唐華炳

（北京交通大學 經(jīng)濟管理學院，北京 100044）

基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率研究

唐華炳

（北京交通大學 經(jīng)濟管理學院，北京 100044）

提出了閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的概念，構(gòu)建了閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的指標體系，給出了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算方法，并通過對日本兵庫生態(tài)縣汽車閉環(huán)供應鏈的實證研究，論證了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率研究的可行性與有效性。

閉環(huán)供應鏈；生態(tài)效率；物質(zhì)流分析

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(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)境問題也越來越嚴重。為了衡量日益嚴重的資源環(huán)境問題，生態(tài)效率的研究越來越受到國內(nèi)外學者的重視。生態(tài)效率是用于衡量一個經(jīng)濟系統(tǒng)企業(yè)在創(chuàng)造一定的財務價值時所付出的資源環(huán)境成本。

盡管生態(tài)效率是研究循環(huán)經(jīng)濟的有效工具，但目前對生態(tài)效率的研究往往在國家層面或者局限于單一企業(yè)及由同類企業(yè)組成的單一行業(yè)。國家層面上的研究往往難于將研究結(jié)果用于對現(xiàn)實的指導；對單一企業(yè)或行業(yè)進行生態(tài)效率的研究又存在一個難以解決的問題：單一企業(yè)或行業(yè)只是產(chǎn)品生產(chǎn)或消費的一個環(huán)節(jié)，很難實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)的全過程。Fleichmann,etal（2000）把產(chǎn)品生命周期與供應鏈的研究相結(jié)合，提出了產(chǎn)品回收操作已經(jīng)把傳統(tǒng)供應鏈變成一個閉環(huán)的系統(tǒng)，即環(huán)境友好型的閉環(huán)供應鏈。該系統(tǒng)實現(xiàn)了物質(zhì)從生產(chǎn)者-消費者-生產(chǎn)者的循環(huán)過程，更有利于研究系統(tǒng)對資源的消耗和最終廢棄物對環(huán)境的影響。同時，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，供應鏈逐漸成為主要的社會經(jīng)濟單位，而前向供應鏈和逆向物流的整合，則使得傳統(tǒng)供應鏈向閉環(huán)供應鏈發(fā)展。正是基于以上原因，本文提出研究閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率便具有了重要的現(xiàn)實意義。

研究閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率需要對其進行計算，這里要解決兩個重要問題：一是如何選取適當?shù)拈]環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算指標；二是如何正確得到計算生態(tài)效率的數(shù)據(jù)。針對以上問題，本文引入了物質(zhì)流分析方法。物質(zhì)流分析恰好是通過對物質(zhì)的投入和產(chǎn)出進行量化分析，建立物質(zhì)投入和產(chǎn)出的賬戶來對經(jīng)濟活動中物質(zhì)流動進行分析?；谝陨侠碚摚疚耐ㄟ^對閉環(huán)供應鏈進行物質(zhì)流分析，得出閉環(huán)供應鏈輸入輸出的物質(zhì)類型及數(shù)量，為閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算提供指標參考及所需數(shù)據(jù)，提出了基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算步驟。本文還對日本兵庫生態(tài)縣汽車閉環(huán)供應鏈進行了實證分析，通過對汽車閉環(huán)供應鏈的物質(zhì)分析，計算了閉環(huán)供應鏈的資源生態(tài)效率。

2 閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率與物質(zhì)流分析

2.1 閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率

由于閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)實現(xiàn)了物質(zhì)從生產(chǎn)者-消費者-生產(chǎn)者的循環(huán)過程，相對于單一企業(yè)層面更有利于研究經(jīng)濟系統(tǒng)對資源的消耗和最終廢棄物對環(huán)境的影響；而且供應鏈逐漸成為主要的社會經(jīng)濟單位，前向供應鏈及逆向物流的整合使得傳統(tǒng)供應鏈向閉環(huán)供應鏈的轉(zhuǎn)變成為未來發(fā)展的趨勢，所以本文研究閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率。

