家具供應(yīng)鏈碳排放測(cè)算與控制

陳 思，龐 燕，胡麗輝

（1.中南林業(yè)科技大學(xué) 物流與交通學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.懷化學(xué)院 商學(xué)院，湖南 懷化 418000）

1 引言

自1997 簽署《京都議定書》起，全球?qū)⒌吞及l(fā)展正式納入議程，中國(guó)政府在控制碳排放方面做出了不懈的努力。作為全球最大的家具制造商，2017 年中國(guó)家具產(chǎn)量為8.07 億件，同比增長(zhǎng)3.64%，展示了我國(guó)家具消費(fèi)能力的上升，也導(dǎo)致生產(chǎn)家具導(dǎo)致的能源消耗不斷增加，家具供應(yīng)鏈所產(chǎn)生的碳排放量也在逐年上升，阻礙了家具供應(yīng)鏈的綠色低碳發(fā)展。控制供應(yīng)鏈上的二氧化碳排放，會(huì)對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)政府一直承諾的減緩氣候變化的目標(biāo)做出重大貢獻(xiàn)[1]。同時(shí)，Sarkar B,Ahmed W,Kim N.指出在當(dāng)今全球市場(chǎng)上，供應(yīng)鏈參與者必須相互合作以獲得額外的利益和長(zhǎng)期回報(bào)，而控制碳排放，創(chuàng)造清潔環(huán)境是必要的[2]。因此，有必要對(duì)家具供應(yīng)鏈碳排放進(jìn)行測(cè)算研究，提出控制家具供應(yīng)鏈碳排放的建議，達(dá)到提高物料和能源的利用率，減少整個(gè)鏈條碳排放的效果，促進(jìn)我國(guó)家具行業(yè)綠色低碳發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)外碳排放相關(guān)研究可分為三方面：一是立足碳足跡：Lidija Cucek（2012）對(duì)各種檢測(cè)碳足跡的分析工具進(jìn)行了綜述介紹[3]。Leticia Ozawa-Meida（2013）通過(guò)收集不同部門的數(shù)據(jù)以確定碳熱點(diǎn)，對(duì)英國(guó)大學(xué)碳足跡進(jìn)行了研究[4]。章玲玲（2018）從碳足跡優(yōu)化入手，分析得出供應(yīng)鏈企業(yè)協(xié)同合作可以減少供應(yīng)鏈碳足跡[5]。李帥帥，孫貞昌（2019）提出西部地區(qū)森林碳匯的抵消效果，提出森林碳匯是低碳經(jīng)濟(jì)不可或缺的模式[6]。二是基于創(chuàng)新低碳供應(yīng)鏈模式。王忠偉（2015）劃定鋼鐵供應(yīng)鏈的邊界，對(duì)鋼鐵供應(yīng)鏈的碳排放進(jìn)行測(cè)算和分析[7]。程永偉（2017）構(gòu)建供應(yīng)商獨(dú)立減排模式MSI，對(duì)原材料批發(fā)價(jià)、減排率及價(jià)格進(jìn)行nash均衡博弈，表明高強(qiáng)度的碳政策并不一定能夠有效激勵(lì)企業(yè)減排[8]。楊仕輝（2017）構(gòu)建了一個(gè)生產(chǎn)商作為斯塔克伯格競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)導(dǎo)者的雙渠道低碳供應(yīng)鏈[9]。三是結(jié)合不同行業(yè)分析碳排放。Roibás L.通過(guò)采用新的排放因子來(lái)測(cè)算土壤的N2O，并立足香蕉價(jià)值鏈碳足跡進(jìn)行評(píng)估[10]。Yang L,Zhang Q,Ji J.提出在兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)供應(yīng)鏈中，水平方向制造商之間的減排決策存在納什博弈[11]。周媛等人從林木產(chǎn)品剩余物的生物質(zhì)燃料入手，采用生命周期法研究其系統(tǒng)邊界，得出其加工成型階段產(chǎn)生的碳排放最大[12]。Shih-Chang Tseng（2014）構(gòu)建數(shù)學(xué)決策模型，從成本角度考慮可持續(xù)供應(yīng)鏈管理中二氧化碳排放所涉及的社會(huì)成本[13]。Nouira I.（2016）提出了正向供應(yīng)鏈對(duì)碳排放敏感需求的影響[14]。但總結(jié)看來(lái)國(guó)內(nèi)外研究層面還停留在大型制造行業(yè)，對(duì)家具行業(yè)碳排放測(cè)算的相關(guān)研究較少。

