循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架构建及应用研究

张彩平,詹金辉

(南华大学 经济管理与法学学院,湖南 衡阳 421001)

2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,明确指出要“抓住资源利用这个源头,大力发展循环经济,全面提高资源利用效率,充分发挥减少资源消耗和降碳的协同作用”,将循环经济助力降碳行动作为重点实施的“碳达峰十大行动”之一。循环经济以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,符合可持续发展理念,是契合“双碳”目标的经济增长新模式。就企业而言,既需要不断地技术创新为低碳循环发展提供动力和源泉,也需要科学有效的分析工具助力企业低碳循环发展决策,落实循环经济理念。碳素价值流分析关注企业生产全过程,能够全面反映企业的碳素流转与价值流转情况,是循环发展决策的重要分析工具,然而目前国内外缺乏科学的理论框架与方法体系对企业循环发展过程中的碳素流与碳素价值流进行准确地核算与分析。基于此背景,本文拟借鉴物质流分析方法,结合资源价值流理论,构建循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架并应用于钢铁企业,通过反映生产过程中碳素流转情况与价值流转情况,为钢铁企业优化生产流程提供数据支撑,推动企业低碳循环发展。

一 文献回顾

自循环经济概念提出以来,学者们从不同角度展开了研究,取得了丰硕的研究成果,对于资源使用过程的关注使得越来越多的学者开始基于物质流、价值流分析对循环经济发展水平进行评价;CO2大量排放导致的温室效应使得很多学者开始关注生产中的碳元素流动情况,碳素流引起了学者们的广泛探讨。循环经济物质流与价值流、碳素流研究中提出了众多创新性观点为本文的研究提供了理论与方法借鉴。

(一)循环经济物质流研究

物质流分析基于系统分析方法和质量守恒原理,在一定时空范围内,对社会经济活动中物质的投入和产出进行量化分析,是循环经济的重要技术支撑,也是循环发展模式的核心调控手段[1]。学者们基于物质流分析、生命周期评估和物质流成本会计定量分析工具[2],提出循环经济指标体系应包括的主要指标[3],构建区域物质流循环性评价指标体系[4]、循环经济评价指标[5],综合评价循环发展环境绩效[6]。还有学者针对区域[7]、工业园区[8]等进行更具体的物质流分析,提出循环化改造的有效路径。

(二)循环经济价值流研究现状

循环经济价值流分析是将元素流分析与传统的成本计算、经济增加值计算和分析相结合的一种方法[9],是将物质流动的存量和流量数据转化为货币等经济属性的成本或价值,可以为资源的物质流动优化提供相应的经济数据及方法体系[10]。陆钟武团队在产品中某一元素M循环流动研究的基础上,提出“元素M的价位”概念,给出了物质循环流动下的价值流分析图[11]。肖序等运用全生命周期分析方法识别循环经济价值流分构成,并对其确认和计量展开研究[12]。具体应用方面,郑季良等构建了价值流评价模型并应用于某高耗能产品[13];肖序团队等探讨了钢铁企业、林木资源流的价值走向,建立了核算方法体系[14-15]。

(三)循环经济“物质流—价值流”研究现状

物质流分析是价值的基础,决定价值流数据的形成,属于技术性分析范畴;而价值流分析则属于经济性分析范畴,循环经济运行过程中物质流与价值流密不可分。因此,越来越多的学者从“物质流—价值流”二维视角对循环经济效应度量、循环经济水平评价展开研究[16-18],构建了循环经济价值流转理论模型与分析框架[19],以资源物质流转路线为基础客观分析价值流转状况,识别生产过程中的无增值或者高成本、高消耗活动[20],为企业管理提供数据支撑,通过价值链管理提升可持续性,符合循环经济的驱动原则[21]。

