趙慶建 溫作民 張敏新

3.赫爾辛基大學(xué)森林科學(xué)系，芬蘭 赫爾辛基 00014）摘要基于社會經(jīng)濟(jì)過程追蹤和量化碳流動與碳排放已經(jīng)成為國際前沿性研究課題。論文提出了基于供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出模型并在此基礎(chǔ)上建立了隱含碳流與碳排放模型，針對典型林漿紙一體化案例企業(yè)進(jìn)行了計算分析。首先，依據(jù)森林撫育、采伐、備料、制漿、造紙、分銷、堿回收等生產(chǎn)經(jīng)營和工藝過程對林漿紙工業(yè)供應(yīng)鏈進(jìn)行層次劃分，基于列昂惕夫逆陣建立了多層次投入產(chǎn)出模型；其次，在供應(yīng)鏈多層次投入產(chǎn)出模型基礎(chǔ)上，建立了隱含碳流與碳排放模型；最后，結(jié)合林漿紙一體化案例企業(yè)生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)，采用可視化工具對林漿紙供應(yīng)鏈各層次和部門的隱含碳流與碳排放進(jìn)行計算和描述，找出了熱點碳排放源與碳流路徑。研究結(jié)果表明：①基于供應(yīng)鏈的隱含碳流與碳排放建模與計算能夠?qū)⒑暧^市場需求變化、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和微觀生產(chǎn)工藝過程有機(jī)地結(jié)合起來，有效地探明市場需求對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中隱含碳流與碳排放的影響，為實現(xiàn)企業(yè)級碳減排監(jiān)測和管理建立了理論與方法基礎(chǔ)。②通過對供應(yīng)鏈進(jìn)行多層次劃分，并將投入產(chǎn)出模型映射到多層次供應(yīng)鏈，實現(xiàn)了基于生產(chǎn)經(jīng)營和工藝過程的碳流、碳排放追蹤與計量。本文方法具有一定的普適性，只要尋找到合適的載體和路徑，就可以從微觀到宏觀不同層次對碳流以及其他各類生態(tài)服務(wù)流展開有效的計量研究。③對于林漿紙這類高污染、高排放的行業(yè)和企業(yè)，本文的研究方法和研究結(jié)果有助于企業(yè)從生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備技術(shù)改造、新能源替代、低碳原材料使用等方面探索實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的方法與路徑，同時也為政府實施環(huán)境規(guī)制、制定碳減排政策等提供有效的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞林漿紙供應(yīng)鏈；投入產(chǎn)出分析；碳流；碳排放

中圖分類號F301文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1002-2104（2018）08-0039-08DOI：10.12062/cpre.20180123

氣候變化背景下，基于社會經(jīng)濟(jì)過程追蹤和量化碳流動與碳排放已經(jīng)成為國際前沿性研究課題和重大社會現(xiàn)實需求[1-2]。越來越多的研究人員針對工業(yè)園[3]、國際貿(mào)易[4]、工業(yè)生產(chǎn)過程[5]、全球經(jīng)濟(jì)網(wǎng)絡(luò)[6]以及政府環(huán)境政策規(guī)制[7]等領(lǐng)域開展碳排放問題研究。作為復(fù)雜經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的一種重要存在形式，因其對環(huán)境的巨大影響，供應(yīng)鏈的環(huán)境可持續(xù)性吸引了企業(yè)與研究者的目光[8-9]。同時，商業(yè)上的可持續(xù)性也要求企業(yè)開發(fā)和采用經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及社會可持續(xù)的實踐活動，并促使企業(yè)將供應(yīng)鏈生命周期評估、碳減排納入戰(zhàn)略管理的范疇[10-12]。但是由于供應(yīng)鏈的時空動態(tài)性和復(fù)雜性特征，其環(huán)境性能評價的發(fā)展受到了極大的阻礙[13-14]。本文在對國內(nèi)外林漿紙企業(yè)長期深入研究的基礎(chǔ)上，對林漿紙供應(yīng)鏈的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行了分析，期望基于林漿紙供應(yīng)鏈這個有效的載體實現(xiàn)對碳流與碳排放的建模與計算，為企業(yè)環(huán)境性能評估和可持續(xù)發(fā)展提供理論與技術(shù)支持。

