废弃物资源化理论研究综述:价值流转视角

(中南大学 商学院,湖南 长沙 410083)

1 引言

伴随着全球经济社会的迅速发展,各类产业废弃物、生活废弃物等持续增加,带来了资源、能源浪费和环境污染的巨大压力[1]。20世纪90年代起,日本开始向循环型社会转变,正式实施对废弃物进行循环利用国策;2009年美国将固体废弃物管理办公室更名为资源保护与恢复办公室;德国是全球废弃物循环利用率最高的国家,废弃物管理系统已发展成资源管理系统,从业人员20余万人,涉及3000多家企业,每年创造产值400亿欧元[2]。废弃物资源化已引起我国政府的高度重视：2012年6月我国将废弃物资源化科技工程被列入“十二五”专项规

划;2014年5月,《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》对加快我国城市和产业废弃物的资源化利用、无害化处置步伐具有重要的作用;2015年,我国首次发布了循环经济发展指数,其中资源消耗、废物排放、污染物处置的减量化水平显著提升,但废弃物回收利用进展缓慢,可见未来废弃物资源化利用将成为推动循环经济发展的重点环节[3]。

在现有技术条件下,物质流转不再是阻碍废弃物资源化的关键问题,核心问题是如何遵循市场价值规律,把利用废弃物的成本和效益内生于经济主体中进行核算分析,形成以市场为主导、政府积极支持的废弃物资源化机制。这些引发了越来越多的学者关注,废弃物资源化理论得到了新的发展。很多学者基于废弃物资源化模式(企业内、企业间协同处理),对伴随着物质循环的价值流动进行了广泛研究。本文从价值流转视角出发,就废弃物资源化的物质流动与价值流转机理、价值流转核算与分析、价值补偿政策等相关热点问题进行梳理,试图揭示废弃物资源化的价值流转与变动规律,旨在将研究对象扩展至园区层面,推动理论界对此问题开展深入研究,在此基础上不断拓宽研究视角,指导和推进废弃物资源化利用。

2 物质流动与价值流转机理

废弃物资源化思想萌芽于美国经济学家Kenneth Boulding提出的“宇宙飞船经济”,其概念最早是由Pearce等学者提出,又称作“资源循环(回收)利用”[4]。随后,工业发达的荷兰提出了“废物交换”想法，即在产废主体和潜在利废主体之间进行物质交换,迄今已成为“废弃物资源化”的一种重要方式[5]。我国学术界把废弃物资源化作为循环经济的核心内涵[6],将其概念归纳为“从生产和生活过程中获取被排放的废弃物,经过分拣、筛选和提炼,将废弃物转换成可投入生产过程的资源和能源,将不可资源化的剩余物质作最终的无害化处理”[7,8]。卢伟[9]认为,随着理论和技术经济的进步,最终的定义将不复存在。例如,随着填埋场沼气发电和垃圾焚烧发电技术的推广,传统的垃圾填埋场将与资源化生产企业一样,投入废弃物而产出资源和能源。废弃物资源化伴随其物质流动和能源流动,将发生价值增值和货币流动,从而形成废弃物的价值流。这种价值流动体现了资源环境的“外部性”,并对经济主体的成本效益产生影响[10,11]。以物质流动的路径为线索,分析价值的流转过程,构建物质流与价值流循环一体化的理论分析框架,是深入分析废弃物资源化价值流转研究的基础。

2.1 物质流动与价值流转互动关系

物质流动是指废弃物的生产、回收、处理、再生产、排放全过程的流动路径,采用质量指标进行计量;价值流以物质流为载体,采用货币指标进行计量,反映废弃物资源的价值投入、转移、增值和补偿等过程[12-14]。废弃物在生产、消费过程中的物质流动和价值流转过程及其逻辑对应关系见图1[15]。从图1可见，在社会生产和消费过程中产生的大量废弃物中蕴藏着潜在资源价值,通过投入一定的材料、设备、人力来开发和利用各种废弃物资源,实现废弃物的经济增值和改善生态环境质量的环境价值,废弃物的资源价值可通过投入到新一轮的生产过程继续进行价值创造、价值实现和价值补偿。

