污染水利用的經(jīng)濟(jì)分析模型

　　【摘要】 文章以齊魯石化某項(xiàng)目為例提出了污染地下水投資和利用的凈現(xiàn)值分析模型，研究了影響投資和利用的主要因素——水處理量、水處理系數(shù)、水價(jià)、水資源費(fèi)、污水處理費(fèi)、折現(xiàn)率和原始投資額等之間的關(guān)系，通過(guò)凈現(xiàn)值分析模型實(shí)證檢驗(yàn)了該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效果，最后對(duì)國(guó)家水管理政策提出了建議。
　　【關(guān)鍵詞】 污染水； 凈現(xiàn)值； 經(jīng)濟(jì)分析； 政策
　　
　　我國(guó)淡水資源占世界總量的6%，人均量?jī)H為世界平均水平的28%，2004年萬(wàn)元GDP用水量為399立方米，約為世界平均水平的4倍，是美國(guó)等先進(jìn)國(guó)家的8倍，同時(shí)存在著利用率不高與浪費(fèi)和水源污染的問(wèn)題。2006年《取水許可和水資源費(fèi)征收管理?xiàng)l例》實(shí)施后，國(guó)家總量控制與定額管理相結(jié)合的水資源管理辦法對(duì)地方和企業(yè)產(chǎn)生了重要的資源利用約束。石化行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要部門，一方面需要利用技術(shù)并提高管理水平降低用水量，另一方面合理有效利用污染水源以及循環(huán)用水，更有著重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。本文首先提出了分析的具體模型，然后結(jié)合一定的技術(shù)條件以齊魯石化某水源地污染地下水的利用為例說(shuō)明了模型的應(yīng)用，最后對(duì)國(guó)家水管理提出了政策參考建議。
　　
　　一、污染水處理的經(jīng)濟(jì)分析模型
　　對(duì)污染水處理進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析主要包括投資和生產(chǎn)兩個(gè)方面，投資可行性分析的一般方法為凈現(xiàn)值（NPV）法，生產(chǎn)利用分析的一般方法為本量利（CVP）分析法。
　?。ㄒ唬㎞PV分析模型
　　NPV法的基本原理是通過(guò)分析確定投資項(xiàng)目使用期內(nèi)的現(xiàn)金凈流量并按一定的折現(xiàn)率計(jì)算凈現(xiàn)值來(lái)分析投資項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性。現(xiàn)金流量要分市場(chǎng)價(jià)和企業(yè)自用收益計(jì)算兩種情況。按照市場(chǎng)價(jià)計(jì)算，假設(shè)水以市場(chǎng)價(jià)格對(duì)外出售；按照企業(yè)自用收益計(jì)算，假設(shè)按照水的邊際收益為水價(jià)。影響現(xiàn)金流入的因素有原水處理量、水價(jià)（或邊際收益），影響現(xiàn)金流出的因素有水處理成本、污水處理成本等。在一定的技術(shù)條件下水處理原水與實(shí)際出水存在確定關(guān)系。國(guó)家水資源費(fèi)按實(shí)際取水量確定，水價(jià)按實(shí)際出水計(jì)算。折現(xiàn)率是影響NPV分析的重要參數(shù)，一般采用行業(yè)權(quán)益資本的收益率、行業(yè)加權(quán)平均資金成本、社會(huì)投資的機(jī)會(huì)成本、行業(yè)基準(zhǔn)資金收益率或企業(yè)預(yù)期收益率等。
　　污染水處理投資項(xiàng)目的NPV分析模型為：
　　Q為原水處理量；f為水處理系數(shù)，即在一定的技術(shù)和工藝條件下出水量（符合水質(zhì)要求的水量）與原水處理量之間的比值，其值在0~1之間；P為出水價(jià)格（或邊際收益），可以以市場(chǎng)水價(jià)（或企業(yè)內(nèi)部?jī)r(jià)格）表示；Ct為單位水資源費(fèi)；Cs為單位污水處理費(fèi)；Cv為原水處理的單位成本（變動(dòng)成本）；r為貼現(xiàn)率；C0為原始投資額；NPV為投資項(xiàng)目的凈現(xiàn)值，如果NPV≥0，則方案可行，否則不可行。
　　NPV分析也可以通過(guò)計(jì)算IRR（內(nèi)部收益率）來(lái)實(shí)現(xiàn)。IRR就是投資項(xiàng)目的凈現(xiàn)值等于零時(shí)的折現(xiàn)率，如果IRR大于或等于預(yù)期收益率，則項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)可行性，否則不可行。計(jì)算IRR的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確確定項(xiàng)目的現(xiàn)金流量，在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期內(nèi)如果沒(méi)有大量追加投資，IRR是評(píng)價(jià)項(xiàng)目可行性的有效方法。