1文獻(xiàn)述評

林漿紙工業(yè)產(chǎn)品的生命周期過程包括森林撫育、木材收獲、備料、制漿、造紙、產(chǎn)品分銷和使用等多個階段[15-16]。生產(chǎn)經(jīng)營過程中所使用的能源主要來自電能和熱能，由煤炭和其他輔助燃料產(chǎn)生；生產(chǎn)加工階段主要包括備料、化機(jī)漿制漿、抄紙及涂布過程；產(chǎn)品的運輸和使用分布于全國乃至全球范圍。隨著氣候變化問題日益嚴(yán)峻，大型林漿紙企業(yè)生產(chǎn)運營對生態(tài)環(huán)境的影響受到越來越多的關(guān)注。總的來說，林漿紙工業(yè)碳排放源主要由三大部分組成：電力消耗、化石燃料和制漿造紙原材料。不同工廠之間的總排放量與噸紙排放量差距巨大，比如亞洲的漿紙工業(yè)噸紙?zhí)寂欧怕矢哂诶∶乐薜纳a(chǎn)商65%，占到全球漿紙工業(yè)碳排放的41%。亞洲漿紙企業(yè)的碳排放很大部分來源于化石燃料的燃燒，而北美企業(yè)來自電力購買的碳排放占據(jù)了很大比例[17]。

林漿紙供應(yīng)鏈由多個不同部門組成，實質(zhì)上生成了一個連通多個部門、具有多層次特性的物質(zhì)流通網(wǎng)絡(luò)，部門之間產(chǎn)品與服務(wù)的交換產(chǎn)生了碳轉(zhuǎn)移。從供應(yīng)鏈的角度分析各部門之間的關(guān)系，以提升生產(chǎn)效率，降低碳排放，是一個新的研究視角[18]。基于供應(yīng)鏈，使用“從搖籃到大門”乃至“從搖籃到目的地”的方法對碳流、碳排放進(jìn)行計量是一種有效的選擇。意即計量每一道生產(chǎn)工序乃至每一部重要機(jī)器設(shè)備碳排放，包括產(chǎn)品制造、原材料運輸、化石燃料的燃燒、電力購買以及母卷紙從工廠向全球數(shù)十乃至更多目的地的運輸過程。這種計量方法能夠提供對下至機(jī)器生產(chǎn)上至紙產(chǎn)品消費的多層次分析，為政府政策制

定、企業(yè)商業(yè)事務(wù)管理提供有效的分析工具。圖1為林漿紙工業(yè)多層次供應(yīng)鏈框架模型。

林漿紙供應(yīng)鏈中的碳元素具有多種空間與形態(tài)的變化（見圖2、圖3）。碳元素最初來自原料林基地中森林的生長，經(jīng)過供應(yīng)鏈的不同環(huán)節(jié)，包括森林收獲、運輸、木片加工廠、制漿廠、造紙廠，最后到達(dá)全球各地的經(jīng)銷商倉庫。從森林撫育到最終紙產(chǎn)品消費的過程也引起了碳形態(tài)上的一系列變化：從大氣中的CO2到生物質(zhì)，又通過供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)成品和半成品的生產(chǎn)流通、使用與處理回到大氣中或以其他形態(tài)保存下來。供應(yīng)鏈中還存在著虛擬碳流動的情形，如熱電廠鍋爐和堿回收工段產(chǎn)生的熱電能源用于制漿造紙等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而減少了對外部能源的依賴和排放，但是它們之間并沒有真正地發(fā)生碳的轉(zhuǎn)移，稱之為虛擬碳流（見圖4）。

