循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析研究
——以CR化工企業為例

儀秀琴,仲崇斌

(黑龍江八一農墾大學,黑龍江 大慶 163000)

一、引言

隨著我國加快發展方式綠色轉型,倡導循環經濟,實施全面節約戰略,深入推進環境污染防治的各項行動,作為重污染類產業之一的化工產業,面臨嚴峻的挑戰。當前,大多數化工企業的環境治理方針依然停留在末端治理的層面,忽略對環境管理的過程控制,造成資源的浪費以及環境的污染。如果想解決此類問題,就要將化工企業環境管理方式從末端治理向過程控制轉變。因此,在化工企業生產經營中融入基于循環經濟相關理論的環境管理會計相關管理工具就顯得尤為重要。文章選取CR化工為案例企業,以資源流轉的最優化為核心,基于綠色發展和循環經濟等相關理論,結合物質流成本會計等核算分析方法,構建循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程[1][2]。詳盡描述循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程應用于實踐的方法路徑與結果,旨在優化CR化工生產和環境管理工作,提升CR化工的經濟效益和環境效益,為實現化工企業綠色高效發展做出有益嘗試。

二、研究回顧

(一)循環經濟理論發展與實踐相關研究

國外方面,宏觀層面上,國際上主要采用物質流分析對經濟系統進行I/O分析并設置相應指標;在中觀或微觀層面上,國外研究者主要針對生態工業園進行專項研究,或者從循環產業角度研究社會的物質循環問題[3][4]。

國內方面,宏觀層面上,主要是從物質流分析和物質流管理的經驗方法上進行研究的,循環經濟評價指標體系應以資源高效利用和循環利用作為主要目標;在中觀層面上。研究者主要集基于生態工業園模式來研究循環經濟發展模式、評價與應用體系;在微觀層面上,研究者主要集中于企業內部流程之清潔生產、環境管理體系等,單獨提及企業層面循環經濟發展模式與評價體系的文獻較少,缺少對企業微觀層面的循環經濟研究。而企業微觀層面的循環經濟研究在整個系統中處于基礎地位,是中觀和宏觀循環經濟發展與評價的數據資料來源。因此,企業微觀層面的循環經濟研究極為重要[2][5]。

(二)物質流成本會計相關研究

國外方面,物質流成本會計(MFCA)主要是由20世紀90年代的物料流量分析演變而來。物質流成本會計一經提出,即引起了國際社會的廣泛關注和重視。日本積極引進該方法,并結合本國企業實際情況對其進行了修正。21世紀初,日本首先推出了世界范圍內首個MFCA指引—《物料流成本會計指針(第一版)》。之后,聯合國、德國等相繼頒布了以物流成本會計為重點的環境會計準則。

國內方面,物質流成本會計在我國的研究起步較晚,在對國外經典案例分析的基礎上,我國學者多集中在物質流成本會計理論和核算方面的研究,在企業中實際應用的案例研究較少。在我國倡導循環經濟及實施產業轉型的形勢下,這種核算方法在企業的推廣應用將對發展循環經濟,促進減排目標的實現具有重要的現實意義。

三、循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程

PDCA循環又稱戴明環,其將管理過程分為四個階段,分別是Plan(計劃)、Do(執行)、Check(檢查)和 Act(處理)。文章通過將循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析與PDCA循環流程相結合,將循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程分為四個部分:

第一部分為策劃。該部分的內容首先是管理層應根據各項反饋進行環境管理工作的改進,同時要不斷組織員工進行學習;其次,要選定分析的對象及時間范圍;最后,在已經確定的生命周期范圍內根據工藝的特征來劃分物量中心。

第二部分為實施。該部分首先是根據質量守恒原理建立物質平衡賬戶和物質流模型,并基于物料平衡的概念建立MFCA計算模型,分配正制品成本和負制品成本[6];其次,要根據分析對象向外排放的廢氣污染物量和生產作業消耗的不可再生資源量,運用生命周期損害評估法LIME計算出外部環境損害價值;最后,要對分析對象的工業總產值和工業增加值進行核算,其主要目的是核算和明晰企業最終產品在形成過程中的價值增值環節,了解企業資源增值的最具潛力環節。第三部分為檢查。該部分主要內容是在核算完成后,整理歸集分析對象的相關核算數據,可以得到分析對象的整體價值流結果綜合分析診斷表。在基礎層面,進行資源流轉成本及價值分析和外部環境損害價值的總體評價;在核心層面,利用資源價值流轉方程式之評價分析模型分別對資源輸入階段、資源循環利用階段和資源及廢棄物產出階段的核心效率指標進行評價分析?？赏诰蚺c發現企業現場的潛力改進點和流程改進環節,確定企業資源與環境管理、循環經濟發展的改善重點,為管理決策提供支持。