(四)碳素流研究现状

气候环境的变化,“双碳”目标的提出更深层次地推动了绿色、低碳、循环发展[22],在资源和环境的双重约束下,需要尽可能实现再利用、再生产、再循环、资源化[23-24],以实现资源循环利用,减少隐含碳排放,因此学者们开始对生产流程中的碳元素流转情况进行分析,进而产生了碳素流。目前碳素流研究主要集中于钢铁、化工行业。根据钢铁行业碳素流与直接排放计算原理,对典型大型钢铁联合企业的CO2排放进行计算[25],详细分析铁前系统的碳素流动情况[26],在碳素流分析的基础上,构建碳成本核算模型[27-28],从“碳素流—价值流”二维视角对碳成本的核算与控制进行研究[29]。马丹竹等构建炼油企业“三塔两炉”部分装置系统的碳素流模型与评价指标体系,详细分析了炼油企业生产流程的碳素流情况[30-32]。

综上所述可知,现有研究侧重于从物质流、价值流和“物质流—价值流”视角进行循环经济的分析与评价,以及对流程制造企业的碳素流转情况进行分析,缺乏契合“双碳”目标的循环经济碳素价值流分析。基于此现状,本文将循环经济与“物质流—价值流”、碳素流相结合,构建符合“双碳”目标要求、能够反映“资源—产品—废弃物—再生资源”循环过程的循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架,这对于准确核算企业低碳循环发展过程中的碳素流转与价值流动、识别高能耗与高排放环节、制定低碳循环发展方案以及推动我国企业积极主动发展循环经济具有重要的理论与现实意义。

二 循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架的构建

本文在“物质流—价值流”二维分析的基础上,结合企业碳减排的现实需求,引入碳素流这一新的分析维度,揭示生产流程中碳素循环流动规律,以及循环过程中与之相应的货币资金流动情况,为企业循环发展决策提供多维度数据。

(一)内在逻辑

“物质流—价值流”二维分析框架运用总物流分析方法,对生产流程中所有物质的流转情况、利用效率等情况进行分析。“双碳”目标下,企业碳减排压力增加,管理过程中对碳元素相关信息的需求也越来越大,亟需运用元素流分析方法对生产流程中碳元素的输入、贮存和输出进行分析,即进行碳素流分析。价值创造是企业追求的最终目标,循环经济由经济因素而非环境因素驱动[33],因此在物质流、碳素流分析的基础上,厘清价值流转情况对企业管理活动必不可少,这对促进企业循环经济发展具有重要驱动作用。

从物质流、碳素流、价值流三者之间的逻辑关系来看,物质流分析是碳素流分析的基础,只有明确物质的流转情况,才能通过各类物质的含碳量数据计算出生产流程中碳元素的流转情况,进而进行碳素流分析。物质流分析、碳素流分析为价值流分析提供了可能,企业生产的过程是物质、元素流转的过程,只有当赋予不同物质、元素货币价值时才会产生价值流,物质流、碳素流分析明晰了生产过程中实物资源流转规律与利用效率,进而为资源价值流与碳素价值流分析提供了数据与路径。“物质流—碳素流—价值流”分析明确了物质、碳元素的输入量、输出量、利用效率以及内部资源价值损失情况,识别高消耗、高排放、高损失、低利用率的环节,是企业循环经济发展的有效分析方法。

(二)整体分析框架

“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架需要揭示物质、碳元素以及与物质和碳元素相关的价值流流转情况,物质流维度、碳素流维度基于生命周期理论,对物质、碳元素的输入、贮存与输出路径进行梳理与分析。循环经济视角下,摒弃传统线性发展模式“取之即用,用之即弃”的观念,关注废弃物资源再生过程,分析“资源—产品—废弃物—再生资源”循环过程中的物质、碳素流转情况。价值流维度以物质流、碳素流分析中的实物流转数据、路径为基础,反映物质时空流转过程中的价值转移,包括正制品价值、负制品价值、回收价值与废弃物环境损害价值。整体而言,循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析的根本目标是从资源利用、环境保护、价值创造三个层面为企业管理活动提供对决策有用的数据,帮助企业实现经济效益与环境效益“双赢”。