图1 废弃物资源化的物质流动与价值流转

2.2 物质流理论分析

废物流分析主要决定了价值流数据的形成和分配[16]。废物流分析方法，一方面能明晰废弃物从产生到消失各阶段的物质循环情况,通过控制流量和流向,实现物质流路径优化目标;另一方面,可定量地描绘废弃物流动对生态环境的影响,为研究经济系统与自然生态系统之间的关系提供相关数据支持[17]。废物流是物质流的组成部分,目前国内外废物流分析方法主要包括元素流分析(Substance Flow Analysis,SFA)、经济系统物质流分析(Economic Systems-Material Flow Analysis,EW-MFA)[18]。SFA追踪特定物质或元素在经济—环境系统内的流量和流向,评价特定物质或元素对生态环境的压力与危害,量化经济系统中物质流动与资源利用、环境效应之间的关系[19,20]。EW-MFA则关注一定时间范围内物质的总量与结构,通常把经济系统当作“黑箱”,进行物质通量和使用强度两方面的分析[19,21]。EW-MFA分析框架中的区域内物质输出(Domestic Material Output,DMO)由经济系统排出的固体废弃物、废水、废气组成,与废物流分析最为相关。各国学者在EW-MFA分析框架上设定了一系列指标,用于衡量经济系统废弃物资源化程度和效率,如废弃物回收率、废弃物循环利用率、最终处置量等[22,23]。武娟妮等[24,25]综合运用了两种物质流的分析方法,以江苏宜兴经济开发区为例分别构建了工业园区磷、氮代谢网络,可解析工业系统和污水处理模块的磷、氮代谢途径和通量,从而提高水资源利用效率,减缓水环境污染压力;Arena等[26]结合LCA(Life Cycle Assessment，LCA)方法,将废物流分析方法成功地应用于意大利地区城市固体废弃物的管理规划;Ohnishi等[27]整合了物质流分析、碳足迹和能值分析,对日本川崎的工业和城市共生进行了综合评估。

基于物质循环的废物流分析,从技术角度揭示废弃物的流动路径,并对各经营环节的废弃物实物量的利用效率和效果进行评价分析,有助于不同地区、不同时期和不同经济实体之间相互比较。但废物流分析方法很少考虑经济和社会因素,导致其研究成果大多只有生态导向功能,无法直接应用。

2.3 价值流理论分析

废弃物价值流分析为废物流优化提供了决策、控制、考核的经济信息和手段。价值流分析一方面能突破“物质”的局限,为废弃物资源化的经济分析和决策提供直接依据;另一方面可细化评估废弃物的环境损害成本,更好地评价废弃物资源化过程中的环境绩效[16]。毛建素[28]将单位质量的元素M具有的价值定义为“价位”,绘制了产品生命周期价值循环流动图,反映出废弃物资源化过程中的增量价值,如产品制造阶段对加工废物的回收利用不仅节约了排污费(机会成本),还增加了价值产出(废弃物的再利用价值);产品消费后的报废阶段对废物的回收利用可减少消费者的排污费,增加废弃物出售收入,这种增量价值通过物质循环得以实现。价值循环流动虽可反映废弃物资源化的诱因和增量价值的构成,但对废弃物的价值如何计量并没有进一步分析。价值流分析的重要工具——资源价值流转会计(Resource Value Flow Accounting,RVFA)研究为企业内部、企业间的废弃物资源化价值流转核算、分析提供了理论基础和方法指引,它是我国会计学界借鉴德国材料流转成本会计(Material Flow Cost Accounting,MFCA),并结合资源消耗会计(Resource Consumption Accounting,RCA)发展而来。MFCA把生产投入的原材料、能源、间接费用划分为面向产品及废弃物两股流量,并在每个生产(工程)单元从物质量和价值量两方面来计量。基于MFCA的成本信息，能揭示出“负制品”按各成本要素(材料成本/能源成本、系统成本、处置成本)划分类别的损失成本[29,30],但无法反映废弃物对环境系统的损害费用。RVFA则在MFCA的基础上引入日本的基于端点建模的生命周期影响评估(Life-cycle Impact Assessment Method Based on Endpoint Modeling,LIME)方法,对废弃物“外部环境成本内部化”的价值进行了估算,可更全面地评价废弃物资源化带来的环境效益。