第四部分為改進。該部分主要內容是評價基于分析得來的數據,尋求企業提升環境和財務績效的機遇,并采取一定的措施來實現生產和環境管理工作的優化,如環境管理體系的改進,循環經濟的進一步發展,產品線的改良,材料研發工作的加強等。

四、循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析的應用

(一)策劃

1.環境管理工作的改進與組織學習

CR化工管理層要大力支持循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程應用工作,其主要職責為依據各個部門反饋的信息,審核并確定環境管理決策,針對各項反饋對環境管理工作進行改進;此外,CR化工管理層要組織財務人員和環境管理人員學習有關循環經濟和MFCA 的專業知識,以便能理解和運用該分析流程。

2.明確分析對象及時間范圍

文章選取CR化工銷量最大的雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)的生產過程作為分析與管控對象,以此來說明以循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程在CR化工生產過程及環境管理中起到的關鍵作用。時間層面,以年為單位進行研究,該產品年產銷量根據公司資料顯示為100000kg/年。

3.確定生產流程中的物量中心

根據雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)產品的工藝特征,文章將雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)的生產過程劃分為一步酯化反應中心、一步蒸餾中心、二步酯化反應中心和二步蒸餾中心四個部分。

(二)實施

1.構建物質流模型

在構建物質流模型的過程中,單個工序和整個系統的物質平衡都建立在每釜用量的基礎上。雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)生產線每釜工藝物質流模型圖如下圖所示。

圖 雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)物質流模型圖

綜上,基于每釜生產出1642kg成品,需消耗 2299.5kg 原料,約195.5kg 的原料在系統內循環利用,有657.5kg 的物質流出系統。在排放物質流中,452kg 的氯化氫溶液產品作為副產物出售,21kg的廢液排出,有184.5kg的物質損失。

2.正產品與負產品成本的分配

根據物質流模型得出正制品物理量和負制品物理量,計算出一步酯化反應中心的資源損失率為12.97%,一步蒸餾中心的資源損失率為9.98%,二步酯化反應中心的資源損失率為16.05%,二步蒸餾中心的資源損失率為10.29%。

在收集完各項數據后,根據計算出的各物量中心資源損失率對整個年度BDP生產線產生的物料成本、系統成本、能源成本及廢棄物管理成本等全部流量成本在每個物量中心的正、負制品之間進行分配。得到CR化工2022年度雙酚A四苯基雙磷酸酯(BDP)生產線物料流成本矩陣,如表1所示。

表1 CR化工2022年度BDP生產線物料流成本矩陣(萬元)

3.外部環境損害成本的核算

根據CR化工公司2022年度BDP生產線各物量中心不可再生資源耗費與廢棄物外排數量,并查閱LIME環境損害統一化系數計算表以確定對應廢棄物的系數值(日元),計算出各物量中心產生的外部環境影響的貨幣化金額。CR化工2022年度BDP生產線外部環境損害價值如表2所示。

表2 CR化工2022年度BDP生產線外部環境損害價值表

4.資源價值流轉評價與分析方程式相關效率的核算

首先,根據各項整理計算出的數據,計算出BDP生產線年工業總產值及工業增加值,結果如表3所示。

表3 CR化工2022年度BDP生產線工業總產值表

資源效率、附加價值產出效率以及環境效率一體化的資源價值流轉評價分析方程式為:單位資源投入的環境負荷率=資源效率×附加值產出效率×環境效率。其中,資源效率=總產值÷資源投入量,附加值產出效率=工業增加值÷總產值,環境效率=廢棄物排放量÷工業增加值。根據以上公式,計算出各項效率指標值如表4所示。

表4 BDP生產線資源價值流轉評價與分析方程式計算結果

(三)檢查

在核算完成后,整理歸集BDP生產線的相關核算數據,可以得到BDP生產線的價值流結果綜合分析診斷表,如表5所示。

表5 BDP生產線價值流結果綜合分析診斷表

通過上表可以看出,BDP生產線內部資源損失成本總體數值很大,而且大部分成本通過日常的生產和記錄活動是不會被發現的,因此企業基本忽略了這部分的內部資源損失成本,更不會去想方法降低此類成本,造成了巨額的浪費;外部環境損害成本也較大,這與企業內部資源損失成本的忽略是有一定關系的,如果采取方法降低內部資源損失成本,則外部環境損害成本也會降低;單位產值的外部損害比率值較低,是因為化工產品本身價值高,但單位產品的外部損害比率值達到了2311萬元/萬噸,是很高的數值,說明其排放的廢棄污染物對環境造成了很大程度的損害,這與化工行業的高污染、高排放有很大的關系,應重點對其進行分析,尋找下降空間;資源效率值很高,是因為化學產品生產的本身特點所決定的,但經過物質資源更深程度的循環利用,可進一步提升原材料生產效率及能源效率,從而提升資源效率;附加值產出效率值較高,是因為化工產品本身的高利潤,但在提升資源成本有效利用率,降低廢棄物成本損失率后,其仍有一定的上升空間;而環境效率值較大,說明該生產過程中單位附加價值的污染物產生量較大,單位附加價值的外部損害價值較高,應重點關注并加以分析;最后,由資源效率、附加值產出效率和環境效率三者計算出的單位資源環境負荷率數值很大,意味著該生產線資源、環境及經濟的綜合效益較差。綜上,BDP生產線價值流結果綜合分析診斷表反映出了物質及其成本在BDP生產線流轉過程中存在著很多問題,因此,應針對以上問題對各物量中心分別進行技術分析。

