变废为宝：可持续押金返还系统（DRS）的经济与环境协同设计策略

【字体：大中小】 时间：2025年10月04日 来源：Business Strategy and the Environment 13.3

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　　本文系统探讨了押金返还系统（DRS）在应对一次性塑料（SUPs）污染和提升资源循环效率中的关键作用。研究基于设计科学方法论，提出了一套可转移的技术规则与实施流程，通过意大利PET瓶案例的多情景分析，揭示了DRS在环境目标与经济可持续性之间的平衡机制，为政策制定者提供了兼顾欧盟《包装与包装废弃物条例》（PPWR）要求与区域适配性的科学依据。

1 引言

包装行业是城市固体废物的主要来源，每年产生大量纸类、金属、玻璃和复合材料，其中一次性塑料（SUPs）因成本低、耐用性强且广泛应用于食品饮料领域，占比显著且持续增长。然而，这些特性也引发了严峻的环境问题：SUPs源自化石燃料，在自然环境中难以降解，导致海洋和陆地生态系统污染。仅2023年，全球SUPs产量就达4亿吨，凸显出采取有效废物管理策略的紧迫性。

为应对这一挑战，各国政府推出多种立法措施以抑制SUPs消费并改善资源管理。例如，中国、日本和美国实施了雄心勃勃的减塑政策，而发展中地区更侧重于直接禁令。在欧洲，《包装与包装废弃物条例》（PPWR）推动包装行业的循环性，对SUPs及其他包装材料设定了具体的收集和回收目标。PPWR补充了2019年发布的SUPs指令（EU Directive 2019/904），旨在加强塑料废物管理。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶作为重点监管对象，法规要求到2025年77%的PET瓶须被单独收集，2029年这一目标将升至90%。

既往研究强调延伸生产者责任（EPR）是改善PET收集的关键政策手段，而押金返还系统（DRS）则是其最有效的实施方式之一。在DRS中，消费者购买商品时支付押金，并在退还包装时获得返还。实例表明，采用DRS的地区PET返还率显著高于依赖其他EPR计划的地区。据咨询报告，已有包括丹麦、芬兰、挪威、德国和立陶宛在内的多个欧洲国家达到或接近欧盟2025和2029年PET收集目标，返还率高达98%（德国）、97%（芬兰）和92%（挪威）。相反，未实施DRS的国家如西班牙、法国、意大利和葡萄牙，收集率仅徘徊在37%至50%左右，显示出当前系统的低效。

尽管DRS已被证明有效，但其高设置成本和复杂实施要求阻碍了广泛采用。经济可行性因情境而异，且缺乏基于证据的指导来使DRS适应本地条件。这反映出一个关键的研究空白：虽然DRS的环境效益有充分记录，但如何设计经济上可持续、能适应多样监管和经济环境的系统仍知之甚少。因此，学者们日益呼吁开展能够支持政策制定者设计针对特定情境的DRS解决方案的研究。

本研究通过提出一个结构化程序来支持决策者采用经济可行且情境敏感的DRS，从而响应这一研究议程。借鉴设计科学研究策略，该研究通过基于场景的分析开发并测试了一组技术规则，进而将其推广为可转移的采用程序。意大利被用作示例案例，以展现在现实条件下，关键设计变量（如收集模式、押金价值、返还率和环境贡献（EC））如何相互作用以影响DRS的经济可行性。

2 DRS背景

基于EPR原则的各种机制已被提出以改善PET废物收集，通常依赖正面激励（如补贴）或负面激励（如税收或征费）。正面激励通过财务补偿鼓励消费者、回收商和制造商支持PET回收努力。例如，美国的RecycleBank通过提供本地供应商折扣券来奖励回收行为。负面激励主要包括对有害环境的产品征税以覆盖处置成本，如电子设备的高级回收费。

然而，单独依赖单一类型激励存在固有局限，既往研究表明这种方法往往产生短期效果而非促进长期成果，并可能损害社会公平。因此，学者建议结合正面和负面激励的EPR机制更为有效。尽管如此，组合式EPR计划也因公平性有限而受到批评，因其主要针对上游生产者，这种方法仅部分符合污染者付费原则（PPP），忽视了其他废物产生贡献者的作用，特别是消费者。为此，学者日益主张采用平衡激励组合并更全面反映PPP的综合EPR系统，以涉及废物生命周期的所有参与者。

DRS代表了一种结合正面和负面激励并紧密遵循PPP的EPR形式。在DRS下，消费者支付预付押金（负面激励），添加到产品价格中，并在退还包装时获得退款（正面激励），从而促进正确回收并减少乱扔垃圾。通过押金机制重新分配废物管理成本，DRS确保所有潜在污染贡献者（特别是消费者）承担责任，从而加强与PPP的一致性。

