提高海洋資源利用效率與海水淡化成本測算

高 波 麻興斌 孟慶才

(西安交通大學(xué) 管理學(xué)院，陜西西安 710049;山東科技大學(xué)，山東青島 266510)

提高海洋資源利用效率與海水淡化成本測算

高 波 麻興斌 孟慶才

(西安交通大學(xué) 管理學(xué)院，陜西西安 710049;山東科技大學(xué)，山東青島 266510)

海水淡化產(chǎn)業(yè)是山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)重點發(fā)展的海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。影響海水淡化的最直接因素是海水淡化的成本。科學(xué)分析與測算海水淡化水資源成本，目的在于有效地控制海水淡化成本，實現(xiàn)海水資源的有效利用。通過分析與測算海水淡化的資源成本，不僅可以為沿海城市解決水資源短缺、選擇供水方式、優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)提供實踐支持，而且可以為政府推動海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，調(diào)整相關(guān)的宏觀政策和財稅補貼政策提供理論依據(jù)。

藍色海洋經(jīng)濟;海水淡化;資源成本

一、引言

海水淡化產(chǎn)業(yè)是山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)重點發(fā)展的海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和人口的增加，水資源短缺的問題與其它資源短缺一樣，已成為制約國民經(jīng)濟健康發(fā)展的瓶頸。解決水資源短缺的問題，尤其是解決淡水資源的短缺問題，既要提高用水效率節(jié)約用水，同時也要注重開發(fā)利用那些不可用水。如海水淡化，地下水開發(fā)等。

2012年2月13日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)的意見》(國辦發(fā)〔2012〕13號)，明確了“十二五”期間我國海水淡化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標:到2015年，我國海水淡化能力達到220－260萬立方米/日，對海島新增供水量的貢獻率達到50%以上，對沿海缺水地區(qū)新增工業(yè)供水量的貢獻率達到15%以上;海水淡化原材料、裝備制造自主創(chuàng)新率達到70%以上;建立較為完善的海水淡化產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵技術(shù)、裝備、材料研發(fā)和制造能力達到國際先進水平。

青島市作為山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)的核心區(qū)，其不斷膨脹的經(jīng)濟規(guī)模和城市化進程，對生活用水、生產(chǎn)用水、生態(tài)用水的需求量越來越大，淡水資源的供需矛盾日益突出。要根本解決青島市的淡水供應(yīng)問題，必須充分利用青島的近海優(yōu)勢，積極發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，開發(fā)利用無盡的海水資源。發(fā)展海水淡化產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)海水淡化的綜合利用，不僅可以緩解山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)城市淡水資源短缺的問題，而且對于構(gòu)建現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系，打造和建設(shè)好山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)具有戰(zhàn)略意義。

眾所周知，影響海水淡化的因素有很多，但影響最大、最直接的因素還是海水淡化的成本。本文通過構(gòu)建海水淡化水資源成本測算模型，結(jié)合青島市百發(fā)海水淡化項目對海水淡化水資源的成本進行實際測算，為海水淡化水資源的全成本測算提供理論依據(jù)。

二、文獻綜述

合理的水價必須反映水的全部成本。資源成本是水資源價值核算的核心，也是進行全成本定價的關(guān)鍵。資源成本能夠反映水資源的稀缺程度和供求關(guān)系，體現(xiàn)的是國家對水資源的所有權(quán)。2004年初，國務(wù)院以文件形式明確了城市水價的四元結(jié)構(gòu)組成，即水資源費、水利工程供水價格、城市供水價格以及污水處理費。從決定水價的政治、經(jīng)濟、社會等綜合因素出發(fā)，水價可按屬性分為資源水價、環(huán)境水價和工程水價。資源水價體現(xiàn)的是機會成本，水價定價模型的構(gòu)建關(guān)鍵是其資源成本測算模型的確定。

國外對水資源的資源價值分析起于上世紀80年代，在水資源估價及資源核算方面取得了大量的研究成果。Michael(1992)利用邊際成本模型、平均成本模型等研究美國南部和西部地區(qū)水資源價格問題;Panayotou(1994)分析了水資源全成本定價方法及均衡產(chǎn)量;Nyoni(1999)則以贊比亞為例分析了發(fā)展中國家的水資源定價問題。從既有的研究看，國外水資源定價模型主要是基于服務(wù)成本、機會成本、邊際成本及市場需求而構(gòu)建的，這對于我們進一步研究水資源定價問題有很好的借鑒作用。