随着废弃物资源化价值流理论的不断融合发展,越来越多的学者开始从经济、社会、政策制度等角度探索废弃物资源化驱动力与影响因素[31-35]。由于存在废弃物再利用成本,且环境效益难以通过成本或价格的形式收回,企业开展废弃物资源化的动力不足,政府应通过设计合理的价值补偿方案、实施配套的政策工具,以保证废弃物资源价值流转的顺利运行。废弃物资源化的物质流分析较成熟,但价值流转核算分析、补偿政策等相关研究还处在探索阶段。

3 价值流转核算与分析

3.1 价值流转模式

工业企业既是废弃物的产生主体,又是各类废弃物的回收利用主体。企业在生产过程中会产生废物,需要对这些废物进行处理或处置。企业选择何种处理方式主要受主营业务、组织能力、规模经济、技术水平等因素的影响[36]。由此形成废弃物资源化的两种模式:企业内循环利用、外部企业协同处理。废弃物资源化价值流转也由企业内循环利用向企业间协同处理转变[37],见图2。从图2可见,生产企业在产品制造过程中可处理能力范围内排放的废弃物[38],形成企业内循环利用模式,一般适用于生产规模大、技术水平较高的企业[39],对废弃物的回收再利用可能会带来经济利益;对小企业而言,这种经济利益往往会因为废弃物回收和再利用的投资、运行成本而抵消,甚至不足以抵消其成本,在这种情况下,交给外部企业进行资源化协同处理更为经济。对具有较高利用价值的废弃物主要有两种流向:一是卖给相邻的下游生产型企业作为替代原材料,这种基于废弃物交换、生产过程协同的共生关系可形成于产业集中区内企业之间、产业之间和生产区域之间;二是流向专门的资源回收企业,主要回收相对纯净、价值较高的物质,如金属、玻璃、塑料、包装纸等,通过商业方式集中收购或处理,再回馈到生产领域进行循环再利用或再制造。对经济价值极低的部分,一般通过废弃物供应企业和废弃物专业(综合)处理中心之间进行交易,如专业污水处理厂、固体废弃物综合处理中心、危废处理企业等机构,它们是此类废弃物的流转站和终极处理者[40-42]。

图2 废弃物资源化的价值流转模式

3.2 价值流转核算

企业内部价值流转核算:产废企业一般通过设立回收处理中心或延长产业链对工业“三废”进行循环利用,实现变废为宝、节能减排。有关企业内部的废弃物资源化价值流核算研究成果颇丰,肖序等利用RVFA进行了大量的理论研究和实践应用,基本方法是借鉴成本会计的逐步结转原理,利用企业连续生产流程(节点/物量中心)的资源物量流动计算资源流转价值,具体包括材料和能源的物化转移价值、其他流转价值(人工成本、折旧费用等)和废弃物外部损害价值。各环节产生的废弃物价值按照物质流标准(数量、重量或元素含量等)进行分配,计算公式为:分配的材料流成本(该生产环节所消耗的直接材料、能源)+分配的人工与制造费用+废弃物外部环境损害价值,形成废弃物“内部损失价值—外部损害价值”的二维核算框架。这种基于企业内部会计核算的方法可从产出角度评估生产企业的资源效率和环境效率,被学者们广泛应用于典型流程制造企业中的价值诊断、改善决策、过程成本控制和业绩评价方面[43,44]。刘娴、谢志明、张倩等分别对水泥生产企业、燃煤发电企业、氨醇联产企业、造纸企业的内部损失和外部损害进行了综合核算,并提出了应用保障条件。熊菲[45,46]等以钢铁企业为研究对象,采用多学科的成本、收入、利润、环境损害价值等尺度,从资源消耗、循环、废弃物输出和环保处理四个方面构建基于价值流的绩效测量指标体系,研究了价值链网管理体系、优化策略与实施路径。

