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            衛生陶瓷產品生命周期成本影響因素探究

            時間:2019-07-17 15:11作者:曼切
            本文導讀:這是一篇關于衛生陶瓷產品生命周期成本影響因素探究的文章,衛生陶瓷作為我國國民經濟一個重要產業, 為人民生活提供不可或缺的建筑材料。然而, 衛生陶瓷行業存在能源資源消耗高、環境污染大、綜合利用率低等問題。

              摘    要: 為考察衛生陶瓷生命周期過程中環境屬性與經濟屬性間的關系, 綜合評價環境影響與經濟效益指標, 采用生命周期成本分析法 (LCCA) 評估了衛生陶瓷產品的外部環境成本和內部成本。結果表明, 人工成本和焦化煤氣燃燒所產生廢氣的環境成本分別是影響內部、外部成本的主要因素。在陶瓷產業中引入智能生產系統可減少人工成本, 以天然氣代替焦化煤氣能夠有效降低衛生陶瓷產品的生命周期成本, 有利于提高衛生陶瓷綠色指數, 有助于實現衛生陶瓷產品綠色化。

              關鍵詞: 衛生陶瓷; 生命周期成本分析; 綠色因子;

              Abstract: In order to investigate the relationship between environmental attributes and economic attributes during the life cycle of sanitary ceramics, and to evaluate the environmental impact and economic benefit indices comprehensively, the external environmental cost and internal cost of sanitary ceramics products were evaluated by Life Cycle Cost Analysis (LCCA) . The results show that the main factors affecting the internal and external costs are the labor cost and the environmental cost of the exhaust gas produced by the combustion of coking gas. The introduction of intelligent production system in ceramic industry can reduce labor costs. Replacing coking gas with natural gas can effectively reduce the life cycle cost of sanitary ceramics products. It is helpful to realize the greening of sanitary ceramics products by improving the green index of sanitary ceramics.

              Keyword: sanitary ware; life cycle cost analysis; green factor;

              衛生陶瓷作為我國國民經濟一個重要產業, 為人民生活提供不可或缺的建筑材料。然而, 衛生陶瓷行業存在能源資源消耗高、環境污染大、綜合利用率低等問題。為此, 有學者利用生命周期評價方法對衛生陶瓷生產整個生命周期的資源能源消耗和環境影響進行分析評價, 探討其生產工藝的環境行為, 尋找生產過程中減少污染物產生的機會。

              例如, 曾杰等對衛生陶瓷原材料生產、運輸、產品制造等環節引起的環境影響進行了生命周期定量評價, 指出通過節能減排可改善產品的環境行為。[1]李曉鵬等采用生命周期評價法分析了典型衛生陶瓷企業生產全過程的環境負荷, 指出衛生陶瓷生產環節的環境影響最為顯著, 不可再生資源消耗和溫室效應是最嚴重的環境影響類型, 為衛生陶瓷生產的能效優化與節能減排提供了依據。[2]陳瑞軍等采用生命周期評價法對某年產100萬件衛生陶瓷廠生產過程進行了環境影響分析, 并提出了改善措施和合理化建議。[3]

              目前, 生命周期評價方法僅用能源資源消耗和環境排放的有關數據來衡量產品的環境形象, 未能考慮產品的經濟性能, 缺少環境成本信息, 使得其評價結果的運用受到一定的限制。為發揮市場經濟杠桿的調控作用, 需要運用外部環境成本的定價機制, 促進衛生陶瓷企業在保證獲得利潤條件下, 生產出更具有競爭力的環境友好型綠色產品。[4,5]

              生命周期成本分析法 (Life Cycle Cost Analysis, 簡稱LCCA) 是運用生命周期思想并兼顧環境因素的成本會計, 首先確定研究對象及評價范圍, 之后識別產品生命周期內各個階段的內部成本和外部環境成本, 進而分析產品生命周期成本結構的成本分析方法。通過分析產品全生命周期成本, 為實現產品的經濟利潤最大化以及環境影響最小化提供決策支持。[6]

