造紙企業循環經濟價值流轉決策優化研究

周志方 肖藝璇 高巖

造紙企業循環經濟價值流轉決策優化研究

周志方 肖藝璇 高巖

作為資源消耗密集、污染排放嚴重的“雙高”典型產業，造紙企業循環經濟發展優化逐漸成為理論界和實務界的探討重點。目前國內外造紙企業循環經濟發展模式的決策優化尚未深入研究，其資源價值流轉決策優化研究尚屬空白。針對上述不足，本文以岳陽林紙這一典型造紙企業為研究對象，首先采用循環經濟價值流轉分析方法，利用循環經濟價值流轉核算體系得到造紙企業各物量中心的成本結果，結合評估指標的相關信息進行綜合診斷，以此設計出針對不同潛力改進點的優化方案；其次將層次分析法與灰色局勢決策進行融合構建造紙企業循環經濟優化模型，對不同方案做出最優決策；最后利用系統動力學對最優決策方案的成本效益變動進行檢驗；本文研究結論及相關建議對我國造紙行業及企業的可持續發展具有重要的理論與實踐價值。

造紙企業循環經濟價值流決策優化

一、引言

造紙產業發展水平與一個國家的經濟文明建設程度息息相關，尤其是在發達國家，造紙工業在國民經濟中占據重要地位。而我國紙制品產量和銷量早已位居世界首位，且產量保持著年均7.2%的增長速度。盡管造紙企業推行清潔生產多年，我國造紙行業成熟度日益提升，但環境污染與資源消耗問題仍然十分嚴峻，廢水排放量巨大，原材料木漿的需求一定程度上給森林資源和林業生態造成巨大壓力，固體廢棄物、能源等方面的負面影響也不可小覷。我國早已將節能減排納入“十三五”規劃，且明確提出造紙、鋼鐵以及印染等行業是產業規劃布局的關鍵。不置可否，針對造紙行業現狀，開展循環經濟已是大勢所趨。傳統循環經濟研究中的物質流分析、生態足跡和能量價值分析等方法，雖然可以清楚地描繪物質流動狀態，但難以測量和評價造紙企業內部資源價值動態流動狀況，在實踐中經常存在著“只循環、不經濟”的現象。而循環經濟價值流轉分析能通過對企業“物質流——價值流”的核算與診斷，挖掘出改善的潛力點，制定決策優化路線，構建標準方案，找出最優決策方案解決造紙企業在循環經濟發展中遇到的技術、經濟以及環境的實際問題。鑒于此，亟需建立起造紙企業循環經濟價值流轉決策優化框架體系，彌補現行學術界對造紙企業循環經濟決策優化特定研究的不足。

二、文獻綜述

循環經濟雖然是全球各層面大力推進的新型經濟增長范式，但國外學者并無循環經濟會計、循環經濟背景下的會計問題研究等專門提法，而是將企業資源利用、環境保護相關的財務會計問題歸屬于環境會計或社會責任會計的研究范疇內。作為微觀市場的主體，企業的循環經濟發展模式位居基礎地位，對其循環發展模式的構建和擴展研究也逐漸成為國內外學者近年來關注的焦點。國外學者多采用物料流轉會計（MFCA）對企業的相關成本進行核算分析，由此得出企業生產流程中的重點改善環節，MFCA的相關研究成果如表1所示。

就目前國外研究成果看，MFCA的應用領域主要集中在煤炭、發電、紡織等流程制造企業或園區。MFCA在企業生產流程中的成本核算應用與環境經濟效益評估近年來一直是國外學者研究的主流，利用核算評估結果進行企業成本的優化和控制研究也將逐漸成為又一重要領域。在此基礎上，不同企業的具體核算和擴展應用也將成為其未來發展趨勢，并且能為企業的運作管理帶來極大的經濟環境效益。