(三)具体分析流程

循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架借鉴资源价值流转会计核算方法,对生产制造过程中材料、能源的投入、流转、产出、循环利用过程中碳元素的数量与价值变化进行分析,明确碳元素的有效利用价值与流转损失价值,其最终目标是为企业改进循环经济物质流路线。前文构建了循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析整体框架,明确了不同维度的核算与分析目标,还需要进一步明确具体核算方法体系与分析方法,为三维分析框架的运用提供方法指导。

1.核算方法体系

循环发展过程中,碳素的流动不仅是“输入→输出”单一方向的流动,还包括中间投入、输出物质向输入端的逆向流动,循环经济视角下进行碳素流、价值流分析的过程中,应该重点关注废弃物的再生处理。碳素价值流分析是在碳素流的基础上,辅以成本、价格数据进行进一步计算,因此要核算碳素价值流,需要先进行碳素流分析。

(1)循环经济碳素流核算程序

碳素流转分析可根据企业的生产工艺,将生产过程划分为多个物量中心,对各物量中心含碳资源与能源的输入、流转和输出进行追踪,其中结转到下一生产工序的半成品为“正制品”,每一物量中心的废弃物为“负制品”,这为碳素价值流的核算与分析奠定了基础。循环经济视角下,根据物质流转平衡原理,上一环节流入物质碳元素质量+循环流入碳素量+新投入物质碳元素=输出产品碳元素质量+废弃物碳元素质量,生产流程的碳元素流转见图1,以物量中心2为例,碳素流平衡式为:P1+N2=P2+D2+R2。

图1 基于企业生产流程的循环发展碳素流转分析图

(2)循环发展碳素价值流核算程序

基于循环经济碳素流核算结果,赋予碳素货币价值,可以得出生产流程的碳素价值流转路线图。输入端的碳素价值包括本环节新投入物质碳素价值和上一环节流入正产品的碳素价值;输出端的碳素价值根据输入端碳素价值乘以输出端物质各自的碳素量占比计算得出,具体计算公式如下:

NVi=NWi×Pi

(1)

(2)

其中,NVi表示新投入物质的碳素价值,NWi表示新投入物质的碳素量,Pi表示新投入物质的单位成本;OVi表示输出端物质碳素价值,IVi表示输入端物质碳素价值,Wi表示输出物质碳素量,Wt表示输出端碳素总量。

运用以上的核算方法,可计算得出各环节的碳素价值流情况,再进一步核算,将物质的碳素流转价值划分为碳素有效利用价值与碳素流转损失;结合碳素流转情况,运用基于端点模型的生命周期环境影响评价方法计算出废弃物外部环境损害价值。企业低碳循环发展的碳素价值流核算模型见图2。

图2 低碳循环发展碳素价值流核算模型

其一,内部碳素流转价值核算。内部碳素流转价值包括碳素有效利用价值、碳素流转损失价值两部分,其中碳素有效利用价值是指企业生产经营过程中流转到下一生产流程的产品碳素价值,即“正制品”价值;碳素流转损失价值则是指生产流程无法流转到下一生产流程的废弃物碳素价值,即“负制品”价值。由此内部资源流转价值的核算公式如下:

RV=RV1+RV2

(3)

其中:RV表示内部碳素流转价值,RV1表示碳素有效利用价值,RV2表示废弃物碳素损失价值。

循环经济背景下,企业通过对废弃物再生处理,提高资源有效利用效率,实现生产流程的循环发展。循环利用与资源再生使得生产流程中直接排放的废弃物大量减少,最终废弃物资源流转损失也相应减少,减少部分即为废弃物的回收价值。

RV2=RVz+RVc

(4)

RV=RV1+RVz+RVc

(5)

