垃圾發(fā)電可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及方法研究

【摘要】從垃圾資源條件、技術(shù)實(shí)力、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性四方面考慮，建立了垃圾發(fā)電可行性研究評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。采用層次分析法靈活確定指標(biāo)權(quán)重，并經(jīng)算例研究對(duì)所建指標(biāo)體系進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算了某垃圾發(fā)電項(xiàng)目方案的可行性得分，以量化的結(jié)論直觀(guān)地反映了其可行性水平。

【關(guān)鍵詞】垃圾發(fā)電 可行性評(píng)價(jià) 指標(biāo)體系 層次分析法

0引言

垃圾是人類(lèi)生產(chǎn)和生活活動(dòng)的伴生物，有人類(lèi)的活動(dòng)就會(huì)有垃圾的產(chǎn)生。過(guò)去人們把垃圾直接排入自然環(huán)境中，但由于環(huán)境容量的有限性，這種選擇已經(jīng)不合時(shí)宜。今天，生活垃圾被很多人認(rèn)為是最具開(kāi)發(fā)潛力的、永不枯竭的“城市礦藏”和“放錯(cuò)地方的資源”。我國(guó)的城市垃圾產(chǎn)量巨大，但垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)處于起步階段。由于垃圾發(fā)電對(duì)于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的意義重大，因此對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)進(jìn)行客觀(guān)、全面、深入的可行性評(píng)價(jià)非常必要。

1城市垃圾發(fā)電項(xiàng)目可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1．1建立指標(biāo)體系的原則

(1) 可靠性：各項(xiàng)指標(biāo)的確定要有一定的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，真實(shí)可靠。

(２) 整體性：全面考慮對(duì)垃圾發(fā)電項(xiàng)目可行性有影響的所有因素，力求指標(biāo)之間能夠形成一個(gè)完整的體系。

(3) 可操作性：選擇具有代表性的指標(biāo)，以便能較為及時(shí)、準(zhǔn)確地取得相關(guān)數(shù)據(jù)。

(4) 定性與定量相結(jié)合：選擇課量化的指標(biāo)，以保證衡量結(jié)果的科學(xué)性和合理性。對(duì)于一些必須進(jìn)行反映，而又難以量化的指標(biāo)，可以用定性指標(biāo)來(lái)描述和評(píng)議。

1．2可行性指標(biāo)體系的建立

對(duì)垃圾發(fā)電項(xiàng)目可行性的影響因素繁多，根據(jù)建立指標(biāo)體系的原則，綜合各種因素后主要從垃圾資源條件、技術(shù)實(shí)力、環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)性四方面考慮。

(1) 垃圾資源條件

垃圾資源因素因城市的不同而不同，但總體可從以下幾個(gè)方面分析：垃圾日產(chǎn)量、垃圾的特性指標(biāo)和垃圾運(yùn)輸條件。

(2) 技術(shù)實(shí)力

由于我國(guó)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)起步不久，因此技術(shù)因素是決定垃圾發(fā)電項(xiàng)目是否可行的重要方面。垃圾電廠(chǎng)的建設(shè)水平、可靠性和人員技術(shù)水平是技術(shù)因素的三大組成部分。

(3) 環(huán)境影響

總體來(lái)說(shuō)，垃圾發(fā)電對(duì)改善城市衛(wèi)生條件，保護(hù)環(huán)境都是有很大作用的。但垃圾發(fā)電的環(huán)境特性也并非十全十美，其二次污染對(duì)電廠(chǎng)周邊地區(qū)也會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此，垃圾發(fā)電的環(huán)境因素主要從總體環(huán)境效益和局部環(huán)境影響來(lái)考慮。

(4) 經(jīng)濟(jì)性

與其他發(fā)電方式不同，由于垃圾發(fā)電對(duì)資源及環(huán)境方面的價(jià)值較高，其經(jīng)濟(jì)效益的重要程度便有所下降，但也是必須考慮的要素之一。垃圾發(fā)電經(jīng)濟(jì)方面的因素主要有投資、成本回收時(shí)間及經(jīng)濟(jì)潛力。

根據(jù)上面的分析，我們可以得到如圖1所示的垃圾發(fā)電可行性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。

2垃圾發(fā)電項(xiàng)目可行性評(píng)價(jià)方法與過(guò)程

2．1各指標(biāo)權(quán)重分析

對(duì)垃圾發(fā)電可行性的影響因素指標(biāo)分析采用層次分析法。層次分析法（AHP）的基本思想是把復(fù)雜問(wèn)題分解成幾個(gè)組成因素，并將這些因素按支配關(guān)系分組，使之形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。通過(guò)兩兩比較方式，確定層次中諸元素相對(duì)重要性進(jìn)行排序。AHP法將決策過(guò)程中定性和定量分析相結(jié)合，將選擇方案優(yōu)劣的直接判斷轉(zhuǎn)變成以權(quán)向量表示的各方案優(yōu)劣的判斷。其對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)比憑經(jīng)驗(yàn)的直接確定更為準(zhǔn)確。

層次分析法的步驟如下：

(1) 建立層次結(jié)構(gòu)模型。由1.2得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以得到一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型。

(2) 構(gòu)造判斷矩陣。判斷矩陣是以模型中上層某個(gè)因素為準(zhǔn)則，下層若干要素兩兩比較所得。給判斷矩陣的要素賦值時(shí)，采用1-9標(biāo)度法。