2 家具供應(yīng)鏈的界定

家具供應(yīng)鏈?zhǔn)且约揖咂髽I(yè)為核心，由原材料供應(yīng)商、家具企業(yè)、第三方物流公司和最終客戶所組成的網(wǎng)絡(luò)，是家具完成從原料到成品、從生產(chǎn)到消費(fèi)的實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈增值的過(guò)程[15]。Lee K-H（2011）將碳足跡引入到汽車供應(yīng)鏈管理中，提出系統(tǒng)邊界的界定是碳排放測(cè)量的重中之重[16]。家具供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)如圖1所示，通過(guò)門店接單、采購(gòu)原材料、接單、排單、生產(chǎn)、配送，整個(gè)家具供應(yīng)鏈中，家具企業(yè)作為鏈條核心，對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈成員之間信息和物流進(jìn)行協(xié)調(diào)與控制，通過(guò)整合平臺(tái)將鏈條上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)（供應(yīng)商、運(yùn)輸公司、配送中心，門店）的需求信息和數(shù)據(jù)整合到一起，進(jìn)行有效溝通，通過(guò)對(duì)各自不同職能進(jìn)行有效分工與合作，實(shí)現(xiàn)流暢的資金流、物流和服務(wù)流，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)家具供應(yīng)鏈價(jià)值鏈持續(xù)增值。

圖1 家具供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)圖

該供應(yīng)鏈基本活動(dòng)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原材料采購(gòu)、供應(yīng)商選擇、制造、再制造、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售、逆向物流等。上下游節(jié)點(diǎn)企業(yè)：上游主要是材料供應(yīng)商，下游節(jié)點(diǎn)企業(yè)就是門店。以需求拉動(dòng)，客戶信息為導(dǎo)向，以家具設(shè)計(jì)師、先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，將原材料供應(yīng)商、設(shè)計(jì)師、家具企業(yè)、第三方物流公司、分銷中心、門店、用戶等形成一條高效彈性的家具供應(yīng)鏈，使得信息流、資金流、物流和服務(wù)流貫穿整個(gè)家具供應(yīng)鏈條。其中作為關(guān)鍵的家具企業(yè)環(huán)節(jié)的碳排放量就很大程度上決定了整個(gè)家具供應(yīng)鏈的碳排放程度，也就決定了整個(gè)家具供應(yīng)鏈?zhǔn)欠襁_(dá)到綠色和低碳發(fā)展要求。

為適應(yīng)家具供應(yīng)鏈高能耗、高碳排放現(xiàn)狀，家具供應(yīng)鏈中的供應(yīng)商、家具制造商和分銷商以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)有機(jī)組織起來(lái)，形成了供應(yīng)-生產(chǎn)-倉(cāng)儲(chǔ)-銷售-配送的供應(yīng)鏈，從圖1 中可以看出，原料供應(yīng)商、家具制造商和分銷商形成的復(fù)雜上下游供需鏈條結(jié)構(gòu)成為共同解決高碳排放的難題。

3 家具供應(yīng)鏈碳排放測(cè)算

3.1 家具供應(yīng)鏈碳排放體系構(gòu)建

結(jié)合家具供應(yīng)鏈分析了家具供應(yīng)鏈碳排放與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及環(huán)境之間的關(guān)系，構(gòu)建了如圖2 所示的家具供應(yīng)鏈總體碳排放體系。

圖2 家具供應(yīng)鏈碳排放體系結(jié)構(gòu)圖

圖2 表示的主要包括家具供應(yīng)鏈的原材料和輔料的采購(gòu)，家具產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售、組配包裝、配送和回收等環(huán)節(jié)。由于供應(yīng)鏈條上和消費(fèi)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放量比較少，所以在下面的模型中就暫時(shí)沒(méi)有涉及其中，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中由于使用漆料和涂膠等產(chǎn)生的可揮發(fā)性有機(jī)物用二氧化碳等量轉(zhuǎn)換，但碳排放系數(shù)可能不是很精確。其次，家具供應(yīng)鏈在家具的生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)以及倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)均產(chǎn)生不小量的碳排放。構(gòu)建家具供應(yīng)鏈碳排放體系模型測(cè)算出每個(gè)環(huán)節(jié)上消耗的能量或是產(chǎn)生的碳排放，并以此作為碳排放控制的依據(jù)。