其中:RVz表示最终废弃物碳素流转损失价值,RVc表示废弃物碳素回收价值。

其二,外部环境损害价值。“双碳”目标下,企业生产流程造成的外部环境损害主要考虑对温室效应的影响,本文所指的负制品主要是二氧化碳,计算其带来的外部环境损害。基于端点模型的生命周期环境影响评价方法(LIME),本文综合考虑了全球变暖等11个环境领域,并分别进行评估,运用LIME系数表中二氧化碳对地球温暖化的影响系数计算CO2的外部环境损害价值。核算公式如下:

WV=WCO2×XLIME

(6)

其中:WV表示外部环境损害价值,WCO2表示CO2排放量,XLIME表示CO2的LIME系数。

2.“内部碳素流转损失—外部环境损害”分析

在数据计算的基础上,将内部碳素流转损失与废弃物外部环境损害相结合,形成分析框架。将其运用于企业中,能促进企业对生产流程中的碳素价值流转进行分析与诊断,通过对废弃物外部环境损害价值与内部碳素流转损失价值绝对量的比较分析,明晰企业生产流程的优化路径,识别具有改善潜力的关键点,帮助企业制定低碳循环发展决策。将整个生产流程横向,可以识别整个生产流程中内部碳素流转损失与外部环境损害最高的环节,优先对该环节进行优化改造;对具体生产流程内部碳素流转损失与外部环境损害进行比较,识别影响该环节内外部效益的关键点,帮助企业进行循环发展决策。此外,纵向比较不同时期的内部碳素流转损失与外部环境损害,明晰企业低碳循环决策实施的效果,为企业进一步优化低碳循环发展方案提供数据反馈。

三 重庆钢铁循环经济“物质流—碳素流—价值流”分析

前文构建了“物质流—碳素流—价值流”分析的整体框架、设计了具体分析流程,本部分将选择重庆钢铁股份有限公司(以下简称“重庆钢铁”)为案例公司,进行应用研究,识别企业需要优化的关键环节,分析循环发展的经济效益与环境效益。

(一)公司简介

重庆钢铁股份有限公司成立于1997年,于1997年、2007年分别在香港联交所和上海证券交易所发行股票上市。2017年底,重庆钢铁完成重组,企业性质由国有控股企业转变为混合所有制。目前重庆钢铁具备年产钢840万吨的生产能力,主要产品有:4 100 mm宽厚板生产线、2 700 mm中板生产线、1 780 mm热轧薄板生产线等。重庆钢铁生产的船体结构用钢、锅炉及压力容器用钢荣获“中国名牌产品”称号,另有4个产品荣获“重庆名牌”称号。

2020年,中国宝武接替四源合投资成为重庆钢铁实际控制人,重庆钢铁自此成为“宝武系”的重要成员。重庆钢铁结合能源结构、能源利用回收现状,研究“双碳”路径和减碳措施,建设“美丽重钢,山水重钢”。从治理结构来看,重庆钢铁健全能源管控治理结构,设置能源环保管理委员会,统筹公司能源环保问题;从资源能源利用来看,重庆钢铁通过新建降碳设施,提高能源利用效率,实现二次能源全部回收;从绿色生产来看,重庆钢铁积极推进清洁运输,开发利用清洁能源,研究开发绿色产品;从节能降碳项目来看,重庆钢铁积极推进节能项目改造与节能降碳技术交流,为提高资源能源利用效率提供支撑。具体来看,重庆钢铁2022年完成部分项目建设、改造并成功投入运营,其碳减排效果与成本投入见表1。

本文选择重庆钢铁作为案例研究对象有以下几点原因:首先,钢铁行业的碳排放量占全国碳排放总量的15%左右,是名副其实的碳排放大户,钢铁行业的碳减排直接关系到我国整体“双碳”目标的实现;其次,重庆钢铁在低碳循环发展方面实施了一系列举措,分析其循环过程中的碳素价值流转情况,对其他企业低碳循环发展更具参考意义;最后,“A+H”上市公司的身份使得重庆钢铁在碳减排方面的信息披露更加详细、全面,有助于研究所需数据的获取。

