引言

当前全球电子废弃物排放量大，引发的生态环境破坏与物质资源浪费问题亟待解决。2024年3月,联合国发布《2024年全球电子废弃物监测》，该报告显示，2022年全球电子废弃物总量达6200万吨，较2010年增长82%，但回收利用率仅为22.3%，显著滞后于其增速。我国既是全球家电与电子产品的第一大生产国，也是主要消费市场，每年产生的电子垃圾总量稳居全球首位。数据预测，2030年国内电子废弃物产量将增至1750万吨，在全球占比达23.5%。由此可见，探索科学合理的回收处理与资源化利用模式，对节约自然资源、保护生态环境、构建高附加值产业体系，有着十分关键的现实作用。2021年7月1日，国家发展改革委印发《“十四五”循环经济发展规划》，提出到2025年基本建成覆盖全社会的循环利用体系。然而，大多数企业在电子废弃物回收模式决策过程中存在策略选择困境，尚未形成系统化的评估框架。基于此，本文对回收模式进行了设计；采用系统动力学方法，搭建了面向电子废弃物回收模式的系统动力学模型，以定量表达不同的回收模式；应用SD模型进行不同模式仿真，并依据仿真结果，从环境与经济的双视角进行策略优选。

本文的边际贡献在于：1)从经济效益和环境消耗两方面入手进行电子废弃物回收模式的对比分析，可以帮助各节点企业选择更合适的回收模式。2)根据不同模式结构特征，构建了不同结构的系统动力学模型，通过模拟运行进行情景优选。

一、国内外文献综述

（一）电子废弃物回收的研究视角

当前国内外关于电子废弃物回收模式的研究主要侧重于从经济或环境某一视角进行。在从经济视角进行的研究中，高明研究了消费者获利水平对电子废弃物最优回收模式的影响。张云青从企业盈利的角度出发，对我国废弃电器电子产品处理行业发展现状进行深度分析研究。在从环境视角进行的研究中，史泽溪旨在让电子废弃物相关回收工作更加有效合理，最大化创造环境效益。王志鑫由电子废弃物引发的资源浪费与环境污染问题，已经成为制约中国生态文明建设和绿色发展的重要障碍。傅鹏等基于环境友好背景下研究电子废弃物回收模式、经验及对策。马泽华实行电子废弃物处理生产者责任延伸制度，是贯彻绿色发展理念的具体制度安排，也是发展循环经济重要的制度抓手，对于促进资源循环利用、实现“双碳”目标、建设低碳型社会具有重要意义。

（二）系统动力学的应用

系统动力学有助于理解复杂系统中各要素间的动态关系与反馈机制。可预测不同决策路径下的长期效果，为优化策略提供科学依据。

系统动力学在多个领域都有广泛应用。张璇在风险防控领域、陈梦婷在建筑业领域、杜军等在海洋强国领域、曾元等在污染防治领域都应用系统动力学进行建模仿真来研究问题。

也有不少学者基于系统动力学进行电子废弃物回收方面的研究。邵珠峰等以废旧动力电池回收利用为基础，第三方综合利用企业为回收主体，构建了动力电池回收方式的系统动力学模型。郎玲玲基于政府所采取的静态措施、动态惩罚和补贴措施，构建政府和电子产品回收企业之间的演化博弈模型，从系统动力学角度研究政府和电子产品回收企业的渠道选择问题。周璇基于“以旧换新”的政策背景构建了消费者废弃电子产品回收渠道选择的系统动力学模型，为政府制定相关政策提供科学依据。

文献梳理表明，现有电子废弃物回收研究多局限于单一经济或环境视角，对双赢路径的探讨不足；同时，系统动力学应用也多聚焦单一模式的情景仿真。社会发展日新月异，伴生的复杂问题层出不穷。在此背景下，企业协调经济效益与社会效益的需求日益迫切，而现有研究对此回应不足。因此，本文从经济效益和环境消耗双赢的视角下利用系统动力学理论和方法，进行电子废弃物多种回收模式的对比研究。

二、系统动力学模型构建与仿真

建模的目的是以系统存量流量图的形式，将电子产品的制造、销售、回收和再制造等阶段，转换成仿真动态模型，以对比分析不同模式的经济效益和环境消耗。

（一）模型的边界

根据建模的目的，确定边界应考虑制造、销售和回收等重要环节，故模型的边界为由制造商、零售商、第三方企业和消费者组成的闭环供应链。

（二）三种基本模式的确立

1. 制造商主导型回收模式分析

该模式无需依赖外部力量与资源，由制造商自主投入搭建专属回收渠道，对市场中的电子废弃物实施回收、检测、分类、运输及再制造等全流程一体化处理。

2. 零售商主导型回收模式分析

在此模式下，零售商与制造商签订合作协议，明确双方权责：制造商主要负责新产品生产，同时承担回收废旧产品的分类、检测及再制造工作；零售商则承担产品销售职责，并负责废旧产品的回收与运输任务。

3. 第三方企业主导型回收模式分析

该模式中，制造商专注于新产品生产与废旧产品再制造工作，零售商专门负责产品销售事宜，而废弃产品的回收、检测、分类及运输等相关工作，则全部委托给独立且专业的第三方企业承担。制造商与第三方企业建立合作关系，同时第三方企业享有对部分回收产品进行再销售的权限。