鉴于其广泛适用性和监管相关性，DRS已成为广泛学术分析的主题。Bohm奠定了理论基础，强调了其在解决环境外部性方面的有效性。后续研究证实了DRS作为污染预防和资源回收成功工具的作用。这些系统还有助于收集高质量PET瓶，这是显著影响回收结果的关键因素。除环境收益外，DRS还与社会效益相关，包括减少垃圾、清洁公共空间和创造就业机会。

尽管DRS具有已证实的环境和社会效益，其主要挑战在于确保经济可持续性。若干从经济视角出发的研究强调，在新地区实施DRS通常涉及大量设置和运营成本。例如，对拉脱维亚潜在DRS计划的定量分析发现，建立此类系统需要大量前期投资，特别是在基础设施开发方面，如设立回收点和购买反向自动售货机（RVMs）。在斯洛伐克和克罗地亚等其他地区也报告了类似发现。意大利进一步说明了DRS的实施挑战：2017年在MASE协调下启动的自愿试点计划初步证明了可行性，但由于关键利益相关者持续的经济担忧，更广泛的采用至今停滞。

尽管初始投资成本高昂，DRS仍然是收集所有类型包装废物的潜在经济可持续解决方案，各种事前研究评估了其在不同地区和实施规模下的成本与效益。值得注意的是，Schneider等人对克罗地亚PET市场各种情景进行了全面成本效益分析，通过确定最佳押金值来确保系统经济可持续性。类似方法已被用于评估爱尔兰和美国等地区的单位成本和收入。

然而，现有的事前研究通常在特定国家或区域情境下评估DRS成本和收入，限制了其发现的转移性。解决这一局限需要一个结构化分析框架，能够评估DRS在不同实施环境中的经济可行性和可扩展性。为此，本研究采用设计科学研究策略，通过将关键设计参数整合到基于场景的分析中，超越情境特定评估。操作化关键变量（如返还率、押金价值和处理费用）能够比较模拟不同条件下的DRS配置。

3 设计科学研究策略

本文为从未引入DRS的国家开发了一种经济可行的DRS采用程序。因此，该研究是处方驱动和解决方案聚焦的，而非描述驱动，这使得设计科学方法成为最合适 approach。设计科学研究策略特别适用于识别复杂和情境特定问题的解决方案。与解释性方法不同，设计科学旨在生成将理论见解转化为有效、可操作解决方案的“技术规则”。设计科学研究的典型成果是一组经过测试且情境扎根的技术规则，决策者可以应用。本研究开发的DRS采用程序 exemplifies 这样一组技术规则。

鉴于全球DRS操作模式和融资结构存在高度情境差异，需要一种灵活和适应性的研究方法。既往研究记录了关键方面的显著变化，例如收集方法（如RVMs或指定收集点）和融资机制（如消费者押金、政府补贴或私人投资）。为应对这种复杂性，本研究采用设计科学研究策略，使其能够通过事前模拟真实世界场景来评估设计变量（如押金价值、返还率、资金来源和运营成本）如何影响DRS的有效性和经济可行性。这种方法特别适用于开发复杂、政策相关问题的解决方案，其中情境敏感适应至关重要。

尽管设计科学在相邻领域广泛应用，但尚未在DRS采用情境中使用。然而，其潜力在相关研究中得到证明：Martina和Oskam使用它为可扩展回收商业模式生成实用指南，而Coffay和Bocken以及Schoormann等人将其应用于可持续性导向的商业模型设计。

在本研究中，设计科学过程分为三个主要阶段。首先，进行相关文献回顾以识别关键设计原则和情境模式，为开发一组DRS采用的技术规则提供信息。其次，这些规则通过应用于示例案例的基于场景模拟进行操作化和测试，允许在现实约束下进行现场接地验证。最后，经过验证的规则被推广为一个可转移的采用程序，旨在支持决策者使DRS适应多样制度和市场情境。这个迭代过程从原则识别到案例测试和程序转换，确保提出的解决方案既经验接地又适应不同设置。

4 DRS采用的设计原则

初始阶段旨在通过回顾有关DRS配置的现有文献推导基础设计原则。根据设计科学方法，这一步将一组技术规则的开发基于现实世界知识，识别重复特征和情境特定约束，这些塑造了经济可持续的DRS模型。