表1 MFCA文獻研究綜述

相對而言，國內對循環經濟的研究方向聚焦在它的發展模式、運行機制以及法律制度等方面。對資源價值流轉的研究在數量上雖不及循環經濟，但各學者基于不同的分析視角，對循環經濟資源價值流理論和實踐的研究逐漸深入，均形成了重要成果，主要分為三大方面：1）體系構建，即循環經濟背景下企業生產流程中的物質流、元素流，和由此形成的價值流分析；基本原則“體系構的體現；理論根據；二元核算框架；學科基礎等。代表學者有肖序、羅喜英、劉三紅等。2）擴展研究，即在企業資源價值流轉核算結果基礎上的縱向擴展，如資源價值流轉LIME評價體系、流轉方程式優化體系、成本控制以及企業循環經濟管理體系的綜合建立等。代表學者有周志方、鄭玲、熊菲等。3）實踐應用，即將該體系標準綜合應用到企業、企業集團和工業園區中，從而檢驗和完善該理論體系。代表學者有金友良、謝志明、王敏等。

循環經濟背景下，關于造紙產業的發展路徑一直都是國內學者研究的重點，但國內的相關文獻目前主要集中于強調建立造紙企業循環經濟管理機制重要意義的定性研究和構建造紙企業綜合成本核算和經濟效益、節能減排評價模型的定量分析上。近年來，學者開始不斷關注造紙企業集團一體化、產業鏈建設優化等相關問題，從企業集團或工業園區角度入手促進造紙產業實現循環經濟發展目標，如李玉忠等學者以山東造紙企業園區為例，以節約能耗、減少污染為維度，以原料再利用、水資源再利用和能源再利用為指標，建立了造紙企業循環經濟發展的基本模型；彭麗紅等學者從能源利用率和碳排放視角，以廣東造紙企業為例，構建了低碳經濟模式下的造紙企業園區資源循環發展模式。現有的研究大多將技術改進和物質流轉優化作為研究焦點，對造紙企業價值流轉的研究較少，同時關于環境成本的引入探討問題現有文獻相對較少。

綜上所述，循環經濟模式的研究主要從理論構建和案例應用兩個角度加以探討，已形成以二元成本核算體系為基礎，進一步擴展至效益評估、決策優化和成本控制的一套綜合標準體系，并在部分企業、集團和園區層面的實踐操作中進行了比較成功的應用推廣。但對于企業循環經濟發展模式的相關研究，工具模型缺乏完整的指標體系作為其構建依托，大大降低了評估模型的實際操作性。對于企業循環經濟發展模式的相關研究對象，國內外學者對其屬性界定集中于能值分析、生態足跡、物質流分析、生態效率等，對于循環經濟價值流的系統研究相對缺乏。且未形成完全適應中國企業實際情況的循環經濟價值流轉會計標準體系，在應用領域部門也還沒全面展開。對于造紙企業的循環經濟價值流轉研究，國內外的相關文獻集中于探討其園區內部的技術改進和環境效益，對造紙企業價值鏈的成本控制和決策優化研究更是缺乏。

三、決策優化設計

（一）數據基礎

造紙原材料初始資源進入企業后，其物質形態隨生產流程而逐步流轉，其中一部分資源流在企業內部再循環、再利用，除極少部分資源還原于自然以外，其他物質變成新的資源形態予以輸出：產品及廢棄物輸出。循環經濟價值流轉分析基本原則主要表現在資源投入成本、資源利用效率以及廢棄物排放等方面，而對這些數據的核算和綜合診斷是對造紙企業循環經濟進行決策優化的數據基礎。依據造紙企業典型工藝流程及其循環經濟基本模式，結合循環經濟“物質流——價值流”分析方法，可繪制其循環經濟價值流轉流程圖，如圖1所示。