國內(nèi)的學(xué)者也對水資源定價問題進行了廣泛的探討與研究，并取得了許多有價值的成果。張志樂(1995)主張用水資源再生產(chǎn)費用代替資源成本。①張志樂:《水資源價值量核算的初步構(gòu)想》，《中國人口、資源與環(huán)境》1995年第3期。李金昌(1995)從資源租金角度提出資源價格模型，但這種定價模型只是一種理論框架。②李金昌:《資源經(jīng)濟新論》，重慶:重慶大學(xué)出版社1995年版。姜文來(1998)通過綜合考慮影響水資源價值的各種因素構(gòu)建水資源價值模糊數(shù)學(xué)模型，不過，這種定價模型受主觀因素影響較大，無法滿足水資源價值定價的現(xiàn)實需要。③姜文來:《水資源價值論》，北京:科學(xué)出版社1998年版。馮耀龍(2003)以天津市為例，測算了水資源的有用性和稀缺性的修正系數(shù)。④馮耀龍、王宏江:《資源水價的研究》，《水利學(xué)報》2003年第8期。徐曉鵬(2004)認為，資源水價由水資源的有用性價值、稀缺性價值和水資源開發(fā)利用的前期投入費用組成。⑤徐曉鵬、武春友:《資源水價定價模型研究》，《中國水利》2004年第1期。沈大軍(2006)分析了水資源費的征收依據(jù)和具體定價原則。⑥沈大軍:《水資源費征收的理論依據(jù)及定價方法》，《水利學(xué)報》2006年第1期。李宗梅(2006)等則采用模糊數(shù)學(xué)方法和平均增量成本法對廊坊市的資源水價進行了量化。⑦李宗梅、王祖?zhèn)?、劉樹?《廊坊市城市生活用水全成本定價模式的研究》，《重慶師范大學(xué)學(xué)報》(自然科學(xué)版)2006年第2期。還有一些學(xué)者從生態(tài)服務(wù)價值的角度出發(fā)，提出資源成本應(yīng)由生態(tài)環(huán)境需水短缺損失價值來表征。這些文獻說明，國內(nèi)學(xué)者對水資源定價問題的研究主要側(cè)重于水資源價值、價格內(nèi)涵分析，資源定價模型在水價定價中的應(yīng)用研究。遺憾的是，這些水資源定價研究直接涉及水價定價方法的研究比較少，且缺乏系統(tǒng)分析，而對淡化水的資源水價定價方法的研究更是鮮有涉及。

三、模型構(gòu)建

由于水資源的稀缺性與復(fù)雜性，對水資源定價研究的思路和方法也不同，從而形成了不同的水資源定價理論模型:

其一，影子價格定價。由于影子價格反映的是限制性最大的生產(chǎn)資源的邊際價值，前提條件是在完全的市場經(jīng)濟條件下，根據(jù)資源的稀缺程度對現(xiàn)行資源市場價格進行修正，從而進行影子價格定價。但是，由于目前對水資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的龐雜統(tǒng)計和計算，以及水資源市場的不完善，迄今水資源影子價格仍沒有出現(xiàn);

其二，邊際機會成本定價。該定價方法主要是將成本劃分為邊際生產(chǎn)成本、邊際使用者成本和邊際外部成本，然而這種劃分并非是要對資源成本進行獨立測算，而是將全部價值進行測算并且所得邊際機會成本為其成本的下限，因此無法準確體現(xiàn)其資源價值和對資源價值進行準確估算，該方法并不適合淡化水資源成本的測算;

其三，完全成本定價。該定價方法是把資源耗竭的稀缺性成本和環(huán)境惡化的全部損失統(tǒng)統(tǒng)計算在內(nèi)，并將水價分為工程水價、資源水價和環(huán)境水價;

其四，CGE模型定價。該定價方法要求掌握多部門的龐大數(shù)據(jù)資料，通過資源量的變化綜合考慮各方面影響因素推測GDP的變化值，從而根據(jù)資源的貢獻量得出資源的邊際價格，相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集和完整性對定價結(jié)果影響很大;

其五，供求定價模型。由于目前我國水資源市場還未形成，水資源的價格大部分還未達到或接近其真實成本，因此采用供求定價模型極可能得出非常不合理的結(jié)果。

本文基于完全成本定價提出海水淡化水資源成本的概念，從全成本定價角度分析水資源價值的形成。水資源價值是基于其稀缺性、資源產(chǎn)權(quán)和人類附加的勞動價值而產(chǎn)生的，水資源屬于國家所有，其取得天然水資源要付出一定的成本，且水資源的有用性和稀缺性保證了水資源價值的實現(xiàn)，這部分成本包含天然水資源的價格(包含有用性價值和稀缺性價值)和取用水資源的前期費用補償?shù)取?/p>

對于海水淡化，其資源來源就是海水，稀缺性相對很低，而對于整個地球來說，海洋是連接在一起的，其資源產(chǎn)權(quán)的確定由國家所有。但是，目前世界各國對海洋資源產(chǎn)權(quán)的確定主要是針對海洋中所含有的其他資源，諸如石油、天然氣、海洋生物等的產(chǎn)權(quán)，單是對于海水的界定，由于其稀缺性極低，可利用率不高，世界各國都還沒有明確的立法規(guī)定，我國也沒有對取用海水收取費用。所以，海水的資源產(chǎn)權(quán)和其稀缺性的價值在淡化水的資源成本的確定中是很難進行測算的。但是，這部分價值的存在卻是確定無疑的。為此，本文認為海水淡化水的資源成本應(yīng)當(dāng)由兩部分組成，一是海水淡化水的價值，二是海水淡化的前期投入費用。其中，海水淡化水的價值，包括有用性價值和稀缺性價值，體現(xiàn)出與其他水資源的共性。同時，對于人類在海水淡化項目中的前期投入費用也應(yīng)計入資源成本，這包括海水淡化項目中用于海水資源的普查、勘探、監(jiān)測、規(guī)劃、科研和管理等方面的費用。

