本文是一篇物流论文，本文对冷链物流及其库存-路径系统的碳排放计算进行分析，确定了冷链系统碳排放计算的边界和范围，根据范围划分准则，选择基于能源的计算方法计算了库存、配送环节的碳排放量，并在此基础上利用碳配额交易政策将碳排放转化为成本。
第1章 绪论
1.1研究背景
随着经济社会的发展和人民群众生活水平、食品安全意识的不断提高，我国冷链物流需求日趋旺盛，市场规模不断扩大，冷链物流行业实现了较快发展。中物联冷链委的统计数据显示，2019年，我国食品冷链物流总需求量约为2.33亿吨，同比增长23.52%；食品冷链物流总额约6万亿元，同比増长24.7%；市场总规模为3391.2亿，同比增长17.5%，增长态势稳定。在冷链物流设施设备方面，2019年的全国冷藏车保有量为21.47万辆，冷库容量达6052.5万吨，分别同比增长19.28%、15.55%，冷链食品行业蓬勃发展。同时，政府对冷链物流高度重视，据不完全统计，2019年国家层面出台的冷链相关政策超过40项，各地方政府出台的冷链相关政策总计超过100项，发布或实施的冷链物流相关国家及行业标准15项。在国家政策的大力支持下，我国冷链物流具有巨大的发展空间。
与此同时，低碳与环保一直以来都是世界性的热度话题，碳减排也是世界各国正面临的共同难题。中国是能源消耗大国，也是碳排放大国。2020年9月，在第七十五届联合国大会上，习近平总书记首次提到，中国将采取更加有力的措施和政策，争取碳排放在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。其后，习总书记又在多个国际会议中强调这一目标，表明中国碳减排的决心。同时，“碳达峰”和“碳中和”也是今年两会的热点话题之一。政府工作报告不仅将扎实做好碳达峰、碳中和各项工作列入2021年重点任务，更要求各行各业制定好碳达峰行动方案，加快实现“十四五”规划中推动绿色低碳发展的既定目标。因此，我国碳减排的压力巨大、任务艰巨。
1.2研究目的及意义
1.2.1研究目的
物流行业是我国能源消耗的主要行业之一，也是我国碳排放量增长最快的行业之一。因此，控制物流行业二氧化碳排放量是我国碳减排工作的关键落脚点之一。作为物流行业重要分支之一的冷链物流，由于其需要消耗大量的能源来保持低温环境，因而会排放出大量的温室气体和污染物，这严重制约了我国碳减排目标实现的进程。因此，本文通过对冷链物流库存-配送系统中碳排放计算边界及范围的分析，构建低碳冷链物流库存-路径问题的最小化成本模型，优化冷链物流系统中的库存策略及配送路径，为冷链物流企业追求低经济成本与低碳排放双重目标的可持续发展提供一定的依据，为物流行业积极响应碳减排政策提供具体的操作方法。
1.2.2研究意义
（1）理论意义
在物流活动中考虑碳排放是近年来学术界研究的热点问题，然而目前的研究主要集中在单独考虑库存控制与配送路径的优化问题上，且大多以普通物流为研究对象。本文在考虑碳排放的基础上，将库存与配送进行联合优化，同时考虑冷链产品在库存和配送两阶段的变质情况，构建低碳冷链物流的库存与配送集成模型，对于完善库存-路径问题的研究具有重要的理论意义，为深入研究物流行业的碳排放控制奠定一定的基础。
（2）实际意义
在冷链物流发展如此迅速的同时，不可避免地需要考虑其发展过程中高排放、高能耗的特征对生态环境所带来的影响。冷链物流行业的碳减排工作直接关系到中国能否顺利实现碳减排的目标。目前我国碳排放权交易市场在重点行业正式投入运行，同时也在不断改进和完善，从碳排放的角度讨论冷链物流的库存-路径问题，通过建立最小成本目标函数，研究如何合理地制定库存策略、规划配送路线，可以为冷链物流企业的相关管理和决策提供支持，为企业降低成本、减少碳排放提供一定依据，进而为冷链物流行业控制碳排放提供有效的方法。
第2章 冷链物流碳排放分析与计算
2.1碳排放计算相关理论
2.1.1碳排放计算边界与范围
碳排放计算边界的确定是供应链系统计算碳排放的首要工作，也是分析碳排放计算范围和选择计算方法的基础，因此，建立明确的边界对碳排放的计算至关重要，根据《温室气体议定书》及众多学者对碳排放边界的研究，碳排放计算边界可分为组织边界和运营边界。