經與技術人員共同對各項數據進行分析,發現各物量中心存在的主要技術問題如下:

一步酯化反應中心主要問題:首先,該方法為一次性入料,期間產生的粉塵顆粒會造成反應釜尾氣管及二段入料管等堵塞,造成物料損耗。其次,該物量中心的反應溫度沒有達到最佳且不穩定,影響產品質量和收率。

一步蒸餾中心主要問題:蒸餾殘液的排放方式有一定的缺陷,造成三氯氧磷和雙酚A的循環利用率不高,同時造成中間體的損失。

二步酯化反應中心主要問題:首先,反應過程中沒有進行分步保溫,影響產物的聚合度和收率。其次,反應的時間過長,體系粘度增加,影響酯化反應,造成收率偏低。

二步蒸餾中心主要問題:首先,蒸餾過程中溫度偏高,會分解掉一部分最終的產品。其次,蒸餾殘液中存在超量的苯酚和中間體,造成苯酚和中間體的循環利用率不高。

(四)改進

1.企業要重視環境管理工作

企業管理層應重視環境管理工作,不斷從思想上加以引導各級員工樹立正確的環保思想,重視高額產出背后隱藏的環境成本,正視環境的消極影響,認識到利潤最大化是一種錯誤觀念,不將其作為生產經營的首要目標。同時,應將循環經濟背景下的物質流及價值流的相關的核算與分析加入到企業的環境管理體系中,不斷提升企業的環境管理工作質量,形成良性循環。

2.企業要重點發展循環經濟

循環經濟是一種以資源節約和循環利用為主要特點的經濟形式,又被稱作資源循環型經濟,它能徹底解決資源的過度消耗、環境污染等問題,是實現可持續發展的必由之路。第一,企業應遵循節能減排的原則,在最大程度減少原材料及能源的使用,對易造成環境污染的資源進行控制;第二,企業要堅持產品重復利用的基本原理,即生產出來的產品及包裝容器可以在最初的狀態下進行重復利用;第三,企業應加強對能源、水資源和廢棄物的循環利用,打造循環經濟企業。第四,企業應加大循環經濟宣傳和教育,提高企業員工對循環經濟的認識。

3.針對BDP生產線各物量中心的技術優化建議

在一步酯化反應中心中,應采取分段入料法來制備中間體來解決投料時粉塵顆粒堵塞管道及造成物料損耗的問題。同時,針對反應過程中的溫度控制問題,應采用程序升溫的方式,反應的最佳條件為:40-45℃,4h+80-90℃,6h。該方式可減少副產物氯化氫的生成和三氯氧磷的揮發,同時提升反應效果,使產品質量提高和收率增加;在一步蒸餾中心中,應改善蒸餾殘液的排放方式,使其中的物料得到最大程度的回收循環利用;在二步酯化反應中心中,應減少苯酚的投入量,使得反應更加完全,使殘余的苯酚維持在正常的水平,從而減少物質損失。同時,分析得出該反應的最佳條件為酯化溫度140-150℃,反應時間8h,期間要進行分步保溫,在反應的最后三小時中通入氮氣進行強化,有利于氯化氫脫除干凈,提高產品含量和收率;在二步蒸餾中心中,應進行蒸餾過程溫度的控制,降低一定的溫度并使其保持穩定,使蒸餾的效率得到提升,最終的產品不會因蒸餾溫度過高而分解。同時,應改善蒸餾殘液的排放方式,提高苯酚和中間體的循環利用率,降低物料損耗。

五、結論

文章在當前化工企業面臨生產及環境管理問題的基礎上,構建了循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程,以CR化工某生產線為研究對象,以資源流成本與流轉價值分析、外部環境損害價值核算、資源價值流轉方程式之評價分析等方法為基礎,對CR化工BDP生產線的物質及其價值流轉狀態及規律進行詳盡分析。發現了CR化工在生產及環境管理工作中存在的問題,并針對其存在的問題合理制定了優化建議,說明了循環經濟相關理論以及MFCA相關方法在企業發展中的重要作用,同時也驗證了將這種分析流程推廣到整個企業以及整個集團的可行性。因此,文章所構建的循環經濟背景下的“物質流—價值流”分析流程具有較高的可操作性,有助于化工企業實現資源節約、環境友好的可持續發展目標,實現經濟、環境和社會的綜合效益。