（三）系统动力学模型的构建

1. 存量流量图

利用Vensim软件，绘制的MR模式的存量流量图如图1所示，SR模式的存量流量图如图2所示，TR模式的存量流量图如图3所示。

废弃物排放亚子账户	单位	转换系数
废气	sej/m³	1.32×10⁹
废水	sej/t	9.49×10¹²
固体废弃物	sej/t	4.35×10¹³
生活垃圾	sej/t	4.45×10¹⁴

电子产品回收产生的不可资源化废弃物，可通过太阳能值、电能与煤炭能值转换系数依次换算，最终测算出对应的二氧化碳排放量。废弃物排放亚子账户的相关转换系数详见表1，其中固体废弃物的太阳能值转换系数为4.351013sej/t，由于不可资源化电子废弃物归属于固体废弃物类别，因此该系数被选用作为本次计算的依据。表中废弃物亚子账户的太阳能值转化率，其选取依据主要参考了李响、蓝盛芳、楼波和曾韬的相关研究。具体的计算公式为:

式中，Tco2表示不可资源化废弃物所产生的二氧化碳排放量，W为废弃物的重量，S为太阳能值转换系数，E为电能能值转换系数，本文中取值为1.052105sej/j，单位千瓦时供电所排放的二氧化碳量为0.997kg，且1KW·h=3600000J。

2. 模型的检验

本文选取极端条件测试进行检验。1)在MR模式中，通过设定0与1的再制造比例边界值进行极端条件检验：当比例为0时，回收环节承担成本但无再制造收入，回收方利润为负；当比例为1时，高效再制造活动推动回收方利润显著增长。模型输出结果（图4）显示，两条利润曲线变化趋势与理论预期一致，表明MR模式的SD模型通过极端条件检验，具备现实供应链运作的解释效力；2)对SR模型实施极端条件检验：设定0与1的再利用比例边界值。比例=0时，电子废弃物无利用价值，再利用库存为零；比例=1时，废弃物全值利用，再利用库存显著正增长。模型输出（图5）显示库存曲线变化符合理论预期，验证SR模式的SD模型通过极端条件检验，具备现实解释力；3)TR模式中，基于上文中预设0.8的再利用比例，对再销售比例实施边界值为0与0.2的检验：比例=0.2时，部分产品进入再销售环节，第三方企业获得收益；比例=0时，无产品可再销售，收益归零。模型输出（图6）显示再销售收入曲线变化符合理论预期，验证TR模式的SD模型通过极端条件检验，具备现实解释力。

三、对比分析

（一）经济效益分析

MR、SR和TR模式的经济效益模拟结果如图7所示。从图7可以看出，在模拟时段内，MR、SR与TR三种模式的经济效益变化趋势基本一致，整体呈现“左低右高”的阶梯式上升。初始阶段效益较低，中期快速增长，后期趋于高位稳定。

结合模型结构与实际情境分析：第2个月效益小幅下降，主要由于制造延迟使M的订货收入早于生产成本产生。第3至12个月效益持续偏低，原因是M的生产成本逐步上升，且回收启动带来成本投入，而再制造同样存在延迟，导致成本先于收益出现。第13至22个月效益迅速提升，得益于再制造率提高，既增加了回收收入又提升了M的库存水平。为避免M库存过剩，此时降低制造率以贴近期望库存，显著压减生产成本，从而提升整体利润。第23至36个月效益维持高位稳定，表明供应链经调整后运行顺畅；同时，高效益正向带动回收比例，保障了电子废弃物回收的稳定高效。

通过对比三种模式的经济效益可以发现，尽管前期各模式表现较为接近，但到了中后期，它们在数量上呈现出明显差异。

（二）环境消耗分析

MR、SR和TR模式的环境消耗模拟结果如图8所示。

从图8可以看出，在整个模拟时段内，MR、SR与TR三种模式的环境消耗变化趋势基本一致，整体呈斜坡式上升：初期几乎无消耗，中期快速攀升，后期趋于平缓。从波动程度看，SR模式上升最剧烈，MR模式次之，TR模式最平缓。

结合模型结构与实际情境分析：第1至第6个月环境消耗未增长，原因是废弃延迟——产品仍在消费者手中，未到废弃节点。第7至16个月，消耗快速攀升，主要因制造率提高带动流通产品总量增加，进而使不可资源化产品增多。第17至36个月，消耗趋于平稳，此时供应链运行稳定，产品供需平衡，且回收率与再制造率均保持稳定。

通过对三种模式的环境消耗进行比较可知，SR模式的环境代价最大，MR与TR两种模式总体相近，但在前中期阶段，MR模式的环境消耗要高于TR模式。

四、结论与主要创新

（一）研究结论与主要创新

研究表明：根据三种回收模式SD模型的仿真运行结果，从经济效益来看，零售商主导（SR）模式最优，第三方企业主导（TR）模式次之，制造商主导（MR）模式最差；从环境消耗来看，SR模式最高，MR模式居中，TR模式最低。因此，在当前阶段，TR模式是电子废弃物回收的最优选择。

（二）主要创新

本文在以下三个方面进行了合理创新：1.在回收SD模型中，以经济效益驱动回收比例，通过数学方程实现其动态变化。2.用“全碳排”量化不可资源化废弃物的潜在碳耗用，表征环境消耗。3.根据生产实际设计制造率方程，避免制造商库存后期不合理增长。

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