唐華炳
(北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100044)
基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率研究
唐華炳
(北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100044)
提出了閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的概念,構(gòu)建了閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的指標(biāo)體系,給出了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算方法,并通過(guò)對(duì)日本兵庫(kù)生態(tài)縣汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈的實(shí)證研究,論證了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率研究的可行性與有效性。
閉環(huán)供應(yīng)鏈;生態(tài)效率;物質(zhì)流分析
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,然而原材料和能源消耗劇增,自然資源日益緊張,環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。為了衡量日益嚴(yán)重的資源環(huán)境問(wèn)題,生態(tài)效率的研究越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。生態(tài)效率是用于衡量一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)企業(yè)在創(chuàng)造一定的財(cái)務(wù)價(jià)值時(shí)所付出的資源環(huán)境成本。
盡管生態(tài)效率是研究循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效工具,但目前對(duì)生態(tài)效率的研究往往在國(guó)家層面或者局限于單一企業(yè)及由同類(lèi)企業(yè)組成的單一行業(yè)。國(guó)家層面上的研究往往難于將研究結(jié)果用于對(duì)現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo);對(duì)單一企業(yè)或行業(yè)進(jìn)行生態(tài)效率的研究又存在一個(gè)難以解決的問(wèn)題:?jiǎn)我黄髽I(yè)或行業(yè)只是產(chǎn)品生產(chǎn)或消費(fèi)的一個(gè)環(huán)節(jié),很難實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的全過(guò)程。Fleichmann,etal(2000)把產(chǎn)品生命周期與供應(yīng)鏈的研究相結(jié)合,提出了產(chǎn)品回收操作已經(jīng)把傳統(tǒng)供應(yīng)鏈變成一個(gè)閉環(huán)的系統(tǒng),即環(huán)境友好型的閉環(huán)供應(yīng)鏈。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)從生產(chǎn)者-消費(fèi)者-生產(chǎn)者的循環(huán)過(guò)程,更有利于研究系統(tǒng)對(duì)資源的消耗和最終廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,供應(yīng)鏈逐漸成為主要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)單位,而前向供應(yīng)鏈和逆向物流的整合,則使得傳統(tǒng)供應(yīng)鏈向閉環(huán)供應(yīng)鏈發(fā)展。正是基于以上原因,本文提出研究閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)效率便具有了重要的現(xiàn)實(shí)意義。
研究閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)效率需要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算,這里要解決兩個(gè)重要問(wèn)題:一是如何選取適當(dāng)?shù)拈]環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算指標(biāo);二是如何正確得到計(jì)算生態(tài)效率的數(shù)據(jù)。針對(duì)以上問(wèn)題,本文引入了物質(zhì)流分析方法。物質(zhì)流分析恰好是通過(guò)對(duì)物質(zhì)的投入和產(chǎn)出進(jìn)行量化分析,建立物質(zhì)投入和產(chǎn)出的賬戶(hù)來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行分析?;谝陨侠碚?,本文通過(guò)對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行物質(zhì)流分析,得出閉環(huán)供應(yīng)鏈輸入輸出的物質(zhì)類(lèi)型及數(shù)量,為閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算提供指標(biāo)參考及所需數(shù)據(jù),提出了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算步驟。本文還對(duì)日本兵庫(kù)生態(tài)縣汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行了實(shí)證分析,通過(guò)對(duì)汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈的物質(zhì)分析,計(jì)算了閉環(huán)供應(yīng)鏈的資源生態(tài)效率。