2.1.1 閉環(huán)供應鏈及閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率。Fleischmann（2001）從績效考核的角度分析了閉環(huán)供應鏈是前向供應鏈和逆向物流整合的結(jié)果。本文將閉環(huán)供應鏈定義為：為了實現(xiàn)和發(fā)掘價值，對從生產(chǎn)點到消費點再到生產(chǎn)點的原材料、在制品、產(chǎn)成品、廢棄物以及相關(guān)信息高效率、低成本地進行計劃、實施和控制的過程。

WBCSD對生態(tài)效率的定義是在國家、區(qū)域或單一企業(yè)層面上。借鑒其表述，本文閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率定義如下：在為了實現(xiàn)產(chǎn)品和服務的價值并且發(fā)掘和利用缺陷品和廢棄物的潛在價值，而對原材料、在制品、產(chǎn)成品、廢棄物以及相關(guān)信息高效率、低成本地進行計劃、實施和控制的過程中提供有價格競爭優(yōu)勢的、滿足人類需求并保證生活質(zhì)量的產(chǎn)品或服務，同時逐步降低對生態(tài)的影響和資源消耗強度，衡量上述閉環(huán)供應鏈各環(huán)節(jié)中企業(yè)在創(chuàng)造一定的財務價值時所付出的資源環(huán)境成本。

2.1.2 閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的指標體系。邱壽豐，諸大建（2007）借鑒德國環(huán)境經(jīng)濟賬戶中的生態(tài)效率指標，并根據(jù)我國的實際情況，構(gòu)建了度量我國循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的生態(tài)效率指標；周國梅（2003）提出采用生態(tài)效率的概念來評價企業(yè)環(huán)境業(yè)績，設計了五個企業(yè)環(huán)境業(yè)績評價指標。以上研究成果也分別從國家、企業(yè)層面研究了生態(tài)效率的指標。本文借鑒其研究成果，總結(jié)出閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的指標（見表1）：流為基礎的優(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)濟社會活動的物質(zhì)投入、產(chǎn)出和物質(zhì)利用效率。

2.2.2 閉環(huán)供應鏈中輸入輸出物質(zhì)類型分析。彭建（2006）指出目前對物質(zhì)流的分析多側(cè)重國家尺度，少區(qū)域物質(zhì)流分析，對產(chǎn)業(yè)部門物質(zhì)流分析相對更少，而后者將是下一步研究的重點。本文將物質(zhì)流分析方法引入閉環(huán)供應鏈中，閉環(huán)供應鏈物質(zhì)流分析的核心是對具體的整條供應鏈中物質(zhì)流動進行定量分析，了解和掌握整條供應鏈流動的物質(zhì)的種類及其流向、流量。為了達到這一目標，需要對供應鏈中輸入和輸出物質(zhì)有個明顯的界定（見表2）。

2.2 閉環(huán)供應鏈的物質(zhì)流分析

2.2.1 物質(zhì)流分析方法的基本原理。物質(zhì)流分析指的是對經(jīng)濟活動中物質(zhì)流動的分析，它的基礎是對物質(zhì)的投入和產(chǎn)出進行量化分析，建立物質(zhì)投入和產(chǎn)出的賬戶，以便進行以物質(zhì)

3 基于物質(zhì)流分析方法的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算

3.1 物質(zhì)流分析方法與閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率研究的結(jié)合

盡管物質(zhì)流分析方法越來越多的被用于可持續(xù)發(fā)展的研究中，然而當前的研究都相對獨立、單一的使用物質(zhì)流分析方法來分析系統(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閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的研究，可以解決閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率研究中的兩大難題。

3.1.1 閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的指標選擇。物質(zhì)流分析可以得到閉環(huán)供應鏈主要物質(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與閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算指標可以相互支持：閉環(huán)供應鏈物質(zhì)流分析的輸入端對應于閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的資源和能源的消耗；閉環(huán)供應鏈物質(zhì)流分析的輸出端對應于閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的污染物排放。