(二)重庆钢铁循环发展碳素价值流核算

重庆钢铁具有“焦化—烧结—炼铁—炼钢—连铸—轧钢”整条完整的生产工艺流程,由于连铸工序几乎不直接消耗含碳资源,且不产生含碳废弃物,因此本文在计算过程中将重庆钢铁的生产流程简化为“焦化—烧结—炼铁—炼钢—轧钢”五个步骤。根据前文的分析流程,循环发展碳素价值流核算包括碳素流核算与碳素价值流核算两个部分。

1.碳素流核算

根据物质守恒原理,各生产工序的碳元素均处于输入与输出平衡的状态。以炼铁环节为例,输入的焦炭、无烟煤、焦炉煤气、高炉煤气、天然气含有的碳元素质量等于输出高炉煤气、生铁、二氧化碳包含的碳元素质量,各物质的碳元素质量=物质量×物质含碳量。重庆钢铁通过炼铁厂系统升级与改造节省了焦炭用量14 300吨,将输出的高炉煤气用于再循环与资源再生减少了直接排放至空气中的高炉煤气量。该环节的碳素流计算如下:查阅《IPCC温室气体清单指南》《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》等标准文件可知,焦炭的碳元素含量为0.83 t C/t,输入的焦炭质量为:3 065 816.57-14 300=3 051 516.57(吨),焦炭的碳元素质量为:3 051 516.57×0.83=2 532 758.75(吨),同理可算出无烟煤、焦炉煤气、输入高炉煤气、天然气、输出高炉煤气、生铁的碳素量分别为732 822.76吨、29 498.58吨、1 553 230.27吨、1 919.58吨、3 239 429.38吨、316 061.91吨。基于物质守恒原理倒挤出二氧化碳中碳元素的质量为:2 532 758.75+732 822.76+29 498.58+1 553 230.27+1 919.58-3 239 429.38-316 061.91=1 294 738.65(吨),根据二氧化碳的分子式得出碳元素含量为12/44,因此输出的二氧化碳排放量为1 294 738.65÷(12/44)=4 747 375.05(吨)。重庆钢铁各生产流程的碳素流数据见图3。

图3 低碳循环碳素流路线图(单位:吨)

2.碳素价值流核算

碳素流数据是计算碳素价值流的基础,本环节仍以炼铁流程为例,上一环节流入焦炭的碳素价值为:517 196.12÷2 544 627.75×2 532 758.75=514 783.74(万元),本环节新投入的无烟煤的碳素价值为:732 822.76×1 343.86÷10 000=98 481.12(万元),同理可计算其他新投入物质的碳素价值分别为49 557.61万元、310 646.05万元、3 973.53万元。输出高炉煤气的碳素量占比为:3 239 429.38÷(3 239 429.38+316 061.91+1 294 738.65)=66.79%,进而计算高炉煤气的碳素价值为:(514 783.74+98 481.12+49 557.61+310 646.05+3 973.53)×66.79%=652 833.55(万元),同理可计算输出生铁、二氧化碳的碳素价值分别为:63 729.22万元、260 879.28万元,各物量中心的碳素价值流转情况见图4。

图4 低碳循环碳素价值流路线图(单位:万元)

(三)重庆钢铁循环发展“内部资源流转损失—外部环境损害”分析

对碳素价值流计算结果进一步计算与分析,得出重庆钢铁低碳循环发展的内部碳素流转损失、外部环境损害的情况,并且从循环发展的角度对企业负制品的回收价值与最终资源流转损失进行区分,识别企业低碳循环发展优化的关键点。高炉煤气、焦炉煤气等负制品经过循环利用与资源再生最终可全部回收利用,实现零放散,因此本文计算的内部碳素流转损失为负制品碳素价值扣除可回收产品的回收价值后的差额部分。

