发明内容
针对现有的污染物排放指标有偿使用初始价格核算方法存在的问题,本发明的目的旨在提供建立起氨氮排放指标有偿使用初始价格核算方法,适用于氨氮排放指标有偿使用初始价格的核算,可分析重点行业废水中氨氮排放指标处理成本,确定氨氮排放指标有偿使用初始价格,为氨氮排放指标有偿使用政策的实施提供重要支撑。
本发明提供一种适用于氨氮排放指标有偿使用价格的核算方法,包括:收集氨氮污染源排放数据,确定重点排放行业;根据重点排放行业,生成氨氮排放指标有偿使用初始价格定价模型;根据初始价格定价模型选择总处理成本换算法、提标升级工程成本换算法或贡献率法之一,核算氨氮的处理成本;根据总处理成本换算法或提标升级工程成本换算法与贡献率法的核算结果确定修正因子,并根据修正因子修正氨氮处理成本;根据行业差异调整系数层次结构模型,计算行业调整系数;根据地区差异调整系数层次结构模型,计算地区调整系数;根据氨氮排放指标有偿使用初始价格定价模型,将前述获得的氨氮处理成本、行业调整系数和地区调整系数代入模型,获得氨氮排放指标有偿使用初始价格。
进一步地,所述根据重点排放行业,生成氨氮排放指标有偿使用初始价格定价模型,包括:
根据地区、行业等差异,排污指标价格需要根据不同地区社会经济发展状况进行相应的调整,构建排污指标定价模型:
Pij=Pjd×ωij×λi (1)
式中,Pij为地区i的j行业的排污指标价格,Pjd为该行业污染物平均处理成本,ωij为地区i的j行业调整系数,λi为地区调整系数。
进一步地,所述总处理成本换算法,包括:
采用处理废水、废气、固体废物等的总成本核算某一指标的处理成本,并且加入投运率修正参数:
α=Pr/Pd
(3)
式中,为每吨氨氮处理成本,Fd为固定资产年折旧费,A为年运行费,为氨氮年削减量,α为废水处理设施投运率,Pr为实际处理量,Pd为设计处理量。
进一步地,所述提标升级工程成本换算法包括:
通过增加的年处理成本除以增加的削减量:
式中,为每增加一吨氨氮削减量所需处理成本;CU为升级工程年处理成本;为提标工程实施后增加的氨氮年削减量。
进一步地,所述贡献率法包括:
把对氨氮、总磷削减有主要贡献的费用提取出来,构成氨氮、总磷削减成本,除以氨氮、总磷削减量,得到氨氮、总磷处理成本
进一步地,所述修正因子包括:平均修正因子均为0.11。
本发明提供的适用于氨氮排放指标有偿使用价格的核算方法,能够建立起氨氮排放指标有偿使用初始价格核算方法,适用于氨氮排放指标有偿使用初始价格的核算,可分析重点行业废水中氨氮排放指标处理成本,确定氨氮排放指标有偿使用初始价格,为氨氮排放指标有偿使用政策的实施提供重要支撑。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明的原理:恢复成本法是通过将受损环境恢复到原有状态所需成本费用来衡量原资源环境所具价值的方法。在无法直接确定环境容量资源所具价格时,可将恢复环境容量所需的费用,作为该资源环境本身所具的最低价值。用恢复成本法衡量水资源的价值,事实上隐含了两个基本假设:一是假设恢复状态与原有的环境资源功能具有完全替代性;二是恢复成本法衡量的是恢复所需的成本,而不是直接衡量效益,所以必须假设环境容量资源恢复所需的成本就是环境容量资源损失的效益价值。
本发明的技术方案如下:
废水中氨氮排放指标有偿使用初始价格核算方法,其包括以下步骤:
(1)收集氨氮污染源排放数据,确定重点排放行业。
(2)氨氮排放指标有偿使用初始价格定价模型:考虑到地区、行业等差异,排污指标价格需要根据不同地区社会经济发展状况进行相应的调整,构建排污指标定价模型:
Pij=Pjd×ωij×λi (1)
式中,Pij为地区i的j行业的排污指标价格;Pjd为该行业污染物平均处理成本;ωij为地区i的j行业调整系数;λi为地区调整系数。
(3)提出总处理成本换算法、提标升级工程成本换算法和贡献率法三种方法计算成本,并构建修正因子,利用贡献率法修正前两种方法计算得到的氨氮处理成本。
1)总处理成本换算法:总处理成本换算法指采用处理废水、废气、固体废物等的总成本核算某一指标的处理成本。这种方法可操作性强,计算简便,但结果通常严重偏高。考虑到废水处理设施并非全年满负荷运行,本文采用加入投运率修正后的总处理成本换算法,可以更为准确地核算氨氮的处理成本。