共生视角下企业之间价值流转核算:把废弃物交给外部企业协同处理是实现废弃物资源化的创新途径。通过企业间的生态协作,上游企业的输出包括废物可作为下游企业的输入原料,使一个企业的废气、废水、废渣和其他废物成为另一个企业的原料、能源,实现资源节约和环境保护[47]。最简单的协同处理模式是地理位置相邻的两两企业共生,共生企业通过延展和构建废弃物资源价值链,从企业间整体的角度促进废弃物的技术转化、价值增值,降低生产成本,获得共生效益。随着共生关系企业发展到一定的规模和数量,共生价值链相互纵横交叉,废弃物协同处理的边界开始突破地理相邻性原则,拓展至整个共生网络中的所有成员[48];协同处理的对象越来越多,包括工业废弃物的协同利用,城市固体废弃物如废旧电器电子、生活垃圾和建筑垃圾等的综合管理[1]。

由于不合理的废弃物定价,废弃物协同处理的价值流转出现瓶颈。为了分析和应对废弃物流转不畅的现象,学术界针对废弃物交易价格核算展开了大量研究。梁红[49]从物质流和价值流的角度分析了废弃物资源化的四个层次,归纳出四种价格形成方式,包括企业层面的协商定价、社区层面的自治定价、社会层面的参与定价和国际层面的合作定价。在理论规范分析的基础上,许多学者采用影子价格、最优化理论、博弈论等分析方法确定废弃物的价格。影子价格是针对具体经济系统和最优决策,在资源合理配置条件下对某种资源的理论估价,又称最优计划价格，它是以资源的边际效益为价值尺度,反映了资源对目标值的边际贡献[50]。郭庆方[51]认为废弃物的循环利用是资源最优配置的结果,并给出废弃物循环利用的影子价格,具体的计算公式为：废弃物的价值密度×(替代品价格+废弃物资源化的环境收益)；刘三红等[52]考虑了机会成本、环境容污力等影响因素,分别从废弃物回收商和制造商的利润最大化角度出发,求解出废弃物回收商、制造商的价格预期;金友良等[53]从经济和环境效益两个角度构建了工业废弃物交换价格及其效益模型,得出了共生企业经济与环境效益最大化前提下的工业废弃物最优交换价格;Karakayali等[54]通过设定合理的废旧产品回收价格和可再利用零部件的销售价格,帮助再制造企业实现利润最大化;于海杰等[55]构建了以上游废弃物供应企业为主导者,以下游废弃物利用企业为追随者的两阶段生态工业链博弈定价模型,验证了联合定价比各自独立决策的优越性;李海燕等[56]基于纳什讨价还价博弈的合作均衡模型,给出了在一定提供能力下实现关联供应链系统最优的生产性废弃物定价策略;Jafari等[57]考虑到制造商自行直接回收、通过回收商间接回收两种情形,研究了三级双通道供应链下可回收废弃物的博弈定价决策问题。

3.3 价值流转的影响因素分析

在实践中,大量废弃物被遗弃或经末端处理后排放,没有实现废弃物的循环利用;企业间废弃物的协同处理也存在“只循环,不经济”现象(如贵糖和鲁北化工),导致企业开展废弃物资源化活动的动力不足。学者们试图从经济、社会及政策制度等角度揭示废弃物资源化物质循环、价值增值的驱动力量与影响因素。刘三红等[58]通过分析循环经济的动力问题,提出企业实施废弃物资源化行为的最根本动力是企业内部的经济效益,并逐一分析了影响废弃物资源化经济利益机制的因素,包括原生产品的价格与成本、可供回收产品的数量或成本、再资源化产品的价格和成本、废弃物环境损害污染值或排污费、政府对再资源化补贴或优惠。谢志明等[13]给出了企业对废弃物进行“再利用”、“再循环”的经济基础,即新资源的市场价值与废弃物循环再利用降低环境负荷所获得的价格和财政税收补贴等间接价值流入之和应大于废弃物处理成本。随着产业共生理论的快速发展,废弃物协同处理的影响因素分析逐渐成为研究重点。Berkel[59]认为在工业化国家,经济和监管因素是废弃物共生的主要驱动力;而公司管理层之间的沟通和信任是废弃物协同处理的重要“软”推动因素[60]。李清慧等[36]从废弃物交换的市场机制出发,运用主体建模的方法构建了废弃物交换的模型框架,并且基于Swarm平台进行了仿真分析。模型显示,废弃物交换的经济条件取决于上下游企业不同策略的选择及效用,并考虑了政府补贴或惩罚等因素。Mirata等[61,62]分析了财政因素和环境规制对促进企业间合作的影响。一方面,政府通过出台经济激励措施,如财政补贴、税收优惠、贷款支持,通过外部收益内部化的方式转化为企业的直接经济利益,推动废弃物协同处理工业生态(价值)链的协调发展;另一方面,政府通过设定标准排放限值,采用排污收费、污染收税等经济惩罚手段和行政手段(如停产、吊销营业执照等)提高企业末端治理成本,减少工业废弃物的排放,提高产废企业合作共赢的积极性。Domenech等[63]运用社会网络分析(SNA)方法,探讨了隐藏在废弃物交换背后的社会因素,并以卡伦堡为例,识别行动者在网络中的地位和作用。卢福财等[64]综合考虑各种利益关系对企业间合作的驱动,进一步厘清工业废弃物循环利用网络内企业间的合作演化关系。

