流程制造企业碳排放成本核算研究
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摘要：减少碳排放是流程制造企业节约能源、保护环境、应对气候变化的必由之路。而碳排放作为重要的成本要素已经纳入企业核算体系，成为影响企业经营决策的一个重要因素。因此，本文以流程制造企业中的钢铁企业为例，依据流程制造过程的物质流与价值流互动变化影响原理，组合运用会计、统计、环境及技术工艺等数据，追踪企业内部能源消耗与碳流状态，揭示企业碳排放节点以及外部环境损害价值，构筑一种可普遍应用于企业流程节能减排诊断、改善决策、过程成本控制及效益评价碳排放成本方法，以满足流程制造企业碳排放成本核算和管理、碳风险识别和防范、相关利害方决策分析之需求。结合本文案例分析，研究认为，钢铁企业碳排放主要产生于炼铁和连铸轧钢，故必须从两方面入手：一是减少所需碳量；二是降低对碳的依赖。其次，本文提出适合行业特点的碳排放成本核算模型、标准、评价指标体系与生态工业园区的碳排放成本模式将是未来的主要研究方向。
关键词：钢铁企业；碳排放；成本
中图分类号 F275.2 文献标识码 A 文章编号 1002-2104（2013）05-0029-07
尽管世界各国在德班联合国气候变化框架公约第十七次缔约方大会上各有收获，但作为发展中国家的中国，在“后德班”时期的减排之路仍将面临严峻的考验。因此，发展低碳经济已经成为必然的选择。钢铁行业作为我国国民经济最重要的基础产业和实现新型工业化的支柱产业，总产量已经连续16年位居世界第一。钢铁行业的碳排放在工业碳排放中占有很大比重，且又是流程制造行业中消耗资源能源和产生污染排放的重点行业，减少碳排放是其应对气候变化的必由之路。本文通过解析钢铁企业工艺流程中碳素流，构建碳排放成本模型，并深入其主要生产环节进行碳排放成本核算，为钢铁企业管理者开展碳排放成本管理提供数据，以推动企业实现低碳经济转型及持续发展。
1 碳排放成本基本理论
1.1 文献述评
作为全球气候变暖的首要因子，自20世纪90年代起，环境及生态工程领域的学者已经开始对碳存量和流量进行了核算，并采用物质流方法定量测度碳实物量。发展到今天，碳排放问题已越来越受到各国政府和相关机构的关注。随着国际会计界对企业碳排放有关问题的愈发关注，碳会计将传统财务会计框架逐渐扩展到了广义会计学的相关领域。Anita E等普遍认为，当今地球生态危机背景下，碳管理会计是一种面向管理者提供信息，以供其在碳排放问题上制定决策的可持续发展会计[1-2]。碳管理会计的核心为碳排放成本的核算、管理和控制。然而，由于碳排放的无形性，给碳排放成本的核算带来了不小的难度，致使学者们不得不从各个角度对于碳排放和交易相关的隐形成本显性化问题开展多方面的研究[3-5]。Ratnatunga J等认为可以从“环境成本会计”和“基于生命周期的碳成本核算”两个角度进行碳排放成本核算[6]；Lohmann L考虑了从成本效益的角度进行碳核算，并构建了碳交易机制下的碳会计框架[7]；Dutta S等认为在企业的管理决策中，必须引入基于价值链分析的碳足迹[8]；部分学者通过引入案例对实际产生的碳成本核算进行了解析；Kneifel J采用了基于生命周期的节能、碳减排和成本有效评估的方法对新商业大厦进行研究，并对碳排放成本影响进行了测量分析[9]；KiHoon Lee针对汽车行业供应链管理中的碳核算进行了研究，认为通过反映产品中碳元素的流动将改善供应链中的碳绩效[10]。
近年来，我国对碳排放成本问题的研究也取得了一些进展[11]。肖序等认为，应该从资源价值流的角度对碳排放成本进行解析，将外部碳因子引入碳排放成本管理和企业经营决策上来[12]；张白玲等综合国际碳足迹测算标准与测算步骤，构建了以企业碳物质流测算为基础的碳会计核算体系[13]；杨蓓等通过构建长短期碳排放成本决策模型，确定了碳排放量和碳排放成本的最优结合点以及长期碳排放成本随碳排放量下降而相应减少的趋势[14]；张惠茹等基于低碳经济的视角，对碳成本管理产生的背景以及内涵和计量进行了阐述，并认为战略成本管理的内容应积极扩展至碳成本的管理[15]。
