基于技术-政策框架的多目标废旧轮胎逆向物流优化模型：提升可持续性的综合解决方案

针对废旧轮胎(ELT)管理中的环境挑战，研究者开发了整合技术-政治框架的多目标优化模型(MO-MILP)，通过Extended Producer Responsibility(EPR)政策评估收集目标、估值配额和热解技术对经济-环境-社会目标的影响。智利案例研究表明，完全可持续方案可能经济不可行，需加强逆向物流政策支持和技术创新。

　　

随着全球汽车保有量激增，每年约产生10亿条废旧轮胎(End-of-Life Tires, ELT)，这些不可降解的废弃物正造成严重的环境危机。发展中国家普遍存在ELT非法填埋问题，导致土地占用、火灾风险和病媒滋生等次生灾害。传统正向供应链(Forward Supply Chain)已无法应对这一挑战，逆向物流(Reverse Logistics, RL)和可持续管理成为迫切需求。然而现有研究多聚焦经济维度，对政策和技术维度的整合严重不足，亟需建立更全面的评估框架。

智利大学的研究团队在《Expert Systems with Applications》发表研究，创新性地将政治-技术维度纳入传统三重底线(Triple Bottom Line, TBL)框架，提出TBL+评估体系。通过多目标混合整数线性规划(Multi-Objective Mixed Integer Linear Programming, MO-MILP)模型，结合ε-约束方法(?-constraint method)，分析了智利大都会区在生产者责任延伸(Extended Producer Responsibility, EPR)法规下建设热解(pyrolysis)工厂的可行性。研究整合了设施选址、产能扩建、产品流分配等决策变量，并引入收集目标、估值配额等政策参数。

关键技术方法包括：1) 构建包含经济(Z₁)、环境(Z₂)和社会(Z₃)目标的MO-MILP模型；2) 采用加权求和法(Weighted Sum Method, WSM)和?-约束方法求解Pareto前沿；3) 基于智利EPR法规设置政策约束条件；4) 评估热解技术在不同情景下的可持续性表现。

【Material and methods】部分显示，研究设计了多产品-多周期-多设施的RL网络，决策层级包含：1) 利益相关者选择(供应商、收集/增值设施、客户)；2) 产能扩建的二期投资决策；3) 轮胎/终产品的最优流量分配。模型特别考虑了政策合规成本和技术创新溢价。

【Results】部分表明，WSM方法能找到平衡的可持续方案，但?-约束方法揭示了更深层矛盾：经济最优解(Z₁最大化)与完全可持续方案(Z₂/Z₃最优化)存在根本冲突。热解技术虽能实现ELT高值化利用，但当前经济可行性高度依赖政策支持。

【Analysis and discussion】指出三个关键发现：1) 政治维度通过EPR法规显著影响其他维度，强制收集目标可提升环境效益但增加成本；2) 热解等新兴技术需要规模效应才能实现经济可行；3) 分散式管理系统对降低运输碳排放具有重要作用。敏感性分析揭示了政策强度与技术成熟度间的动态平衡关系。

【Conclusions】强调：1) 完全可持续的ELT管理需要政策干预和市场机制协同；2) TBL+框架比传统TBL更具决策支持价值；3) 热解技术需配套开发副产品市场。研究建议未来应：1) 优化收集目标设定方法；2) 开发鲁棒优化模型应对不确定性；3) 评估多种回收技术组合方案。该研究为发展中国家实施EPR制度提供了量化决策工具，对推动循环经济具有重要实践意义。