低碳物流園區(qū)的運營優(yōu)化研究

戴 勇

(華東師范大學商學院，上海 200241)

1 引言

隨著低碳環(huán)保理念的深入，物流行業(yè)成為低碳管理的關鍵，其中作為實現物流集聚的集約化、規(guī)?；?，促進產業(yè)升級、優(yōu)化物流系統關鍵點的物流園區(qū)就成為低碳物流建設的焦點。

低碳物流園區(qū)除了現有物流園區(qū)的低碳物流網絡規(guī)劃［1］、建立低碳物流績效管理體系［2-3］、實現綠色生態(tài)物流的研究之外［4-6］，如何構建低碳物流園區(qū)的運營管理方法將是物流園區(qū)未來發(fā)展所需面對的首要課題。低碳物流園區(qū)的運營管理不僅是在現有物流園區(qū)基礎上的改善和補充，而且需要創(chuàng)新性地引入當前先進的、流行的低碳環(huán)保的關鍵技術。目前，國內關于物流園區(qū)功能規(guī)劃的相關理論研究還處于起步階段，邢力丹［7］從綠化和水系統、建筑節(jié)能和綠色物流活動三個角度對物流園區(qū)中的功能要素進行合理定位，并采用系統布置方法建模求解，確定功能區(qū)的布局，并進行低碳化設計，但是目前的研究理論基礎相對薄弱，深度也有待加強，而關于低碳物流園區(qū)的實現技術方面的理論更是處于空白。安徽益民低碳物流園區(qū)作為國內首個低碳物流園區(qū)的規(guī)劃通過，標志著低碳物流園區(qū)的建設開始，然而該園區(qū)僅僅是功能定位和建設布局的低碳，對于在運營管理中實現低碳物流的目標則沒有涉及。

低碳物流園區(qū)不僅僅是生態(tài)綠色、功能布局的低碳環(huán)保，而且是如何作為一個低碳物流的核心節(jié)點在整個供應鏈中發(fā)揮低碳高效的管理樞紐，因此對于低碳物流園區(qū)的研究應在現有基礎上結合低碳布局、生態(tài)綠色評價，運用物聯網技術實現低碳管理的動態(tài)優(yōu)化。

2 低碳物流園區(qū)的運營模型構建

2.1 低碳物流園區(qū)的運營目標

低碳物流園區(qū)作為區(qū)域物流規(guī)劃的重要組成部分，不僅僅是自身的低碳運營，同時更重要的是作為區(qū)域低碳的核心結點。因此對于低碳物流園區(qū)的運營，我們提出如圖1所示的概念模型，按照以下三個方面設立運營目標:

(1)物流園區(qū)作為一個重要的物流樞紐點，其運營要滿足園區(qū)內外各部門、各管理主體和諧互動，優(yōu)化資源配置，實現運行高效的目標。依據和諧管理理論從系統構成部分、組織部分、內部環(huán)境部分和外部環(huán)境部分四個方面來確定系統的和諧性分析要素［8］。這四個方面又可以進一步細分為系統素質(領導素質、員工素質等)、系統實力(基礎設施、產業(yè)集聚區(qū)、技術水平、區(qū)位優(yōu)勢等)、系統功能(物流資源配置、降低物流成本、提高服務水平、優(yōu)化物流系統等)、系統結構(空間網絡、倉儲系統、配送系統等)、領導作用(核心企業(yè)決策能力、控制能力、協調能力等)、內部環(huán)境(供應鏈伙伴愿景、伙伴利益、價值觀等)和外部環(huán)境(社會經濟環(huán)境、自然環(huán)境、政策法規(guī)等)七個部分。

圖1 低碳物流園區(qū)運營系統概念模型

(2)物流園區(qū)的建設應滿足低碳經濟的要求， 實現物流運作全過程的環(huán)保經濟。具體的運營目標包括:①循環(huán)物料利用率;②單位產值 CO2消耗增長率;③CP2排放增長率;④能源消耗與節(jié)約;⑤材料資源的消耗與節(jié)約等方面。

(3)圍繞綠色生態(tài)，建立可持續(xù)發(fā)展的物流園區(qū)。在水體質量、空氣質量、噪聲環(huán)境、綠化水平、垃圾管理、生物多樣性等方面構成綠色物流園區(qū)的運營目標。