从现有碳排放成本研究文献来看，多偏重于理论分析，缺乏可操作性的案例研究；现有研究还较多注重于碳排放事后补偿研究，而忽视了企业全流程的碳排放成本；比较注重于宏观、中观层面上的碳排放研究，较少涉及到微观企业层面的碳排放成本分析。而这正是本文研究的重点。
1.2 碳排放成本内涵
环境问题的核心是减少碳排放量，以提高能源消耗效率。目前对于碳排放成本，全球学术界并没有统一的定义。概括起来，包括以下几种不同的定义：一是从生命周期出发，认为是建立包括产品生产、制造、物流、使用和废弃而产生的有关碳排放代价及由此产生的补偿等方面的内容；二是认为是企业为预防、计划、控制碳排放而支出的一切费用，以及因超出既定的碳排放量而造成的一切损失之和；三是认为是企业在产品的生命周期过程中，为预防、控制、治理碳排放而取得预期环境效果和环境收益所发生的可用货币计量的各种经济利益的流出。以上定义均从不同角度入手，反映了碳排放成本的性质和特点，体现了成本费用与损失的本质特征，但其范围则在不同的层面上界定。有的界定于产品的生命周期，也有的界定于碳管理，还有的界定于超额排放量。这种不同的界定层面，形成了不同的表述。
为深入探讨碳排放成本，本文将碳素流抽象为碳排放成本的本质并以其为核心，深入其流程过程中各工艺环节，归集与其相关的能源、原料等含碳物质的运动中，解释其物质流与价值流“合二为一”的科学规律，来构建其概念定义。将碳排放成本定义为：为满足气候变化下低碳经济和可持续发展的要求，依据物质流与价值流互动变化影响规律，以碳素流过程为核心跟踪、描绘与其相关的能源、原料等物质在企业工艺流程中的不同时间和空间所发生的耗费，并将其货币化而形成的一种成本费用。
本文选取了流程制造行业的典型代表――钢铁企业为研究对象，通过对钢铁企业碳素流动的追踪分析，界定了其碳排放成本的和范围，构建基于碳素流的碳排放成本核算模型，并对企业碳排放成本进行数据核算和分析，以改善现行的企业管理政策模式。
2 基于碳素流的企业碳排放成本核算模型构建
2.1 碳素流动与价值流动的基本逻辑关系
在流程制造企业中，物质常以某种元素作为典型（如本文是采用的钢铁企业的碳元素）进行分析，追求物质流路线的不断变化。为研究流程中不同元素的流动规律，以及该规律对元素资源价值变化的影响作用，一般情况下，可选取流程中某一代表性元素C，探讨其流动规律及对应的价值变动率。现假设元素C是产品中的一个主要组成成分，可针对元素C绘制生产过程的元素流图，其中，R代表资源投入量，Pi（i=1，2，3...n）为第i阶段生产产品产量，Q i（i=1，2，3...n）为第i阶段废弃物的排放量[16]，见图1。
根据上图的元素C流图看到，在企业生产流程的各个阶段，元素C将依次发生一系列的物理和化学变化，每一阶段的输出端由两部分组成，即有效利用价值（合格品价值）与废弃价值（废弃物价值）。流程制造企业在每一生产阶段都会增加新的价值（成本）投入，从而推动了元素C价位的不断提高；产品开始投入使用后，经过不断磨损，元素C物质价值逐渐降低，随之其价位也相应地降低。因此，根据此思路，绘制元素C价位的变化，见图2、图3。
在生产流程的不同阶段，元素C都被分解为流向下一阶段的有效利用与废弃排放两种物质成本，因此导致了其价位的不断变化。图2中可以看到，元素C的有效利用成本呈累计上升趋势；而在图3中，各阶段的废弃物价位在前阶段呈现累计上升趋势，但在使用废弃阶段则价位急剧
下降。这种依据元素C的物质流动所带来的阶段价位变化，是流程制造业碳排放成本核算的基础之一。
钢铁企业的碳素流与其排放成本是密不可分的。对钢铁企业制造工艺流程进行碳素流运行规律的分析，是为了更好地掌握钢铁企业生产流程中的碳排放源，并对企业进行碳排放成本的管理。碳素流既表现为物质流，也表现为能量流。从物质流的角度看，钢铁企业的碳素能源的最终形式是碳排放物，这与成本乃至周边环境负荷是息息相关的；而从能量流的角度来看，碳素能源是钢铁企业的主要燃料，构成能量流的主体[17]。因此，在核算企业某工序的碳排放成本流转的存量或流量时，可以成本会计逐步结转模式为基础，运用“碳素流分析”手法，以每一过程或节点的物质流动和能量流动计算碳排放流转成本。通过对单位工序流程的“流”分析，得到其实际碳排放量，并将资源流成本会计中“流”运动对环境系统的外部损害价值纳入核算体系，使得碳排放成本的核算更加合理完整。其主要核算与分析模型见图4。