總結(jié)國內(nèi)外大量文獻(xiàn)可知，氣候變化與商業(yè)可持續(xù)性雙重壓力驅(qū)動著政府和企業(yè)采取有力的碳減排行動，在微觀層面上要求進(jìn)一步明確生產(chǎn)經(jīng)營過程中的碳排放機(jī)理，在宏觀層面上要求對隱含碳流、碳排放的空間特征進(jìn)行監(jiān)測和管理。供應(yīng)鏈包含了企業(yè)產(chǎn)品的生命周期，具有物質(zhì)平衡和多層次時空特點，是隱含碳流、碳排放時空多尺度計量的一種有效載體和計量工具?；诠?yīng)鏈載體實現(xiàn)

生產(chǎn)經(jīng)營過程中的隱含碳流、碳排放建模與計算對環(huán)境可持續(xù)性評估、熱點碳排放源識別、設(shè)備技術(shù)效率提升以及相關(guān)政策制定具有重要的理論和實踐指導(dǎo)意義。林漿紙供應(yīng)鏈中隱含碳流、碳排放的計量需要解決以下三個問題：①林漿紙供應(yīng)鏈體系中不同層次、不同部門及其之間關(guān)系的識別與甄別；②林漿紙供應(yīng)鏈中各層次碳流入、流出和排放的量化；③不同層次各部門對于碳流貢獻(xiàn)的相對重要性。這些問題的深入研究和解決往往需要借助于供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建模與分析[19]。傳統(tǒng)的工具是建立“流”的“樹形結(jié)構(gòu)”，但這很可能與現(xiàn)實不符，真實供應(yīng)鏈中的“流”充滿著“匯聚”和“分枝”，甚至“環(huán)”結(jié)構(gòu)。在更宏觀的視角上，深入研究林漿紙工業(yè)中的隱含碳流、碳排放有助于政府出臺降低生產(chǎn)部門碳排放強(qiáng)度或改變消費部門消費模式的相關(guān)政策。當(dāng)然這也受到企業(yè)的歡迎，因為這有助于提高企業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2基于供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出模型

2.1方法與模型

考慮到本文的研究是基于林漿紙供應(yīng)鏈開展的，涉及具體的生產(chǎn)工段和工藝過程，特提出相關(guān)定義如下：

定義1，部門：是指供應(yīng)鏈中一個或多個生產(chǎn)經(jīng)營單元組成的集合。每個部門對應(yīng)一種資源。部門從上游生產(chǎn)活動獲得產(chǎn)出，并將其作為資源投入到下游生產(chǎn)活動。本文中的部門是一個抽象的概念，與真實的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營部門并不一一對應(yīng)。部門的劃分依據(jù)主要是相近的生產(chǎn)工藝流程或者相近的地理位置，目的在于方便地進(jìn)行計量分析。

定義2，層次：基于部門和部門之間的物流關(guān)系考慮供應(yīng)鏈系統(tǒng)的層次劃分，定義系統(tǒng)的層次：L0，L1，…，Lt…，Ln。其中L0表示產(chǎn)品生命周期中的最后一個層次——產(chǎn)品層次。例如，紙和紙板產(chǎn)品在L0層，是在L1層中投入漿料等資源后的產(chǎn)出；漿料又來自于L2層中投入木片等資源后的產(chǎn)出。層次的劃分需要充分考慮供應(yīng)鏈中各部門的交互關(guān)系，聯(lián)系緊密的部門及活動，如植物的育苗、扦插、施肥、撫育等放在同一層次。

從宏觀視角，供應(yīng)鏈的各層次間具有投入產(chǎn)出特性；從微觀視角，每個層次各部門之間具有一定的數(shù)量化映射關(guān)系。投入產(chǎn)出指的是上一層次的相關(guān)部門投入資源進(jìn)行生產(chǎn)活動，在本層次生產(chǎn)出中間或最終產(chǎn)品，中間產(chǎn)品有可能又作為資源投入新的生產(chǎn)活動生產(chǎn)出新的中間或最終產(chǎn)品。基于供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出如圖5所示。

由列昂惕夫方程，有x=（I-A）-1y，其中，y為最終產(chǎn)品需求向量；x為總產(chǎn)出向量；A為直接消耗系數(shù)矩陣，其矩陣元素Apq表示部門p部門q之間的技術(shù)轉(zhuǎn)換系數(shù)。L=（I-A）-1為列昂惕夫逆陣，其元素Lpq表示來自部門p的總產(chǎn)出（直接和間接）以滿足部門q的單位產(chǎn)出需求。