2.2 低碳物流園區(qū)運營管理優(yōu)化策略

按照和諧管理理論的思想［9］，對低碳物流園區(qū)的運營策略可以從兩個方面展開，包括對園區(qū)運營中可控的、確定的因素如物流企業(yè)碳行為進行理性的優(yōu)化設計，建立“控制(治理)機制”(諧則);對不可控的、不確定的因素如碳排放量等進行不確定性消減，建立“能動致變的演化機制”(和則);通過諧則與和則圍繞和諧主題的耦合，使系統形成和諧運轉的機制，從而實現和諧管理、低碳物流、綠色生態(tài)“三位一體”的績效目標(見圖2)。

圖2 低碳物流園區(qū)的運營管理優(yōu)化策略

由于政府在物流園區(qū)的投資建設中作用重大，因此傳統的物流園區(qū)的治理機制更多地考慮到以政府為主導的作用。然而，在低碳物流園區(qū)時代，僅僅依靠政府的作用并不夠，在低碳物流園區(qū)運營優(yōu)化的治理機制設計中，應充分發(fā)揮政府、市場、網絡等多種治理機制的作用，以市場機制為基礎、網絡機制為核心、政府機制為引導，實現低碳物流園區(qū)運營優(yōu)化的多樣化混合型的治理體系。

物流企業(yè)生產規(guī)模不斷增大、生產結構不均衡、以石油化石能源為主的能源結構和能源效率較低是物流企業(yè)高碳排放的原因［10］，因此在低碳物流園區(qū)的治理機制設計中應圍繞這些因素發(fā)揮市場機制的作用。例如，利用市場的資源配置作用實現物流企業(yè)生產作業(yè)的均衡化，在物流企業(yè)能源效率的提高方面引入市場競爭機制，增加低能源效率和高碳能源結構物流企業(yè)的市場交易成本，在低碳物流園區(qū)的產業(yè)發(fā)展中引入中充分發(fā)揮市場選擇機制，對高排放的物流企業(yè)進入設立高門檻，對園區(qū)內現有物流產業(yè)收取高碳排放標準，控制高碳排放物流企業(yè)的生產規(guī)模擴大以致逐步淘汰。

針對我國物流園區(qū)內物流產業(yè)集群普遍存在的無序過度競爭造成的碳排放過高和低碳分工協作不足的問題，利用產業(yè)集群的網絡治理機制是解決問題的關鍵。網絡治理是物流供應鏈上的各網絡結點物流企業(yè)通過契約關系的聯接與社會關系的嵌入所形成的協調彼此間權益關系的制度安排，通過優(yōu)化的低碳契約設計和低碳供應鏈執(zhí)行，充分發(fā)揮網絡治理機制的約束作用，如物流園區(qū)的倉儲與運輸企業(yè)在傳統物流外包契約關系的基礎上強化低碳運營對供應鏈履行的作用。另一方面，通過培育物流園區(qū)企業(yè)之間的低碳信任機制、碳聲譽機制、集群碳文化環(huán)境和氛圍等手段實現有效的網絡治理，建立綠色生態(tài)的物流產業(yè)集群網絡系統。

在低碳物流產業(yè)園區(qū)建設中，要發(fā)揮低碳物流產業(yè)政策的激勵作用。政府應通過政策制定和執(zhí)行，激勵和保護企業(yè)的創(chuàng)新積極性，強化物流企業(yè)采用低碳技術的社會責任，適當增加環(huán)保投資，設置合理的碳排放的監(jiān)控程序和責任機制，同時征收環(huán)境資源稅和環(huán)境補償稅。對物流污染排放實行強制性的高收費政策，對于減少污染排放則給予經濟激勵。通過稅收的杠桿作用引導物流產業(yè)走上節(jié)能減排之路，這是低碳物流園區(qū)建立政府管理機制的有效途徑。

內陸淤積軟土依據其形成機制不同分為湖相沉積軟土與河流相沉積軟土。湖相沉積軟土多分布于大面積湖泊周圍。湖相沉積軟土具有有機質含量高，顆粒級配均勻，淤泥質土層深厚等特點。典型河流相軟土中間粒徑在0.005～0.05mm范圍內。砂礫及有機物質含量較少。偶爾會含有稀薄的砂礫夾層。