2.2 碳排放成本核算模型构建
流程制造企业碳排放成本在企业连续生产流程或节点流转，按各工序碳素的流向含量划分，主要是原材料与能源成本、中间投入的人工成本，同时，资产设备的折旧以及相关制造费用等间接性费用也以此标准分配，从而形成产品（或在产品、半成品）的能源（碳）有效利用价值与废弃物价值（碳排放内部成本），可构建计算公式为：
其中，RVi为第i流程或节点的碳素流成本；RUVi为第i流程或节点的碳流的有效利用价值；WLVi为第i流程或节点的废弃物损失价值（碳排放内部成本）；WEIVi为第i流程或节点的废弃物外部环境损害价值。结合钢铁企业的特征，以碳素流分析为标准，又可将后两类的价值分解为：
上式中，Cmi为第i流程或节点的原材料输入成本；Cei为第i流程或节点的能源输入成本；Cli为第i流程或节点的人工成本；Cpi为第i流程或节点的制造费用；Qpi为第i流程或节点的合格品碳元素含量；Qwi为第i流程或节点的废弃物碳元素含量。
流程企业碳外排所造成的环境污染与损害价值核算，可反映企业碳排放带来的社会成本，揭示企业对低碳经济和节能减排的社会责任履行情况。目前来说，在国外已经建立起了比较成熟稳定的数据库进行分析，且在各种环境管理的业绩评价中取得了较好的效果。其主要的方法包括基于端点模型的生命周期环境影响评价方法（LIME，Lifecycle Impact assessment Method based on Endpoint modeling），日本环境政策优先指数（JEPIX，Environmental Policy Priorities Index for Japan）和最大限界削减成本法（MAC，MaximumAbatement Cost method）等[18]。考虑到国内尚未构建适合流程企业的碳排放外部损害成本的
计算标准，在综合分析了以上几种方法的优劣基础上，本文引入了LIME方法。此法基于环境负荷物排放量进行环境影响评估，且包含范围非常广泛，目前已纳入投入（资源的消耗）和输出（废弃物的排放）的物质数量达到1 000余种，都能够将其转化为货币价值予以评价。因此，比较适合流程制造企业的外部损害成本计算。其碳排放外部损害成本的计算公式如下：
WEIVi=∑m，ni=1，，j=1 WEIij×UEIVij
（4）
其中，WEIij为第i流程或节点的j种环境影响废弃物排放量；UEIVij为第i流程或节点的j种废弃物的单位环境
损害价值。
根据LIME数据库资料进行计算后，可得出各物量中心的碳排放成本，并将成本连接起来可形成与其碳素流路线相匹配的资源价值流图。从该图中，可确定碳素流在各物量中心的成本与废弃物损失价值、环境损害价值等数据资料，可为低碳经济的现场诊断、分析与决策、成本损失控制，甚至为整个资源价值流路线的优化调整，都能提供有用的信息数据。由此可见，碳排放成本核算模型通过追踪产成品和半成品在各个工艺流程的变化，能够量化资源流程的各个因素，激励企业管理层在产品开发、包装设计、原料选择等方面尽可能节能减排，实现发展经济和保护环境的双赢。其将内部碳流价值损失（碳排放内部成本）和外部损害价值相结合，能够为企业确定整改的顺序提供数据支持，从而使得企业改善后的内部碳流价值损失和外部损害价值最小化，符合可持续发展和循环经济发展的要求。
3 钢铁企业碳排放成本核算案例分析
现代钢铁联合企业是复杂的“铁―煤”化工生产系统，工艺流程相对复杂。本文以国内某大型钢铁企业为例，根据其工艺流程，探讨其碳排放成本核算问题。
3.1 钢铁公司工艺流程及物量中心的确定
该钢铁企业主要采用长流程生产工艺。根据单位工序“流”中的CO2排放量的特点，考虑到碳排放产生比较大的工序，并依据不同设备的运行情况，可将该公司的生产线划分为五个物量中心：焦化物量中心、烧结物量中心、炼铁物量中心、炼钢物量中心和连铸轧钢物量中心。其相关模型构建见图5。
3.2 各物量中心碳排放成本的计算
钢铁企业碳素流贯穿了企业全部物量中心，因此，可以通过现场记录和实地测量的方式对各物量中心的输入、输出数据进行计量，得出各物量中心输出资源的碳排放内部成本与碳排放外部环境损害成本[19]。
