多元碳减排政策下海洋塑料废弃物再制造系统的可持续策略研究

为解决海洋塑料污染治理与碳减排协同难题，研究人员通过微分博弈模型分析了碳税与碳限额政策对渔民激励策略、区块链技术采纳及供应链减排行为的动态影响。研究表明碳税政策下固定价格收购策略更有效，区块链技术能提升全链条收益，而成本分担契约可实现帕累托最优。该研究为海洋塑料循环经济系统提供了政策设计与运营协调新范式。

　　

海洋塑料污染已成为全球性环境危机，联合国环境规划署报告显示，目前海洋中积存的塑料垃圾高达1.99亿吨，占海洋塑料总量的85%。这些污染物不仅破坏海洋生态系统，还通过食物链威胁人类健康。更严峻的是，塑料生命周期产生的CO₂排放预计到205年将达65亿吨，占全球碳预算的15%。尽管"塑料银行"等回收计划在全球推广，但如何激励渔民参与收集、验证塑料来源真实性、协调供应链碳减排仍是重大挑战。

国内某高校的研究团队在《Marine Pollution Bulletin》发表研究，通过构建包含N个渔民、1个供应商和1个制造商的三方微分博弈模型，首次量化分析了碳税(Carbon Tax)与碳限额(Cap-and-Trade)政策下，固定价格收购(KN)与收益共享(KB)两种激励机制对系统动态的影响。研究采用汉密尔顿-雅可比-贝尔曼方程求解均衡策略，结合中国浙江"蓝色循环"项目案例进行数值验证，并引入成本分担契约(CB)优化协作关系。

关键技术包括：1）建立包含区块链实施成本kB和碳减排成本k_S/k_M的动态优化模型；2）采用Stackelberg博弈分析供应链层级决策；3）通过灵敏度分析考察碳税价格p_c等参数的影响；4）设计φ_S和φ_M成本分担比例实现帕累托改进。

研究结果显示：

1. 碳税政策下的均衡策略：固定价格收购使供应商区块链投资提升23.7%，当碳税低于阈值时，每增加1美元/吨可使废弃物管理效率提高18.6%。制造商减排努力E_M与碳税呈正相关。
2. 政策比较：碳税政策在废弃物收集量D(t)和碳减排量Y(t)指标上均优于碳限额政策，但后者更有利于供应商利润增长。
3. 区块链效益：区块链认证使渔民单位收集收益wβ提升15%，供应商技术投入B(t)与溯源溢价π_TC成正比。
4. 协调机制：当供应商承担38.2%的渔民成本(φ_S)、制造商补贴52.1%的区块链成本(φ_M)时，系统总收益达到最优。

结论表明，碳税政策结合固定价格收购能最有效提升海洋塑料治理效能，而区块链技术通过增强溯源透明度创造了"环境-经济"双重价值。该研究创新性地将动态博弈引入环境治理领域，为政府制定阶梯式碳定价政策和企业设计协同契约提供了量化依据。特别是提出的成本分担机制，解决了传统模式中减排收益分配不均的痛点，对中国"双碳"目标下的蓝色循环经济发展具有重要实践指导意义。