修廠回收量+報廢廠回收量。

4.2.5 模型檢驗

通過Vensim PLE 8.2.0軟件對該模型進(jìn)行檢驗，得到“模型沒有問題”的模型檢驗結(jié)果，證明本研究所建立的模型具有一定的合理性。

4.2.6 模型結(jié)果對比分析

表1和圖5表明，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用對新能源汽車電池回收行業(yè)的電池回收量的提高有一定促進(jìn)作用。通過對本模型的結(jié)果分析可以看出，區(qū)塊鏈技術(shù)在汽車電池供應(yīng)鏈中的應(yīng)用，對其回收效率的提高是顯而易見的，同時也證明了區(qū)塊鏈技術(shù)在回收行業(yè)的可行性。運(yùn)用區(qū)塊鏈前后各主體回收量的對比，如表2所示，可知區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用提升了各個參與主體的回收采集效率。區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于新能源汽車電池回收，可有效提高電池的回收效率和數(shù)量。

圖5 使用區(qū)塊鏈技術(shù)前后我國新能源汽車電池回收量對比折線圖(2019年)

表2 使用區(qū)塊鏈前后新能源汽車電池供應(yīng)鏈上各主體回收量對比(2019年)

5 新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的實現(xiàn)

區(qū)塊鏈技術(shù)作為新一代顛覆性應(yīng)用模式，有望成為助推新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化發(fā)展的新動力。基于上述模型的構(gòu)建與仿真，為了進(jìn)一步優(yōu)化新能源汽車電池逆向物流網(wǎng)絡(luò)，提出以下幾點建議。

①政府職能部門層面。充分發(fā)揮政府公信力，加強(qiáng)對物流行業(yè)的監(jiān)管，有助于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)。

②供應(yīng)鏈企業(yè)層面。在戰(zhàn)略合作上，核心企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對分銷商的信息溝通與監(jiān)管，更好地把握產(chǎn)品最終流向信息，促進(jìn)回收工作的開展。在技術(shù)發(fā)展方面，加強(qiáng)與高校、研究所等科研機(jī)構(gòu)合作，加快推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)的研發(fā)和實際應(yīng)用。在人才培養(yǎng)方面，加大對區(qū)塊鏈技術(shù)人才培養(yǎng)的投入力度，設(shè)立區(qū)塊鏈培訓(xùn)基地，提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，培養(yǎng)既懂專業(yè)物流知識，又懂區(qū)塊鏈技術(shù)知識的綜合性專業(yè)人才，提升企業(yè)內(nèi)區(qū)塊鏈人才能力的整體水平。

③終端消費者層面。模型中，在激勵機(jī)制的實行下，經(jīng)過仿真運(yùn)算得出應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)后的電池回收量隨著車主的回收意識提高而增加，由此說明記錄與激勵機(jī)制的建設(shè)能夠有效提高消費者參與新能源動力電池回收活動的積極性與踴躍性。此外，在新能源汽車銷售及售后過程中均可提醒消費者合理進(jìn)行動力電池的維修及提供報廢動力電池的正當(dāng)回收途徑。有意識、有秩序地參與回收工作，培養(yǎng)消費者合理處置報廢新能源汽車電池的主觀能動性，對降低環(huán)境污染、促進(jìn)綠色循環(huán)可持續(xù)發(fā)展具有重大的意義。