圖1 造紙企業循環經濟價值流轉流程圖

造紙企業循環經濟價值流成本會計核算的基本方程式設計如下：

其中，RVi為物量中心i的價值流轉成本；

RUVi為物量中心i的有效利用價值流轉成本；

WLVi為物量中心i的廢棄物損失流轉成本；

WEIVi為物量中心i的廢棄物外部環境損害流轉成本。

當RVi＝RUVi，此時達到最優，降低WLVi并全部轉化為RUVi，WEIVi為零，經濟效益、生態效益和社會效益達到最大。其具體核算流程如下：

1、內部資源價值流成本核算和診斷

首先，選擇研究對象與劃分物量中心。本文將木材纖維流轉與循環廢紙元素作為造紙企業生產流程的內部研究對象，將物量中心劃分為備料物量中心、蒸煮碎解物量中心、洗篩脫墨物量中心、漂白物量中心和抄造物量中心。每個物量中心包含多道工序，投入的材料以及輸出的半成品也不盡相同。其次，通過分步計算進一步得出造紙企業循環經濟價值流轉圖。造紙企業循環經濟價值流轉成本由三部分構成：物料成本、能源成本和系統成本。根據質量守恒定律，依據輸出正負制品耗用原材料的不同，分別計算其組成部分的價值再進行匯總。最后，將對各個物量中心制造的負制品成本進行橫向比較，以進一步診斷企業的內部資源利用效率，從而突出需要重點改造的物量中心。

2、外部環境損害成本核算和診斷

根據造紙企業生產運作流程和廢棄物排放特點，本文采用基于終端模型的生命周期環境影響評價方法（LIME法）對造紙企業的外部環境損害成本進行核算和測量。

3、內部損失成本——外部損害成本的綜合核算診斷

利用內部資源價值流轉核算模型，可得到造紙企業正制品成本和負制品成本，即企業的資源流轉有效利用價值以及損失價值，從而進一步得出造紙企業生產中的資源內部損失。利用外部核算損害模型，可得出造紙企業資源損耗和污染物排放的外部環境成本，為企業的生產決策與環境管理提供依據。

（二）決策流程

考慮到造紙企業循環經濟價值流轉決策優化的實質是在對集團層面的資源價值流轉狀況進行分析的基礎上，以經濟效益和環境效益為目標，尋找企業環境效益改善環節和經濟價值增值節點，利用項目投資的方式進行資源價值流轉優化，對投資項目的重要程度進行篩選排序找出最優投資方案。由于人們對影響項目的各種因素并不能完全掌握，因此不確定性事件便成為投資項目風險產生的根源，灰局勢決策理論利用完全確定的信息解決不完全的信息，此外，還能使不可比的指標成為可比和量化的，因此，本研究采用灰色局勢決策對造紙企業循環經濟價值流轉的優化投資項目進行分析，選出最佳優化方案。

借鑒現有研究成果，造紙企業循環經濟價值流轉決策優化模型的構建流程設計大致如下：

1、根據造紙企業循環經濟“物質流——價值流”的成本流轉，核算其“內部資源損失成本”和“外部環境損害成本”，并進行相關物量中心成本損失的橫向比較，挖掘各物量中心的改善潛力點，以此作為后續決策優化的基礎數據。

2、編制造紙企業內外部成本二維核算匯總表，利用循環經濟指標體系進行綜合診斷，據此制定并實施針對性改進措施，采取逐項優化的改造思路提出各個投資項目和決策方案。

3、通過循環經濟指標對造紙企業價值流轉成本核算結果進行綜合評估診斷，作為決策優化的基礎和依據。

4、利用灰色局勢決策模型，將造紙企業循環經濟價值流轉優化決策中不同投資項目的效果樣本帶入，然后根據不同極性的目標的效果測度計算出綜合效果測度，對投資項目進行優劣排序，做出最優決策，達到資源價值流轉優化。

5、最后利用系統動力學對最優決策方案的成本效益變動進行檢驗。

四、案例分析

岳陽林紙股份有限公司（以下簡稱岳陽林紙）屬于造紙及紙制品行業，經營范圍包括機制紙、機制漿及木材等銷售，造紙產能約為100萬噸/年，商品漿產能40萬噸/年，其產品品牌在國內享有較高聲譽。公司充分利用自身較強的技術研發能力積極地推行生態經濟。