(3) 層次單排序和一致性檢驗(yàn)。根據(jù)判斷矩陣來(lái)計(jì)算下層因素相對(duì)于上層某個(gè)因素的相對(duì)重要性，即相對(duì)權(quán)重。為評(píng)價(jià)判斷矩陣的可靠性，需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。一般認(rèn)為，當(dāng)隨機(jī)一致性指標(biāo)CR＜0.1時(shí)，判斷矩陣具有一致性，否則需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，直到通過(guò)一致性檢驗(yàn)為止。

(4) 層次總排序。層次總排序是利用層次單排序的結(jié)果，計(jì)算同一層次所有要素對(duì)于最高層要素的優(yōu)先順序。

通過(guò)以上4步，可以得到各指標(biāo)權(quán)重向量W=(W1，W2，…Wn)T。

2.2各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)分

在影響垃圾發(fā)電可行性的諸多因素中，既有可進(jìn)行定量分析的指標(biāo)，如垃圾產(chǎn)量、垃圾物理成分等，也有只能進(jìn)行定性分析的指標(biāo)，如人員技術(shù)水平、預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益等。

對(duì)于只能定性分析的指標(biāo)，采用專(zhuān)家打分法。專(zhuān)家打分法通過(guò)匿名方式征詢(xún)有關(guān)專(zhuān)家的意見(jiàn)，對(duì)專(zhuān)家意見(jiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理、分析和歸納，客觀(guān)地綜合多數(shù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與主觀(guān)判斷，對(duì)大量難以采用技術(shù)方法進(jìn)行定量分析的因素做出合理估算。為了對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)分，需要征集相當(dāng)數(shù)量的專(zhuān)家進(jìn)行綜合評(píng)分，為方便計(jì)數(shù)，可把評(píng)分范圍定在0～1之間。最后把去掉最高分與最低分后的平均分作為該指標(biāo)最終得分。具體公式如下：

式中:Pi——第i個(gè)指標(biāo)的最終得分；

m——參與評(píng)分的專(zhuān)家數(shù)；

Pj——第j個(gè)專(zhuān)家的評(píng)分；

Pmax和Pmin——最高分和最低分。

對(duì)于可以定量分析的指標(biāo)，則可采用直接取值與專(zhuān)家打分相結(jié)合的方式。首先通過(guò)實(shí)際統(tǒng)計(jì)或定量計(jì)算得到某指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值，比如某城市一段時(shí)間內(nèi)的垃圾產(chǎn)量，然后再由應(yīng)用專(zhuān)家打分法分析，最終得到該項(xiàng)指標(biāo)0～1之間的評(píng)分。

通過(guò)上面的分析，可以得到指標(biāo)評(píng)分向量：

P＝(P１，P２，…Pn)

2.3可行性評(píng)價(jià)

通過(guò)2.1和2.2兩部分，可以得到指標(biāo)權(quán)重向量W=(W1，W2，…Wn)T和指標(biāo)評(píng)分向量P＝(P１，P２，…Pn)，進(jìn)而可以得到垃圾發(fā)電項(xiàng)目的可行性評(píng)分：

G=PW=(P１，P２，…Pn)(W1，W2，…Wn)T

通過(guò)對(duì)G值的分析，可以得到一個(gè)垃圾發(fā)電項(xiàng)目是否可行的客觀(guān)結(jié)論。如果同時(shí)有多個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)同時(shí)存在，則可以通過(guò)上面的公式得到每個(gè)項(xiàng)目的可行性評(píng)分。通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較，可以得到可行性最高的設(shè)計(jì)方案。

3實(shí)例分析

考慮到將所有指標(biāo)都考慮的復(fù)雜性，這里僅選取其中四個(gè)指標(biāo)(RI=0.89)進(jìn)行計(jì)算，其中包括垃圾日產(chǎn)量、總體人員技術(shù)水平、總體環(huán)境效益和投資。

首先對(duì)B層各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)Matlab編程，得到如表1的數(shù)據(jù)。

之后對(duì)C層指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)需要針對(duì)B1、B2、B3、B4分別進(jìn)行計(jì)算，其中針對(duì)B1計(jì)算可得表2。

針對(duì)B2、B3、B4的計(jì)算與B1相似，這里省略。

接下來(lái)對(duì)各指標(biāo)的總體權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，如表3所示。

假設(shè)通過(guò)定量分析和專(zhuān)家打分法得到的各項(xiàng)指標(biāo)分?jǐn)?shù)為：垃圾日產(chǎn)量0.80、總體人員技術(shù)水平0.73、總體環(huán)境效益0.91和投資0.69，則通過(guò)公式可得最終的可行性評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)為：

G=PW=(0.8，0.73，0.91，0.69)(0.1663，0.3925，0.2549，0.1863)T=0.7801

該綜合得分是一個(gè)明確直觀(guān)、定量的結(jié)果，從整體的角度反映了此垃圾發(fā)電項(xiàng)目方案的可行性水平。若是對(duì)于多個(gè)項(xiàng)目方案進(jìn)行對(duì)比評(píng)選，那么利用各方案的指標(biāo)數(shù)據(jù)和指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，能夠更加有效地突顯各方案之間的相對(duì)效果。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的垃圾發(fā)電盡管剛剛起步，但前景樂(lè)觀(guān)，因此對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的可行性評(píng)價(jià)有著重要的意義。在實(shí)際應(yīng)用中，指標(biāo)體系可能還需要進(jìn)行補(bǔ)充和豐富，指標(biāo)數(shù)據(jù)處理和權(quán)重計(jì)算的方法可能也有更多的選擇。應(yīng)把握因地制宜、因時(shí)制宜的原則，根據(jù)垃圾發(fā)電項(xiàng)目方案的實(shí)際情況來(lái)確定符合自身需求的可行性綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法。

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