我國目前運營的600多個主要物流園區(qū)都是在原有的物流思路基礎上規(guī)劃的，缺乏以低碳為核心的全新的物流理念，推倒重來重新規(guī)劃新的低碳物流園區(qū)并不現實。所以，在原有物流園區(qū)的基礎上升級改造，實現物流園區(qū)的低碳化運營，從而實現低碳物流園區(qū)的建設目標將是關鍵。低碳物流園區(qū)應以實現碳循環(huán)管理為目標，首先在原有物流園區(qū)實現碳源排放監(jiān)控，其次實現物流園區(qū)的碳吸收，最后實現整個物流園區(qū)的碳管理，成為真正意義上的低碳物流園區(qū)。按照這個思路，我們設計了三階段的演變路徑:從園區(qū)物流產業(yè)的低碳環(huán)保優(yōu)化(階段1)逐步發(fā)展到構建完整碳循環(huán)系統的綠色生態(tài)(階段2)，最終成為區(qū)域低碳建設中的智能樞紐型節(jié)點(階段3)，實現和諧高效。

根據倪外［11］的研究，創(chuàng)新是低碳區(qū)域經濟發(fā)展的驅動力，因此我們以技術創(chuàng)新為驅動，實現低碳物流園區(qū)的升級演化。

(1)基于RFID動態(tài)碳采集技術的低碳環(huán)保優(yōu)化。通過動態(tài)技術手段的引入，實現對碳源的及時有效管理，因此碳采集技術將成為低碳物流園區(qū)實現低碳環(huán)保目標的關鍵。這里我們提出利用先進的物聯網技術即基于RFID的物流碳足跡優(yōu)化技術來幫助物流園區(qū)實現動態(tài)優(yōu)化，基于RFID的物流園區(qū)碳足跡測度改變了現有低碳物流園區(qū)規(guī)劃中對碳足跡的靜態(tài)衡量計算方法，利用RFID實時監(jiān)控物流作業(yè)環(huán)節(jié)的碳排放，利用運輸優(yōu)化、網絡規(guī)劃等方法實現碳排放的優(yōu)化，建立低碳運輸路徑管理系統，包括兩大組成部分:

①基于RFID的碳排放采集系統。設計集成采集碳排放的RFID芯片，對物流園區(qū)的運輸、倉儲、裝卸搬運、流通加工、包裝、信息等環(huán)節(jié)的碳排放足跡進行采集，實現對于物流園區(qū)靜態(tài)與動態(tài)全程作業(yè)碳足跡的采集與實時監(jiān)控。

②基于RFID的碳足跡優(yōu)化。根據碳足跡建立碳優(yōu)化模型，優(yōu)化園區(qū)路網運輸路徑與物流作業(yè)方式，實現低碳的物流作業(yè)管理。

(2)基于碳匯技術的綠色生態(tài)系統。低碳物流園區(qū)在實現園區(qū)內物流產業(yè)碳排放的有效動態(tài)管理的基礎上，應著手建立物流園區(qū)的碳循環(huán)系統，即建立物流園區(qū)的碳吸收系統，實現從碳源管理到有效碳吸收的封閉式碳生態(tài)系統，其中的關鍵在于碳匯技術的應用:

①水域生物修復。發(fā)揮城市水域(濕地)、海洋在物流園區(qū)碳匯中的作用，挖掘濕地固碳潛能。在堅持種植本地物種的前提下，適當引種固碳量大且適宜在濕地水域生長的植物物種。注重水生植物對水質凈化和生態(tài)效應的作用。

③循環(huán)生態(tài)體系。建立廢棄物、垃圾、廢水、土地利用的循環(huán)生態(tài)體系，變碳源為碳匯。

(3)基于云計算開放式碳平臺的和諧高效低碳樞紐。低碳物流園區(qū)完成了內部運營的碳系統之后，園區(qū)碳整合系統將成為低碳物流園區(qū)的下一步目標，通過碳整合系統的建設物流園區(qū)可以實現園區(qū)的碳資源配置，為物流園區(qū)與其他區(qū)域的碳交易和碳金融打下基礎，其中園區(qū)碳管理平臺將是關鍵。因此我們設計了基于云計算的物流園區(qū)碳足跡管理平臺技術，即基于云計算開發(fā)物流園區(qū)的碳排放平臺(Open Carbon Footprint Platform，OCFP)，將物流園區(qū)各種碳排放源(包括建筑物、物流作業(yè)、能源、人活動等)的計算方式集成在公共云中，客戶可以根據需求選擇低碳的物流解決方案，包括:

①基礎設施層設計?；A設施層包括對平臺起支撐作用的硬件資源、軟件資源。這些資源由分布式計算系統管理，對外提供統一的計算服務，可以采用專用云、公用云和混合云的構建模式。