（一）循環經濟價值流轉決策優化

本文選取岳陽林紙2014年的相關信息為原始數據展開研究，并利用循環經濟價值流轉核算模型計算基礎數據。可得到岳陽林紙集團內外部成本二維核算匯總表，如表2所示。

表2 岳陽林紙內外部成本二維核算匯總表

通過上表進一步分析可得：造紙的生產工藝決定了原材料是在生產開始一次性投入，而輔助物料是隨著生產的進行逐步投入。所以在負制品分攤的新投物料成本中，蒸煮碎解物量中心新投物料成本高于其他物量中心新投的成本。在進行抄造時，由于要添加很多堿和化學助劑，所以新投物料成本排為第二。結合外部環境損害成本綜合比較可以得出：要有效降低岳陽林紙集團的內部資源流損失，可以集中精力改善蒸煮碎解、洗篩脫墨、漂白和抄造環節的工藝流程，或是可以在備料階段進一步加大適用二次纖維原料的比重。進行循環經濟改造是實現岳陽林紙清潔生產的重要手段，而要改善其污染現狀，蒸煮碎解物量中心是重要的突破口。

將上文構建的擴展優化模型帶入案例，利用層次分析法得出相關指標權重，按照灰色局勢決策基本流程對岳陽林紙的循環經濟價值流轉進行決策優化設計，其具體流程如下：

1、確定事件和決策，構建局勢

根據上文對岳陽林紙循環經濟價值流轉的綜合分析和現狀研究，挖掘岳陽林紙各物量中心的改善潛力點，制定并實施針對性改進措施，采取逐項優化的改造思路提出決策方案，實施循環經濟改造。因此，針對上述物量中心，本研究具有針對性地提出三個備選投資項目。

項目一是在蒸煮碎解中心里，投資堿回收車間，引入堿回收工藝，這樣既能回收堿和熱能以供企業自用，又能消除堿法制漿帶來的污染物。車間資金投入是55000000元，按10年折舊計算。堿的售價為2300元/噸，回收成本單價是1300元；每噸堿回收0.12噸石灰，單價按400元每噸計算，所以其額外收益為45150×95%×0.12×400=2058840（元）。針對其具體成本效益變動情況，如表3所示。

表3 堿回收綜合效益計算表（單位：元）

項目二是在漂白中心里，采用氧脫木素的全無氯漂白技術，預計投入10100000元，按10年計算使用年限。其具體成本效益，內部成本節約為27754379.99（元），外部損害成本降低額為：44887194.40（元）。

項目三是加大二次纖維紙張生產比重，適度降低植物纖維的原料投入。目前岳陽林紙的原料構成是以植物纖維為主，二次纖維為輔。本文將二次纖維原料投入量增加至一半水平，綜合比較不同方案的成本產出情況與經濟環境效益，即將投入200000噸木材和100000噸的廢紙方案，同將木材與廢紙原料各按150000噸投入生產進行橫向比較。其具體成本效益，內部成本節約為7508839.14（元），外部損害成本降低額為：30321662.04（元）。

2、給出目標及極性

綜合已有文獻和行業特征，構建循環經濟綜合診斷指標，并利用層次分析法確定每個指標的權重。根據建立的造紙企業循環經濟價值流轉決策優化模型，可確定各個目標值和極性，據此來分析上述方案的作用效度。

3、給出不同方案的目標效果樣本

將岳陽林紙建立的各個優化方案帶入優化模型的目標體系中，得到不同方案的目標效果樣本數據，如表4所示。

表4 岳陽林紙不同優化方案的目標效果

4、計算不同極性目標的效果測度

資源循環利用和社會環境效用指標的效果測度同樣依據上述方法，但少數特殊指標會出現負值，與灰色局勢方法運作規則相斥，故本文統一將負值結果設定為0，各目標值的效果測度如表5所示。

表5 岳陽林紙不同優化方案的目標效果

5、計算綜合效果測度并進行最優決策

（二）綜合成本效益的系統動力學檢驗

根據上述對岳陽林紙循環經濟價值流轉的決策優化方案構建和比較研究，以投資成本和綜合效益作為兩個水平變量，以年為單位進行計算分析，效率是兩個水平變量的比值，反映出岳陽林紙集團的成本效益關系。圖2是岳陽林紙運用上述三個改進方案構建的成本效益系統流圖。