4 价值补偿政策

4.1 价值补偿机制

由于价值规律、市场机制等经济影响因素,利用废弃物的附加投资和环境效益难以通过成本或价格的形式全部收回,政府的价值补偿可有效缓解此类利益冲突。关于政府对企业的补偿(激励)机制,学术界基于供应链管理的背景进行了广泛研究。相关研究主要采用博弈论、契约理论(如委托代理理论、不完全契约理论等)方法,从政府补偿的对象、依据和类型建立了政府价值补偿(激励)机制(表1)。

表1 政府价值补偿(激励)机制

针对政府补偿激励,朱庆华等[65]考虑了边际生产成本、消费者环境偏好等因素,分析了绿色供应链管理中政府如何对生产商制定财政补贴政策；何杨平等[66]针对企业发展生态产业链的动力不足问题,构建了政府引导上游企业改造副产品的激励模型,认为政府应根据企业副产品改造的难易程度,实施不同的激励方案；陈军等[67]认为政府采取对工业生态链上的核心企业均进行补贴的策略更优。其中，上游核心企业对废弃物的环境处理成本越高,政府给予的补贴额度越低;下游核心企业对废弃物的再利用处理成本越高,政府给予的补贴额度越高。亦有学者认为,政府部门为园区内固废物流企业提供单独的激励契约不太现实,因此提倡政府建立工业固废物流联盟并强化企业间的合作机制,对该系统产生环境效益给予财政补贴。在完全信息条件下,政府仅支付给园区废弃物物流系统固定补贴。当园区废弃物物流系统的经济能力足够强时,政府可取消固定补贴;在不完全信息条件下,政府可利用激励强度系数来调动园区废弃物物流系统的努力程度[68]。黄训江[69]基于不完全契约理论的视角,从政策干预和产权安排两个方面分析了刺激园区生态链网建设的激励机制。

随着废旧电器电子产品的大量涌现和社会环保意识的增强,废旧电器电子产品的回收处理引起了社会的广泛关注,在政府鼓励和引导下,企业回收再制造行为的优化决策也成为管理科学应用研究的一个热点[70]。张汉江等[71]建立了以政府为领导者，制造商和再制造商、回收商为跟随者的三级非线性闭环供应链上的Stackelberg主从博弈模型,嵌套了基于委托代理关系分析的再制造商对回收商回收努力的最优激励契约。王喜刚[72]通过建立社会福利模型和资金平衡模型,研究了在逆向供应链分散管理中如何确定废弃产品的回收价格(环保局对MIS的收费)和社会最优补贴费,以更好地激励MIS(制造商、进口商和销售商)和回收(处理)商,从而有效降低事前污染成本、事后修复的污染成本。