3.2 家具供應(yīng)鏈生產(chǎn)流程分析及碳排放測(cè)算模型

要實(shí)現(xiàn)家具供應(yīng)鏈的低碳發(fā)展，就應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏈條的碳排放監(jiān)控、測(cè)算和控制整條鏈的碳排放情況。碳排放的計(jì)量是一個(gè)行業(yè)節(jié)能減排的第一步[17]。在整個(gè)供應(yīng)鏈過(guò)程中，主要的碳排放環(huán)節(jié)有采購(gòu)環(huán)節(jié)、生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)、銷售、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和回收環(huán)節(jié)五個(gè)方面。即：

式（1）中，分別是采購(gòu)過(guò)程、生產(chǎn)過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程和回收流程中產(chǎn)生的碳排放量（t），其中為計(jì)算方便，將采購(gòu)、運(yùn)輸、銷售以及回收的碳排放概括成運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳排放計(jì)算，耗費(fèi)的主要是來(lái)往車輛所耗費(fèi)的燃油資源；由于家具生產(chǎn)一般使用的能源有天然氣、電力以及漆料、涂料分解所轉(zhuǎn)化成的廢水廢渣，則將生產(chǎn)碳排放分解為天然氣燃燒、電力消耗以及廢水廢渣所產(chǎn)生的碳排放來(lái)核算碳排放量；倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)則通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)所占空間的電力耗能來(lái)測(cè)算碳排放量。具體計(jì)算如下：

3.2.1 家具供應(yīng)鏈生產(chǎn)流程分析及碳排放測(cè)算模型。一件實(shí)木家具要經(jīng)過(guò)生產(chǎn)才能進(jìn)入家具供應(yīng)鏈，家具的生產(chǎn)工藝流程圖以及其中的碳排放環(huán)節(jié)如圖3所示，圖中G表示可揮發(fā)性氣體VOCs。

圖3 木制類家具生產(chǎn)工藝流程（木質(zhì)文件柜為例）

通過(guò)圖3，將家具供應(yīng)鏈生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的碳排放量分解為天然氣燃燒和消耗電力以及各種油漆、涂膠轉(zhuǎn)化消耗來(lái)核算。 設(shè)以上分別為E生產(chǎn)，E1，E2，E3。即：

（1）化石燃料燃燒所產(chǎn)生的碳排放。根據(jù)政府出臺(tái)的企業(yè)計(jì)算碳排放指南公式：

式（3）中i為化石燃料的種類；ADi為化石燃料品種i明確用作燃料燃燒的消費(fèi)量；CCi為化石燃料i的含碳量；OFi為化石燃料i的碳氧化率。

（2）電力、熱力消耗所產(chǎn)生的碳排放。家具供應(yīng)鏈由電力消耗產(chǎn)生的碳排放量按公式（4）計(jì)算：

（3）漆料、涂膠轉(zhuǎn)化成廢水、廢物，處理廢水、廢物所產(chǎn)生的碳排放按公式（5）、（6）、（7）計(jì)算，TOW為工業(yè)廢水中可降解有機(jī)物的總量，以化學(xué)需氧量（COD）為計(jì)量指標(biāo)；S為以污泥方式清除掉的有機(jī)物總量；EFCH4-廢水為工業(yè)廢水厭氧處理的CH4排放因子；W 為厭氧處理的工業(yè)廢水量；CODin 為進(jìn)入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)的廢水平均COD濃度；CODout 為從厭氧處理系統(tǒng)出口排出的廢水平均COD濃度；B0為工業(yè)廢水厭氧處理系統(tǒng)的甲烷最大生產(chǎn)能力，單位千克CH4/千克COD；MCF為甲烷修正因子，表示不同處理系統(tǒng)或排放途徑達(dá)到甲烷最大產(chǎn)生能力（B0）的程度，也反映了處理系統(tǒng)的厭氧程度。

3.2.2 運(yùn)輸環(huán)節(jié)分析及碳排放測(cè)算模型。借鑒李雙艷從生物質(zhì)的角度針對(duì)生物質(zhì)電廠碳排放強(qiáng)度大的問(wèn)題，研究其燃料供應(yīng)次級(jí)運(yùn)輸最小碳排放路徑的實(shí)現(xiàn)辦法[18]。由于采購(gòu)和銷售的碳排放測(cè)算模型類似，回收和運(yùn)輸?shù)奶寂欧艤y(cè)算模型類似，由此用運(yùn)輸環(huán)節(jié)概括采購(gòu)、銷售和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，假設(shè)家具產(chǎn)品所有產(chǎn)生位移的環(huán)節(jié)運(yùn)輸量為Q總（t），主要采用公路、鐵路、水路三種運(yùn)輸方式，各種運(yùn)輸方式承擔(dān)的運(yùn)輸量和運(yùn)距分別是n1,n2,n3,d1,d2,d3，燃料的排放因子為EFa（kg/TJ），設(shè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)總碳排放、公路、鐵路和水路運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕糠謩e為為E運(yùn)輸,E公,E鐵,E水，（能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)見表1）則：