使用列昂惕夫逆陣的冪級逼近[21-22]，可以得到：

L=（I-A）-1

=I+A+a2+…+Atlimt∞At=0（1）

考察L的冪級展開式各項，它們之間具有At=At-1A的關(guān)系。假設(shè)供應(yīng)鏈各層次（L0，L1L2，…Lt）之間也具有關(guān)系A(chǔ)t=At-1A，即上一層次各部門投入資源進(jìn)行生產(chǎn)活動，其產(chǎn)品產(chǎn)出將作為原料再次投入到下一層次生產(chǎn)活動，則供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出模型可以基于列昂惕夫逆陣建立。

基于方程（1）可得到：

X=（I+A+A2+…+At）y

=y+Ay+A2y+…+Aty（2）

將列昂惕夫逆陣L的冪級展開式理解成在供應(yīng)鏈多個層次上的投入產(chǎn)出關(guān)系，即得到如下命題：

命題1：為滿足對最終產(chǎn)品的需求，資源的總投入等于該產(chǎn)品生產(chǎn)部門的直接資源投入與供應(yīng)鏈上游各層次相關(guān)部門的間接資源投入之和。

由limt→∞At=0可知，目標(biāo)層次距離越遠(yuǎn)，下游產(chǎn)品需求對該層次上部門資源的依賴性越小。從供應(yīng)鏈的下游往上游方向，各層次投入的資源數(shù)量呈冪級減少。

2.2多層次碳排放和隱含碳流

針對生產(chǎn)經(jīng)營活動的碳排放計量有兩種模式，一種是基于生產(chǎn)側(cè)的計量，是指直接計算生產(chǎn)部門的碳排放；第二種是基于消費側(cè)的計量，是指基于消費品數(shù)量計算碳排放。目前溫室氣體排放核算體系是基于生產(chǎn)側(cè)進(jìn)行的[23]?；谏a(chǎn)側(cè)計量的優(yōu)點是直觀明了，但是缺點也很明顯，它反映不出市場變化、商品貿(mào)易波動等對碳排放所產(chǎn)生的逆向反饋作用。擴(kuò)展的列昂惕夫投入產(chǎn)出模型是基于消費的碳排放計量方法。下面首先給出碳排放相關(guān)定義。

定義3，直接碳排放：是指為滿足對最終產(chǎn)品或中間產(chǎn)品的需求，供應(yīng)鏈上各層次相關(guān)部門在生產(chǎn)活動中直接產(chǎn)生的碳排放?；谥苯犹寂欧?，可以尋找供應(yīng)鏈中的熱點碳排放源，從而采取針對性的降排措施。

定義4，碳排放強(qiáng)度：指生產(chǎn)部門生產(chǎn)單位數(shù)量的產(chǎn)品所產(chǎn)生的直接碳排放數(shù)量。

用“：”表示所有部門，As：為一個向量，表示s部門與其他部門之間的投入產(chǎn)出系數(shù)矩陣；Dts表示Lt層s部門生產(chǎn)半成品的直接碳排放（D1s表示L1層s部門為滿足L0層各部門對其產(chǎn)品的需求而產(chǎn)生的直接碳排放。L0各部門對L1層s部門產(chǎn)品的需求為As：y）。則直接碳排放可以表示為：

Dts=gsAs：y（3）

其中，gs為s部門的碳排放強(qiáng)度，表示單位數(shù)量產(chǎn)品產(chǎn)出所產(chǎn)生的直接碳排放，其大小取決于具體的設(shè)備技術(shù)與生產(chǎn)工藝水平。