4.2 价值补偿政策工具

通过政府的价值补偿,废弃物从理论上实现了“既循环,又经济”，但推进工业企业开展废弃物资源化实践是一项复杂的社会性系统工程,离不开相关政策工具的配套支持。目前在废弃物资源化方面,日本、美国、欧洲等经济发达国家或地区起步较早,相应的政策体系较规范健全,为我国提供了很多可借鉴的经验。已有文献集中介绍了各国的政策实践历程及废弃物管理的方法体系,对废弃物资源化的管理原则主要有最大限度循环利用的顺序原则、废弃物循环利用中各行为主体的责任原则、“排放者责任(PPP)”原则、“扩大生产者责任(EPR)”原则[73,74]。杭正芳等[73]研究了日本城市废弃物(一般废弃物、产业废弃物)的处理机制,强调了税费政策(产业废弃物税、垃圾收费制、押金制)、规制措施、焚烧处理技术。崔爱红[75]通过分析环境经济政策的内涵、分类、优缺点、实施现状,研究了美国、OECD成员国实行的排污收费制度、环境税、排污权交易等市场化工具对我国的经验和启示。早期各国制定的废弃物资源化政策主要以高成本的“行政干预型”为主,随着新的经济发展模式的不断应用和消费者生态意识的日益增强,废弃物资源化的政策开始转向 “市场推进型”。

在已有政策工具分析的基础上,对相关政策应用效果的比较分析也逐步开展。许士春等[76]采用企业最优规划模型,比较了污染排放标准、污染税、可交易污染许可和减排补贴的政策效果;Lehtoranta等[77]的案例分析表明,政策工具对企业间互利共生行为的促进作用有限。理论和实践证明,政策工具能引导和激励废弃物的资源化处理,同时促进企业技术更新[78];但废弃物资源化处理进程不仅要靠政府推动,更需要科技进步的深度融合,形成以市场为主导的发展机制[6,8,79]。

5 结论与展望

废弃物资源化经过多年的研究,在理论和实践领域已取得了长足的进展，但仍有很多问题有待进一步研究。一是物质流分析虽然比较成熟,但对物质流的价值流分析范围大多局限在企业层面,园区层面的分析较少见。二是单个企业内部的价值流核算已成体系,但共生视角下仅关注了废弃物的交易价格,价值流转信息未得到真实的反映,无法计算协同处理中的经济效益和环境效益。三是尽管从理论上可实现废弃物的“物质循环、价值增值”,但在实际应用中由于缺乏相关激励措施及政策法规的支持和管理,导致废弃物的综合利用率仍偏低,环境质量未能得到根本性改善。

随着工业转型升级和企业退城入园的不断推进,污染企业逐渐向园区内集中,污染管控的重点逐渐转移至园区。园区是发展循环经济的重要载体,是实现工业废弃物资源化的集中区。废弃物资源化的价值流转研究应从企业层面扩展至园区层面,在园区层面构建“物质流动——价值流转”分析模式,促使工业废弃物以资源的形式重新进入生产领域,实现园区资源(能源)节约与环境负荷降低的“双赢”。

目前该方面的研究较少,很多问题还有待研究和解决:①园区工业废弃物资源化中的物质流动与价值流转机理问题,即根据废弃物在园区中的流动路径,构建“物质流动—价值流转”二元结构理论与方法体系,解析废弃物资源化过程中的价值流转规律,以充分认识废弃物资源化的物质基础条件和市场实现条件。②园区工业废弃物资源化中的价值流转核算与分析问题,包括在园区层面通过物质集成、能量集成、信息集成,对废弃物的输入、消耗与循环、输出价值流转进行经济和环境核算,对价值流转规律和影响因素进行深入分析。③园区工业废弃物资源化中的价值补偿方案及配套政策指引问题,即针对园区工业共生网络发展的实际情况,如何设计价值补偿方案及配套政策指引,并通过实证估计价值补偿和政策工具的经济与环境影响。因此，建议政府、学者进一步重视和深入研究园区工业废弃物资源化协同处理中的价值流转及变动规律,设计科学合理的价值补偿方案及配套政策指引,有效促进园区工业废弃物资源化的协同处理。在此基础上,将关注对象从工业废弃物拓展到城市固体废弃物,将分析层面从园区层面拓展到区域层面、国家层面,乃至国际层面,充分挖掘各类废弃物资源化价值,加快废弃物资源价值流转,提高废弃物资源化效率。

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