（1）组织边界
在碳排放计算中，组织边界是根据供应链流程图来确定系统中参与碳排放计算的成员企业。通过分析核心产品的流向，确定核心产品流通所涉及的企业，如在一个完整的供应链系统中，产品从原材料的供应商、生产制造商、分销商、零售商到最终用户，这个过程中所涉及的企业或个人就是该供应链系统碳排放计算的组织边界。
（2）运营边界
组织边界确定后，需要对供应链中成员企业的运营边界进行确定。运营边界用来确定企业应该被纳入碳排放计算的具体环节，即与公司经营活动相关的碳排放，以此来更加全面而有效的控制碳排放。根据排放来源，运营边界中的碳排放可大致归类为直接和间接排放，具体可划分为以下3个范围：
1）范围1：直接碳排放
直接碳排放来自公司拥有或控制的能源，例如，拥有或控制的锅炉，熔炉，车辆等消耗的燃料产生的排放，或处理设备产生的化学物质造成的排放。
2）范围2：购买能源的间接碳排放
范围2核算企业购买或获得的电力、蒸汽消耗产生的碳排放。
3）范围3：其他间接碳排放
范围3排放是供应链中其他公司活动的结果，即其他实体拥有或控制的资源产生的碳排放（例如原材料供应商、第三方物流供应商、分销商、零售商、客户）。范围3排放均为间接排放，包括上游排放（例如购买产品或购买产品的运输过程)和下游排放(例如使用出售产品或处置产品）。
2.2碳排放成本转化方法
通过给二氧化碳和其他温室气体赋予价格，使其成为企业成本的一部分，可以促使企业控制作业活动中的碳排放，达到节能减排的目的。本文在计算冷链物流库存、配送环节碳排放量后，利用碳减排政策将其转化为成本，加入最小成本目标函数中，以实现经济和环保的双重目标。碳税和碳配额交易是目前最主要的两种碳减排政策。
2.2.1碳税政策
碳税是针对二氧化碳排放而征收的一项环境税。碳税的设置旨在通过税收手段，抑制二氧化碳的排放，从而减缓气候变暖的进程。从经济学角度看，碳税属于庇古税。芬兰是首个实施碳税的国家，碳税被认为是芬兰发展低碳经济最重要的手段之一。目前包括加拿大、澳大利亚、英国、美国等在内的20多个国家实施了碳税政策。
从国家层面来说，通过碳税政策可以获得税收收入，利用税收收入可以进行再分配，投资清洁能源，从而减少碳排放。同时，碳税的实施较容易，且实施成本较小，政府可根据实际情况调整碳税额度，使其符合减排要求和经济发展需求。相对于碳交易政策，碳税的征收更稳定和持续，能够避免市场的不稳定性对减排效果造成冲击，在短时间内促使高碳、能源密集型行业尽快实现较大减排。
但是，碳税政策也存在一些劣势。首先，碳税政策不能有效控制总排放量。碳税是“基于价格”的工具，通过税率即价格来实现减排，但在碳税较低时，有些高排放企业在原有经营模式下依然能获得较高的利润，因而碳减排意愿较低。其次，高税率会影响经济与消费。碳税的征收需在一定高的税费基础上才能达到良好的节能减排效果。但过高的税收会挤压企业生存空间，甚至影响出口产品的竞争力。同时由于税收的传导效应，在电力、燃料等能源行业的源头进行征税，最终会转嫁到下游消费者身上，影响消费。
第3章 考虑食品变质的低碳冷链物流配送路径模型.......................21
3.1问题描述与参数设置..................................21
3.1.1问题描述及假设...................................21
3.1.2符号及变量定义........................................22
第4章 考虑两阶段食品变质的低碳冷链物流 库存-路径模型............................32
4.1问题描述与参数设置......................................32
4.1.1问题描述及假设..................................32
4.1.2符号及变量定义........................................34
