比较线性和循环供应链 —-建筑行业的案例研究外文翻译资料

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比较线性和循环供应链

----建筑行业的案例研究

摘 要

在过去的几十年中，绿色和可持续发展的供应链管理理论已经实践并且发展，该理论试图减少生产和消费过程对环境的负面影响。与此相一致的是，循环经济理论在有关工业生态学的文学作品和实践中得到了传播。循环经济推动环境可持续发展的前沿理念强调将产品以这样一种方式生产，即注重可操作性生态系统与经济增长之间的关系。

通过把这些想法集成到绿色供应链管理的理论和实践中，并且运用于建筑行业的一个案例研究来展示碳排放的数量，可以对传统的线性生产系统的环境效益进行评估。因此本文认为可持续的供应链管理在循环经济原则的整合可以在环境角度展现明显的优势，尽管有一些外部供应链的影响。

此外，本文也强调和讨论新兴的供应链管理的挑战和市场动态。

第1章 引言

在过去几十年中，个人和企业实体越来越意识到自己在保护自然资源方面需要发挥更大的作用，也确定了经济和生产系统不能与环境分离的理论，当代生态经济理论强调人类活动对自然的影响越来越大（Harte，1995）。

在这种情况下，在过去几十年中，可持续供应链管理理论已经出现（尤其是Wal-tonetal,1998; Seuring andMuuml;ller,2008; Sarkis et al,2011），理论表明采取整个产品供应链是个整体的观点是建立可持续生产系统的基本步骤。

有趣的是，绿色和可持续供应链管理的概念已经与循环经济理论并行发展，循环经济理论已经在工业生态文学和实践中长期传播（Ehrenfeld，1995）。事实上，可持续的供应链管理旨在通过最小化材料的流动或减少生产和消费过程的无意的负面后果将环境问题纳入组织（Sarkis等，2011）。另一方面，如McDonough和Braungart（2002）所述，循环经济推动了环境可持续发展的前沿发展，强调了将材料一次又一次地使用的生产体系的想法，实现生态系统与经济增长之间共同发展的关系（McDonough和Braungart，2000；Francas和Minner，2009）。

因此，如果要推动环境可持续发展的边界，特别是在能源和材料密集型产业方面，寻求将可持续供应链战略与循环经济原则相结合的方法，了解全面的环境和经济影响。

为了调查和讨论这些问题，本文分析了建筑行业的案例。为何这个行业被选中，因为众所周知，它直接关系到全球固体废物产生，高耗能，资源枯竭的相关配额（Ortiz等，2009）。具体来说，这项研究将包括两种不同类型绝缘材料的供应链（行业中的关键组成部分），将循环供应链（其中废物用作原料）产生的产品与从传统的线性生产系统（其中使用原始资源作为输入）产生的产品比较。

通过使用生命周期理论分析，本研究的主要目的是评估与两个供应链相关的环境影响，并了解实施循环生产系统可能产生的附加动力和影响。

为此，本研究将被分为四个主要部分。首先，将介绍文献综述，说明绿色供应链管理，循环经济和评估供应链环境绩效框架的一般原则。第3节介绍了使用LCA的方法论，还提供了关于案例研究的一般性讨论。第4节分析研究结果。 在第5节中，对不同情景进行了分析，得出了一些结论。

第5章 讨论

在本节中，通过对不同情景进行了建模，确定潜在的策略，以减少绝缘材料供应链的环境影响。对两种主要场景进行分析：电力混合和服装收集方法的配置（产品P1）。

5.1情景1：电力组合

能源是环境影响的重要驱动因素，在执行LCA时必须考虑（Bousquin et al, 2012）。第4节提出的分析显示，P1和P2的生产过程中对所使用电力对的环境影响有显著差异，相比于P2P1生产过程中使用电力的排放量比相关产品低75.15％ 。 因此，进一步分析电力输入的作用。

在第4节提出的数据中，发电方案是根据两种绝缘产品的生产实际情况决定的。 P1在法国制造和包装。因此，P1生命周期中发电和输电的排放强度数据是以法国的能源结构（0.0946kgCO2-eq）为基础的。同时，P2的生产设施位于英国，电力排放强度为0.6044kgCO2当量。比法国的排放量高出538.90％（Ecoinvent，2010）。这一显著差异与Holdway等人的研究有关。如表5所示。