表1 能源折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)

3.2.3 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)分析及碳排放測(cè)算模型。家具供應(yīng)鏈的倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)考慮的主要是家具存放在一定空間內(nèi)所耗費(fèi)的資源能源產(chǎn)生的二氧化碳排放，用E倉(cāng)儲(chǔ)表示。倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)分為三個(gè)部分：首先是未出庫(kù)前，在庫(kù)所耗費(fèi)的空間帶來(lái)的電力耗費(fèi)和日常保養(yǎng)材料的耗費(fèi),由Ea表示；其次是中間商賣場(chǎng)里所占的倉(cāng)儲(chǔ)空間所帶來(lái)的資源耗費(fèi)，用Eb表示；最后是回收的廢舊家具產(chǎn)品形成的材料耗費(fèi)以及所占空間的水電資源耗費(fèi)，用Ec表示。假設(shè)以上家居產(chǎn)品在不同階段所占倉(cāng)庫(kù)的有效容積分別為S1,S2,S3，每單位面積所耗費(fèi)的電力為Qs,家具產(chǎn)品的數(shù)量為m1,m2,m3，每單位廢舊家具產(chǎn)品所需的材料耗費(fèi)為q1,q2,q3，則：

4 實(shí)例

本文以國(guó)內(nèi)某典型家具制造企業(yè)木制家具為實(shí)例，對(duì)碳排放測(cè)算模型進(jìn)行驗(yàn)證。該公司在2018 運(yùn)營(yíng)期年產(chǎn)60 萬(wàn)套家具在生產(chǎn)環(huán)節(jié)所耗費(fèi)的各種油漆、涂料、部分能源消耗、各階段所產(chǎn)生的碳排放數(shù)據(jù)分別見表1-5。

表2 項(xiàng)目油漆工藝碳排放產(chǎn)生情況

表3 項(xiàng)目涂膠有機(jī)廢氣大氣污染物產(chǎn)生及排放情況

表4 2018年該家具制造企業(yè)部分能源消耗量

表5 2018年該家具制造企業(yè)供應(yīng)鏈各階段的碳排放 （萬(wàn)t）

結(jié)合前文中所出現(xiàn)的計(jì)算模型和幾張表中的數(shù)據(jù)計(jì)算，選取的國(guó)內(nèi)典型家具制造企業(yè)碳排放為0.9億t。家具供應(yīng)鏈碳排放除了由采購(gòu)、銷售、配送等運(yùn)輸類耗費(fèi)的汽油產(chǎn)生外，還有生產(chǎn)流程中耗費(fèi)的各種電力、天然氣以及各種油漆、涂膠產(chǎn)生的廢氣廢水處理產(chǎn)生的碳排放，占整個(gè)供應(yīng)鏈碳排放量的64.95%。測(cè)算和控制家具供應(yīng)鏈的生產(chǎn)流程是整個(gè)家具供應(yīng)鏈碳排放測(cè)算的重點(diǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)流程也是控制碳排放的關(guān)鍵。所以企業(yè)應(yīng)該提高能源效率，使用清潔生產(chǎn)技術(shù)，同時(shí)推進(jìn)技術(shù)革新，采用耗能低的生產(chǎn)設(shè)備，實(shí)行低碳生產(chǎn)，打造低碳家具物流。

5 家具供應(yīng)鏈碳排放控制策略建議

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)典型家具制造企業(yè)實(shí)例進(jìn)行分析，對(duì)上文中構(gòu)建的家具碳排放測(cè)算模型進(jìn)行驗(yàn)證，并結(jié)合調(diào)研情況得出了以下碳排放的控制策略。