α=Pr/Pd
(3)
式中,为每吨氨氮处理成本;Fd为固定资产年折旧费;A为年运行费;为氨氮年削减量;α为废水处理设施投运率;Pr为实际处理量;Pd为设计处理量。
2)提标升级工程成本换算法:该法基于污水排放标准提高,即用实施“提标”后所增加的年处理成本除以增加的削减量。由于提标部分是在氨氮削减到一定程度的情况下继续削减,显然难度较大,成本也会偏高。
式中,为每增加一吨氨氮削减量所需处理成本;CU为升级工程年处理成本;为提标工程实施后增加的氨氮年削减量。
3)贡献率法:贡献率法即拆解污水处理工艺,把对氨氮、总磷削减有主要贡献的费用提取出来,构成氨氮、总磷削减成本,除以氨氮、总磷削减量,得到氨氮、总磷处理成本。这种方法往往依赖于工艺设计和运行专家的辅助,操作难度大,数据可获得性较差。
4)确定修正因子:上述三种方法中,贡献率方法的核算结果相对准确,然而,由于工艺、成本和效果的拆解具有相当的难度和不确定性,仅有少数企业能以贡献率方法核算氨氮、总磷处理成本,并结合其总成本核算结果,得到平均修正因子均为0.11。
该修正因子用于对总处理成本换算法及提标升级工程成本换算法核算得到的氨氮、总磷处理成本进行修正。
(4)ωij行业调整系数:各行业由于处理成本、政府支持力度等因素差异,会产生不同价格,因此需要增加一个行业调整系数ωij。
1)层次结构模型构建:综合考虑江苏省太湖流域的产业结构等,建立行业差异调整系数影响因素的层次结构见表1。
表1行业差异调整系数层次结构模型
(注:计算表中“行业排污指标有偿使用金占行业生产总值比重”时,暂不予考虑行业差异因素调整,故以ωj代替ωij并采用相应行业污染物处理成本进行计算。)
2)指标权重赋值:在区域经济发展的进程中,设定的各个因子对系统的影响或引起的效应是不同的,必须对各个具体指标赋予其相应的权系数,以表达其不同的重要性。在模型中,主要运用韦伯(Weiber)定律三标度层次分析法(IAHP)确定指标权重。
3)指标无量纲化:为解决因各指标量纲不同而难以汇总的问题,有必要对单个指标进行消除量纲的运算。这里利用模糊集合的隶属函数来计算单项指标评价值。设X,X0分别表示某一项指标的统计值和均值,则无量纲化计算公式为:
y=(X/X0),若X为正作用指标 (5)
y=(X0/X),若X为负作用指标 (6)
4)ωj行业调整系数计算:考虑到各评价指标之间的互补性和评价系统之间的叠加性,选用加权求和的多指标综合评价模型,其表达式为:
式中,ωj为行业调整系数;Wj为各评价指标的相对权重;Pj为各评价指标的评分值;m为评价指标项数。
(5)λi地区调整系数:地区调整系数反映不同地区社会、经济和环境的差别对排污指标价格的影响,它的确定涉及经济、社会和环境等多因素,在每种因素中往往又包含了若干种定性和定量因子。因此,它属于定性与定量相结合的一类问题,适合运用层次分析法进行定量。其中,指标权重赋值及无量纲化与行业调整中方法相同,但X0表示最小值。
1)层次结构模型构建:综合考虑区域社会、经济和环境现状,地区差异调整系数影响因素的层次结构见表2。
表2地区差异调整系数层次结构模型
2)λi地区调整系数计算:考虑到各评价指标之间的互补性和评价系统之间的叠加性,选用加权求和的多指标综合评价模型,其表达式为:
式中,λi为地区调整系数;Wi为各评价指标的相对权重;Pi为各评价指标的评分值;n为评价指标项目数。
(6)将前述获得的氨氮处理成本、行业调整系数和地区调整系数代入氨氮排污指标有偿使用初始价格模型,得到各行业、各地区的氨氮排污指标有偿使用初始价格。
6、有益效果:
本发明提供了一种针对氨氮排污指标的初始价格核算方法,其中恢复成本核算部分融合了总处理成本换算法、提标升级工程成本换算法和贡献率法的优点,形成易于操作和适合为污染物排放指标有偿使用政策服务的初始价格核算程序。通过筛选氨氮重点排放行业,并利用调研数据,实现了各行业氨氮处理成本的量化,结合各地区各行业调整系数,核算各地区各行业差异化的氨氮排污指标初始价格,从而为氨氮排污指标有偿使用政策的设计和实施提供决策参考。
