【作 者】
肖 序（博士生导师），曾 玉
【作者单位】
中南大学商学院，长沙410083
【摘 要】
【摘要】钢铁企业的能源消耗与浪费十分巨大，这不仅会增加企业的能源成本，排放的废弃物也会对环境造成危害。运用价值流分析方法，以钢铁企业内部能源在各个工序的流转线路为基础，将企业在生产过程中的能源物质投入、产出、循环及对外排放的废弃物成本化、货币化，便于企业进行循环经济改造，为企业实现经济与环境效益的双赢提供有效的管理手段。
【关键词】钢铁企业；能源消耗；价值流；循环经济改造
【中图分类号】F275 【文献标识码】A 【文章编号】1004-0994（2017）22-0076-6目前，工业的快速发展导致能源以惊人的速度趋于枯竭，而且能源的大量消耗对生态环境造成了严重的破坏，严重影响了人类的生存和经济的发展。因此，大力发展循环经济，即以能源、资源利用效率最大化，污染物排放最小化为主线，形成清洁生产、资源综合利用、可持续发展为一体的经济发展模式已经刻不容缓。钢铁工业是国民经济的支柱产业，也是能源密集型产业，然而钢铁企业消耗大量能源，排放的废弃物对环境造成了巨大的破坏，因此，促进钢铁企业循环经济的发展至关重要，而价值流核算方法是促进循环经济发展的必要工具。
一、现有文献评述
针对研究钢铁企业能源消耗和成本，国外学者大多通过数学方法和建立能源模型来分析钢铁企业的能源消耗和降低能源成本的方法。Gcoffrey（1975）提出，研究钢铁联合企业的能源问题应当采用系统分析的方法，把各个设备、生产工序及各个工厂的能源生产和使用联系起来，考察整个能源系统的能源消耗。Phillip（1975）进一步指出研究钢铁厂的能源问题应借助于能源系统模型，实现能源的最优分配。美国内陆钢铁公司印第安纳哈伯钢铁厂最早建立“钢铁厂能源模型”，该模型应用线性规划的方法，将钢铁厂内部的设备与设备之间、工序与工序之间的能流过程表示为一系列线性方程，以各种能源（如煤、油、电、焦炉煤气、高炉煤气和天然气等）为约束条件，以能源费用最低为目标函数，得出最佳用能方案。Dae 等（1992）应用数学规划方法，建立了用于决策钢铁企业最佳外购电量的混合整数线性规划模型（MILP）和用于获得钢铁企业自备电厂最优能源分配的非线性规划模型（NLP），获得了满意的节能效果，降低了电力成本。刘勇（2011）以京唐钢铁为研究对象，将实际生产情况与能源消耗的实物量相结合，分析先进生产技术对能源消耗的影响情况，并利用投入产出方法建立京唐钢铁的能源消耗数学模型，对各工序的产品能值、工序能源消耗和吨钢能源消耗进行了实例计算。
针对钢铁企业能源消耗流转的研究大多数是能量流的研究。王建军等（2005）将系统内的能量流系统按来源、去向及作用进行细分，并通过热平衡分析法建立了钢铁企业的能量流模型，提高各生产工序的余热余能利用水平，加强工序界面衔接。周继程（2012）从炼铁系统物质流和能量流的角度出发，分析了炼铁系统（包括烧结和高炉）的资源和能源消耗情况。
目前，虽然国内外学者对分析钢铁企业的能源消耗、能源成本及能量流进行研究取得了许多成果，但都是基于技术和工业视角，没有从经济效益和环境效益相结合的角度对其进行核算和评价，缺乏将能源物质流转换成价值流的研究。
二、钢铁企业能源消耗的价值流核算理论与方法体系
1. 钢铁企业能源消耗的价值流核算原理。对于钢铁企业，生产的开端主要投入的能源是煤炭，生产过程中各个工序消耗焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、水蒸气、电力等能源，最后在终端产出钢材。整个生产过程消耗大量的能源，并释放大量的煤气、余热余压，造成粉尘、二氧化硫、二氧化碳等污染环境的废弃物。因此，需要促进循环经济在钢铁企业的发展。循环经济即资源循环经济，遵循“资源—产品—再生资源”的规律。钢铁企业能源消耗的价值流核算应该贯彻这个规律，对钢铁企业排放的废弃物给予高度关注。将废弃物进行循环利用可在降低能源成本的同时减少环境损害，兼顾经济与环境效益。
钢铁企业能源消耗的价值流核算体系需要单独将废弃物导致的内部能源成本损失和外部环境损害价值划分出来，以便于从内部成本和外部效益两个方面对钢铁企业循环经济改进前后进行对比评价。能源价值流成本核算原理是：根据能源物质流转形态，将生产工艺流程划分为若干个物量中心，依据能源物质流转平衡原理，追踪整个生产流程中新投入和流转消耗的能源物质数量变化，并分别将各物量中心输入的能源物质以及输出的能源产品和废弃物进行货币化的确认，输入端为上一物量中心结转的能源成本和新投入的能源成本，各输出端划分能源有效利用成本、废弃物能源损失成本和废弃物带来的外部环境损害成本，如图1所示。