3.1.2 閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率計算的數(shù)據(jù)。物質(zhì)流分析可以得到閉環(huán)供應鏈主要物質(zhì)的流量。這些流量數(shù)據(jù)正是計算閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率所需要的，如圖1所示。

3.2 基于物質(zhì)流分析的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算公式

聯(lián)合國國際會計和報告標準政府專家工作組（ISAR）定義生態(tài)效率計算公式為：

生態(tài)效率=財務業(yè)績指標/環(huán)境業(yè)績指標

資源生態(tài)效率R=產(chǎn)值增長倍數(shù)/資源消耗量增長倍數(shù)

環(huán)境生態(tài)效率P=產(chǎn)值增長倍數(shù)/環(huán)境污染排放量增長倍數(shù)

根據(jù)以上理論研究結(jié)果，結(jié)合閉環(huán)供應鏈實際，得出閉環(huán)供應鏈資源消耗方面的生態(tài)效率計算公式如下：

閉環(huán)供應鏈資源生態(tài)效率=（閉環(huán)供應鏈中產(chǎn)品和服務的總價值+閉環(huán)供應鏈產(chǎn)品回收利用過程避免的成本）/（閉環(huán)供應鏈資源投入-閉環(huán)供應鏈產(chǎn)品及副產(chǎn)品的產(chǎn)出）

閉環(huán)供應鏈廢棄物排放和處理方面的生態(tài)效率計算公式如下：

閉環(huán)供應鏈環(huán)境生態(tài)效率=（閉環(huán)供應鏈中產(chǎn)品和服務的總價值+閉環(huán)供應鏈產(chǎn)品回收利用過程避免的成本）/供應鏈的環(huán)境負擔

3.3 基于物質(zhì)流分析的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算步驟

閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的計算步驟見表3。

4 對日本兵庫生態(tài)縣汽車閉環(huán)供應鏈的實證研究

4.1 實證研究背景及案例介紹

兵庫縣是日本20多個生態(tài)城鎮(zhèn)之一，擁有人口約560萬，地區(qū)面積8 400km2。兵庫縣擁有各種工業(yè)設施，包括鋼鐵、化學和能源等。在兵庫縣，汽車和家用電器是最主要的工業(yè)產(chǎn)品。汽車產(chǎn)業(yè)所需要的部分鋼材的生產(chǎn)以及廢舊汽車鋼鐵及塑料的回收已經(jīng)形成了一條閉環(huán)供應鏈。在這條閉環(huán)供應鏈中綜合了鋼鐵工廠、煤氣廠、水泥工廠與燃料生產(chǎn)部門，汽車廠以及鼓風爐工廠與混合塑料收集部門。

在日本兵庫縣汽車閉環(huán)供應鏈中，回收方法的選用是最重要最核心的環(huán)節(jié)，在兵庫縣現(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)的鼓風爐。在這個方法中，也構(gòu)成了一個閉環(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，因為僅使用含有很多雜質(zhì)的鐵屑，會對設備產(chǎn)生很大的損害。這樣，它必須提供更多的物料。綜合回收法實際上就是把碎屑熔解過程與廢輪胎的氣化回收和廢棄車的高級拆解過程結(jié)合起來，將這幾個過程結(jié)合起來可以提高資源的利用效率。在這個回收系統(tǒng)中，大部分的廢舊輪胎回收用來作為結(jié)合劑及鍋爐制造業(yè)中的能源資源。其中的化學成分沒有有效的被利用。