7、具体实施方式
(1)调研对象的确定
考虑到时间和条件的限制,不可能对所有的行业和不同性质的企业进行考察,因此选择重点行业进行调查。从污染物的来源、产生量、危害性、治理的难易度,兼顾课题组的总体目标,本研究拟分别以氨氮排放贡献最大的五个工业行业(纺织、化工、食品、电子和造纸行业)、污水处理厂以及规模养殖企业作为调研重点。其中,工业企业的选择是依据2009年江苏省太湖流域和各行政区氨氮排放量,分别选择五大行业内有代表性的工业企业,开展氨氮处理成本的调研。
参照污染源普查数据,结合地方环保局对地方实际情况的了解,选择氨氮排放量大的工业企业、污水处理厂以及畜禽养殖场进行调研。其中,随着环境保护工作的推进,环境保护基础设施的建设与完善,太湖流域的工业企业的接管化程度不断提高。对于大多数已接管企业,其处理成本由接管前的预处理以及污水处理厂集中处理两个部分分担;相对而言,直排企业自行处理污水后直接排放到外环境,其成本核算更具完整性和独立性。因此,在调 研对象的选取上,工业企业部分有代表性地选取了直排企业和污水处理厂进行调研。
最终,本项目共对58家企业进行了调研,其中生活污水处理厂10家,纺织企业15家,化学原料及化学制品制造企业8家,食品制造企业7家,通信设备、计算机及其它电子设备制造企业9家,造纸及纸制品企业5家,规模养殖场4家。所调查工业企业覆盖了氨氮、总磷排放量占前五名的行业类型。
(2)氨氮处理成本核算案例:以某工业污水处理厂为典型案例进行氨氮处理成本核算,企业基本概况如下:氨氮进水浓度:22mg/l,出水浓度:2mg/l。TP进水浓度:5mg/l,出水浓度:0.1mg/l。固定资产3000万元(15年折旧),年运行费540万,废水处理总量200万吨,氨氮年削减40T,TP年削减9.6T。
氨氮、总磷处理成本核算过程如下:
贡献率法:从工艺运行效果看,初沉池去除一部分TP,在深度处理过程中去除其余TP,氨氮主要在生化阶段被去除。据工艺设计人员及运行人员估算:处理每吨废水中TP需0.45元,氨氮需0.15元。由此推算氨氮处理成本为7500元/t,TP处理成本为91836.7元/t。
经投运率修正的总成本法:投运率=实际处理量/设计处理量=200/365=54.8%。氨氮处理成本=(固定资产年折旧费*投运率+年运行费)/氨氮年削减量=(200万元*54.8%+540万元)/40T=(1096000+5400000)元/40T=162400元/T。TP处理成本=(固定资产年折旧费*投运率+年运行费)/TP年削减量=(200万元*54.8%+540万元)/9.6T=(1096000+5400000)元/9.6T=676667元/T。
(3)修正系数:上述三种成本核算方法中,显然贡献率方法的核算结果最为准确可靠,然而,由于工艺及其成本和效果的拆解具有相当的难度和不确定性,仅有少数调研企业能做到以贡献率方法核算氨氮、总磷处理成本。对于这些企业,在调研中尽可能充分获取相关数据,以支撑两种及以上的核算方法。表3列出了部分企业分别通过贡献率方法与总成本方法获得的氨氮处理成本,并通过对比分析,得到贡献率方法核算结果对总成本法核算结果的平均修正因子为0.11。
表3不同核算方法获得的氨氮处理成本比较表
注:C1指贡献率法核算值,C2指总成本法核算值
(4)氨氮处理成本核算结果:原始数据经过分析剔除了部分信息失真或严重缺失的样本后,可用于氨氮处理成本核算的样本数为44个。核算与修正结果详见表4。
表4工业污水氨氮处理成本核算与修正结果(元/t氨氮)
(5)生活污水中氨氮处理成本核算:以调研的10家城镇污水处理厂(以处理生活污水为主)为对象,核算生活污水中氨氮处理成本,通过上述不同核算方法的修正因子进行修正以后,基于调研数据的核算结果及修正值详见表5。
表5污水处理厂污水氨氮处理成本核算值(元/t氨氮)
(6)畜禽养殖业氨氮、总磷处理成本核算:共调研6家规模畜禽养殖场。一方面,现实中养殖场的污水和粪便多用于灌溉农田和生产沼气,与工业污水一样通过污水处理工艺进行污染物削减的并不多。另一方面,相对工业污染源而言,规模畜禽养殖场的环保设施建设较为滞后,已正常运行污水处理设施的养殖场更是少之又少,导致调研样本量较小。而且,在少量的调研对象中,还由于环境监测设备不足、检测指标少(比如缺乏氨氮、总磷的处理数据)、管理人员缺乏专业培训等等问题,造成大多信息失真或严重缺失。调研结果得到的氨氮处理成本核算值见表6。
