基于系統動力學的浙江湖州地區制造與物流企業低碳聯動研究

陸 端，楊緣緣

（1.湖州職業技術學院，浙江 湖州 313000；2.浙江信息工程學校，浙江 湖州 313000）

1 引言

目前，浙江省湖州地區制造業發展正進入工業化中期的高級階段，低碳發展的產業和市場空間很大。作為浙江省生態文明建設試點市，為加速生態文明建設進程，湖州必須按照“資源節約型、環境友好型”社會建設的要求發展低碳經濟。制造與物流企業的低碳聯動發展是從物流環節在制造業中的產業連接點出發，聯動協同發展，相互合作調整，從而達到共贏的目的。兩業的低碳聯動強調的不僅僅是產業的合作共贏，更要與低碳模式相結合，推動湖州地區的低碳經濟發展。如果低碳聯動的社會與經濟效益是同方向發展的，這必然是湖州地區各大企業的自主選擇，但是低碳物流模式投入較大，技術上存在一定的障礙，在現實中廣泛推廣存在一定的限制。本文運用系統動力學的模型研究湖州地區兩業低碳聯動這一復雜的系統，通過對各影響因素的分析，為湖州地區的政府提出建議，將低碳聯動模式應用在湖州地區的制造企業與物流企業中，促進兩業的低碳聯動，從而實現區域的節能減排目標。

2 湖州地區兩業聯動系統分析

2.1 系統邊界設定

該系統是生態、社會與經濟效益三者合一的復雜組合。低碳聯動的本質是達到生態效益的最大化，改善環境的同時使社會效益顯著增加。湖州地區的制造企業采用先進技術改革粗放型的制造模式，在帶來生態效益的同時，企業的成本增加，制約了經濟效益，因此三大效益相互制約又協同發展。邊界設定如圖1所示。

圖1 系統邊界設定

2.2 模型假設

湖州地區兩業低碳聯動是一個復雜的大型系統，影響因素無法一一考慮，故作如下假設：

（1）模型排除其他產業對湖州地區國民經濟、能源消耗及CO2排放的影響。

（2）假設湖州地區經濟水平、能源消耗及CO2排放穩步增長。

（3）系統中以CO2排放量作為環境研究的指標。

2.3 系統因果關系圖

分析系統的邊界及湖州地區兩業聯動的特點，得到關系圖如圖2所示。

由圖2可以看出，經濟的增長促進制造業與物流業的同向增速發展，從而帶動需求的增長，需求拉動經濟，產生正面效應。同時，經濟的迅猛增長帶來能耗與污染。政府采取制裁性政策要求企業采用低碳模式，加大兩業低碳投入。大投入帶來大成本，成本的增加抑制低碳需求，給國民經濟的發展帶來負面效應。另一方面，政府采取激勵性政策鼓勵低碳投入，控制能耗與排污，從而實現節能減排。

圖2 湖州地區物流與制造企業低碳聯動因果關系

3 湖州地區兩業聯動系統模型構建

3.1 系統SD圖

根據湖州地區兩業低碳聯動的因果關系構建系統動力學模型（如圖3所示），模型中包含5個反饋回路（如圖4所示），各個反饋回路相互作用，真實并客觀的反映系統中國民經濟、制造業、物流業、低碳模式、能源、二氧化碳排放等各因素之間相互促進和相互制約的關系。

3.2 系統模型參數確定

本文系統模型的數據來源于湖州地區年鑒、物流網站信息等資料，通過回歸分析及數學推導得到主要表達式，建立各參數之間的數據關系。主要數據見表1。

4 湖州地區兩業聯動系統模擬與策略建議

針對湖州地區“十二五”規劃及“十三五”前期規劃要求提出的節能減排目標，從湖州地區制造業采取的各項政策分析對節能減排的影響，對湖州地區制造與物流企業的低碳聯動協同發展提出建議措施。

4.1 增加湖州地區環境總投入模擬

為了實現湖州地區節能減排的目標，首先應從地區低碳投入上加大比重。將模型中低碳發展投入系數加以調整，得到CO2的排放如圖5所示，以2019年為目標時間，當低碳投入增加到現階段的5倍，CO2的排放達到要求。由于比例較現有增長過大，單靠政府投入調節遠遠不夠。

