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价值工程在工业企业低碳生产中的应用研究 价值工程在工业企业低碳生产中的应用研究张铁山高慧洁赵畅(北方工业大学,北京100144)摘要本文以工业企业为研究对象,分析了工业企业低碳生产的现状,发现了工业企业能源消耗量大、低碳减排潜力巨大的特点。在价值工程和低碳经济的研究基础上,给出了价值工程的扩展公式,并将此扩展公式运用到工业企业的低碳生产之中,为工业企业降低碳排放,发展低碳生产提供了有效途径。关键词价值工程工业企业低碳生产低碳经济近年来,世界范围内环境危机加剧,气候变化引起人们的高度重视,经研究发现人为造成的二氧化碳排放对其有很大影响,针对此种情况,“低碳减排”逐渐成为各国关注的焦点。我国在“十二五规划”中明确指出,在今后五年的经济社会发展中,单位国内生产总值能源消耗降低16%,单位国内生产总值二氧化碳排放降低17%。低碳减排需从碳排放源入手,而化石燃料等相关能源的燃烧是二氧化碳排放的主要来源。据中国节能减排产业发展报告(2009)调查显示,工业能耗占全社会能源消耗的70%以上,是耗费能源、资源的主要产业。为此,本文选取工业企业作为研究对象,利用价值工程中“以最低的寿命周期成本满足必要的功能”的思想为基础,探讨如何以最低的碳排放满足必要的功能,为工业企业降低碳排放,提升企业经济效益和社会效益提供有效方案。1工业企业的低碳生产11低碳生产的界定低碳生产是低碳经济的一种生产模式。所谓低碳经济既要使经济发展最大限度地减少或停止对碳基燃料的依赖,实现能源利用转型和经济转型,又要在能源利用转型的基础上和过程中继续保持经济增长的稳定和可持续性。以实现低碳经济为目的的低碳生产,也应当关注低碳和经济两个因素。但是由于对低碳生产的研究刚刚起步,其概念和内涵尚处于探索阶段。本文在现有文献的基础上,综合各种观点,对比与低碳生产概念类似的低碳制造、绿色制造、清洁生产等概念,将低碳生产定义为:低碳生产是一个综合考虑环境和资源效率的生产模式,其目标就是使得产品从设计、生产、使用、运输到报废处理的整个产品生命周期内,对环境的影响最小,资源利用率最高,同时能够保持经济增长的稳定和可持续性,最终达到经济效益和社会效益的协调优化。12工业企业的低碳生产现状工业是我国国民经济的支柱产业,在国民经济的发展中,一直起着举足轻重的作用。21世纪上半叶是我国进行工业化进程的关键时期,工业部门必将在这一时期得到更加快速的发展。工业的发展伴随着能源的消耗,能源的消耗量的多少与能源利用率的高低是影响企业低碳生产水平的重要因素。经研究发现,工业企业的低碳生产具有以下特点:121工业企业能源消耗量大,整个工业部门的总能耗量在增加,产生的二氧化碳排放量在逐渐增大我国工业的发展一直伴随着能源消耗的增长。表1“能源消费总量及工业所占比重”展示了我国工业部门近几年来能源消费的情况:表1能源消费总量及工业所占比重年能源消费总量(万吨标准煤)工业部门能源消费量(万吨标准煤)工业部门能源消费占总能源消费的比重(%)2004203227021432440270482005223319315805837707820062642701517513664711220072658299190167297160数据来源:中国节能投资公司.2009中国节能减排产业发展报告r.中国水利（水利论文）水电出版社:4142从表1中可以看出,工业部门的能源消耗以每年15000万吨标准煤的绝对数在增加。这些能源,诸如煤炭(焦炭)、电、热、天然气等,其作为燃料在燃烧的过程中会产生大量的二氧化碳。以2007年的数据为例,总能源消耗量为2658299万吨标准煤,按国家发改委公布的工业锅炉每燃烧1吨标准煤就产生2620公斤二氧化碳计算,这些能量的消耗将产生约69亿吨的二氧化碳,其中,工业部门排放达到498亿吨。随着工业的发展,此数据还会增大,所以,工业部门现在、并在未来一段时间内都将是排碳大户。122工业企业能源利用效率较低,节能减排潜力巨大我国的能源利用效率低下,能源利用效率只有约32%,比先进国家低10个百分点,而我国工业部门的设备运行效率远远低于发达国家。所以在工业领域,改善能源利用技术和结构、提高能源利用效率,可以在不改变能源消耗的情况下,降低二氧化碳的排放量,而且潜力巨大。