（1）發(fā)展策略上：首先在測(cè)算環(huán)節(jié)要做到精確控制，選用合適的碳排放測(cè)算工具，確定不同環(huán)境表現(xiàn)下減少不同溫室氣體排放的范圍；調(diào)整資源結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變家具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)家具供應(yīng)鏈綠色低碳管理；加快產(chǎn)品升級(jí)，全面推進(jìn)家具品種、全面推進(jìn)質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)提升；選用低碳排放的機(jī)械化設(shè)備，優(yōu)化設(shè)施布局；實(shí)施政府補(bǔ)貼，通過(guò)政府補(bǔ)貼機(jī)制來(lái)調(diào)節(jié)消費(fèi)方和供應(yīng)方的矛盾，以達(dá)到供應(yīng)鏈上各方共同對(duì)抗碳排放效果。

（2）技術(shù)以及供應(yīng)鏈協(xié)作：推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)施創(chuàng)新；采用高效的清潔生產(chǎn)技術(shù)，達(dá)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)碳排放較低，以及家具供應(yīng)鏈的碳排放控制；供應(yīng)鏈參與者必須相互合作，并且建立經(jīng)濟(jì)效益和碳減排互相協(xié)調(diào)的可持續(xù)供應(yīng)鏈模型，共同控制碳排放，并創(chuàng)造一個(gè)清潔的環(huán)境促使供應(yīng)鏈綠色發(fā)展；加強(qiáng)零售商和制造商的合作，采用效益分成合同促進(jìn)兩者實(shí)現(xiàn)共贏，降低排放量。未來(lái)減緩碳排放增速的重點(diǎn)需要著眼于降低能源強(qiáng)度，即提高技術(shù)水平，通過(guò)減少能源轉(zhuǎn)換的損失來(lái)減少生產(chǎn)過(guò)程中的碳排量。

（3）采購(gòu)生產(chǎn)環(huán)節(jié)：優(yōu)化供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，購(gòu)買綠色的環(huán)保材料，選用低碳的涂膠和各種漆料；優(yōu)化生產(chǎn)流程，通過(guò)智能控制系統(tǒng)控制生產(chǎn)無(wú)效能耗，采用節(jié)能設(shè)備提高能源效率；鍋爐燃料從生物質(zhì)燃料調(diào)整為天然氣燃料；使用太陽(yáng)能清潔可再生能源；使用除塵系統(tǒng)，通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)開關(guān)除塵口和生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)生產(chǎn)狀態(tài)啟停動(dòng)作模組節(jié)約能源。

（4）運(yùn)輸環(huán)節(jié)：分析不同的運(yùn)輸方式在碳排放上的差異，采用碳排放最小的運(yùn)輸方式并通過(guò)碳稅提高能源價(jià)格進(jìn)而減少運(yùn)輸中的碳排放，或通過(guò)合理搭配各種運(yùn)輸方式達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)輸效果，用各種運(yùn)輸方式協(xié)調(diào)分擔(dān)碳排放。

（5）倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)：對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)所涉及到的能源使用和材料耗費(fèi)等方面進(jìn)行控制，對(duì)于庫(kù)容的有效性需要合理設(shè)置，通過(guò)對(duì)家具產(chǎn)品的有效調(diào)配盡量減少庫(kù)存產(chǎn)品的在庫(kù)時(shí)間，減少電力消耗和材料消耗。

6 結(jié)論

隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)提出了新標(biāo)準(zhǔn)，家具行業(yè)已進(jìn)入了綠色發(fā)展的軌道，但仍處于初級(jí)階段。為改善家具行業(yè)的高能耗、高碳排放現(xiàn)狀，應(yīng)以供應(yīng)鏈角度出發(fā)堅(jiān)持走綠色制造、綠色生產(chǎn)道路，上下游協(xié)同合作，共同解決碳排放環(huán)節(jié)存在問(wèn)題。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)典型家具制造企業(yè)進(jìn)行實(shí)地考察調(diào)研，構(gòu)建了模型，大致算出一件木制家具所產(chǎn)生的碳排放量并得出結(jié)論：家具行業(yè)碳排放環(huán)節(jié)主要在生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)所耗費(fèi)的能源以及所產(chǎn)生的各種涂膠、油漆和廢氣進(jìn)行處理均會(huì)導(dǎo)致大量碳排放；根據(jù)國(guó)家的政策和家具行業(yè)的特殊性提出了相關(guān)的碳排放控制策略建議。最后，因?yàn)槟Ｐ秃蛿?shù)據(jù)的不精確，得出的最終數(shù)據(jù)不是很精確，希望能夠在的研究當(dāng)中不斷加深理解，彌補(bǔ)不足之處。