由于閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)從生產(chǎn)者-消費(fèi)者-生產(chǎn)者的循環(huán)過(guò)程,相對(duì)于單一企業(yè)層面更有利于研究經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)資源的消耗和最終廢棄物對(duì)環(huán)境的影響;而且供應(yīng)鏈逐漸成為主要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)單位,前向供應(yīng)鏈及逆向物流的整合使得傳統(tǒng)供應(yīng)鏈向閉環(huán)供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)變成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),所以本文研究閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)效率。
2.1.1 閉環(huán)供應(yīng)鏈及閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率。Fleischmann(2001)從績(jī)效考核的角度分析了閉環(huán)供應(yīng)鏈?zhǔn)乔跋蚬?yīng)鏈和逆向物流整合的結(jié)果。本文將閉環(huán)供應(yīng)鏈定義為:為了實(shí)現(xiàn)和發(fā)掘價(jià)值,對(duì)從生產(chǎn)點(diǎn)到消費(fèi)點(diǎn)再到生產(chǎn)點(diǎn)的原材料、在制品、產(chǎn)成品、廢棄物以及相關(guān)信息高效率、低成本地進(jìn)行計(jì)劃、實(shí)施和控制的過(guò)程。
WBCSD對(duì)生態(tài)效率的定義是在國(guó)家、區(qū)域或單一企業(yè)層面上。借鑒其表述,本文閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)效率定義如下:在為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和服務(wù)的價(jià)值并且發(fā)掘和利用缺陷品和廢棄物的潛在價(jià)值,而對(duì)原材料、在制品、產(chǎn)成品、廢棄物以及相關(guān)信息高效率、低成本地進(jìn)行計(jì)劃、實(shí)施和控制的過(guò)程中提供有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的、滿(mǎn)足人類(lèi)需求并保證生活質(zhì)量的產(chǎn)品或服務(wù),同時(shí)逐步降低對(duì)生態(tài)的影響和資源消耗強(qiáng)度,衡量上述閉環(huán)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中企業(yè)在創(chuàng)造一定的財(cái)務(wù)價(jià)值時(shí)所付出的資源環(huán)境成本。
2.1.2 閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的指標(biāo)體系。邱壽豐,諸大建(2007)借鑒德國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)賬戶(hù)中的生態(tài)效率指標(biāo),并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況,構(gòu)建了度量我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)效率指標(biāo);周?chē)?guó)梅(2003)提出采用生態(tài)效率的概念來(lái)評(píng)價(jià)企業(yè)環(huán)境業(yè)績(jī),設(shè)計(jì)了五個(gè)企業(yè)環(huán)境業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)。以上研究成果也分別從國(guó)家、企業(yè)層面研究了生態(tài)效率的指標(biāo)。本文借鑒其研究成果,總結(jié)出閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的指標(biāo)(見(jiàn)表1):流為基礎(chǔ)的優(yōu)化管理。物質(zhì)流分析的基本原理是物質(zhì)平衡理論,即:物質(zhì)輸入總量=物質(zhì)輸出總量+物質(zhì)凈蓄積量。物質(zhì)流分析主要衡量的是經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)投入、產(chǎn)出和物質(zhì)利用效率。
2.2.2 閉環(huán)供應(yīng)鏈中輸入輸出物質(zhì)類(lèi)型分析。彭建(2006)指出目前對(duì)物質(zhì)流的分析多側(cè)重國(guó)家尺度,少區(qū)域物質(zhì)流分析,對(duì)產(chǎn)業(yè)部門(mén)物質(zhì)流分析相對(duì)更少,而后者將是下一步研究的重點(diǎn)。本文將物質(zhì)流分析方法引入閉環(huán)供應(yīng)鏈中,閉環(huán)供應(yīng)鏈物質(zhì)流分析的核心是對(duì)具體的整條供應(yīng)鏈中物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行定量分析,了解和掌握整條供應(yīng)鏈流動(dòng)的物質(zhì)的種類(lèi)及其流向、流量。為了達(dá)到這一目標(biāo),需要對(duì)供應(yīng)鏈中輸入和輸出物質(zhì)有個(gè)明顯的界定(見(jiàn)表2)。
2.2.1 物質(zhì)流分析方法的基本原理。物質(zhì)流分析指的是對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中物質(zhì)流動(dòng)的分析,它的基礎(chǔ)是對(duì)物質(zhì)的投入和產(chǎn)出進(jìn)行量化分析,建立物質(zhì)投入和產(chǎn)出的賬戶(hù),以便進(jìn)行以物質(zhì)
盡管物質(zhì)流分析方法越來(lái)越多的被用于可持續(xù)發(fā)展的研究中,然而當(dāng)前的研究都相對(duì)獨(dú)立、單一的使用物質(zhì)流分析方法來(lái)分析系統(tǒng)的物質(zhì)輸入和輸出。本文研究發(fā)現(xiàn)物質(zhì)流分析方法非常適合用于對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的研究,可以解決閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率研究中的兩大難題。
