談基于“碳素流—價值流”的碳成本核算

張彩平 郭溯源

【摘要】通過分析國內外研究現(xiàn)狀可知，國際和國內尚缺乏有效的工具和方法指導企業(yè)的碳成本核算。鑒于此，依據(jù)物質流轉平衡原理，以碳素流轉路線為基礎，運用會計學的逐步結轉計算原理，賦予碳元素以貨幣價值，構建“碳素流—價值流”二維碳成本核算模型，并將其應用于KD鋼鐵企業(yè)中。研究表明，碳素價值流的可視化和精確化特點可以彌補目前成本會計模式不能應用于評價與分析企業(yè)碳排放和減排行為的缺陷。以碳元素利用率和碳成本為評價指標，能為企業(yè)節(jié)能減排活動的開展提供數(shù)據(jù)基礎，還能為企業(yè)長效減排機制的構建提供理論和方法支持。

【關鍵詞】碳素流；價值流；碳成本核算；二維模型

【中圖分類號】F234.2；X323【文獻標識碼】A【文章編號】1004-0994（2019）23-0008-7

【基金項目】國家社會科學基金一般項目“生態(tài)文明建設背景下高排放企業(yè)碳成本控制及其運行機制研究”（項目編號：18BGL074）；湖南省自然科學基金項目“基于物質流、能源流與價值流協(xié)同視角的碳排放會計研究”（項目編號：2018JJ3450）；湖南省社會科學成果評審委員會課題“湖南省控排企業(yè)碳資產(chǎn)管理研究”（項目編號：XSP18YBZ141）；湖南省社會科學成果評審委員會課題“可持續(xù)發(fā)展視域下我國能源生態(tài)經(jīng)濟效益評價機制研究”（項目編號：XSP19YBC363）

一、引言

工業(yè)革命以來，溫室氣體排放所產(chǎn)生的環(huán)境代價將由全人類共同負擔[1]。為應對氣候變化，減少溫室氣體排放，需要發(fā)展低碳經(jīng)濟和碳排放權交易市場。2005年《京都協(xié)議書》的生效促進了國際碳交易市場的快速發(fā)展，通過市場手段調節(jié)全球的碳排放總量已成為共識。我國將在2020年建成全球最大的碳交易市場，鋼鐵、化工、煤炭、石化、電力、冶金等行業(yè)企業(yè)因其碳排放量較高而將被納入碳排放權交易市場。面對日益嚴格的碳排放管制，企業(yè)自身需要自覺實施節(jié)能減排，使碳元素利用率達到較高水平，并降低碳減排義務履約成本。降低碳成本、提高碳效益需要科學的核算方法，然而，目前國內外缺乏一種有效的方法對碳素流進行準確的價值核算。

基于此背景，本文擬借鑒“物質流—價值流”分析模型，導入碳元素流，構建“碳素流—價值流”二維模型并將其應用于鋼鐵企業(yè)中。通過揭示碳素流轉及成本分配情況，為鋼鐵企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)流程提供數(shù)據(jù)基礎，為企業(yè)長效減排機制的構建提供理論和方法參考。

二、文獻綜述

“碳素流—價值流”是借鑒“物質流—價值流”分析方法，深入企業(yè)內部生產(chǎn)流程，探索其碳素流動和價值流轉的一種分析模型。目前，國內外學者對物質流和價值流開展了一系列研究，這為“碳素流—價值流”研究奠定了文獻基礎。

1.國外研究現(xiàn)狀。國外學者對物質流和價值流研究較多，而對碳素流鮮有涉及。如Paul H. Brunner[2]指出，物質流分析是以物質守恒定律為基礎，通過對特定系統(tǒng)內的物料投入與產(chǎn)品產(chǎn)出進行平衡分析，定性并定量地描述和模擬系統(tǒng)內物質流動的狀態(tài)和過程，揭示系統(tǒng)物質流動每條路徑中的信息。Schmidt等[3]指出，價值流分析的本質是經(jīng)濟性分析，利用物質流分析所提供的數(shù)據(jù)，計算企業(yè)內部材料成本、系統(tǒng)成本以及廢棄物處理成本，為企業(yè)進行內部優(yōu)化升級提供信息基礎。Schaltegger、Zvez？ dov[4]認為，通過物質流分析所得的數(shù)據(jù)，可以確定資源消耗高、廢棄物排放大的生產(chǎn)流程；同時通過價值流分析將實物數(shù)據(jù)經(jīng)濟化，可以揭示企業(yè)成本收益狀況。Rieckhof等[5]闡述了價值流分析的優(yōu)勢，認為其突破了傳統(tǒng)會計核算在環(huán)境管理上的局限性，更好地詮釋了成本的歸宿。物質流成本會計系統(tǒng)能夠提供不同時空段的物質投入與產(chǎn)出成本、物質有效利用成本與廢棄物損失的經(jīng)濟成本等相關數(shù)據(jù)[6]。Stroble[7]指出，物質流成本會計可以執(zhí)行多功能的核算目標。