首先检查了Consulting和Reloop发布的报告，以识别全球采用的不同DRS操作模式。这些出版物提供全球概览，最新版本覆盖48个地区。值得注意的是，这些报告应用一致的关键元素集，如押金价值、包装类型、返还率和系统流（货币、物料和数据），以评估每个系统的设计特征。类似地，Spasova和Tugran提供了欧洲国家DRS实施的全面概览。他们检查了采用DRS所涉及的监管步骤，详细说明了各种参与者的成本和收入结构，并提供国家特定绩效结果。

尽管这些报告提供了宝贵见解，但它们倾向于将每个DRS作为孤立案例评估，即使系统共享相似操作特征。例如，尽管丹麦和芬兰的DRS模型表现出可比设计和功能，它们被作为 distinct 案例对待。这种碎片化方法限制了执行系统间比较的能力。

为解决这一问题，Zhou等人引入了显著概念进展，通过提出基于共享设计特征的DRS全球分类，最终定义了三种主要DRS操作模式：反向物流、零售回收和回购回收。基于Consulting和Reloop的数据集，他们的研究还 mapping 出利益相关者的主要挑战，包括监管负担、成本结构和运输相关约束，从而实现对已识别模式的比较评估。然而，他们的贡献缺乏关于个别利益相关者具体成本和收入分配的详细数据。

扩展这一框架，Calabrese等人 refined 操作模式分类并通过提供每种模型内财务流的详细分析解决了先前数据空白。他们的工作提供了对成本和收入如何在参与者之间分配的更精细理解，从而增强了比较研究的分析精度。

借鉴这一研究体系，跨DRS操作模式识别了三个主要资金流：（1）EC或环境税，（2）退回包装材料销售收入，和（3）未赎回押金。重要的是，后者理想情况下应趋于零，因为有效的DRS旨在激励消费者全面参与退还。Bohm指出，真正的经济可持续性应仅依赖前两个资金来源。

5 技术规则的现场测试和基于场景的验证

如Figure 1所示，设计科学研究策略的第二阶段涉及在现实情境中现场测试提出的技术规则。本节基于一个预期DRS操作者开发了一个说明性应用，并通过一系列假设场景探讨其经济可行性。目的是评估关键变量（如返还率、押金价值和EC）如何影响不同配置下的系统性能，提供设计解决方案的经验验证。

5.1 说明性案例研究

意大利为检验PET一次性饮料容器DRS的经济可持续性提供了特别相关的情境。2017年，意大利在MASE监督下启动了一个自愿试点计划。然而，由于利益相关者对高成本和消费者参与不确定性的担忧，全国范围实施一直停滞。最近PPWR的批准增加了成员国遵守欧盟目标的压力，提高了对DRS等工具的兴趣。

关于意大利实施DRS的持续辩论促使现有EPR计划中的若干参与者探索其作为可行替代方案。其中，CORIPET作为一个自愿、非营利 consortium，被MASE正式认可，已成为特别相关的例子。CORIPET目前运营一个工业规模的PET瓶循环商业模式，管理一个全国范围的RVM基础设施，但未应用押金方案。

尽管CORIPET并非正式DRS操作者，其操作模型和财务数据为测试和验证提出的设计解决方案提供了稳健经验基础。因此，CORIPET作为本研究中的说明性案例，允许在现实情境中检查技术规则，这是设计科学方法中的关键要求。

假设全国范围DRS操作者的经济可持续性通过一组基于场景的模拟评估。场景分析是战略设计中既 established 方法，因为它能够结构化探索不确定性、评估替代配置并为政策和操作决策生成可操作见解。在本研究中，场景基于CORIPET的损益表，该表提供了用于估计不同返还率、成本和资金配置下关键绩效变量的核心经济数据。

本研究中的所有经济数据均根据国际财务报告准则13（IFRS 13）收集，确保跨数据源的准确性、可靠性和可比性。IFRS 13将输入分为三个基于可观察程度的级别，支持以透明和一致的方式进行公允价值估计。1级输入包括直接可观察、基于市场的数据，通常源自相同项目的活跃市场价格。在本研究中，它们包括来自CORIPET 2021损益表的财务数字。2级输入指间接可观察数据，如类似项目的报价或其他相关市场信息。在本研究中，它们包括来自其他地区DRS操作者的财务数据，提供运营成本和融资机制的见解。3级输入包括不可观察、基于模型的估计，通常称为标记到模型输入，当直接市场数据不可用时源自预测或假设。

5.2 场景设计和假设

预期DRS操作者CORIPET目前正在实施一个旨在闭合PET瓶循环的循环商业模式，主要通过分布在意大利的RVM网络。与CORIPET管理的访谈表明，当前操作设置与Calabrese等人和Zhou等人描述的操作者闭合模式密切一致，使这种配置特别适合预期DRS操作者采用。