钢铁企业能源消耗的价值流核算将废弃物价值单独划分出来计算，其成本价值不仅包括内部能源损失成本，还包括外排导致的外部环境损害成本。通过比较各个工序的内部成本和外部损害，可以找出能源利用效率较低和环境污染较大的工序，有针对性地进行循环经济改造。对改造后钢铁企业的能源消耗重新进行价值流核算，然后从经济效益与环境效益两个维度对改造前后的价值流进行分析评价，在此基础上找出潜力点进行循环经济改造，不断循环往复，直到内部能源损失及外部环境损害最小化，实现钢铁企业的清洁生产和循环发展。
2. 能源价值流核算和传统会计核算的比较。传统会计核算方法在核算产品的能源成本时，将投入本工序的能源成本全部作为产品的能源成本，无法核算废弃物导致的能源损失。从循环经济目标出发，能源价值流核算方法不仅可以确定各个环节产成品的能源成本，还可以核算出废弃物在生产过程中引起的能源成本损失。传统会计核算方法将应归属于废弃物的能源成本损失全部包括至产成品的能源成本中，显然不利于为企业的循环经济决策提供企业能源有效利用的详细信息，导致企业决策者长期忽视由于大量排放废弃物导致能源损失较大的环节。此外，传统会计核算方法并不核算各个环节废弃物的损失大小，更无法提供废弃物造成的外部环境损害价值，导致企业无法兼顾经济效益与环境效益。图2为钢铁企业焦化工序对能源产品进行价值流核算与传统会计核算的对比。
相对于传统的逐步结转成本法，价值流核算是以能源流分析结果为前提的。能源流的分析将生产过程以工序为单位划分为若干道工序，根据能源物质质量守恒定律，每一道工序新投入的能源物质加上一道工序结转的能源物质等于输出的能源产品和废弃物，从而可以核算出各个工序的能源利用效率（能源利用效率=能源产品÷新投入和上一工序结转的能源物质）。价值流核算是将能源物质流转化为以货币计量的成流数据，将新投入的能源成本与上一工序结转的能源成本按照各个工序的能源利用效率分配为能源有效利用成本（能源正制品）和能源损失成本（能源负制品）。
3. 钢铁企业能源消耗的价值流核算体系。将企业在生产过程中各个环节投入的能源成本按照能源利用效率分为能源正制品和能源负制品，根据核算得出的能源利用效率、能源正负制品找到各道工序的潜力改进点。结合钢铁企业能源消耗的生产工艺流程，各流程或节点能源物质的输入输出关系如下：
RVi=RUVi+WLVi+WEIVi （1）
其中：RUVi是钢铁企业第i流程或节点能源物质的有效利用成本；RVi是钢铁企业第i流程或节点输入的能源物质流成本；WEIVi是钢铁企业第i流程或节点产生的废弃物所带来的外部损害成本；WLVi是钢铁企业第i流程或节点产生的内部能源成本损失。
RUVi=RVi×Qpi （2）
WLVi=RVi×Qwi （3）
WEIVi= WEIij×UEIVij （4）
其中：RVi是钢铁企业第i流程或节点生产时输入的能源成本；Qpi是第i流程或节点的能源利用效率；Qwi是第i流程或节点的能源转化损失量，WEIij是第i流程或节点的j种排放的废弃物数量；UEIVij是第i流程或节点的j种废弃物所带来的单位外部损害成本。
核算废弃物的外部损害成本，本文采用的是日本发布的环境损害综合系数计算表，简称LIME系数表。计算程序如下：汇总各物量中心产生废弃物的数量，将废弃物数量单位予以标准化，从LIME系数表中查找单位废弃物的环境损害系数值，根据折现率确定其LIME值（日元）；将标准化的废弃物数量与LIME值相乘得到该废弃物的外部环境损害价值；最后将各个物量中心的废弃物外部损害价值汇总。计算公式如下：
（5）
si即物质i的生命周期清单，DFij是物质i对保护对象j的损害系数，WTPj表示保护对象j每单位指标的损害回避意愿支付额。
钢铁企业能源消耗的价值流核算考虑了企业内部能源消耗和外部环境损害成本，全面揭示企业在生产过程中能源成本的来龙去脉，为提高能源利用效率，降低能源成本，减少环境污染指明方向。
三、案例分析
1. 钢铁企业能源物质流转分析。本文以某钢铁企业为例，计算钢铁企业在循环经济改造前后的内部能源成本损失和外部环境损害，分析循环经济改造后钢铁企业能源价值流的改造效果。该钢铁企业有焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢五道工序。消耗的能源主要是煤、煤气、水蒸气、电、氧等，钢铁企业投入的各种能源经过加工及转换，产出主要产品钢材并产生了各种废弃物。通过到生产车间和财务部门进行调研，可得到该企业各个工序主要输入能源物质、输出能源物质及其数量（折合成标煤），如表1所示。