2.國內研究現(xiàn)狀。自2013年我國政府在北京、上海等地設立7個碳交易試點以來，我國學者在物質流、價值流分析的基礎上進一步將研究延伸到碳素流分析。如：殷瑞鈺[8]認為，碳素流表現(xiàn)為物質流，鋼鐵企業(yè)中大部分碳素能源的最終形式是二氧化碳排放物，這與周邊環(huán)境負荷是息息相關的。肖序、李震[9]指出，資源價值流會計不僅核算傳統(tǒng)意義上的企業(yè)內部資源流轉成本，而且更加注重外部環(huán)境損害價值的計算和資源附加價值的分析。肖序、劉三紅[10]指出，物質流分析決定價值流數(shù)據(jù)的形成及解釋，而價值流分析則為物質流優(yōu)化提供決策、控制、考核的經(jīng)濟數(shù)據(jù)及方法體系。肖序、熊菲[11]則認為，資源價值流核算是基于制造流程中材料、能源的投入、生產(chǎn)、消耗及轉化為產(chǎn)品的流量管理理論，借助成本逐步結轉方法，通過跟蹤資源實物數(shù)量的變化，提供資源全流程物量和價值信息的核算，其最終目的在于改進循環(huán)經(jīng)濟物質流路線。盛剛等[12]對鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煉焦、燒結、高爐煉鐵等工序以模型構建為重點，對碳素流進行了定量分析。

3.對國內外研究現(xiàn)狀的評價。國內外對物質流和價值流以及兩者之間的邏輯關聯(lián)已進行了深入系統(tǒng)的研究并取得了系列研究成果，這為“碳素流—價值流”二維分析提供了理論和方法借鑒。然而，盡管已有學者開始探索碳素流，但沒有結合價值流的碳素流分析，不能為高排放企業(yè)提供投資決策所需的碳排放和減排成本效益信息，不能對企業(yè)的碳排放行為產(chǎn)生有效的激勵和約束?；诖爽F(xiàn)狀，本文認為在深入分析碳素流的基礎上，嵌入價值流分析，形成“碳素流—價值流”二維分析模型，對于準確核算我國碳排放和減排成本、發(fā)現(xiàn)碳減排關鍵環(huán)節(jié)以及提高我國企業(yè)碳減排的積極性具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

三、“碳素流—價值流”二維模型理論框架的構建

構建“碳素流—價值流”二維模型需要進行內涵界定，同時也需要提出相應的計算方法。

1.“碳素價值流”的內涵界定。在“碳素流—價值流”的二維分析中，“碳素”是指從企業(yè)生產(chǎn)流程各個物量中心輸入物料中的碳元素；“流”在本文中是指物料經(jīng)過具體生產(chǎn)工藝流程的過程，具有方向性和可循環(huán)性；“價值流”是指在將原材料、能源以及人力資源等轉化成產(chǎn)品為消費者服務的過程中，以貨幣為計量單位，通過成本和價值方式反映的價值流轉?；谏鲜龇治?，可以將“碳素價值流”定義為：根據(jù)生產(chǎn)流程中的碳素流轉路線，對含碳材料和能源在不同空間的位移進行價值核算的一種管理活動。

在具體的生產(chǎn)流程中，碳元素的流轉過程可以視為由很多單一的“單元鏈”組成的一個完整的流程。假設投入端投入的碳元素為100噸，生產(chǎn)工藝的元素利用率為90%，那么在一次加工生產(chǎn)后，碳元素就分為兩部分，即90噸的正制品到下一生產(chǎn)工藝和10噸的負制品不能到下一生產(chǎn)工藝。那么一整套生產(chǎn)工藝就可以由許多“單元鏈”構成，形成“多元鏈”，如圖1所示。