1.内部资源流转价值核算

以焦化环节为例,根据输出端正制品与负制品的碳素量可以计算得出正制品率为65.79%,负制品率为34.21%,这个阶段输出端的碳素价值总量为786 131.82万元,再计算得出正制品价值(碳素有效利用价值)为:786 131.82×65.79%=517 196.12(万元),负制品价值为:786 131.82×34.21%=268 935.70(万元)。该环节产生的焦炉煤气通过富余煤气发电、循环利用实现全部回收,回收价值为:286 131.82×7.40%=58 173.75(万元),内部碳素流转损失为:268 935.70-58 173.75=210 761.95(万元)。同理可计算得出其他生产流程的内部碳素流转价值情况,具体见表2。

表2 重庆钢铁2022年内部碳素流转价值 (单位:万元)

2.外部环境损害价值核算

外部环境损害价值是指废弃物对环境损害的经济价值,通过将废弃物产生的环境影响内化为企业的经济成本促使企业从成本控制的角度增强对废弃物的管理,减少排放。本文计算外部环境损害价值时,综合考虑生产流程中直接排放的二氧化碳,放散的焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气中包含的二氧化碳以及消耗电力间接导致的二氧化碳排放。以焦化环节为例,重庆钢铁通过技术升级实现了1 100万吨规模下的煤气零放散,2022年钢材产量约834万吨,因此2022年重庆钢铁煤气零放散,即焦炉煤气放散导致的二氧化碳排放为0。焦化环节共消耗电力248 602.27 MW·h,2022年的自发电比例为76.63%,电力碳排放因子为0.581 t CO2/MW·h,外购电力碳排放量为:248 602.27×(1-76.63%)×0.581=33 755.14(吨)。前文计算得出直接排放二氧化碳3 801 709.85吨,因此焦化环节二氧化碳排放量为:3 801 709.85+33 755.14=3 835 464.99(吨),外部环境损害成本为:3 835 464.99×1 000×2.327×0.051=45 518.15(万元)。同理可计算出其他环节二氧化碳排放的外部环境损害成本数据,见表3。

表3 重庆钢铁2022年二氧化碳外部环境损害价值

3.“内部资源流转损失——外部环境损害”综合分析

基于重庆钢铁循环发展后内部碳素流转损失与外部环境损害计算数据,对比循环发展前的数据,综合分析可知:第一,炼铁、焦化环节均呈现出内部资源流转损失与外部环境损害双高的状态,其根本原因在于资源利用效率不高,具有较大的节能降耗空间,并且废弃物排放导致的环境损害成本分别高达5.64亿元、4.54亿元,进一步提升废弃物循环再利用水平将会带来巨大的经济效益。第二,循环后轧钢环节的内部资源流转损失和外部环境损害情况均有所改善,但内部资源流转损失在整个生产流程中处于较高水平,在后续低碳循环决策中该环节应该重点关注资源利用效率以降低内部资源流转损失,同时兼顾外部环境损害。第三,炼钢环节处于较为理想的状态,内部资源流转损失与外部环境损害成本均较低,在保持现有水平的基础上,还可以进一步深入优化,提升资源利用效率。第四,烧结环节导致的环境损害较大,2022年循环后外部环境损害成本为2.57亿元,还需要进一步优化。据此,重庆钢铁在低碳循环发展过程中,应该优先重点关注炼铁和焦化环节的改造,提高资源利用效率,降低内部资源流转损失与外部环境损害成本,辅之以烧结、轧钢环节的优化措施,见图5。

图5 重庆钢铁“内部资源流转损失—外部环境损害价值”分析(单位:亿元)