2价值工程的基本公式及其扩展21价值工程的基本公式及其含义价值工程(valueengineering,简称ve)起源于1947年的美国,由美国通用电器公司的采购工程师麦尔斯(ldmiles)创立。价值工程国家标准(gb822312009)中指出,价值工程的目的是以对象的最低寿命周期成本可靠地实现使用者所需的功能,以获得最佳的综合效益。基本公式为:价值(v)=功能(f)/成本(c)其中,功能是指能够满足某种需求的一种属性;成本在这里是指全寿命周期成本,即从对象的研究、形成到退出使用的所需的全部费用。价值工程的基本公式体现了价值工程的基本思想。即用户购买产品或者服务需要得到的是产品或者服务所具有的功能(f),产品和服务是功能的载体。企业消耗资源、花费成本(c)制造出产品,而这些产品只有被用户购买才有价值。进而,企业要想获取较高的价值,就必须考虑如何实现功能和成本之间的最佳关系。企业通过应用价值工程,可以寻找到如何以最低的寿命周期成本可靠地实现必要功能,最终获得提高企业经济效益和社会效益的途径。22价值工程的扩展公式及其含义现如今,随着环境危机的加剧,企业越来越认识到,企业的生产不仅要考虑经济因素,还要考虑环境因素。企业的生产需要消耗大量资源,需要经济投入的同时也有可能导致环境质量的下降。因此考虑如何在产生最低的碳排放的同时满51足顾客需要,与考虑如何以最低的成本提供顾客满意的商品和服务同等重要。事实已经证明,价值工程的应用能带来企业成本的降低,那么将价值工程的基本思想用于企业的低碳生产,是否可以为企业降低碳排放,提高综合效益做出贡献,值得进一步研究。本文试图利用价值工程基本公式的以最低的寿命周期成本可靠地实现必要功能为指导思想,探求是否能对价值工程的基本公式加以改造,寻找如何以最低的碳排放量,可靠地实现必要功能,进而提高产品价值的途径和方法。综上所述,为了探求如何以最低碳排放来满足必要功能,本文将价值工程基本公式中的寿命周期成本(c/cost)用碳排放量(c/carbonemis-sions)代替,得到价值工程的扩展公式,价值(v)=功能(f)/碳排放量(cc)其中,v代表价值,f代表功能,cc代表碳排放量。同样,功能是指能够满足某种需求的一种属性,碳排放量是指产品全生命周期中的碳排放总量,即寿命周期碳排放量,其具体核算方法会在下面提到,但是由于不是本文重点,所以只做简单介绍。此公式体现了价值、功能、碳排放量之间的关系。以此为指导,探讨碳排放量与功能的最佳匹配方案,可以达到提高企业经济效益和社会效益的最终目的。23寿命周期碳排放量的确定运用价值工程扩展公式的一个关键问题就是确定产品全生命周期内的碳排放量。根据价值工程中寿命周期成本的指导思想,价值工程扩展公式中的碳排放量是指产品在从研发设计到最后报废的全生命周期内产生的碳排放量,即包括产品的建立、改进、运输、存储、使用、供应、再利用或者处置等过程中产生的碳排放。针对温室气体排放源的确认问题,根据pas2050:2008规范,结合机械产品的特点,归纳出工业企业寿命周期下碳排放量的衡量范畴包括:原材料的获取、生产过程、使用过程和最终的处置过程。图1工业企业碳排放衡量范畴明确衡量范畴后,需要选取测算方法对每个环节的碳排放进行测量。碳源排碳量估算办法主要有实测法、物料衡算法和排放系数法。根据公式的特点和试用范围,不同环节可以采取不同的测算方法,保证测算准确性:231用排放系数法测算原材料获取环节的碳排放量e=ef产品*产品产量e代表排放量;ef产品代表生产单位产量产品时的co2排放量；由公式可知,要计算碳排放量只要知道某生产单位的产品产量以及排碳系数ef产品即可。具体的原材料排碳系数可以在ipcc(由世界气象组织和联合国环境规划署联合成立的政府间气候变化专门委员会)公布的数据中获得。232用物料衡算法测算生产过程、使用过程以及最终报废过程的碳排放量e=(efijkq*activityijkq)e代表排放量;ef代表排放系数;activity代表投入的能源量(用于静止源)或能源消费量或者移动的距离(用于移动源);i代表排放源类型,j代表燃料类型,k代表技术类型,q代表设52第4期(总第222期)2012年4月工业技术经济journalofindustrialtechnologicaleconomicsno4(general,no222)apr2012备的技术类型。