这种数据的差异可以通过电的多少比例由化石燃料所产生比例解释。发现美国66%的电力，在英国62%和5%在法国（U.S. Energy Information Administra-tion (EIA), 2015; Department of Energy and Climate Change, 2014; Le reacute;seau de lrsquo;intelligence eacute;lectrique, 2015）是来自于化石燃料。在法国，2014年生产的 77%电力来自核能，17.7%来自可再生能源的来源如水电，风能和太阳能（Le reacute;seau de lrsquo;intelligence eacute;lectrique, 2015）。这解释了碳排放数量与法国电网相关水平非常低。

5.1.1不同国家生产设施的位置（不同电网组合）

为了调查不同场景对P1和P2生产中所使用的能源的影响，所以不同欧洲国家的电力投入受到了重视。考虑这一分析的国家是石棉绝缘产品（类似于P2）的五个主要生产商的生产地点，这些产品在欧洲占总产量的95％（Ecofys，2009年）。这些植物的分布如表6所示；可以看出，欧洲顶级石棉生产商的生产设施位于20个欧洲国家。每个国家的电力组合不同，为了这一分析，这些国家的生产设施定位的影响将被模拟。虽然P1的整个生产和供应链主要集中在法国，但采用类似的建模方法来研究不同国家电网输入不同电力的影响。进行分析的假设是所有其他因素，如功耗，运输类型，距离，生产效率和投入将保持不变，对这两种材料的生产设备的电力输入只能是这个分析的变量。虽然这种假设可能是非常不现实的（因为当地的供应链投入及其相关的环境影响可能在不同的国家有显着差异），但可以首先了解产品P1和P2的电力结构。

基于图中的曲线图8，生产P2型产品（石棉）碳排放最低的国家是瑞典，其次是法国和比利时。在瑞典，其35.50％的电力来自可再生能源，32.50％来自核能发电（国际能源署，2013年）。这反映在图1的曲线图中。曲线图8通过利用瑞典的电力结构，P1将能够将其供应链总排放量减少0.72％。对于P2而言，差异更为显著，因为利用瑞典的电力组合不同于英国，这将使总排放量减少19.95％。

分析表明，利用一些国家的电力组合（如波兰，捷克共和国，希腊和爱尔兰）可能会大幅增加P1供应链的总排放量，达到高于生产总排放量的程度（国际能源署，2013）。

因此，分析表明，重新定位生产设施可能使两种产品的制造商能够减少其供应链的碳排放。然而，这将需要一个昂贵的供应链重新设计与次级资本投资。 改变电力组合的情况对于石棉制造商来说影响更为强大，因为排放量的减少将更为显著。另一方面，拥有P1生产设施的国家已经在电网的电力组合呈现出非常低的排放强度，是欧洲最低的国家之一。

从图中还可以看出，如果P1在英国生产，其总生命周期碳排放量将比石棉低出5.52％。

这些研究结果表明，循环供应链可能可以提供优秀的解决方案，即较低的处女资源消耗水平和垃圾填埋场的浪费，其他环境指标（如碳排放）等方面的优势可能会适当的出现在供应链上。

5.1.2微型可再生发电计划

由于绝缘材料制造商对该国的电力结构几乎没有任何控制，因此在减少电力碳排放的努力中可以考虑的另一种潜在的可行方法是通过调试微型可再生能源发电方案。基于微生物发电方案可以满足生产设施电力需求100％的假设，计算P1和P2生产的碳排放总量。根据能源与气候变化部（2011），我们不难发现有一系列可用于商业规模应用的微型发电技术。这些包括太阳能光伏（PV）面板，风力发电机，水电和生物能源。

该方案是通过使用一系列可再生能源发电方案的Ecoinvent（2010）数据库的排放强度值来模拟的。与第5.1.1节类似，这些价值在流程LCA中被合并，取代了从产生产品的国家的电网获得的中压电力的排放强度，并假设所有其他元素（如功耗）保持不变。该分析的结果示于图表9中。

分析结果表明，在P1和P2生产中切换到可再生能源通常会重新提供供应链中的总碳排放量。唯一的例外是P1生产利用沼气，碳总排放量实际上将增加16.08％。这与P2案例相反，转而利用沼气总排放量将减少18.57％，1.3233公斤二氧化碳当量。这主要归功于与石英生产设施相连的英国电网，其排放强度水平较高。