碳素價值流就是在該“多元鏈”的基礎上，賦予不同工藝環(huán)節(jié)、不同生產(chǎn)物質中的碳元素以貨幣價值，形成“價值流”。

2.碳素價值流的計算。碳素價值流的計算可采用逐步結轉法，以各個物量中心的碳元素流轉量計算其價值流轉值。運用生產(chǎn)流程各個物量中心碳元素的數(shù)量與其原料單價的乘積，確定碳元素的流轉成本。在整體生產(chǎn)流程中，各個物量中心會不斷投入新的原材料和能源等成本，這就不斷地累計了碳元素的成本，從而改變了碳元素的價值。因此，必須對各個生產(chǎn)物量中心按照碳元素的流量進行核算，形成碳素價值流，才能對其價值進行核算和計量。在“單元鏈”中輸出環(huán)節(jié)分為兩部分：一是有效利用碳元素（正制品），二是廢棄損失碳元素（負制品）。將碳元素賦予貨幣價值之后的結果與碳素流的工藝流程方向進行完整對應匹配，則可繪制出整個生產(chǎn)工藝流程的價值流轉圖，用于解釋不同物量中心的經(jīng)濟損失，從而通過“碳素流—價值流”二維模型分析出企業(yè)存在的問題，進而為企業(yè)碳排放管理的流程優(yōu)化、生產(chǎn)工藝的改良、機械設備的更新提供有效信息。由此，可得到碳元素在工藝流程中成本的計算公式為：

其中：Vi，j（k）表示第i流程中j（k）材料的成本；ρi，j（k）表示第i流程中j（k）材料的碳元素含量；ωi表示第i流程中碳元素的利用率。

公式（1）全面地反映了各個生產(chǎn)流程中碳元素的成本構成，包括輸入端的投入成本、有效利用成本和廢棄成本；公式（2）與公式（3）分別是有效利用碳元素成本和廢棄損失碳成本的分配公式，反映了各個流程物量中心碳元素利用率情況。

四、“碳素流—價值流”二維模型在KD鋼鐵企業(yè)中的應用

為了檢驗“碳素流—價值流”二維模型在提高碳效益、激勵碳減排等方面的合理性和可行性，本文將其應用于KD鋼鐵企業(yè)這一典型的高碳排放企業(yè)中。

1. KD鋼鐵企業(yè)碳素流分析。KD鋼鐵企業(yè)是我國一家中大型鋼鐵企業(yè)，具備年產(chǎn)鋼1715萬噸的能力，其生產(chǎn)工藝流程為“焦化—燒結—煉鐵—煉鋼—軋鋼”，完整的碳素流路線如圖2所示。

根據(jù)碳元素守恒的原理，每個物量中心的碳素流均處于平衡的狀態(tài)。以第一物量中心焦化工藝為例，輸入端原料煤、焦爐煤氣和高爐煤氣的碳元素質量等于輸出端焦炭、焦爐煤氣和二氧化碳的碳元素質量。根據(jù)煤炭行業(yè)的平均數(shù)據(jù)，6121512噸煤的含碳量為73%，所以輸入端煤之中的碳元素質量為：6121512×0.73=4468703.76（噸）。同理，在輸出端二氧化碳中，排放二氧化碳的質量為7319749噸，根據(jù)其分子式得出碳元素含量為12/44，所以輸出端二氧化碳之中的碳元素質量為：7319749×（12/44）= 1996295.18（噸）。未做優(yōu)化之前，在焦化環(huán)節(jié)之中，焦爐煤氣和二氧化碳都是作為廢棄物向環(huán)境中排放。根據(jù)圖2，可算出損失的碳元素為：197471.4+ 1996295.18=2193766.58（噸）。

2. KD鋼鐵企業(yè)價值流分析。根據(jù)碳素價值流計算公式，仍以焦化過程為例。輸入端碳元素成本為煤、焦爐煤氣和高爐煤氣的成本乘以其各自的含碳量，根據(jù)市場材料均價，計算得出焦化環(huán)節(jié)進入生產(chǎn)流程的碳成本為2882256791.59元，其中煤成本為2815283368.8元，焦爐煤氣成本為201330.95元，高爐煤氣成本為66772091.84元。輸出端的碳元素成本為焦炭、焦爐煤氣和二氧化碳的成本乘以各自的含碳量，此處需注意二氧化碳的價格，在不同的碳排放交易市場中二氧化碳的價格不同。若超過配額，則超過的部分作為碳損失；若低于配額，則可以在碳交易市場交易并計入收入。根據(jù)市場材料均價以及碳交易市場中二氧化碳的均價，算出焦化環(huán)節(jié)輸出端成本為2302647919.16元，其中焦炭成本為2260550250元，焦爐煤氣成本為8825537.43元，二氧化碳計價成本為36572131.73元。同理推導，可得出其他各個物量中心環(huán)節(jié)的碳素價值流路線，如圖3所示，其中碳元素價值四舍五入到萬元。