            衛生陶瓷產品生命周期成本影響因素探究

              為此, 采用生命周期成本分析法, 建立綜合考慮環境因素和經濟因素的成本分析模型, 通過考察衛生陶瓷產品的生命周期成本, 確定影響衛生陶瓷產品生命周期成本的主要因素, 為降低其生產及環境成本提供決策依據。

              一、研究目標、范圍確定及清單分析

              (一) 目標和范圍確定

              選擇我國中東部地區幾家代表性的中、高檔衛生陶瓷生產企業為研究對象。其整個生命周期包括原材料的獲取和產品生產兩個主要階段。通過調研分析, 并結合相關文獻資料, [1,2,3,7,8]對衛生陶瓷典型代表企業進行全生命周期環境成本分析。

              (二) 環境影響清單分析

              典型企業生產衛生瓷的主要原料包括石英類原材料、黏土類原材料、長石類原材料及石膏。石英類原材料有石英和砂巖;黏土類原材料有章村土、大同土、堿石、紫木節和彰武粘土;長石類原材料有長石和滑石。表1列示了企業生產單位陶瓷產品坯體所需要的原料消耗清單。由表1可知, 典型衛生陶瓷企業生產1噸成品共消耗礦物原材料1.5482噸。其中1.4280噸用于衛生陶瓷產品生產, 0.1202噸用于石膏模的生產。

              表1 典型衛生陶瓷企業生產單位產品坯體的礦產資源消耗清單
            表1 典型衛生陶瓷企業生產單位產品坯體的礦產資源消耗清單

              典型企業生產過程中釉料成分主要有石英、長石、石灰石等。生產1噸成品需耗用0.1116噸的釉料資源, 其中用量最大的是長石, 占總量比例約為36%, 其次為石英, 占總量比例約為21%, 釉料中礦產資源的消耗情況如表2所示。

              表2 典型衛生陶瓷企業生產1噸產品釉料的礦產資源消耗清單
            表2 典型衛生陶瓷企業生產1噸產品釉料的礦產資源消耗清單

              表3 典型衛生陶瓷企業生產1噸產品的能源消耗清單
            表3 典型衛生陶瓷企業生產1噸產品的能源消耗清單

              表4 生產1噸衛生陶瓷產品的環境污染物清單
            表4 生產1噸衛生陶瓷產品的環境污染物清單

              典型衛生陶瓷企業的主要污染物包括廢氣、廢水和固體廢棄物。廢氣主要來源于原料的運輸階段和產品生產階段, 其中排放量最大的是CO2, 其他的主要排放物包括SO2、顆粒物和NOx等。企業以焦爐煤氣作為主要燃料, 產生的廢氣經過了脫硫、脫硝處理, 廢氣中的有害成分符合排放標準。[9]衛生陶瓷產品生產中的水體污染物主要是COD、石油類、SS和氨氮等。固體廢物主要產生在生產階段, 包括廢瓷、廢坯、廢石膏、廢釉和其他廢棄物等, 其中大部分都被回收利用, 因此生產過程中的固體廢物不予考慮。表4列出了生產過程中主要污染物的排放清單。

              二、生命周期成本分析模型建立

              生命周期成本包括產品在整個生命周期中所支出的外部環境成本與內部成本的總和。衛生陶瓷產品的生命周期主要包括四個階段, 即原材料的獲取階段、生產階段、使用階段及廢棄階段。因此, 衛生陶瓷產品的生命周期成本可用公式 (1) 進行計算:[5,6]

              式中, i表示生命周期的四個階段;ICi為生命周期內某階段是內部成本 (包括原料、能源、人工成本、維持費用等) ;ECi為生命周期內某階段廢物的排放引起的外部環境成本, 其計算公式如式 (2) :

              式中, ECi表示產品生命周期第i階段的外部環境成本;n為污染物的總數;Vej為在第i階段第j項污染物的環境費用;Qj為在第i階段第j項污染物的排放量。

              為了從經濟學的角度表征犧牲單位環境代價可獲得多少產品利潤, 引入綠色因子概念 (green factor, GF) , 將產品利潤與產品整個生命周期過程的外部環境成本作比, [5,6]其計算如式 (3) :

              GF = PR/EC (3)