P1和P2供应链排放量最大的可再生能源方案是水电，分别下降了9.02％36.72％。虽然这些发现意味着水力发电可能有助于显着降低两种产品的供应链碳排放，但是在微观层面上这种方案的可行性还需进一步研究。运行水力发电方案包括利用来自流水的能源发电，如果生产设施位于诸如河流之类的流动水源附近，这可能是可行的。因此，在建立这种方案之前，需要认真评估对当地环境的影响，特别是鱼类和河流生态系统。

下一种类型的可再生能源发电方案可以帮助减少两种类型绝缘产品的生命周期排放的是风能，P1的潜在下降幅度为8.27％，P2为36.09％，总排放量为0.8373千克二氧化碳当量和1.1481千克二氧化碳当量。微型风力发电计划在欧洲正在增长，并且在制定这些计划的标准（2011年能源与气候变化司）方面取得了良好的进展。气候变化委员会（2011年）指出，风能是对可靠能源的可行替代解决方案，欧洲的很大一部分地理位置可以获得稳定可靠的风力来源。就像任何其他可再生能源发电方案一样，风力涡轮机产生的能量是间歇性的，可能无法匹配峰值或高峰期需求。因此，也应建立可靠的蓄电系统，或者，制造设施也可以利用风力发电方案和电网连接电力的混合来解决这个问题。

使用太阳能光伏（PV）方案也是通过利用可再生能源而不是依赖并网电力来减少供应链总排放量的另一个例子。然而，需要解决水电和风力发电方案的类似问题，以便采用太阳能光伏作为并网电力的可行替代方案。

5.2方案2：服装收集方法的配置

这个分析将仅仅集中在P1上，因为涉及的过程是织物的收集，只适用于这个供应链。第4节所示的供应链图表明，在服装采购过程中形成的运输过程是供应链中的主要碳热点，并被归类为高影响因素，其贡献占总排放量的6.31％ 。其中很大一部分归因于服装收集阶段的运输，占总排放量的5.69％，其中总排放量的3.98％来自集装箱收集的衣服，来自集装箱的收集也占服装总数的70％。因此，这一分析将对集装箱中收集衣物的不同场景提供模型，以确定一个能够减少现有碳排放的配置。目前，每周两次从集装箱收集衣服，使用3吨装载率为70％的货车。该配置导致每个功能单元的0.0369kg二氧化碳当量的排放。将容器的收集频率从每周两次改变到多个不同的频率进行分析，所使用的车辆类型也根据收集频率进行调整，假设每个收集的填充率平均为70％。

表7 不同服装收集配置情景分析

分析结果如表7所示。分析表明，将收集车辆的类型从3.5T改为7.5T，而不改变收集频率，可以将总排放量减少2.12％。然而，注意到当前的平均填充率为70％，切换到较大的车辆而不改变收集频率意味着填充率将显着降低。尽管能力较强的货车表现出较少的碳排放，但是在使用更大的收集车辆的经济性方面需要进一步调查其燃油消耗和维护。

分析结果也表明，减少集装箱收集的频率将减少P1生命周期的总排放量。 分析结果表明，与之前情景相比，将收集频率降低一次，总排放量将减少3.07％，将收集频率降低至两周一次，将形成总排放量减少3.53％的情形。 这是通过减少总运输距离以及更大容量的货车的利用来实现的，这显然具有较低的排放强度。减少从全国各地的集装箱收集的频率意味着P1的制造商需要分配更大的存储设施来储存较长时间的衣服。这将确保下一阶段制造P2的材料投入的稳定。

5.3更多的选择

也可以探索通过回收利用P1绝缘材料形成更多闭环供应链的潜力。这可以初步补充现有的废棉材料的投入，然后才能进一步开发成为输入材料的另一主要来源。关于P2供应链，一些主要的石棉保温制造商已经开始利用自己的废弃绝缘材料作为新材料的生产投入，这也预示了采用闭环循环供应链的潜力（Rockwool International A / S，2013）。其中一些公司甚至发展了逆向后勤机制，以推动其组织内部的概念向前发展。

第6章 结论

在过去几十年中，绿色和可持续的供应链管理理论得到实践，并

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