表6畜禽养殖业氨氮处理成本核算值(元/t氨氮)
(7)氨氮平均处理成本:根据江苏省太湖流域目前的行业排污情况,初步选择化学原料及化学制品制造业、纺织、通信设备、计算机及其它电子设备制造业、造纸及纸制品业以及食品制造业等行业的部分企业,以及污水 处理厂和规模养殖场为代表,确定行业的氨氮处理成本。各行业的氨氮处理成本的最大值、平均值与最小值见表7。
表7各行业的氨氮处理成本特征值(元/t氨氮)
(8)行业调整系数:根据表1所示的行业差异调整系数层次结构模型,以及苏锡常镇地区的实际情况,对氨氮排污指标有偿使用价格进行行业差异调整。因为处理成本在Pjd中已经考虑,因此ωij主要由政府的产业政策、行业排污水平以及政策实施对行业的潜在影响等因素决定。各指标值及权重见表8。由于数据的可比性,这里暂不考虑畜禽养殖行业以及生活污水,而仅对工业行业进行行业调整。
表8行业差异系数层次模型指标及权重(氨氮)
考虑到平均处理成本为各行业平均水平,这里取其均值为基准(1.000)。最后得到各行业差异系数见表9。
表9行业差异系数计算结果
(9)地区调整系数:根据表2所示的地区差异调整系数层次结构模型,结合实际情况,对氨氮排污指标有偿使用价格进行地区差异调整,各指标值及权重见表10。
表10地区差异系数层次模型指标及权重
注:氨氮污染强度=氨氮排放量/地表水资源量
考虑到平均处理成本为四地平均水平,这里取其均值为基准(1.000)。最后得到四个地区差异系数见表11。
表11地区差异系数计算结果(氨氮)
(10)各地分行业氨氮排污指标初始价格确定:最后根据排污指标定价模型,得到太湖流域不同地区主要行业排污指标的初始价格,其他行业可以根据同样的方法确定。核算结果见表12。
表12太湖流域各行业氨氮排污权初始价格(元/t氨氮)
本发明提供的适用于氨氮排放指标有偿使用价格的核算方法,能够建立起氨氮排放指标有偿使用初始价格核算方法,适用于氨氮排放指标有偿使用初始价格的核算,可分析重点行业废水中氨氮排放指标处理成本,确定氨氮排放指标有偿使用初始价格,为氨氮排放指标有偿使用政策的实施提供重要 支撑。
本技术领域技术人员可以理解,本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造,或者也可以包括通用计算机中的已知设备,所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如,计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中,所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁性卡片或光线卡片。可读介质包括用于以由设备(例如,计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如,可读介质包括随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、以电的、光的、声的或其他的形式传播的信号(例如载波、红外信号、数字信号)等。
本技术领域技术人员可以理解,可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器,从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。
本技术领域技术人员可以理解,本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地,具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地,现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。