從上述分析可知，KD鋼鐵企業(yè)的碳輸入成本為633819萬元，碳元素利用率分別為：焦化過程62.06%，煉鐵過程7.00%，煉鋼過程10.77%，軋鋼過程12.46%，燒結過程碳元素未流入下一生產(chǎn)過程，故碳元素利用率未計算。將碳輸入成本同行業(yè)數(shù)據(jù)進行比較，可知KD鋼鐵企業(yè)處于行業(yè)領先位置；并且從煉鐵和煉鋼過程中較低的碳元素利用率可看出，這兩個生產(chǎn)環(huán)節(jié)會產(chǎn)生大量的二氧化碳，共占到二氧化碳總排放量的83.4%。根據(jù)“碳素流—價值流”二維模型，KD鋼鐵企業(yè)成本領先但碳元素利用率較低，處于優(yōu)化區(qū)，需要對企業(yè)的生產(chǎn)流程進行優(yōu)化，使碳元素利用率得到提高。

3. KD鋼鐵企業(yè)“碳素流—價值流”二維分析。通過對碳素流和價值流之間的邏輯關系分析，可將碳元素利用率和碳排放成本組成二維模型，得出四個板塊：改革區(qū)、改良區(qū)、分析區(qū)、循環(huán)區(qū)，如圖4所示。

具體分析如下：①改革區(qū)。當碳元素利用率較低而成本較高時，說明企業(yè)無論在生產(chǎn)流程還是在成本控制上，均出現(xiàn)了嚴重的問題，此時需要從生產(chǎn)工藝和財務層面進行全面改革，才能扭轉當前的狀況。②改良區(qū)。當碳元素利用率和成本都較低時，說明企業(yè)生產(chǎn)流程存在一定問題，導致碳元素利用率較低，這時則需要對生產(chǎn)流程進行改良，在投入單位成本的情況下達到較高的碳元素利用率，以減少碳排放；③分析區(qū)。當碳元素利用率和成本都較高時，說明企業(yè)的成本構成出現(xiàn)了問題，需要通過橫向和縱向的比較，對各個生產(chǎn)流程進行檢查，評價出材料投入量與成本的多少以及損耗情況，找出其中的關鍵優(yōu)化點，解決成本問題；④循環(huán)區(qū)。當碳元素利用率高而成本較低時，說明企業(yè)目前處于較優(yōu)的狀態(tài)，應該考慮對生產(chǎn)出來的副產(chǎn)品進行循環(huán)利用，以達到在提高碳元素利用率的同時降低成本的目的。

KD鋼鐵企業(yè)處于“碳素流—價值流”二維模型中的優(yōu)化區(qū)，需要對生產(chǎn)流程中的碳元素利用率進行優(yōu)化。從上述流程圖中可以看出，煉鐵與煉鋼過程的碳元素利用率相對較低，針對這兩個高排過程，分別加入“焦爐煤氣凈化處理”“高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置”和“汽化冷卻煙道”生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)流程進行優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化處理，兩個高排放生產(chǎn)流程的路線圖就發(fā)生了改變，從初始的直線鏈狀碳素流轉變成環(huán)形交叉狀可循環(huán)的碳素流，使得碳元素利用率得到大幅提高，且符合“碳素流—價值流”二維分析模型的優(yōu)化策略方法體系，從而達到為企業(yè)節(jié)能減排和降低成本的目的。優(yōu)化之后的碳素流路線和碳素價值流路線分別如圖5、圖6所示。