此公式中的大部分数据可从中国能源统计年鉴中的“全国能源平衡表”和“分品种分部门的消费量表”获得。计算的准确性也可以保证。3运用价值工程的扩展公式,寻求企业降低碳排放的途径根据扩展的价值工程公式,价值(v)=功能(f)/碳排放量(cc),寻求企业降低碳排放,提升产品价值的途径。在此可以将价值工程的基本思想和原理应用其中,即通过功能分析、功能评价,确定改进目标,进行改进和创新（创新论文）。31功能评价所谓功能评价就是评定某一功能价值的高低。通过功能评价,找到低价值的功能区加以改进,从而达到降低排放量、提高经济效益的目的。具体步骤如下:311计算功能系数扩展公式下的功能分析与功能系数的计算方法与价值工程基本公式的计算方法一样。进行功能评价前,先要进行功能分析,通过对产品的功能进行定义、整理,形成功能系统图。然后从ve活动小组成员和有丰富经验的人员中选取几名代表,对各功能进行打分,获得功能系数。312计算碳排放量系数排碳量与功能并不是直接对应的,以产品作为中间环节。生产产品产生碳排放,同时产品具有顾客所需要的功能。所以要衡量产品的排碳量,然后将产品的排碳量转换为功能排放量。然后再确定功能对应的碳排放量系数。确定碳排放量系数的主要步骤如下:(1)确定产品全生命周期下的实际排碳量。实际排碳量的计算方法和公式在“寿命周期碳排放量的确定”已于描述。(2)把产品排碳量换算成功能排碳量cx将产品碳排放量换算成功能排碳量采用分摊的方法。首选要明确产品生产中各环节(包括原材料获取、生产过程、使用过程和最终处理过程)所产生的二氧化碳量。同时得到产品的各项功能,假设此产品经过功能分析后,确定有3个功能分别为fa、fb、fc。然后分析为了实现这些功能各个环节产生了多少碳排放,对应的进行分摊,得到各功能fx的碳排放量ccx。对各项ccx进行求和,得到总的cc。如此便可计算出各功能fx的碳排放系数cx,cx=ccx/cc。313计算价值系数某功能的价值用vx表示,功能系数用fx表示,功能的实际排碳量系数用cx表示。价值系数vx=fx/cx。32确定改进目标,降低碳排放根据以上计算,价值系数存在3种情况,即等于1、小于1以及大于1。针对3种可能,结合现实情况进行分析,可以帮助我们找到降低碳排放的突破点。当v=1时或者接近1时,说明功能与碳排放量比例相当。当v>1时,说明功能价值较高,即产生了较低的碳排放,同时实现了较高的功能。当v<1时,说明功能价值较低,即生产中产生了大量的碳排放,但是却存在功能不足或者较低的情况。所以v<1的情况是需要我们重点考虑的,应作为价值工程的改进对象,进行改进或者创新。33确定改进方案根据扩展的价值工程公式可以看出,进行改进主要有5种途径:(1)在保持产品功能不变的情况下,通过降低碳排放量来提高产品价值。(2)在不改变产品碳排放的情况下,提高产品的功能,从而提高产品价值。53第4期(总第222期)2012年4月工业技术经济journalofindustrialtechnologicaleconomicsno4(general,no222)apr2012(3)产品功能提高而碳排放量下降,最终价值大幅度提高。(4)产品的碳排放量略有提高,但是功能大幅度提高,最终价值获得提高。(5)产品的功能略有下降,可以导致产品碳排放量的大幅度下降,最后得到较高的价值。以上的5种途径中,(1)、(5)主要是着眼于降低碳排放量,途径(3)是寻求降低碳排放量的同时完善功能,最终获得价值的大幅提高,而(2)、(4)主要着眼于改善功能。因为企业生产的目标不是一味地降低碳排放。企业在生产中,考虑环境的同时也需要考虑经济因素,所以如何协调碳排放与功能之间的关系,提升产品的价值、提高企业的综合效益才是最终的目标。因此,企业需要根据自身的情况,结合企业本身的发展策略,制定低碳减排以及如何提高企业综合效益的具体计划和方案。4总结本文将价值工程基本公式中的寿命周期成本用碳排放量代替,得到了价值工程的扩展公式。同时,总结了工业企业碳排放的测算方法,指出了价值工程扩展公式在工业企业低碳生产之中的运用过程,最后为工业企业降低碳排放、提供综合效益提供了5种有效途径,希望能够对工业企业发展低碳生产有所帮助,同时能对其他