              式中, EC是產品生命周期過程的外部環境成本;PR是產品的利潤 (product return, PR) 。綠色因子數值越大, 表明獲得單位產品利潤而引起的外部環境成本越低, 也就是其環境影響越小, 環境友好性越佳。

              三、衛生陶瓷產品生命周期成本確定

              根據生命周期成本的含義, 將衛生陶瓷生產企業的成本分為內部成本和外部環境成本。其中, 內部成本包括從原料的獲取、成型及燒成等生產各階段原料、能源、人工成本和維持等費用的總和, 不考慮使用及廢棄階段。該企業生產中所需要的礦產資源均為外購, 根據2017年各項原材料的市場均價, 計算得到典型企業生產1噸陶瓷產品所用的坯體和釉料的礦產資源成本, 具體計算結果如表5和表6所示。結合企業的能源消耗情況及能源價格, 并考慮企業的人工成本及維持費用, 計算得到企業的內部成本, 如表7所示。

              表5 典型衛生陶瓷企業生產單位產品坯體的礦產資源成本
            表5 典型衛生陶瓷企業生產單位產品坯體的礦產資源成本

              表6 典型衛生陶瓷企業生產單位產品釉料的礦產資源成本
            表6 典型衛生陶瓷企業生產單位產品釉料的礦產資源成本

              表7 生產1噸衛生陶瓷產品的內部成本
            表7 生產1噸衛生陶瓷產品的內部成本

              衛生陶瓷生產中產生的環境污染物主要分為廢氣、廢水和固體廢棄物。其中, 生產過程中廢氣排放所引起的外部環境成本, 可依據大氣污染物環境費用, [10]利用公式 (2) 計算得到, 見表8。經計算, 該企業生產1噸衛生陶瓷產品所產生的廢氣的外部環境成本為129.35元。其中CO2的外部環境成本最高, 為55.35元, 其次是顆粒物和SO2, 分別為52.58元和10.81元, NOx的外部環境成本最小, 為10.62元。

              表8 生產1噸衛生陶瓷產品所產生廢氣的外部環境成本
            表8 生產1噸衛生陶瓷產品所產生廢氣的外部環境成本

              生產1噸衛生陶瓷大約產生廢水3噸。其中最大的污染物是懸浮物, 大部分的懸浮物可通過簡單的沉淀處理工藝去除。其它的污染物依次為COD、BOD和石油類。這些污染因子的濃度在國家允許的企業水污染物直接排放濃度的范圍內, 而懸浮物經過沉淀后也能夠達到直接排放的標準。[9,11]因此, 對于衛生陶瓷產品企業的廢水的外部環境成本可直接按該地區工業廢水的收費標準每噸1.5元計算得到。因此, 生產1噸衛生陶瓷產品所排放的廢水引起的外部環境成本為4.5元。

              對于生產過程中產生的廢坯、廢瓷、廢石膏等固體廢棄物, 盡管數量較大, 基本都可回收再用, 因此這些固體廢物的外部環境成本可忽略不計。

              根據計算公式 (2) , 對衛生陶瓷生產階段的廢氣、廢水及固廢排放引起的外部環境成本進行加和, 得到生產1噸衛生陶瓷的生命周期外部環境成本為133.85元。經公式 (1) 計算得到生產1噸衛生陶瓷產品的生命周期成本如表9所示。同時根據綠色因子的計算公式, 得到典型企業的綠色指數為25.18, 即企業每單位環境成本可帶來25.18元的利潤。