實證分析的內(nèi)容就是：

（1）對這兩種回收方式的閉環(huán)供應鏈進行物質(zhì)流分析，厘清系統(tǒng)的輸入輸出物質(zhì)的種類及數(shù)量。

（2）根據(jù)物質(zhì)流分析的結(jié)果，選擇適當?shù)纳鷳B(tài)效率指標，并計算生態(tài)效率。

（3）根據(jù)生態(tài)效率計算的結(jié)果，選擇最具有經(jīng)濟環(huán)境效益的閉環(huán)供應鏈回收方式。

4.2 兵庫縣汽車閉環(huán)供應鏈中兩種廢棄物回收方法的物質(zhì)流分析及生態(tài)效率的計算與評價

在兵庫縣汽車閉環(huán)供應鏈中主要采用碎片熔解回收法和綜合回收法進行廢舊汽車的回收。經(jīng)過分析與計算，得出以下數(shù)據(jù)（總市場價值即為閉環(huán)供應鏈輸出產(chǎn)品價值與回收中副產(chǎn)品的價值總和，該數(shù)值直接由兵庫縣相關(guān)統(tǒng)計資料提供，方法①汽車閉環(huán)供應鏈每年總市場價值為1 003.4億日元，方法②汽車閉環(huán)供應鏈每年總市場價值為1 043.3億日元），資源消耗量通過物質(zhì)流分析可以得到（計算過程中所需具體數(shù)據(jù)由兵庫縣2008年統(tǒng)計年鑒提供）。

方法①中汽車閉環(huán)供應鏈資源消耗=閉環(huán)供應鏈資源及能源的輸入-閉環(huán)供應鏈產(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中汽車閉環(huán)供應鏈資源消耗=生鐵量+粉煤量+鐵屑量+廢輪胎量+廢汽車量-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)見表4：

數(shù)據(jù)來源：Tohru Morioka《Eco-efficiency of Advanced Loop-closing Systems for Vehicles and Household Appliances in HyogoEco-town》

計算的目的在于對比兩種回收方法下汽車閉環(huán)供應鏈的生態(tài)效率（見表5），為了便于比較，文章以方法①的數(shù)據(jù)為基準（即設方法①的閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率為1）計算兩種回收方法下的相對資源生態(tài)效率。

公式：閉環(huán)供應鏈資源生態(tài)效率=閉環(huán)供應鏈總市場價值/閉環(huán)供應鏈資源消耗

表5 兩種回收方法下閉環(huán)供應鏈資源生態(tài)效率

兩種回收方法下閉環(huán)供應鏈產(chǎn)生的經(jīng)濟效益差別不大，但方法②減少了大量生鐵的消耗，因為高級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)供應鏈回收方案。

5 結(jié)論

本文分析說明了閉環(huán)供應鏈層面上生態(tài)效率研究的現(xiàn)實意義，并提出了閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率的指標體系和計算方法，還對日本兵庫縣的汽車閉環(huán)供應鏈進行了實證分析。然而可持續(xù)發(fā)展研究是一個科學的、長遠的課題，因此關(guān)于閉環(huán)供應鏈生態(tài)效率方面的研究，還需要大量的后續(xù)研究來不斷完善研究結(jié)果。

[1]Fleischmann M,HRKrikke，RDekker S，DP Flapper．A Characterisation of Logistics Networks for Product Recovery[J]．Omega，2000，28（6）：653-666.

[2]Fleischmann M．Reverse Logistics Network Structure and Design[R]．ERIM Report Series Research in Management,ERS-2001-52-LIS，The Netherlands，2001.

[3]劉敬智，王青，顧曉薇.中國經(jīng)濟的直接物質(zhì)投入與物質(zhì)減量化分析[J].資源科學，2005，27（1）：46-51.

[4]邱壽豐，諸大建.我國生態(tài)效率指標設計及其應用[J].科學管理研究，2007,25（1）:23-27.

[5]周國梅，彭昊，曹鳳中.循環(huán)經(jīng)濟和工業(yè)生態(tài)效率指標體系[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003,16（6）:42-46.

[6]彭建，王仰麟，吳健生.區(qū)域可持續(xù)發(fā)展生態(tài)評估的物質(zhì)流分析研究進展與展望[J].資源科學，2006,28（6）:29-34.

[7]日本（神戶市兵庫縣）2008年統(tǒng)計年鑒[M].

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，北京交通大學經(jīng)濟管理學院學生，研究方向：物流管理。