②模塊設計。包括各種碳計算方法設計、存儲計算模型、客戶模式選擇、客戶碳方案計算等主要模塊。

③客戶端實現。利用移動互聯網技術，設計客戶解決方案。

④碳交易。以平臺為基礎，建立碳交易系統，實現園區(qū)與其他區(qū)域的碳交易。

3 基于上海臨港物流園區(qū)的低碳化案例分析

3.1 上海臨港物流園區(qū)的基本情況

上海臨港物流園區(qū)地處上海臨港產業(yè)區(qū)內，是上海臨港產業(yè)區(qū)的重要組成部分，位于臨港產業(yè)園區(qū)的中心位置，規(guī)劃占地面積21.5平方公里，是由保稅港、國際物流園區(qū)和自營物流園區(qū)組成的國家級物流園區(qū)。以港口物流、產業(yè)物流、特種物流協調發(fā)展的綜合物流樞紐為目標，推動物流產業(yè)向集約化、高端化、增值型發(fā)展，推進物流產業(yè)向供應鏈管理、保稅交割倉儲等功能拓展，拓展物流產業(yè)的增值服務功能，著力提升物流業(yè)對區(qū)域經濟的綜合效益。

圖3 臨港物流園區(qū)的產業(yè)構架

3.2 臨港物流園區(qū)的低碳化發(fā)展目標

臨港物流園區(qū)所在的臨港地區(qū)是上海市三大低碳示范區(qū)，到2015年，力爭單位GDP二氧化碳排放量比2010年下降20%，單位工業(yè)增加值能耗比2010年下降20%［13］。其中低碳物流是上海臨港低碳示范區(qū)的五大核心之一，以臨港物流園區(qū)為依托的低碳物流園區(qū)將建設成為低碳城市示范區(qū)的核心樞紐。因此臨港物流園區(qū)被賦予了低碳發(fā)展的使命，將自己定位為低碳城市實踐區(qū)建設提供便利的大件物流運輸條件，為低碳新城低碳物流產業(yè)發(fā)展提供優(yōu)越國際物流和現代服務的基本目標。

臨港物流園區(qū)在產業(yè)選擇上除了港口物流和第三方物流之外，更加注重發(fā)展國際貿易、國際采購、國際展覽、國際金融、物流信息軟硬件服務等高增值的現代服務業(yè);以及以再制造業(yè)務為核心，與保稅業(yè)務緊密結合的綠色物流產業(yè)，建立加工制造和生活廢料處理的物流系統。

根據臨港物流園區(qū)的規(guī)劃目標和產業(yè)方向，我們發(fā)現臨港物流園區(qū)的低碳化發(fā)展其實可以從低碳環(huán)保、綠色生態(tài)和和諧高效三個方面展開(見圖3)。從和諧高效的角度來說，臨港低碳物流不僅僅是物流園區(qū)的低碳化運營，更重要的是將低碳能源、低碳研究、低碳制造、低碳社區(qū)等方面的低碳化產出都離不開作為生產性服務業(yè)和生活性服務業(yè)重要一環(huán)的低碳物流的有效支持，因此低碳物流的運營效果將直接影響到整個低碳示范區(qū)的成敗，低碳物流園區(qū)的發(fā)展是整個低碳城市示范區(qū)的和諧統一體。同時從臨港物流園區(qū)的自身來說，在利用臨港區(qū)位優(yōu)勢的風能、太陽能以及東海天然氣接入的便利實現傳統的港口物流和第三方物流低碳化基礎上，引入貿易、展覽、金融、信息等高端的低碳物流產業(yè)，表明了在產業(yè)選擇方面的低碳環(huán)保，再制造和廢物處理系統的建設則從生態(tài)鏈的角度突出了綠色生態(tài)的特點。

3.3 臨港物流園區(qū)的低碳化運營策略

在臨港物流園區(qū)的低碳化運營中，堅持了政府引導、市場調節(jié)、網絡自治的多樣化混合治理模式，具體的治理措施見表1。

表1 臨港物流園區(qū)低碳化運營的治理機制

隨著整個臨港產業(yè)區(qū)低碳發(fā)展第一階段啟動實施階段的完成，目前臨港物流園區(qū)低碳化的進程也完成了初步工作，從低碳演進階段角度基本處于階段1和階段2，完成了階段1的碳產業(yè)排放管理的建筑物管理、能源結構優(yōu)化等靜態(tài)管理的任務，并完成了階段2中碳匯的規(guī)劃布局，但對于園區(qū)碳排放的動態(tài)優(yōu)化如園區(qū)路網的碳排放優(yōu)化等工作、碳循環(huán)生態(tài)系統的實施健全還在進行中，為建立無縫低碳物流系統和低碳物流園區(qū)打下基礎。隨著臨港產業(yè)區(qū)低碳發(fā)展第二階段攻堅深化階段的展開，技術創(chuàng)新的實施將會主導臨港物流園區(qū)低碳化朝著智能化的方向發(fā)展。