2. 钢铁企业能源消耗的价值流核算。根据表1中各个工序输出能源物质的正、负制品质量核算出能源利用效率，将本工序投入的能源成本与上一工序结转的能源成本按照能源利用效率，计算出各个工序的能源有效利用成本（能源正制品）和能源损失成本（能源负制品），循环经济改造前的钢铁企业能源价值流图如图3所示。
以焦化工序为例，投入的能源成本有煤468814.71万元、焦炉煤气2733.07万元、高炉煤气25932.45万元、电7797.26万元、水蒸气11538.6万元、投入总的能源成本为516816.09万元。要将物量中心投入的能源成本按能源利用效率分配到正、负制品能源成本。此工序的正制品是焦炭，负制品是焦炉煤气、焦炭显热以及废气，由表1可知，能源的有效利用率为生成的正制品质量的比重0.6986（4524526∶6476392）。根据焦化工序的能源利用效率对能源成本进行正、负制品分配，计算如下：
正制品的能源成本=516816.09×0.6986=361057.18（万元）
负制品的能源成本=516816.09×（1-0.6986）=155758.91（万元）
再将负制品的能源成本按焦炉煤气、焦炭显热以及废气的生成比例进行成本分配，由表1可知，焦化工序输出端焦炉煤气、焦炭显热、废气的物质质量比为12645546.59∶369636.7∶317682.71，计算如下：
焦炭显热的能源成本=155758.91×1264546.59÷（1264546.59+369636.7+317682.71）=29497.01（万元）
焦炉煤气的能源成本=155758.91×369636.7÷（1264546.59+369636.7+317682.71）=100910.82（万元）
废气的能源成本=155758.91×317682.71÷（1264546.59+369636.7+317682.71）=25351.08（万元）
钢铁企业在生产过程中会产生二氧化硫、二氧化碳、粉尘及氮氧化合物。这些废弃物的排放会严重破坏环境，价值流核算可以将其对环境的损害货币化，提供直观的经济数据。循环经济改造前各工序外部环境损害价值计算如表2所示：现对钢铁企业进行循环经济改造，对焦炭显热采取干法熄焦技术，利用蒸汽锅炉回收红焦显热产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机发电，对焦炉煤气进行净化回收。对烧结工序的烧结矿显热进行回收发电，并且对烧结废烟气进行布袋除尘和脱硫。对炼铁工序的高炉煤气进行除尘，利用TRT装置回收高炉煤气余压发电，净化回收高炉煤气。对炼钢工序的转炉烟气显热进行余热回收发电，并对其进行除尘，净化回收转炉煤气。改造后，该企业从原有的直线型能源流结构转变成了闭环型的循环经济能源流转结构。其循环经济改造后的能源价值流图如图4所示。
在对钢铁企业重点改善环节采取改进措施后，增加了能源正制品的输出，提高了能源有效利用成本，大幅降低了废弃物的排放，循环经济后各工序外部环境损害计算如表3所示。
3. 循环经济改造前后钢铁企业能源价值流对比分析。对比图3与图4可以看出，改造前钢铁企业内部能源成本损失总共是591266.6万元，改造后内部能源成本损失为247268.35万元，减少了343998.25万元，即减少了58.18%的能源成本损失。对比表2与表3，改造前的外部环境损害成本为94743.268万元，改造后的外部环境损害成本为9467.24万元，减少了80342.718万元，即减少了84.8%的外部环境损害。由图4可知，通过改进工序，钢铁企业原本废弃的能源负制品通过循环利用重新转换为正制品，新生成的正制品投入工序的输入端可以减少能源成本的投入，在能源产品产量不变的情况下，可以少投入能源成本158646.03万元。可见，针对钢铁企业内部能源成本损失及外部环境损害较大的工序进行循环经济改造，可以兼顾经济效益和环境效益。
四、结论
钢铁企业能源消耗的价值流核算，是在钢铁企业能源流转的基础上对其进行价值流核算，通过将输出端的产品划分为能源有效利用成本和废弃物的能源损失成本及外部环境损害成本，揭示了传统会计核算方法下无法反映的废弃物的经济损失和环境损害价值，为确定循环经济重点改造环节和改造效果的评价提供科学依据。
钢铁企业能源消耗的价值流核算将循环经济原理运用至钢铁企业生产工艺流程中，使之深入工序的结构层面，在钢铁企业的能源物质流转的基础上引入货币单位，使其货币化，计算各个工序的经济和环境损失，揭示废弃物导致的内部能源损失成本和外部环境损害价值，进而找出潜力改进点，对其进行循环经济改造并对改进后的工艺进行成本效益评价，进一步优化钢铁企业的能源流。这对于钢铁企业挖掘能源利用效率、降低能源成本、减少环境污染具有重要的指导意义。
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