基于列昂惕夫逆陣的冪級展開式，可以得到排放乘子矩陣：

M=g（I-A）-1

=g（I+A+A2+…+At）（4）

將M表示成：

M=m11…m1n

mu1…mun（5）

其中，mpq表示部門q的單位產(chǎn)品產(chǎn)出引起的部門p的總排放。M左乘產(chǎn)品需求向量，得到總排放，即：

My=g（I+A+A2+…+At）y

=gy+gAy+gA2y+…+gAty

=D0+D1+…+Dt（6）

其中，g表示各部門的直接排放強(qiáng)度向量，Dt表示第t層的相關(guān)部門直接碳排放之和。

由方程（5），可得到如下命題：

命題2：為滿足對最終產(chǎn)品y的需求，總的碳排放等于供應(yīng)鏈上各層次相關(guān)參與部門的直接碳排放之和，具體參與部門取決于各層次上部門之間的投入產(chǎn)出映射關(guān)系。

由命題2，得到如下推論：

推論1：為滿足對供應(yīng)鏈Lt層s部門產(chǎn)品產(chǎn)出的需求，總的碳排放等于s部門產(chǎn)品產(chǎn)出的直接碳排放與上游各層次所有相關(guān)部門的直接碳排放之和。

用公式表示為：

Tts=∑t∑sDts（7）

由推論1可知，供應(yīng)鏈中間部門的減排同樣重要，但是它們往往受到較少的關(guān)注，中間部門提高生產(chǎn)效率，可以減少對上游部門產(chǎn)出的需求，從而減少上游的碳排放。

定義5，隱含碳流：是指為滿足對最終或者中間產(chǎn)品的需求，以碳元素的形式隱含在資源中，流入到某個部門的碳流。隱含碳流的大小取決于資源的數(shù)量及其碳元素的占比。某部門的隱含碳流在供應(yīng)鏈中可能流向不同的路徑，各支流路徑中碳元素的占比取決于實際生產(chǎn)經(jīng)營活動中的物理和化學(xué)變化。

由定義5，可得到如下推論：

推論2：基于供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出關(guān)系，可以由下游某部門的產(chǎn)品需求追溯到上游相關(guān)部門的隱含碳流。

假設(shè)最終產(chǎn)品需求向量為y，為滿足市場對產(chǎn)品的需求，則在Lt層s部門的隱含碳流為：

Ets=mtsAs：At-2y（8）

其中，mts表示Lt層s部門對應(yīng)資源的碳元素含量。

2.3數(shù)據(jù)來源

本文對國內(nèi)外林漿紙一體化企業(yè)進(jìn)行了長期深入研究。先后調(diào)研了斯道拉恩索（Stora Enso）公司芬蘭總部及中國（廣西）公司、芬蘭UPM公司、印尼APP中國（廣西）公司和多家國內(nèi)林漿紙企業(yè)以及各公司的原料林基地；考察了林漿紙一體化運作模式，獲取了豐富的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營資料；同時，也取得了相關(guān)森林資源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。調(diào)研結(jié)果表明林漿紙供應(yīng)鏈中包含了多個碳排放巨大的環(huán)節(jié)，如森林收獲、備料、制漿、紙漿漂白、堿回收、苛化、石灰鍛燒以及廢物處理等生產(chǎn)經(jīng)營過程。本文以斯道拉恩索（廣西）公司[20]作為具體研究案例，對其生產(chǎn)經(jīng)營過程中可能產(chǎn)生的隱含碳流與碳排放進(jìn)行建模和計算。

斯道拉恩索（廣西）公司漿紙工廠位于廣西省北海市，于2017年投產(chǎn)。公司年設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為90萬t漂白桉木化學(xué)漿，其中45萬t作為原料用于高檔文化紙和包裝紙板的生產(chǎn)，45萬t制成漿板后作為商品漿出售；一條年產(chǎn)45萬t高檔包裝卡紙板生產(chǎn)線，生產(chǎn)液體包裝紙板和涂布白卡紙；一條年產(chǎn)45萬t干法靜電復(fù)印紙、膠板印刷紙、銅板紙等高檔文化紙生產(chǎn)線。公司生產(chǎn)活動的主要原材料來自原料林基地出產(chǎn)的桉木、從市場購入的漂白針葉木漿板和漂白闊葉木化機(jī)漿，以及石灰石、硫酸鈣、苛性鈉、硫酸鈉、淀粉、覆膜、膠乳等各類化工藥品。公司的主要能源需求有原煤、重油、液化氣、樹皮和電。