(四)重庆钢铁循环发展环境效益与经济效益分析

1.环境效益

随着“双碳”目标的持续推进,企业面临的减排压力越来越大,钢铁行业作为碳排放大户更是加大了对减排效益的关注。重庆钢铁通过对焦化、炼铁、炼钢等碳排放多的工艺流程进行循环发展优化,一方面从源头上控制了能源消耗量,另一方面加强了末端治理,提升了废弃物的回收效率,进而减少了二氧化碳排放。前文对重庆钢铁循环发展后的碳素流转情况进行了分析,核算了各生产环节的碳排放量,为了分析循环发展为企业带来的环境效益,还需要与循环发展前的碳排放量进行对比分析。企业循环发展前自发电比例为72.63%,焦炉煤气与高炉煤气也存在一定程度的放散,运用前文的计算方法可以计算出循环前外购电力的碳排放量、煤气放散产生的碳排放量以及生产过程中的直接碳排放量,进而计算出循环发展的碳减排量,见表4。

表4 重庆钢铁CO2减排量 (单位:吨)

由表4可知,重庆钢铁通过循环发展有效减少了二氧化碳排放量,共实现二氧化碳减排1 078 497.37吨。其中主要的碳减排来源于外购电力产生的碳排放,重庆钢铁通过3×80 MW亚临界煤气高效发电技术将富余煤气用于发电,既降低了煤气放散导致的碳排放量增加,又增加了企业的自发电量,减少了因大量外购电力而产生的二氧化碳排放。

2.经济效益

经济效益是企业发展追求的永恒目标,循环发展是否会为企业带来正向的经济效益严重影响着企业主动发展循环经济、参与碳减排活动的积极性。企业通过循环发展实现生产输入端的资源节约、生产过程中资源流转损失价值的减少以及末端废弃物外部环境损害的降低,因此本文计算的循环发展经济效益包括源头节约的资源成本、内部资源流转损失价值的节约额以及外部环境损害价值的节约额。碳交易市场的发展赋予了企业碳减排量经济价值,企业通过降低碳排放量可以将节约的碳配额出售以获取收益,或者在企业超额排放的前提下降低履约成本,因此碳减排活动产生的碳收益也应该作为企业循环发展经济效益的组成部分。此外,为了获得上述经济效益,企业开展循环项目投入了大量的成本,应该作为循环发展经济效益的抵减项。

(1)输入端资源节约成本

如表1所示,重庆钢铁2022年开展的脱湿鼓风升级改造、RH真空烘烤工艺优化项目帮助企业节约了焦炭、天然气和电力的使用,减少了资源与能源成本约7 615.44万元,具体见表5。

表5 重庆钢铁循环发展输入端资源节约成本

(2)内部资源流转损失与外部环境损害成本节约额

由前文重庆钢铁循环发展“内部资源流转损失—外部环境损害”分析中表3、表4的数据汇总为表5中循环发展后内部资源流转损失与外部环境损害价值的相关数据。运用前文的计算方法,结合企业数据可以计算出循环前的相关数据。循环前后具体数据见表6。

表6 重庆钢铁内部资源流转损失价值、外部环境损害成本节约额 (单位:万元)

(3)碳收益

根据《重庆市2021、2022年度碳排放配额分配实施方案(征求意见稿)》(以下简称“分配方案”),钢铁企业的免费碳配额分配采用历史排放强度下降法,计算公式如下:

A=B×Xm×M

(7)

其中,A表示重点排放单位碳配额总量;B表示企业历史碳排放强度基准值;Xm表示调节系数,M表示排放单位年度实际产量。

根据《分配方案》和重庆钢铁2021、2022年发布的《环境、社会及管治报告》《年度报告》等可知重庆钢铁历史碳排放强度基准值为1.46,实际产量为834 2358吨,调节系数为0.9450,因此年度碳配=1.46×834 2358×0.9450=11 509 951.33(吨)。未实施循环发展的碳排放量为13 263 253.37吨,循环发展后碳排放量为12 184 756.06吨,因此无论是否实施循环发展措施重庆钢铁的碳排放量均超过了免费额度,需要购买碳配额完成履约工作,通过循环发展措施企业可以节约购买碳配额支出为:(13 263 253.37-12 184 756.06)×31.24÷10 000=3 369.23(万元),即可获取的碳收益为3 369.23万元。