在此基礎上，本文進一步得到岳陽林紙在上述三個優化項目下的原因樹分析，如圖3和圖4。

圖3 岳陽林紙優化方案下的成本效益系統流圖

圖3 岳陽林紙環境成本原因樹

圖4 岳陽林紙綜合效益原因樹

此外，vensim軟件還提供了對指標的反饋回路分析：

綜合效益

全無氯漂白技術純收益

二次纖維產能投入純收益

堿回收的純收益

通過原因樹和反饋回路等靜態研究手段，得到各個指標的影響原因、結果以及回路構成，從而對岳陽林紙的決策優化成本效益影響加以梳理，為之后的結果檢驗奠定基礎。

由前文對岳陽林紙優化投資的成本效益分析可知，岳陽林紙在三項投資項目中，其投入成本包括設備資本投資和年系統運營投資，綜合效益包括內部資源節約成本和外部環境效益。其實證具體核算步驟如下：

（1）數據無量綱化處理

利用線性比例法，各變量需進行無量綱化處理，再帶入系統流圖，對優化成本和效益的相關數據無量綱化處理結果如表6所示：

表6 岳陽林紙優化成本效益無量綱化處理數據

（2）模型導出方程處理

設定模型起始年份為2010年，終止于2020年。運用vensim分析，導出方程如下：

1）FINAL TIME=2020

Units：Year

The final time for the simulation.

2）INITIAL TIME=2010

Units：Year

The initial time for the simulation.

3）TIME STEP=1

Units：Year[0，?]，

The time step for the simulation.

4）全無氯漂白技術純收益=WITH LOOKUP(綜合效益，([(0，0)-(100，100)]，(0.8664，0.7523)，(0.9661，2.8741)，(0.9872，6.9469)，(1.0233，14.2136)，(1.1042，23.2465)))Units:Dmnl

5）二次纖維產能純收益=WITH LOOKUP(綜合效益，([(0，0)-(100，100)]，(0.7689，0.4432)，(0.8080，1.1448)，(0.9574，5.2134)，(1.1858，11.2231)，(1.1423，14.2195)))Units:Dmnl

6）堿回收技術投入純收益=WITH LOOKUP (綜合效益，([(0，0)-(100，100)]，(0.9121，0.5301)，(0.9786，0.7386)，(1.0646，4.6836)，(1.3135，8.6740)，(1.7639，10.6522)))Units:Dmnl

7）投入資本成本=漂白中心綜合成本年損失+機會成本年損失+堿回收年支出Units:Dmnl

8）綜合效益=全無氯漂白技術純收益+二次纖維產能純收益+堿回收技術投入純收益Units: Dmnl

9）效率=INTEG(環境效益/環境成本，1.96) Units:Dmnl

（3）動態分析——仿真分析

用vensim進行仿真，輸出2010——2020年岳陽林紙優化投入成本、綜合效益以及效率的的曲線圖如圖5所示：

圖5 岳陽林紙優化投入成本、綜合效益和效率輸出曲線圖

由圖5可得，根據同量綱的數據分析結果，優化成本的投入范圍為0-50，達到的綜合效益范圍是0-200，效率的范圍在0-10。從曲線變化走向趨勢看，針對岳陽林紙的三項優化方案，投入成本逐漸加大，且投入力度在后期呈較快上升趨勢；環境效益增加較為平穩，基本呈比例增長；效率則是在投入前期急劇上升，然后趨于平緩穩定。由此可以看到，岳陽林紙的優化成本投入是科學有效的。從模擬結果分析，投入成本在初期有很明顯的效率，效果可觀，持續加大成本投入后效率不再大幅增加。因此，對集團企業進行優化改進是必要的，但投入成本并非越大越好。為證明此推測，本文將調節vensim模型成本投入系數，變為前者成本投入的2倍，觀察環境成本效益以及效率的走向趨勢如圖6。

圖6 調整后的岳陽林紙優化投入成本、綜合效益和效率輸出曲線圖

由圖6可得，加大優化成本投入系數后，成本的投入急劇增多，其效益也有相當大的增長，但效率在2020年卻低于調整之前的綜合效益。可見，即使在資金投入加大到如此之多的情況下，其綜合效率的增幅依然有限。由此可以建議，當岳陽林紙集團的優化成本投入效率達到一定程度時，在規模不變的情況下，可保持投入而不必繼續增加。這個效率的具體數值企業可以根據其實際成本投入做合理變動，尋找優化投入成本效率與綜合效益最大化的平衡點。