3計算結(jié)果

3.1林漿紙供應(yīng)鏈中的隱含碳流與碳排放

林漿紙供應(yīng)鏈中的隱含碳流與碳排放的計算在物質(zhì)流基礎(chǔ)上進(jìn)行，其主要依據(jù)是各層次投入與產(chǎn)出的物料平衡[24]。以單位質(zhì)量的紙產(chǎn)品需求為計算基準(zhǔn)，按照供應(yīng)鏈的逆向進(jìn)行計算。首先，基于各層次部門間的投入產(chǎn)出映射矩陣，充分考慮損失率，計算得到各部門的資源消耗量；其次，基于各類資源的碳元素含量，進(jìn)一步計算出各部門的隱含碳流與碳排放數(shù)量。隱含碳流與碳排放的計量需要充分考慮供應(yīng)鏈中復(fù)雜的物理與化學(xué)變化[25-26]。

基于林漿紙供應(yīng)鏈的主要生產(chǎn)經(jīng)營和工藝過程對供應(yīng)鏈進(jìn)行層次和部門劃分，并計算隱含碳流與碳排放。碳的形態(tài)隨著供應(yīng)鏈層次的改變而變化。由圖5可知，在林漿紙供應(yīng)鏈中由于下游紙產(chǎn)品需求的拉動使得隱含碳流由上游向下游流動，并在每個層次相關(guān)部門的生產(chǎn)活動中產(chǎn)生碳排放。

根據(jù)調(diào)研，斯道拉恩索公司主要生產(chǎn)紙和商品漿板兩大類產(chǎn)品，基于上述計算模型，以1 000 t 紙和500 t 商品漿的產(chǎn)品需求為準(zhǔn)，計算供應(yīng)鏈中各部門的隱含碳流和直接碳排放，標(biāo)記在圖6上。需要說明的是，根據(jù)供應(yīng)鏈多層次投入產(chǎn)出關(guān)系，最終產(chǎn)品的需求會引起上游相關(guān)部門的碳排放；同理，產(chǎn)品的使用也會引起下游相關(guān)部門的碳排放，如紙產(chǎn)品的分銷、使用、廢物處理環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生相應(yīng)的碳排放，其結(jié)果可由排放強(qiáng)度、產(chǎn)品向量以及投入產(chǎn)出矩陣的乘積計算得到。圖6的計算過程和結(jié)果解釋了林漿紙供應(yīng)鏈中碳的生命周期及其在各層次上的變化情況。圖中箭頭上的數(shù)據(jù)表示為滿足最終產(chǎn)品需求而在網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生的隱含碳流量以及各部門的直接碳排放量（以1 000 t 紙和500 t 商品漿的需求為標(biāo)準(zhǔn)，單位為t）。虛線箭頭表示熱電能源供應(yīng)引起的虛擬碳流。由圖6可知，林漿紙供應(yīng)鏈中碳的來源主要包括大氣中的CO2、石化能源、煤炭、重油等輔助燃料、造紙用填料、石灰石等；碳的排放環(huán)節(jié)主要包括石化能源消耗、樹枝樹根腐爛、原煤燃燒、樹皮木屑燃燒、重油等輔助燃料燃燒、黑液燃燒、石灰石鍛燒、制漿廢氣排放、廢物處理等[27]。

3.2熱點碳排放源與碳流路徑

熱點碳排放源是指為滿足市場對單位最終消費品的需求，在整個供應(yīng)鏈中產(chǎn)生直接碳排放較高的部門。被認(rèn)定為熱點碳排放源則表明具有較低的環(huán)境效率，是重點關(guān)注的對象。由圖6計算結(jié)果，可得到林漿紙供應(yīng)鏈中的熱點碳排放源（見表1）。林漿紙企業(yè)的碳減排需要重點關(guān)注堿回收、熱電站動力鍋爐燃燒、廢紙?zhí)盥袢紵椭茲{等四個熱點碳排放源，這四個排放源的碳排放之和占總排放的比例接近70%?？紤]到樹皮木屑生物質(zhì)燃料排放、樹枝樹根生物質(zhì)腐爛排放以及建材制造等生物質(zhì)燃燒排放和建材長生命周期等因素，將它們排除在外，以上四個排放源的碳排放之和占林漿紙供應(yīng)鏈的總排放比例仍然接近60%。