　?。ǘ〤VP分析模型
　　CVP分析可以確定在一定的固定成本和單位產(chǎn)品貢獻(xiàn)毛益條件下的盈虧臨界點(diǎn)的業(yè)務(wù)量，基本原理是通過(guò)把一定期間的成本劃分為固定成本和變動(dòng)成本，并結(jié)合產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格，利用三者的關(guān)系確定業(yè)務(wù)量（產(chǎn)品銷售量）來(lái)分析生產(chǎn)運(yùn)行是否經(jīng)濟(jì)的方法?；灸Ｐ蜑椋築E=FC/（SP-VC），BE為盈虧臨界點(diǎn)（保本點(diǎn)）業(yè)務(wù)量；FC為一定期間的固定成本；SP為單位產(chǎn)品售價(jià)；VC表示單位產(chǎn)品變動(dòng)成本。經(jīng)計(jì)算的BE可與實(shí)際業(yè)務(wù)量對(duì)比，如果一定時(shí)期實(shí)際業(yè)務(wù)量大于BE，則生產(chǎn)不僅可以保本而且是有利可圖的，如果低于BE則不可行。CVP可單獨(dú)分析某一生產(chǎn)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，也可對(duì)一定期間NPV作補(bǔ)充分析。
　　NPV主要用于投資項(xiàng)目的預(yù)測(cè)，也可用于項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行效果的分析。NPV為基本分析模型，CVP為輔助分析模型。
　　
　　二、分析模型在齊魯石化某項(xiàng)目的應(yīng)用
　　齊魯石化地下水過(guò)量開(kāi)采和化工廠排放污水滲漏引起了地下水污染，治理污染和利用污染地下水已成為齊魯石化的重要課題。2008年實(shí)施的《淄博市節(jié)約用水辦法》規(guī)定，齊魯石化所在地非生活用水實(shí)行計(jì)劃用水管理，用水計(jì)劃根據(jù)用水定額、經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件以及水量分配方案制定，又形成新的壓力。堠皋水源地有五眼取水井，取水總量約為15 000m3/d，1#井、2#井受無(wú)機(jī)物污染，3#井和5#井受有機(jī)物污染嚴(yán)重，本文以3#井為例進(jìn)行分析。3#井原水的油含量15~35mg/L、COD為15~30mg/L。主要用于3#井的水處理裝置于2001年7月建成，由雙級(jí)氣浮、生物陶粒、高效澄清、雙層濾料過(guò)濾器和活性炭吸附五個(gè)處理單元以及與之配套的加藥系統(tǒng)和消毒系統(tǒng)組成，原設(shè)計(jì)處理能力為220~250m3/h，產(chǎn)水能力不低于150m3/h。2002年8月裝置開(kāi)始接管操作向外供水，出水量大約為130m3/h，沒(méi)有達(dá)到考核要求；還由于設(shè)備和閥門等老化嚴(yán)重及自動(dòng)化操作系統(tǒng)失效等原因，使得目前工藝調(diào)節(jié)困難。水處理裝置實(shí)際和經(jīng)測(cè)算的有關(guān)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為：裝置預(yù)計(jì)使用年限為15年，初始設(shè)計(jì)投資645.63萬(wàn)元，設(shè)計(jì)水處理成本0.82元/m3（崔海云等，2002），變更工藝后測(cè)算的設(shè)計(jì)水處理成本0.936元/m3；實(shí)際投資900萬(wàn)元，實(shí)際水處理成本1.738元/m3（見(jiàn)表1，李中法等，2006）。使用實(shí)際處理成本比設(shè)計(jì)高的原因在于裝置實(shí)際原材料耗量比設(shè)計(jì)值偏大及處理水量和外供水量達(dá)不到設(shè)計(jì)值，即水處理能力和水處理系數(shù)偏低。淄博市用水有關(guān)資料為：基本水價(jià)1.73元/m3，水資源費(fèi)2007年前為0.5元/m3，后為0.75元/m3（屬劣質(zhì)水源），污水處理費(fèi)在2006年以后為1.03元/m3（之前為0.78元/m3，其中含附加）。
　?。ㄒ唬╉?xiàng)目投資和運(yùn)行的NPV分析
　　經(jīng)測(cè)算，在現(xiàn)有條件下投資是不可行的，只有在按照原設(shè)計(jì)的產(chǎn)出能力和水處理系數(shù)（80%）運(yùn)行，并且按照6%（近似的石化行業(yè)平均資金利潤(rùn)率）的貼現(xiàn)率時(shí)，投資才是可行的（見(jiàn)表2）。