3.2.1 碳排放内部成本核算
依据该钢铁公司各工序产品的含碳能源、材料的耗用量，按照碳元素流向含量进行划分，计算出各物量中心的材料成本、能源成本和系统成本，并按照碳元素的损失率计算出碳排放内部成本，计算结果见图6。
3.2.2 碳排放外部损害成本的计算
钢铁企业的碳排放外部损害成本的计算主要是按照现场诊断的数据，计算各物量中心的CO2数量，并予以标准化，借鉴LIME模型进行汇总计算。结合本案例钢铁企业CO2的碳排放量数据，其外部损害成本计算结果见表1。
3.3 基于碳排放内部成本和碳排放外部环境损害成本的双维度分析
根据上述钢铁企业各物量中心的碳排放内部成本和外部损害成本计算结果，可以进行碳排放内部成本――外部损害成本比较分析，见表1。
由表1可知，该钢铁企业在炼钢环节的碳排放内部成本较小，成本为157 573元，而炼钢环节的碳排放内部成本最大，成本为312 179元，而在碳排放外部损害成本方面，炼钢环节的成本较小，成本为9 667.7元，连铸轧钢的外部损害成本较大，为351 087.41元。企业在制定改善方案时，可据此综合考虑企业的碳排放内部碳素流成本和外部损害成本。
在本钢铁企业中，碳排放的重点主要集中在炼铁和连铸轧钢两个物量中心。其中，炼铁的碳排放内部成本最大，因此，降低碳排放成本主要应从以下两个方面入手：一是减少所需碳量，即降低还原比（焦比和燃料比），采用先进的技术，如高反应性焦炭技术和含碳热压球团技术；二是降低对碳的依赖，利用天然气等氢系还原剂，以及废塑料的再循环利用，促使其内部碳排放损害成本向左边移动，则可减少碳排放损失成本。其次，连铸轧钢环节的碳排放外部损害成本最大，企业必须引起足够的重视，否则，在不久的将来可能会产生相应的碳税和碳排放权交易问题，在节能减排和低碳经济中处于被动地位。反之，如果企业能够未雨绸缪，通过改善工业流程、加大设备投资来减少碳排放量，短期内企业可能会增加成本投入，利润随之减少，但利润减小的幅度可能小于外部损害成本的减少，在越来越重视发展环境问题的将来，企业将获得未来的经济利益流入。
使之标准化；③上表中参照2012年年末日元对人民币的实时汇率为1∶0.072 44，LIME系数（元/kg）为0.125 28；④炼钢工序碳排放所占比例小，其原因主要在于其能量主要来自于热铁水。
4 结论及未来研究方向
本文通过对流程企业生产流程中元素流的追踪，探讨了企业碳素流的物量计算，并借鉴价值流与成本逐步结转方法，对企业碳排放成本进行核算。通过“碳排放内部成本――外部损害成本”的双维度分析方法，开展综合分析评价，可确定每个生产工艺的节能减排潜力。此外，结合案例对钢铁企业碳排放成本进行了数据计算与分析，使得钢铁企业准确厘清自身的碳排放成本，从而改善企业耗能结构和能源介质，以达到企业发展低碳经济的模式创新。将此方法应用于实践，无疑可对流程制造业开展低碳经济、追求经济效益与环保效果同步提高具有重要的理论和方法上的推广意义。
本文的未来研究方向将集中到以下几点：
（1）建立适合行业特点的碳排放成本核算模型。影响流程制造企业的碳排放因行业的流程结构、能源结构及技术装备不同而各异，各行业必须根据自己的特点设计碳排放成本核算模型，用以帮助企业实现节能减排的目标。
（2）建立流程制造企业的统一的碳排放成本核算标准和评价指标体系。流程制造企业的生产运行是一项复杂的系统工程。因此，针对企业的碳排放成本问题，必须从整个制造流程入手，借助先进的计算机仿真技术，进一步建立行业碳排放成本考核指标体系，以有利于控制企业的碳排放问题，使企业在后德班时代企业竞争中争取更多优势。
（3）与其他流程制造企业一样，钢铁生产与其他行业在产品、资源提供、污染物处理上存在许多交叉和联系，共建工业生态园是发展低碳经济的必然趋势。因此，未来的碳排放成本管理研究将会针对工业园区的碳素流与价值流分析，设计工业园区碳排放成本核算模型，为工业园区的节能减排提供重要的管理工具，从而满足可持续发展、低碳经济发展战略的需求。
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