由推論2和公式（7）可知，供應(yīng)鏈層次數(shù)量越大，上游的資源投入對層次距離較遠(yuǎn)的下游產(chǎn)品產(chǎn)出影響越小。但是這并不意味著對供應(yīng)鏈下游產(chǎn)品的需求所引起的上游相關(guān)部門的碳排放會很小。由表1可知，情形可能恰恰相反：為滿足市場對供應(yīng)鏈下游產(chǎn)品的需求，將在上游相關(guān)部門產(chǎn)生大量的碳排放。

熱點碳流路徑是指由隱含碳流較高并且直接排放量較大的多個相鄰部門串聯(lián)組成的一段通路。熱點碳流路徑上的部門都是供應(yīng)鏈中重要的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)，分布于產(chǎn)品生命周期的不同階段，揭示了碳元素的主要形態(tài)變化與主要流向。

在整個供應(yīng)鏈中，碳流路徑的總數(shù)量取決于供應(yīng)鏈的層次數(shù)量和各相鄰層次間不同部門的投入產(chǎn)出映射關(guān)系。假設(shè)供應(yīng)鏈共劃分為n層，每層有n個部門，則總的碳流路徑的數(shù)量級為nn，如果n是一個較大的數(shù)字，其結(jié)果是相當(dāng)龐大的。當(dāng)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜時，需要借助于網(wǎng)絡(luò)建模與分析工具進(jìn)行處理[28]。

生產(chǎn)實際中，我們比較關(guān)心碳排放量較大的路段，而非整條路徑，以便精準(zhǔn)地實施設(shè)備技術(shù)提升或工藝流程改造措施，有效降低該路段的碳排放。由圖6計算結(jié)果，得到林漿紙供應(yīng)鏈中的熱點碳流路段（見表2）。對熱點碳流路徑進(jìn)行深入研究有助于揭示碳生命周期中的空間分布變化以及碳轉(zhuǎn)移規(guī)律，為碳排放交易、碳補(bǔ)償?shù)认嚓P(guān)管理制度與政策的制定提供技術(shù)支持[29-30]。

4結(jié)論與討論

氣候變化背景下，面向企業(yè)的碳減排已經(jīng)成為研究人員和政府共同關(guān)心的課題。本文以林漿紙供應(yīng)鏈為載體，研究企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中碳的流動與排放特點。利用列昂惕夫逆陣建立了基于供應(yīng)鏈的多層次投入產(chǎn)出模型以及隱含碳流與碳排放模型；結(jié)合案例企業(yè)，計算得到林漿紙供應(yīng)鏈中各部門的隱含碳流與碳排放。主要結(jié)論如下：

（1）基于供應(yīng)鏈的隱含碳流與碳排放計量將宏觀市場需求變化、企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和微觀生產(chǎn)工藝過程有機(jī)

表1熱點碳排放源（以1 000 t 紙、500 t商品漿為準(zhǔn)）

Tab.1Hotspot sources of carbon emissions

（1 000 tons of paper， 500 tons of pulp）/t

序號部門直接碳排放說明1堿回收781黑液燃燒，重油燃燒，石灰石分解2熱電站

動力鍋爐765煤炭燃燒，天然氣燃燒，生物質(zhì)燃燒3廢紙?zhí)幚?18填埋、焚燒處理4制漿185廢氣排放，廢渣廢水排放5森林收獲639/104化石燃料燃燒、樹枝樹根腐爛。如排除樹枝樹根腐爛造成的碳排放，則為104 t