3.1.1 閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的指標(biāo)選擇。物質(zhì)流分析可以得到閉環(huán)供應(yīng)鏈主要物質(zhì)的流向。研究表明,物質(zhì)流分析的方法與生態(tài)效率的研究有相通之處,物質(zhì)流分析中的輸入與輸出指標(biāo)與閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算指標(biāo)可以相互支持:閉環(huán)供應(yīng)鏈物質(zhì)流分析的輸入端對(duì)應(yīng)于閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的資源和能源的消耗;閉環(huán)供應(yīng)鏈物質(zhì)流分析的輸出端對(duì)應(yīng)于閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的污染物排放。
3.1.2 閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率計(jì)算的數(shù)據(jù)。物質(zhì)流分析可以得到閉環(huán)供應(yīng)鏈主要物質(zhì)的流量。這些流量數(shù)據(jù)正是計(jì)算閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率所需要的,如圖1所示。
聯(lián)合國(guó)國(guó)際會(huì)計(jì)和報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)政府專(zhuān)家工作組(ISAR)定義生態(tài)效率計(jì)算公式為:
生態(tài)效率=財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)指標(biāo)/環(huán)境業(yè)績(jī)指標(biāo)
資源生態(tài)效率R=產(chǎn)值增長(zhǎng)倍數(shù)/資源消耗量增長(zhǎng)倍數(shù)
環(huán)境生態(tài)效率P=產(chǎn)值增長(zhǎng)倍數(shù)/環(huán)境污染排放量增長(zhǎng)倍數(shù)
根據(jù)以上理論研究結(jié)果,結(jié)合閉環(huán)供應(yīng)鏈實(shí)際,得出閉環(huán)供應(yīng)鏈資源消耗方面的生態(tài)效率計(jì)算公式如下:
閉環(huán)供應(yīng)鏈資源生態(tài)效率=(閉環(huán)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品和服務(wù)的總價(jià)值+閉環(huán)供應(yīng)鏈產(chǎn)品回收利用過(guò)程避免的成本)/(閉環(huán)供應(yīng)鏈資源投入-閉環(huán)供應(yīng)鏈產(chǎn)品及副產(chǎn)品的產(chǎn)出)
閉環(huán)供應(yīng)鏈廢棄物排放和處理方面的生態(tài)效率計(jì)算公式如下:
閉環(huán)供應(yīng)鏈環(huán)境生態(tài)效率=(閉環(huán)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品和服務(wù)的總價(jià)值+閉環(huán)供應(yīng)鏈產(chǎn)品回收利用過(guò)程避免的成本)/供應(yīng)鏈的環(huán)境負(fù)擔(dān)
閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的計(jì)算步驟見(jiàn)表3。
兵庫(kù)縣是日本20多個(gè)生態(tài)城鎮(zhèn)之一,擁有人口約560萬(wàn),地區(qū)面積8 400km2。兵庫(kù)縣擁有各種工業(yè)設(shè)施,包括鋼鐵、化學(xué)和能源等。在兵庫(kù)縣,汽車(chē)和家用電器是最主要的工業(yè)產(chǎn)品。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)所需要的部分鋼材的生產(chǎn)以及廢舊汽車(chē)鋼鐵及塑料的回收已經(jīng)形成了一條閉環(huán)供應(yīng)鏈。在這條閉環(huán)供應(yīng)鏈中綜合了鋼鐵工廠、煤氣廠、水泥工廠與燃料生產(chǎn)部門(mén),汽車(chē)廠以及鼓風(fēng)爐工廠與混合塑料收集部門(mén)。
在日本兵庫(kù)縣汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈中,回收方法的選用是最重要最核心的環(huán)節(jié),在兵庫(kù)縣現(xiàn)在有兩種回收方式可供選擇:①碎片熔解回收法,②綜合回收法。
碎片熔解回收方式中的碎片熔解工序是鋼鐵公司回收鐵屑的關(guān)鍵技術(shù)。它用碎片熔解工序操作的轉(zhuǎn)爐制造熱金屬,替代了傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐。在這個(gè)方法中,也構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),廢輪胎被用作煤的替代品。但是這一工藝必須加入生鐵稀釋鐵屑的雜質(zhì)元素,因?yàn)閮H使用含有很多雜質(zhì)的鐵屑,會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生很大的損害。這樣,它必須提供更多的物料。綜合回收法實(shí)際上就是把碎屑熔解過(guò)程與廢輪胎的氣化回收和廢棄車(chē)的高級(jí)拆解過(guò)程結(jié)合起來(lái),將這幾個(gè)過(guò)程結(jié)合起來(lái)可以提高資源的利用效率。在這個(gè)回收系統(tǒng)中,大部分的廢舊輪胎回收用來(lái)作為結(jié)合劑及鍋爐制造業(yè)中的能源資源。其中的化學(xué)成分沒(méi)有有效的被利用。
實(shí)證分析的內(nèi)容就是:
(1)對(duì)這兩種回收方式的閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行物質(zhì)流分析,厘清系統(tǒng)的輸入輸出物質(zhì)的種類(lèi)及數(shù)量。