以煉鐵過程之后進行優(yōu)化處理的“高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置”為例，進入該裝置的高爐煤氣的碳元素為4756102噸，二氧化碳為1435469.5噸，經(jīng)過循環(huán)處理，該環(huán)節(jié)最終排放到外部環(huán)境中的碳元素為3813520.5噸，可繼續(xù)利用的碳元素為2378051噸。相比優(yōu)化之前直接將二氧化碳和高爐煤氣排放到外部環(huán)境，優(yōu)化之后的碳元素利用率約為38%，得到了大大提高，并降低了企業(yè)在該環(huán)節(jié)二氧化碳的排放量。

由圖6的分析可知，通過生產(chǎn)流程的優(yōu)化，焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣得到了循環(huán)利用，并減少了二氧化碳的排放。同時，碳元素也得到了循環(huán)利用，從成本的角度來說，降低了企業(yè)二氧化碳的排放成本。繼續(xù)以煉鐵環(huán)節(jié)為例，進行“高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置”的優(yōu)化之后，在高爐煤氣中，有價值12133萬元的碳元素得以繼續(xù)利用，從而能夠降低下一環(huán)節(jié)的輸入成本。優(yōu)化前后具體的數(shù)據(jù)對比如表所示。

由表可知，經(jīng)過生產(chǎn)流程優(yōu)化，碳元素利用率得到提升，共減少二氧化碳排放約604萬噸，并為KD鋼鐵企業(yè)節(jié)約了11073萬元的成本。因為KD鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放并未超過配額，所以減少的碳排放相對應的配額能夠在碳交易市場上出售，為企業(yè)帶來碳收益。

五、結論與啟示

1.主要結論。隨著我國低碳經(jīng)濟的深入推進和全國統(tǒng)一碳市場的發(fā)展，越來越多的企業(yè)被納入碳排放權交易體系，節(jié)能減排將成為每一個企業(yè)必須面臨的現(xiàn)實問題。本文以KD鋼鐵企業(yè)為研究對象，借鑒逐步結轉法和物質流分析方法，構建“碳素流—價值流”二維分析模型。該模型具有如下功能：①對碳元素成本和碳元素利用率進行分析，明確企業(yè)所處的二維區(qū)間；②針對存在的問題提出相應的改進措施，實現(xiàn)企業(yè)減少碳排放、降低碳成本的目的；③為企業(yè)減少碳排放、降低碳成本提供科學的核算方法；④彌補目前成本會計模式不能應用于評價與分析企業(yè)碳排放和減排行為的缺陷。本案例研究表明，通過“碳素流—價值流”二維分析，KD鋼鐵企業(yè)可節(jié)約11073萬元碳成本、減排604萬噸二氧化碳。這無疑為企業(yè)的低碳轉型提供了可資借鑒的方法和工具。

2.啟示。“碳素流—價值流”二維模型的應用需要企業(yè)能源和排放數(shù)據(jù)的支撐，這就需要加強碳交易市場和排放數(shù)據(jù)庫的建設，從而提高分析的有效性和準確性，具體啟示如下：

（1）加強碳信息披露制度建設。由“碳素流—價值流”二維分析可知，無論是核算碳素流還是價值流，都需要大量數(shù)據(jù)作為基礎。如碳素流分析需要原料、能源、排放因子等信息，價值流需要市場價格等信息。然而，目前這些數(shù)據(jù)信息分散在財務年報、社會責任報告或環(huán)境報告中，需要花費大量的時間去收集、整理、核算，某些數(shù)據(jù)甚至只能合理推斷或估計，這在一定程度上影響了碳成本核算的準確性。因此，我國需要加強碳信息披露建設，規(guī)范其內容和形式，為碳素價值流的核算和管理提供數(shù)據(jù)基礎。

（2）推動全國統(tǒng)一碳市場的發(fā)展，為企業(yè)碳減排提供有效的激勵。通過核算碳素流和價值流，控排企業(yè)可以明確其碳減排量和節(jié)約的碳成本。而要將實現(xiàn)的碳減排量轉化為企業(yè)實實在在的碳收益，則需要借助碳交易市場。因為只有通過碳交易市場，控排企業(yè)才能將減排所獲得的剩余碳配額出售以獲得收入。顯然，碳配額的順利交易離不開規(guī)范的碳交易市場。因此，我國要推動全國統(tǒng)一碳交易市場的發(fā)展，因為穩(wěn)定透明的碳價格將增強控排企業(yè)碳減排的信心，激勵企業(yè)積極開展低碳經(jīng)營，實現(xiàn)低碳轉型。

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作者單位：南華大學經(jīng)濟管理與法學學院，湖南衡陽421001