表2熱點碳流路段

Tab.2Hotspot trajectories of carbon flows/t

序號碳流路段說明1制漿—蒸發(fā)—燃燒制漿、燃燒工段產(chǎn)生大量碳排放2森林收獲—備料—

動力鍋爐森林收獲、動力鍋爐工段產(chǎn)生

大量碳排放3分銷使用—廢物處理分銷區(qū)域及分銷量決定了碳的流向地結(jié)合起來，為實現(xiàn)企業(yè)級碳減排的監(jiān)測和管理提供了一種有效的工具。

（2）通過將投入產(chǎn)出模型映射到多層次供應(yīng)鏈，實現(xiàn)了基于生產(chǎn)經(jīng)營和工藝過程的碳流、碳排放追蹤與計量。本文方法具有一定的普適性，只要深入理解其運行機(jī)理和空間擴(kuò)散規(guī)律，就可以對各類生產(chǎn)經(jīng)營活動中的各類生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)流進(jìn)行量化研究。

（3）對于林漿紙這類高污染、高排放的行業(yè)和企業(yè)，本文的研究方法和研究結(jié)果有助于企業(yè)從設(shè)備技術(shù)改造、生產(chǎn)工藝效率提升等方面探索實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的方法與路徑，同時也為政府碳減排、碳排放交易等相關(guān)政策的制定等提供有效的技術(shù)支持。

本文的研究還可以從以下方面進(jìn)一步拓展：

（1）層次和部門的細(xì)化。論文中部門的概念是在宏觀層面上進(jìn)行劃分的，是多個相關(guān)工藝流程、工序的組合。為進(jìn)一步細(xì)化，可以將部門進(jìn)一步分解為關(guān)鍵工藝流程、重要設(shè)備等。如在林漿紙工業(yè)中，將堿法蒸煮制漿部門進(jìn)一步細(xì)化為蒸煮器、洗漿機(jī)、篩漿機(jī)、除渣器、漂白機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、黑液燃燒爐、苛化器、石灰轉(zhuǎn)窯等設(shè)備或工段。具體的設(shè)備或工序之間存在一定的物料轉(zhuǎn)移映射關(guān)系，這種關(guān)系同樣可以采用投入產(chǎn)出矩陣加以描述。部門的分解與過程細(xì)化有助于詳細(xì)并有針對性地優(yōu)化控制并提升大型儀器設(shè)備的環(huán)境效率?？紤]到儀器設(shè)備工藝水平和技術(shù)效率不同，投入產(chǎn)出比不是恒定不變的，通過提高儀器設(shè)備工藝水平和技術(shù)效率可以提高投入產(chǎn)出比，降低單位產(chǎn)出排放率，從而減少總排放。

（2）政府環(huán)境規(guī)制對企業(yè)碳績效的影響評價。從政府的視角出發(fā)，為實現(xiàn)碳減排可能采取多種環(huán)境規(guī)制措施，如碳排放總量約束、碳稅、碳交易、強(qiáng)制采用低碳技術(shù)等；從企業(yè)的視角出發(fā)，會依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營實際情況，采取綜合性優(yōu)化措施，既遵循政府規(guī)制要求降低碳排放，又要減少經(jīng)濟(jì)損失?；谏a(chǎn)經(jīng)營和工藝過程的隱含碳流與碳排放計量研究能夠為企業(yè)碳績效評價提供有力的技術(shù)支持。

（3）供應(yīng)鏈全球化引起的碳排放轉(zhuǎn)移。林漿紙供應(yīng)鏈中的碳排放轉(zhuǎn)移充分體現(xiàn)于最終紙產(chǎn)品需求的全球化。基于供應(yīng)鏈的隱含碳流與碳排放計量研究可以為揭示全球林紙產(chǎn)品貿(mào)易背景下的碳轉(zhuǎn)移問題做出基礎(chǔ)的技術(shù)上的貢獻(xiàn)。由推論和圖6可知，最終紙產(chǎn)品的國際需求量、市場價格變化將引起上游生產(chǎn)部門和原材料供應(yīng)部門所在國家或地區(qū)總排放的變化，具體計算方法可以從生產(chǎn)地與分銷地之間、分銷地與消費區(qū)域之間的關(guān)系入手，建立映射矩陣，實現(xiàn)數(shù)量化計算與分析。

（編輯：王愛萍）

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