　　使用模型經(jīng)測(cè)算，該項(xiàng)目原設(shè)計(jì)投資（645.63萬(wàn)元和80%水處理系數(shù)）的IRR為12.5%；在實(shí)際投資900萬(wàn)元和設(shè)計(jì)水處理系數(shù)80%條件下的IRR為6.6%，低于一般常用的8%至10%貼現(xiàn)率水平；在實(shí)際投資900萬(wàn)元和實(shí)際水處理系數(shù)64.3%的IRR為負(fù)值。結(jié)論是：以石化行業(yè)基準(zhǔn)貼現(xiàn)率12%為準(zhǔn)，原設(shè)計(jì)投資是可行的；實(shí)際投資和實(shí)際運(yùn)行不可行（由于數(shù)據(jù)量較大限于篇幅計(jì)算過(guò)程沒(méi)有列出，需要的讀者可以向作者索取計(jì)算模型）。
　?。ǘ╉?xiàng)目運(yùn)行的CVP分析
　　1.以原設(shè)計(jì)投資和原設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行計(jì)算
　　該項(xiàng)目每天的固定成本1 195.61元（645.63萬(wàn)元以15年計(jì)算折舊，沒(méi)有考慮人工等），單位變動(dòng)成本0.82元/m3，單位水價(jià)就是基本水價(jià)乘以設(shè)計(jì)水處理系數(shù)，即1.73×80%=1.384（元/m3），則：BE0=1 195.61/（1.384－0.82）=2 119.88（m3）。實(shí)際水處理量為4 842.8m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)臨界點(diǎn)，是可行的。
　　2.以實(shí)際投資和原設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行計(jì)算
　　該項(xiàng)目每天的固定成本為1 643.8元（900萬(wàn)元以15年計(jì)算折舊，未考慮人工等），單位外供水變動(dòng)成本為1.21元/m3（包括維修費(fèi)），單位水價(jià)為1.73×64.3%=1.112（元/m3），實(shí)際出水價(jià)格已經(jīng)低于單位變動(dòng)成本，也就是說(shuō)，只要生產(chǎn)就是虧損的，生產(chǎn)越多，虧損越大，不需要計(jì)算BE了，原因在于處理成本的上升和過(guò)低的實(shí)際水處理系數(shù)。企業(yè)實(shí)際水處理裝置的低效運(yùn)行使得業(yè)務(wù)量不夠?qū)е逻\(yùn)行的虧損。
　　以市場(chǎng)水價(jià)為基礎(chǔ)計(jì)算的NPV、IRR和BE表明，對(duì)該裝置重新進(jìn)行工藝改造并提高效率是有必要的。2010年齊魯石化供排水廠專門就堠皋3#深井水的除油技術(shù)由曹雨平教授和徐依亮等進(jìn)行了研究。
　　如果石化行業(yè)生產(chǎn)對(duì)水的邊際收益比市場(chǎng)水價(jià)高的話，結(jié)果會(huì)有不同。
　　
　　三、擴(kuò)展分析：結(jié)論
　　污染地下水分析模型也適用于其它污染水和循環(huán)水利用，可把模型進(jìn)一步寫為：
　　該模型可以清晰地分析污染水處理投資和運(yùn)行各因素的影響：在其它因素確定的情況下，需要初始投資額C0越大則投資激勵(lì)越小，是投資的直接制約因素；在一定的水資源費(fèi)和初始投資額下，項(xiàng)目的水處理能力Q、水價(jià)P和水處理系數(shù)f越高，投資激勵(lì)越大；而水資源費(fèi)Ct、污水處理費(fèi)Cs、原水處理的單位變動(dòng)成本Cv和貼現(xiàn)率r越高，則投資激勵(lì)越小。污染水處理既是技術(shù)問(wèn)題，也是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，只有一定的技術(shù)在可行的經(jīng)濟(jì)條件下才會(huì)得到企業(yè)應(yīng)用。
　　模型的政策含義為：一是在地下水污染的情況下，各地提高水價(jià)（基本水價(jià)）可以激勵(lì)企業(yè)積極投資污水治理和利用；二是污染企業(yè)為了在一定的水價(jià)和一定的折現(xiàn)率條件下治理、利用污染水源，必須采用在技術(shù)上處理效率高而且投資較低的裝置；三是在其它因素確定的條件下，企業(yè)投資項(xiàng)目折現(xiàn)率（期望收益率）越高，投資于污染水處理的激勵(lì)越小，反之，越大。國(guó)家可以通過(guò)利率政策和一定的產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)污染企業(yè)積極參與污染水的治理和循環(huán)使用，從而達(dá)到節(jié)水的目的。
　　
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