臨港物流園區(qū)在我國的物流園區(qū)中一直以高起點規(guī)劃而著稱，并且在上海智慧城市建設中充當了重要角色，智慧物聯網等技術在臨港物流園區(qū)的應用為臨港物流的低碳化發(fā)展提供了有利條件。

(1)依托物聯網技術的應用，實現下一步臨港物流的低碳動態(tài)優(yōu)化。在臨港物流園區(qū)的物聯網技術應用中主要集中在電子標簽等物聯網傳感技術的普及，目前臨港物流園區(qū)利用臨港產業(yè)區(qū)物聯網示范應用先導區(qū)的機遇，發(fā)展智能倉儲、自動裝卸、綠色包裝等多項技術和手段，以及建立智能交通系統，為今后利用RFID實現實時碳排放管理打下了基礎。

(2)碳匯規(guī)劃的健全實施，完成臨港物流的低碳化生態(tài)系統建設。由于地處海邊的原因，臨港產業(yè)區(qū)的主要碳匯來自于區(qū)域內灘涂濕地和綠化林地。其中臨港灘涂面積有87.2平方公里，占總面積的29.4%，再加上內陸水域和水產養(yǎng)殖區(qū)，濕地總面積達108.9平方公里，占規(guī)劃區(qū)總面積的36.72%。園區(qū)重視濕地系統的修復，圍繞滴水湖構建適合臨港特殊生境條件和功能要求的多目標生態(tài)環(huán)湖綠帶，同時在臨港物流園區(qū)的碳匯應用中，增加綠地尤其是喬灌木的種類和數量，提倡混植和豎向綠化，減少人工修剪草坪的面積，最大程度減少碳排放量。

(3)云計算平臺的規(guī)劃建設，為臨港物流的低碳化集成管理建設創(chuàng)造條件。在臨港低碳實踐區(qū)的規(guī)劃中，規(guī)劃利用云計算技術，建成臨港區(qū)域能源數據監(jiān)測管理系統，并在區(qū)域內建立低碳認證制度和低碳金融體系，這為臨港物流的低碳化智能化集成管理創(chuàng)造了機會。

4 總結

低碳物流園區(qū)是低碳區(qū)域經濟建設的重要組成部分，除了物流園區(qū)的碳排放較高，同時如港口物流等物流園區(qū)作為區(qū)域經濟的重要節(jié)點承擔了低碳化管理樞紐的責任，簡單的靜態(tài)低碳物流布局無法滿足低碳物流園區(qū)的使命和要求。因此本文提出了和諧高效、低碳環(huán)保、綠色生態(tài)的低碳物流園區(qū)運營管理的概念模型，該模型將對指導低碳區(qū)域規(guī)劃、實現物流園區(qū)的升級、發(fā)展智慧化物流提供有益的建議。

(1)以低碳物流園區(qū)為核心節(jié)點的低碳區(qū)域碳規(guī)劃。低碳區(qū)域規(guī)劃應充分考慮和諧高效的特點，將物流園區(qū)作為區(qū)域碳規(guī)劃中的重要子節(jié)點之一，以物流的碳管理為抓手，在發(fā)揮物流園區(qū)物流高效運作的基礎上實現園區(qū)系統內外的碳交換和碳平衡，達到低碳和諧發(fā)展。

(2)以碳排放—碳吸收—碳管理為路徑的傳統物流園區(qū)的低碳運營升級優(yōu)化?，F有物流園區(qū)在低碳化升級的過程中，一方面應建立從碳排放到吸收的完整閉環(huán)碳管理系統，另一方面應不斷完善相應的治理機制，實現從傳統物流園區(qū)到低碳化園區(qū)的改變。

(3)以低碳物流園區(qū)為載體的智慧化物流建設。低碳物流園區(qū)將是智慧城市以及智慧物流的重要載體，在低碳物流園區(qū)的發(fā)展中應充分利用先進的物聯網、云計算等技術，實現碳動態(tài)監(jiān)控、碳數據管理及碳開放平臺，這些技術的建成和示范效果將為智慧物流的建設打下基礎。

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