（4）模型有效性檢驗

本文采用歷史檢驗法進行有效性驗證。模型檢驗很重要的一點是模型仿真結果與實際系統是否相符合，即系統行為與歷史數據的擬合度檢驗，以在一定程度上保證模型的正確性和有效性。表7列出了本文研究的三個指標變量2011——2014年的模擬結果。與實際系統的數據比較，發現它們的相對誤差均比較小，除了兩個數據在超過6%以外，其他均小于5%，因此可以得出結論，本文構建的模型所描述的系統行為與實際系統行為吻合度比較高。

表7 研究指標數據檢驗

根據系統動力學模型檢驗結果可知：采用氧脫木素的全無氯漂白技術、二次纖維生產工藝擴張和堿回收技術三種優化方案能產生較為理想的綜合收益。但在成本投入過程中需要注意：在總體規模固定的約束條件下，可保持現有投入而不必追加投資。這個效率的具體數值企業可以根據其實際成本投入做合理變動，尋找決策優化的投入成本效率與綜合效益最大化的平衡點。

五、結論

本文在研究對象的具體確定上，結合造紙企業的發展趨勢，提出了循環經濟背景下物質流轉的優化思路：以資源的高效利用和循環使用以及社會環境效益的提高為努力重點，以“減量化、再使用、再循環”的3R原則為規范準則，以“低消耗、低排放和高效率”為基本特征。本文在其循環經濟價值流轉優化模型的具體構建時，采用灰色局勢決策模型，并利用層次分析法對其進行權重確定。在循環經濟評估指標的基礎上，針對決策優化的流程運作和造紙企業的行業特征，構建了優化模型的目標體系，達到評估體系和優化體系的邏輯耦合。整套優化體系在具體案例分析中得到了較為成功的運用，在理論上滿足了造紙企業對經濟增長模式的要求和可持續發展的目標。但需要注意的是：在總體規模固定的約束條件下，成本的具體投入數值應根據企業實際情況做合理變動，尋找決策優化的投入成本效率與綜合效益最大化的平衡點。綜合來看，作為循環經濟研究分析方法的擴展，本文所構建的循環經濟價值流優化模型對實現資源/能源節約、經濟價值增值與環境負荷降低三贏目標具有重要的理論與現實意義，有效促進造紙企業循環經濟與可持續發展戰略目標的實現。

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Research on the Valve Stream Decision Optimization of Circular Economy in the Papermaking Enterprises

ZHOU Zhi-fang,XIAO Yi-xuan,GAO Yan
School of Business,Central South University,Changsha 410083

As a special industry of resource intensive and pollution emission,it's important for papermaking enterprise to change its productive mode into circular economy,which has become the focus in both theory and practice field.Today papermakingenterprisegroupgraduallybecomesanewtrend,buttheoptimizationresearchoncirculareconomyfor papermaking enterprise groups in the academic research field has not been widely involved yet.Considering the existing research achievements and the present situation of circulation economy development of papermaking enterprise groups,this paper will use the circular economy value flow analysis method to study the papermaking enterprise groups'new development mode.Overall,this paper has important research significance on the circular economy optimization of the papermaking enterprise group,routes of industry material flow,environmental management and the transfer of resource value.Finally,this paper also makes use of the system dynamics to test the cost effectiveness of the optimal decision scheme mentioned above.

Papermaking Enterprises,Circular Economy,Value Stream,Decision,Optimization

F272

A

教育部博士點基金（新教師類）項目（20130162120045），湖南省自科基金項目（2017JJ3399），湖南省社科評審委員會一般項目，湖南省社科基金基地項目（16JD67）

周志方，男，博士，中南大學商學院副教授，研究方向：生態與環境會計、碳會計等；湖南長沙，410083

肖藝璇，女，中南大學商學院研究生，研究方向：資源價值流轉；湖南長沙，410083

高巖，男，蘭州大學管理學院研究生，研究方向：企業戰略管理與持續發展；甘肅蘭州，730000