题干

模型应当考虑：

• 因避免产品被浪费而产生的减排效益（即由于商品被消费而非由新生产来替代，从而避免的整条供应链排放）。

• 折扣零售过程本身引入的任何额外排放（例如将商品运至初创企业仓库的运输、仓储、消费者取货等）。

• 净碳减排量 = 避免的排放 − 额外排放。

数据案例

请考虑以下一个假设而实际的年度数据情境：这家大学初创企业在类似香港的城市运营（其他地区可据此调整）：

• 年度总销售商品：食品 50,000 千克（平均组成：40% 零食/饮料，30% 乳制品/烘焙食品， 30% 其他烘焙食品），以及 10,000 千克非食品日用品（如化妆品与盥洗用品、清洁用品）。

• 若无该初创企业介入，按照典型零售过剩率估计，其中 90% 的商品会被作为废弃物丢弃，其余 10% 会在正常渠道被消费。

• 平均零售折扣力度：在原价基础上打 3 折（即优惠 70%）。

• 运输：初创企业用小型货车从供应商处收集商品，平均每次往返 50 千米，每年 20次，车辆排放因子为每千米 0.2 千克 CO2e。另有 10% 的商品从欧洲运入，30% 来自包括新加坡、泰国、马来西亚在内的东南亚地区。

• 消费者取货：假设消费者每次购买平均往返出行 1 千米（使用公共交通或步行，排放极低）。

• 仓储：食品平均在冷藏仓库中存放 1 个月，能耗相当于每千克食品储存产生 0.05千克 CO2e 的排放。

各团队可查阅或采用来自可靠机构的标准排放因子（例如 IPCC、美国 EPA、WRAP、Blonk/Mérieux Nutrisciences 数据库或国家/地区清单）。作为参考，常用的近似值包括：

• 食品浪费预防的平均单位减排量：约 2.5–3.0 千克 CO2e/千克被挽救的食物（包含完整生命周期排放，即上游生产及避免的终端处置等；例如，近期 Blonk 关于剩余食品再利用的研究给出的数值约为 2.7 千克 CO2e/千克）。

• 非食品产品：每千克避免浪费约可减少 1.0–5.0 千克 CO2e（视产品类型而定，例如塑料含量较高的商品对应的排放更高）。

• 垃圾填埋处理食品的排放：约 0.5–1.5 千克CO2e/千克食物（主要源自填埋场中产生的甲烷）。

任务

1. 建立一个数学模型，用于计算该初创企业运营所带来的年度净 CO2e 减排量。请明确给出变量定义、方程构建过程，并对排放因子和关键假设的选择给出合理解释。

2. 将所建模型应用于上述数据情境，计算净 CO2e 年减排量，并对关键参数进行敏感性分析（例如：将“避免排放因子”在 ±20% 范围内变化、将废弃物转移率从 90% 调整到 70–95%、改变运输距离等）。

3. 在此基础上，将模型推广为一个用户友好的框架 （例如一组可在电子表格中使用的公式或算法），以便其他初创企业或零售商可以结合自身数据进行使用，并讨论如何进一步提升精度（例如采用更细分的产品排放因子、考虑各地区电网排放因子等）。

4. 基于你们的模型， 设计一套面向消费者的积分奖励体系，用于奖励那些通过购买折扣商品而帮助减少浪费和温室气体排放的消费者。你们的模型应当严谨、解释清晰，并能在碳信用、ESG 披露或各类资助申请中经得起实际应用的检验。允许给出部分解决方案，但请重点确保方法论的稳健性。

分析

• $m_{1}:食品质量$
• $m_{2}:非食品质量$
• $k_{1}:食品浪费的减排因子$
• $k_{2}:非食品浪费的减排因子$
• $S:往返距离$
• $n:次数运输(次/年)$
• $e:车辆排放因子$
• $e_{1s}:食品储存因子$
• $e_{2s}:非食品储存因子$ 避免:$E_{avoided}=0.9(m_{1}k_{1}+m_{2}k_{2})=0.9\sum m_{i}k_{i}$ 车运输:$E_{t}=nse(n与m_{1}+m_{2}有关)$ 储存:$E_{s}=m_{1}e_{1s}+m_{2}e_{2s}=\sum m_{i}e_{is}$ 海运:
• 国际距离:$d_{sea}$ $\rightarrow$ $d_{sea}国家不同$
• 进口比例:$f \rightarrow f$ 国家不同
• $E_{ts}=\sum fMde$ 其它:

$$\begin{aligned}E_{\text {eat }}&=\sum k_{eat}m_{i}e_{is} \newline E_{\text {目标 }}=E_{\text {sum }}-E_{\text {avoided }}&=nse+\sum m_{i} e_{i s}+\sum \text { fMde }+\sum \text { kme } \newline&-0.9 \sum m_{i} k_{i}\end{aligned}$$

避免上游生产排放： $$E_{\text {avoided,up }}=\sum_{i} S_{i} \cdot E F_{i}^{u p}=\sum_{i} M_{i} \cdot r_{i} \cdot\left(1-\omega_{i}\right) \cdot \alpha_{i}$$

处置路径加权平均排放因子： $$E F_{i}^{e o l, a v g}=\sum_{k} \pi_{i, k} \cdot E F_{i, k}^{e e l}$$

避免终端处排放： $$E_{\mathrm{avoided}, \mathrm{eol}}=\sum_{i} C_{i} \cdot E F_{i}^{e o l, a v g}$$

总避免排放： $$\begin{aligned} E_{\text {avoided }} & =E_{\text {avoided,up }}+E_{\text {avoided,eol }} \newline & =\sum_{i} S_{i} \cdot E F_{i}^{u p}+\sum_{i} C_{i} \cdot\left(\sum_{k} \pi_{i, k} \cdot E F_{i, k}^{\text {eol }}\right) \newline & =\sum_{i} C_{i} \cdot \alpha_{i} \cdot E F_{i}^{u p}+\sum_{i} C_{i} \cdot\left(\sum_{k} \pi_{i, k} \cdot E F_{i, k}^{\text {eol }}\right) \newline & =\sum_{i} C_{i} \cdot\left(\alpha_{i} \cdot E F_{i}^{u p}+\sum_{k} \pi_{i, k} \cdot E F_{i, k}^{\text {eol }}\right) \newline & =\sum_{i} M_{i} \cdot r_{i} \cdot\left(1-\omega_{i}\right) \cdot\left(\alpha_{i} \cdot E F_{i}^{u p}+\sum_{k} \pi_{i, k} \cdot E F_{i, k}^{\text {eol }}\right) \end{aligned} $$