(4)循环发展成本

重庆钢铁循环发展项目的成本投入如表1所示。根据企业年报,固定资产采取年限平均法计提折旧,预计使用寿命取10年,预计净残值率取5%。重庆钢铁2022年循环发展项目共计投入资金197 527.97万元,当年应计提折旧18 765.16万元,即2022年循环发展的成本为18 765.16万元。

综上所述,重庆钢铁输入端节约了成本7 615.44万元,内部资源流转损失成本节约了5 245.20万元,外部环境损害成本节约了12 372.36万元,循环发展使得碳配额履约成本降低了3 369.23万元,计入当年循环发展成本的金额为18 765.16万元,因此,循环发展的经济效益为:7 615.44+5 245.20+12 372.36+3 369.23-18 765.16=9 837.07(万元),重庆钢铁实现了循环发展经济效益的正向增长。

四 结论与启示

(一)结论

本文从循环经济视角,借助“碳素流—价值流”二维分析方法,构建了循环经济“物质流—碳素流—价值流”三维分析框架,并以重庆钢铁为例展开案例分析,识别企业进一步优化循环发展方案的关键点,为企业后续循环发展项目的决策与开展指明了方向;同时基于碳素价值流分析结果,从经济效益与环境效益两个方面对循环发展的效果进行评价。主要研究结论如下:

1.根据碳素流转规律对重庆钢铁低碳循环发展的碳素流进行分析,发现焦化、炼铁是高排放环节;以碳素流数据为基础,进行碳素价值流核算与分析,可以发现焦化、炼铁环节内部资源流转损失高、外部环境损害成本高,轧钢环节内部资源流转损失高。由此可以看出,这三个环节是重庆钢铁后续低碳循环发展过程中需要重点关注的环节。

2.从环境效益和经济效益两个角度对重庆钢铁低碳循环效果进行评价,发现通过优化工艺流程、引进循环发展技术等方式提升了企业的资源利用效率,减少了废弃物排放。重庆钢铁2022年通过循环发展实现降碳1 078 497.31吨;减少了7615.44万元资源能源采购成本,同时降低了12 372.36万元外部环境损害成本,综合考虑循环发展项目的成本投入,重庆钢铁2022年通过发展循环经济实现了9 837.07万元的正向经济效益。由此可见,循环经济的发展对企业而言是既经济、又降碳的选择,对于其他企业发展循环经济具有重要借鉴意义。

(二)启示

在推进“双碳”目标实现的进程中,发展循环经济完美契合了降碳与发展的目标,面对日益加剧的减排压力,提高资源利用效率、降低废弃物排放是企业的理性选择。本文虽然以重庆钢铁为例展开案例研究,但研究结论对于我国其他企业循环发展、助力“双碳”目标实现具有重要启示与借鉴意义。具体表现如下:

1.循环发展是实现“双碳”目标的重要手段。循环发展通过对废弃资源的再循环、再利用,一方面提高了资源利用效率,减少了资源消耗;另一方面降低了废弃物的排放,直接降低了碳排放量。

2.碳素价值流分析是企业循环发展的重要工具。碳素价值流分析能够清晰反映生产流程中含碳资源数量与价值的流转情况,为企业识别碳排放重点、了解资源利用效率提供数据支撑,是帮助企业进行低碳发展决策的重要分析工具。同时碳排放产生的外部环境损害成本也有助于倒逼企业通过优化生产流程、加强废弃物的回收再生降低环境损害,提高环境效益。

3.政府支持是企业发展循环经济的重要支撑。企业低碳循环发展需要在前期投入大量资金,而减排带来的经济效益在前期并不明显,企业将面临较大的资金压力,此时政府提供碳减排贷款等资金支持会缓解企业资金压力,推动企业发展低碳经济的积极性与主动性。