              表9 生產1噸衛生陶瓷產品的生命周期成本
            表9 生產1噸衛生陶瓷產品的生命周期成本

              四、生命周期成本結構分析

              圖1、圖2分別為該企業生產1噸衛生陶瓷產品的內部成本和外部環境成本的構成。

              圖1 衛生陶瓷內部成本的構成
            圖1 衛生陶瓷內部成本的構成

              衛生陶瓷產品生命周期成本中內部成本占98.7%, 而人工成本是影響產品內部成本的主要因素, 占內部成本的39.49%;能源消耗方面, 煤氣成本的比重最大, 占到總成本的10.37%, 遠高于另外兩種能源消耗成本。衛生陶瓷的燒制主要以焦爐煤氣為主, 且煤氣經燃燒后產生CO2、SO2和NOx等氣體污染物, 這些污染物占到外部環境成本的97%。大氣污染物中CO2的排放量最大, 在外部環境成本中占比也最高, 其比例為41.35%。其次是顆粒物, 盡管顆粒物的排放量不大, 但因其單位治理成本高, 因此在總成本中的比例達到39.28%, 僅次于CO2, 氣體污染物SO2和NOx等環境因子排放量相對較少, 治理成本也較高, 分別占外部環境成本的8.07%和7.94%。大氣污染物是造成全球變暖、霧霾頻發的主要原因。陶瓷產品的生產必須要經過燒制等工藝過程, 如何使用清潔能源, 從而減少因廢氣排放產生的大氣污染具有很強的現實意義。

              圖2 衛生陶瓷外部環境成本的構成
            圖2 衛生陶瓷外部環境成本的構成

              天然氣是一種常見的替代能源, 天然氣的熱值高, 且燃燒后的排放物中SO2等污染物含量低。通過查閱資料及對當地其他企業的調研, [12]如果企業以天然氣作為主要燃料, 全年燃料用量可減少約55%, 而且燃燒后的污染物排放量會大幅降低。表10列出了使用天然氣后生產1噸衛生陶瓷產品的大氣污染物排放清單。

              表10 生產1噸衛生陶瓷產品的大氣污染物清單 (以天然氣為燃料)
            表10 生產1噸衛生陶瓷產品的大氣污染物清單 (以天然氣為燃料)

              從表10可看出, CO2、SO2、NOx和顆粒物的排放量分別減少了19.83%、60.84%、54.96%和62.78%。改變燃料類型基本上不影響衛生陶瓷生產過程中水和固體廢物排放量。圖3是以天然氣為燃料時的外部環境成本構成。各種污染物中成本最高的仍為CO2, 但SO2、NOx和顆粒物的排放量明顯減少, 所占外部環境成本比例降低, 此時外部環境成本合計為77.45元, 較使用煤氣時的降低42.15%。由于天然氣的價格較煤氣要高, 生產1噸產品的內部成本因此上升332.4元, 但因外部環境成本的降低, 綠色指數反而由25.18提高到39.23。同時, 按照國家對工業廢氣的排放標準, 使用天然氣為燃料時產生的廢氣污染物達標, 不需要經過脫硫、脫硝等處理, 可大大減輕企業的環保壓力。說明考慮環境因素, 用天然氣替代焦爐煤氣是必要的。

              圖3 以天然氣為燃料時衛生陶瓷外部環境成本的構成
            圖3 以天然氣為燃料時衛生陶瓷外部環境成本的構成

              陶瓷產業屬于勞動密集型產業, 生產過程中對人工的需求依賴性較強。陶瓷企業的勞動力工資近年來出現大幅上揚的趨勢, 不少企業面臨“用工荒”、“招工難”的問題, 在一定程度上提高了陶瓷生產企業的生產成本,F在, 智能化生產成本已逐步降低人工成本的主流, 在傳統的衛生陶瓷生產領域引入智能機器人等智能化生產系統, 長遠來看, 可以有效降低因招工難和人工成本上升導致的內部成本過高問題。此外, 智能生產對于衛生陶瓷產品的標準化生產也會有一定的促進作用。

              五、結論

              利用生命周期成本分析法, 通過計算典型衛生陶瓷產品的生命周期成本, 從環境因素和經濟因素對產品的成本進行了綜合分析, 主要得到以下結論:

              (1) 人工成本是影響陶瓷產品內部成本的主要因素, 煤氣成本在能源消耗中的占比最高;
              (2) 煤氣燃燒所產生的廢氣成本在外部環境成本中所占比例高達97%;
              (3) 在衛生陶瓷行業內推廣智能化生產系統, 將有利于解決內部成本中的人工成本過高問題;
              (4) 以天然氣等清潔能源代替煤氣會使企業的內部成本上升, 但能夠減少廢氣的排放, 有效降低企業的外部環境成本, 提高綠色指數, 對實現陶瓷企業的清潔生產具有很強的現實意義。

              參考文獻

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