第5章 实例分析..............................46
5.1实例背景与数据.............................46
5.1.1企业背景........................................46
5.1.2相关数据...................................47
第5章 实例分析
5.1实例背景与数据
5.1.1企业背景 近年来，随着我国居民的生活水平不断提高、健康意识不断增强，乳制品在居民膳食结构中的地位明显提高，乳制品的需求与消费均得到增长，乳制品行业正在经历快速的发展。国家统计局数据显示，2019年，全国乳制品产量为2719.4万吨，同比增长1.2%。根据产量和冷链流通率测算，2019年乳制品冷链需求总量为1658.83万吨。随着消费需求的变化，中国乳业龙头企业近年来开始布局巴氏奶业务，对冷链物流运输把控更加严格。2019年低温酸奶市场规模达到540亿元，同比增长20%，低温奶冷链市场前景广阔。
乳制品主要包括乳粉类、液体乳类、炼乳类、干酪类以及其他乳制品类。不同类别的产品由于对储存温度的要求不同，其对物流环节的需求也不同。如巴氏奶、酸奶等的保存条件为2-6℃，因此需要保鲜冷链物流进行存储、运输；冰淇淋等冷饮乳品需要在-18℃条件下保存，对物流的要求为冷冻冷链；而乳粉、常温奶制品等只需常温物流即可。
DL公司是广东省一家乳制品生产企业，主要经营各类乳制品的生产、加工、批发、零售等业务。该公司作为一家大型乳制品供应商，其下有多个配送中心和零售商客户，采用VMI管理模式，通过信息共享平台获知零售商的库存和需求信息，对零售商实行（t，R，S）补货策略，定期检查零售商库存，根据其库存水平判断是否为其补货。乳制品作为典型的具有易腐性的冷链产品，该公司在库存、配送环节均采取相关冷藏技术对产品进行保鲜，尽可能减少产品变质情况。库存方面使用冷藏柜储存乳制品，配送过程使用冷藏车进行运输。另外，为积极响应碳减排政策，该公司每一个计划期清算一次碳排放，库存环节碳排放以配送中心的耗电量来衡量，配送环节碳排放以冷藏车的耗油量进行计算。
第6章 总结与展望
6.1论文总结
2021年政府工作报告指出，“十四五”期间要持续推动全社会绿色低碳发展，单位GDP能耗和碳排放分别降低13.5%、18%。作为能源消耗的主要行业之一，物流行业一直是我国碳排放大户。同时，国家对冷链物流的支持和冷链需求规模的不断扩大，让冷链物流产业得到迅速发展。然而冷链物流在库存、配送两个主要环节高能耗、高排放的特点，成为制约其进一步发展的因素。因此，研究低碳冷链物流下的库存-路径问题，对降低成本、减少冷链物流活动中的碳排放具有十分重要的意义。本文以一个由供应商和零售商组成的二级冷链物流网络为研究对象，分析了冷链物流库存、配送环节的碳排放和冷链产品的变质情况，建立库存-路径模型并求解，为冷链物流企业降低成本、减少碳排放提供了一定依据与方法。
本文的主要工作及研究成果包括以下几个方面：
（1）对冷链物流及其库存-路径系统的碳排放计算进行分析，确定了冷链系统碳排放计算的边界和范围，根据范围划分准则，选择基于能源的计算方法计算了库存、配送环节的碳排放量，并在此基础上利用碳配额交易政策将碳排放转化为成本。
（2）在考虑冷链产品易腐性的基础上，构建了低碳冷链物流的配送路径模型。该模型考虑冷链食品的变质情况，计算了冷链产品在配送环节的货损量及货损成本；同时，基于油耗模型计算碳排放量，并利用碳配额交易政策将其转化为成本，建立总成本最小目标函数，并利用遗传算法对模型进行求解。
（3）在VMI模式及（t，R，S）补货策略下，建立了考虑两阶段食品变质的低碳冷链物流的库存-路径模型。该模型考虑了零售商的库存情况，将库存与路径进行联合优化；同时考虑了冷链产品在库存、配送两阶段的变质情况及碳排放，以总成本最小为优化目标，分析、计算了库存及配送环节的各项成本，设计了混合遗传-模拟退火算法进行求解。
参考文献（略）