如Figure 2所示，该过程分为六个阶段。在第（1）阶段，零售商购买一次性PET包装饮料并向生产者支付押金，生产者随后将其转移给DRS操作者。在第（2）阶段，消费者从零售商处购买产品，支付产品价格外加押金。在第（3）阶段，消费者将空PET容器退还给零售商并获得押金退款。在第（4）阶段，DRS操作者收集退回的包装，向零售商退款押金，并负责管理收集的包装。第（5）阶段涉及将包装运输到收集中心，在那里等待回收和/或转售操作（未在Figure 2中描绘）。最后，在第（6）阶段，DRS操作者向市政当局支付管理费，用于未通过其网络退还并通过标准单独收集系统管理的包装部分。

为确定预期DRS操作者可以实现经济可持续性的条件，开发了一系列假设场景。这些场景通过改变三个已知影响DRS操作经济可行性的关键因素构建：PET容器返还率、EC金额和与包装相关的押金价值。

尽管这些变量可能产生无限数量的可能配置，分析的目的不是穷尽所有潜在组合。而是展示特定参数的变化如何关键影响系统的经济可持续性。Figure 3呈现了分析场景的细节。

5.3 跨场景配置的经济可行性

为评估预期DRS操作者的经济可持续性，基于其达到盈亏平衡点（BEP）的能力评估场景结果，BEP是总收入和总成本相等的阈值。BEP作为Figures 4-6中的中心基准，为比较不同系统配置的经济可行性提供一致参考。场景根据系统核心绩效指标分为三类：退回材料百分比。这些包括低返还率（LRR）、中等返还率（MRR）和高返还率（HRR）场景。

在LRR场景（Figure 4中的场景1-3）中，假设预期DRS操作者收集75%的PET瓶。这超过了意大利当前无DRS下约60%的比率，并与已建立系统欧洲国家报告的下限返还率相当，如荷兰达到68%。

如Figure 4所示，所有LRR场景 across 六种PET转售价格捆绑导致经济可持续结果。尽管进入系统的PET总体积有变化，这一结果保持一致。具体而言，随着体积增加，预期DRS操作者的盈利能力改善。这一趋势归因于未赎回押金产生的更高收入，这在相对低返还条件下仍然 substantial。

MRR场景（Figure 5中的场景4-8）假设PET收集率为85%，与PPWR为2025设立的目标一致。总体而言，这些场景确认了预期DRS操作者在大多数条件下的经济可持续性。一个例外出现在场景5，操作者在最低PET转售价格配置（捆绑1）下未能实现经济可持续性。这一结果凸显了当系统在较高返还率下运行时对材料市场价值的敏感性，这减少了未赎回押金的体积，未赎回押金是LRR场景中的关键收入来源。加剧这一效应，场景5还引入了与场景4相比押金价值的大幅减少，从每单位€0.20降至€0.10。虽然返还率保持不变，较低押金显著减少了未赎回押金的金额，在中等返还水平下，未赎回押金仍然代表操作者的有意义收入来源。

这强调了押金的双重性质：它不仅作为鼓励消费者参与的行为激励，而且在实践中也作为支持系统经济可行性的财务缓冲。当押金低于特定阈值时，这种稳定功能减弱，增加了系统暴露于PET转售市场价格波动的风险。

尽管如此，大多数MRR场景仍然可行，表明85%返还率可以在不损害经济可行性的情况下实现，只要转售价格保持在中等至高范围内且押金水平未设置过低以破坏系统韧性。

在HRR场景（Figure 6中的场景9-13）中，假设PET收集率达到95%，超过了PPWR为2029的目标（90%）和当前运营DRS的平均绩效。虽然这种HRR反映了雄心勃勃的环境目标，它也引入了显著经济挑战。

场景9和10之间出现显著恶化。在场景9中，操作者在前三种PET转售价格捆绑下未能实现经济可行性，而在场景10中，这种失败扩展到前四种捆绑。尽管返还率和EC条件相同，这种恶化发生，并可直接归因于押金价值的减半，从每单位€0.20降至€0.10。在如此高返还率下，未赎回押金收入（通常是一种稳定收入流）已经最小。进一步减少押金破坏了DRS残余财务缓冲，特别是在不利PET转售价格下。在这种情况下，纠正措施变得必要。一个可行选项是增加EC，从而将部分成本负担转移给生产者并补偿未赎回押金的收入损失。确实，在后续HRR场景（场景12和13）中，提高EC在相同高返还条件下恢复了经济可持续性。

或者，系统优化策略，如提高操作效率、利用规模经济或通过更好分拣和材料质量增强转售价值，也可能有助于重新平衡系统。总体而言，这些发现强调了环境雄心和经