(2)根據(jù)物質(zhì)流分析的結(jié)果,選擇適當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)效率指標(biāo),并計(jì)算生態(tài)效率。
(3)根據(jù)生態(tài)效率計(jì)算的結(jié)果,選擇最具有經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益的閉環(huán)供應(yīng)鏈回收方式。
在兵庫(kù)縣汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈中主要采用碎片熔解回收法和綜合回收法進(jìn)行廢舊汽車(chē)的回收。經(jīng)過(guò)分析與計(jì)算,得出以下數(shù)據(jù)(總市場(chǎng)價(jià)值即為閉環(huán)供應(yīng)鏈輸出產(chǎn)品價(jià)值與回收中副產(chǎn)品的價(jià)值總和,該數(shù)值直接由兵庫(kù)縣相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料提供,方法①汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈每年總市場(chǎng)價(jià)值為1 003.4億日元,方法②汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈每年總市場(chǎng)價(jià)值為1 043.3億日元),資源消耗量通過(guò)物質(zhì)流分析可以得到(計(jì)算過(guò)程中所需具體數(shù)據(jù)由兵庫(kù)縣2008年統(tǒng)計(jì)年鑒提供)。
方法①中汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈資源消耗=閉環(huán)供應(yīng)鏈資源及能源的輸入-閉環(huán)供應(yīng)鏈產(chǎn)品及有用副產(chǎn)品的輸出=生鐵量+粉煤量+鐵屑量+廢輪胎量-鋼板產(chǎn)品量-鋅產(chǎn)量= 318 000(噸/年)
方法②中汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈資源消耗=生鐵量+粉煤量+鐵屑量+廢輪胎量+廢汽車(chē)量-鋼板產(chǎn)品量-鋅礦物量-重油量-碎鋁屑量-金屬混合物量=235 000(噸/年)
由此,可得數(shù)據(jù)見(jiàn)表4:
數(shù)據(jù)來(lái)源:Tohru Morioka《Eco-efficiency of Advanced Loop-closing Systems for Vehicles and Household Appliances in HyogoEco-town》
計(jì)算的目的在于對(duì)比兩種回收方法下汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈的生態(tài)效率(見(jiàn)表5),為了便于比較,文章以方法①的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)(即設(shè)方法①的閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率為1)計(jì)算兩種回收方法下的相對(duì)資源生態(tài)效率。
公式:閉環(huán)供應(yīng)鏈資源生態(tài)效率=閉環(huán)供應(yīng)鏈總市場(chǎng)價(jià)值/閉環(huán)供應(yīng)鏈資源消耗
表5 兩種回收方法下閉環(huán)供應(yīng)鏈資源生態(tài)效率
兩種回收方法下閉環(huán)供應(yīng)鏈產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益差別不大,但方法②減少了大量生鐵的消耗,因?yàn)楦呒?jí)的低碳鋼絲及鐵片被回收,并且廢輪胎及ASR可以用作煤的替代品,結(jié)果,方案②比方案①資源消耗減少了26%,資源生態(tài)效率提高了41%。
明顯地,就資源的消耗而言,方法②是更環(huán)境友好型的閉環(huán)供應(yīng)鏈回收方案。
本文分析說(shuō)明了閉環(huán)供應(yīng)鏈層面上生態(tài)效率研究的現(xiàn)實(shí)意義,并提出了閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率的指標(biāo)體系和計(jì)算方法,還對(duì)日本兵庫(kù)縣的汽車(chē)閉環(huán)供應(yīng)鏈進(jìn)行了實(shí)證分析。然而可持續(xù)發(fā)展研究是一個(gè)科學(xué)的、長(zhǎng)遠(yuǎn)的課題,因此關(guān)于閉環(huán)供應(yīng)鏈生態(tài)效率方面的研究,還需要大量的后續(xù)研究來(lái)不斷完善研究結(jié)果。
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Study on Eco-efficiency of the Closed-loop Supply Chain Based on Material Flow Analysis
TANG Hua-bing
(School of Economics&Management,Beijing Jiaotong University,Beijing100044,China)
The paper first introduces the concept of the eco-efficiency of closed-loop supply chains,establishes its index system,presents the calculation process based on material flow analysis,and,through an empirical analysis in the case of Hyogo,Japan,demonstrates the feasibility and effectiveness of the method.
closed-loop supplychain;eco-efficiency;material flow analysis
F273.7
A
1005-152X(2011)02-0113-04
10.3969/j.issn.1005-152X.2011.02.037
2010-12-31
唐華炳(1985-),男,重慶人,北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院學(xué)生,研究方向:物流管理。