圖3 湖州地區物流與制造企業低碳聯動系統SD圖

圖4 系統動力學SD模型中的反饋回路圖

4.2 湖州地區調整政策比重模擬

湖州地區為了實現節能減排，加速低碳聯動，通過對企業實行補貼、罰款、稅收、融資等經濟型政策，該類政策按照類別可分為制約型、鼓勵型和市場化三種。對征稅罰款和投入補貼改變對系統的模擬結果見表3，得到CO2排放量的變化，表中劃線數據即為達到區域目標。模擬結果顯示，current2（即鼓勵型增加/制約型增加=20/3）單位產值的CO2排放量最小，為最優的組合政策。因此要對湖州地區的環境經濟型政策實行有效的組合。

表1 系統模型變量說明

表2 環境總投入模擬

圖5 湖州地區環境總投入模擬CO2排放總量

表3 湖州地區調整政策比重模擬CO2排放量

圖6 政策投入比重調整模擬比較

4.3 湖州地區調整技術指標模擬

從上述模型的模擬結果可以看到，政府投入對于CO2排放總量的影響會逐漸減弱，所以一味的追加政府的投入無法形成可持續的減排效果。而從制造與物流企業的低碳技術出發，高效的低碳減排技術可以有效的達到減排目標，提高治理污染的效率，從根本上解決問題。對CO2的排放系數調整，從而進行系統模擬的結果見表4、圖7。

5 結論及建議

湖州地區對于物流與制造企業的低碳發展相關法律法規及政策并不完善，針對節能減排，部分領域采取了排污檢測，但是尚未形成系統的獎勵與懲罰機制及測量結果數據標準，因此低碳模式并沒有落到實處，也沒有達到預期目標。本文采用系統動力學模型，發揮其在研究復雜問題的優勢，對兩業聯動中的系統復雜關系進行研究，結果表明，地區政府的政策推動可以有效推動低碳聯動模式在物流與制造企業順利實現。據此，提出以下建議：

表4 降低CO2排放系數模擬

圖7 CO2系數改變模擬

（1）加大政府低碳投入。湖州政府根據各縣區經濟發展及低碳啟動的進程發展，調整鼓勵及制約政策比例，投資比例增加到現有的3倍左右，對于有助于低碳聯動的項目要給予針對性的支持，如政府的政策性補貼、貸款、減稅等。大力推行制造企業實行綠色采購模式，優先購買環境友好型產品，整合資源，形成區域型的優勢整體。

（2）通過有效手段大力宣傳節能減排的重要性，使低碳聯動的意識深入人心，從而鼓勵制造與物流企業采用低碳聯動模式，建立共享利益、共擔風險的協同關系。將循環經濟及低碳模式的理念注入重點企業的園區改造，妥善處理企業廢棄物，綜合利用資源，形成低碳產業鏈，改善環境的同時增大企業效益。推動工業制造園區向低碳產業、生態產業園區的方向發展。

（3）從行業能源總消耗量的角度看，湖州地區制造業中電力、紡織、非金屬礦產品、化工品等四大行業能源消耗總占比達到83%以上，單位產值的能源消耗與碳排放也高于地區評價水平。因此在這四大行業中推行低碳技術，進行低碳技術改造升級是當務之急。對企業的碳污染排放及能源消耗建立相應標準，重點關注超標企業，對其進行產業革新、低碳升級。

（4）制造與物流企業之間的低碳聯動通道要打通。湖州地區制造企業采用的設施設備要和低碳物流的工具保持一致，實現產品的標準化，保證兩業之間暢通，打通路子，使低碳模式平滑的在兩業之間運行。如果雙方面的設備不同，標準不一致，托盤、叉車、車輛用具不配套，會大大加大設備與工藝之間的阻礙，增加無效環節，浪費時間，從而導致聯動效率的降低。

（5）加速設施更新，淘汰落后產品。根據國家碳排放標準，對湖州地區的小印染、小鍋爐、小化工、小造紙企業嚴格把關，堅決禁止超過標準的企業運營，淘汰落后的高能耗的設備、工具、產品及技術，同時完善淘汰后的補償救助機制。淘汰落后產能的同時對低碳設備設施定期保護，延遲使用壽命。

（6）建立健全機制，積極探索低碳交易市場。在市場引入“碳排放權”、“碳稅”等經濟手段，對湖州地區的碳排放水平運用市場手段進行調節，鼓勵各制造企業與物流企業節約能源，減少碳排放。

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