由此，海水淡化水資源成本為:

(1)式中，P為每噸海水淡化水資源成本，αP1為每噸海水淡化水的有用性價值，βP2為每噸海水淡化水的稀缺性價值，P3為每噸海水淡化水均攤的海水淡化項目開發(fā)的前期費用，其中α和β表示其修正性系數(shù)，且(α ，β)≥0。

海水淡化水其有用性價值表征為海水淡化水能夠滿足一種或多種功用的屬性或性能。海水淡化水可以供生活、市政用水，工農(nóng)業(yè)用水等。由于各方面對于用水需求的不同，對水質(zhì)的要求也就有所差異，這導(dǎo)致其對水的利用價值也不同。顯然，能滿足更多功用需求的水其品質(zhì)更高，其有用性價值也就越大，反之則越小。如圖1所示。

為了便于分析對比，將各種水資源的水質(zhì)進行分類，一般沿海城市如青島市，其水源主要可分為地表水、地下水、跨流域調(diào)水、污水回用、海水利用(包括海水淡化)幾類。按水質(zhì)由高到低分別記為:1級，2級，3級，4級。其中地下水、跨流域調(diào)水屬于1級(可以滿足所有用水要求)，大部分地表水、淡化水屬于2級(基本可以滿足所有用水需求)，部分地表水、污水回用屬于3級(可以滿足大部分用水要求)，其他海水利用屬于4級(只能滿足特定用水要求)。

引入水資源有用性修正系數(shù):

圖1 水資源有用性價值——功用關(guān)系曲線圖

式中:αi為第i級水的有用性修正系數(shù);wj為第j種功用的權(quán)值(反映第j類用戶的相對重要性);αij為第i級水用于第j類用戶的功效系數(shù)。

根據(jù)用戶對水質(zhì)的要求，將用水對象大體分為以下六類:生活及食品生產(chǎn)用水、工業(yè)用水、市政用水、水產(chǎn)養(yǎng)殖用水、林業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水。據(jù)此，根據(jù)德爾菲法將不同級別的水賦予不同的值，從而確定各用水對象的權(quán)重 wj、功效系數(shù) αij。

水資源的稀缺性是有用性價值實現(xiàn)的保障，水資源的稀缺性表現(xiàn)在水資源越豐富，其稀缺性價值越小，反之則越大。當(dāng)然，水資源的稀缺性不僅指其絕對量的多少，更主要的是指其相對的稀缺程度。對于淡化水而言，其原水為海水，不管從絕對還是從相對角度來講，海水都是非常豐富的，而且具有再生的性能，一個日產(chǎn)10萬噸的海水淡化項目其海水來源是非稀缺的，對海洋及其周邊沒有影響，故可以認為其產(chǎn)出的淡化水的稀缺性價值為0。當(dāng)然，具體到某一地區(qū)可能會給海洋環(huán)境、生態(tài)循環(huán)等方面造成一定影響，在此要根據(jù)具體實例進行綜合考慮。

海水淡化項目開發(fā)利用的前期費用，主要包括用于該項目取用海水資源的勘探、監(jiān)測、項目規(guī)劃以及相關(guān)科研管理等方面的費用，即:P3=P勘測+P開發(fā)+P保護

在計算這部分費用時要特別注意兩點:一是扣除計入淡化水工程成本的部分，避免重復(fù)計算;二是這些費用中究竟有多少應(yīng)該計入海水淡化項目，應(yīng)確定一個合理的比例。

四、案例分析——以青島百發(fā)海水淡化項目為例

青島市是我國反滲透海水淡化研究的重要基地，也是國內(nèi)海水淡化應(yīng)用的典型示范城市。百發(fā)海水淡化項目采用的反滲透海水淡化技術(shù)是目前世界上海水淡化的主要技術(shù)方式，具有無相變、節(jié)省能源、適用于海水和苦咸水淡化等特點。這一海水淡化技術(shù)也是目前我國海水淡化工程項目中的主流技術(shù)，本文以青島百發(fā)海水淡化項目為例，對海水淡化水資源水價成本進行測算和分析，具有一定的代表性。

2009年，青島市與西班牙合資建設(shè)的青島百發(fā)海水淡化項目正式開工，該工程總投資約1．2億歐元，設(shè)計能力為10萬m3/d，采用反滲透處理工藝，是目前國內(nèi)在建的最大海水淡化項目，建成后將全部用于青島城市公共供水，預(yù)計今年中期建成并實現(xiàn)并網(wǎng)供水。依據(jù)對2010－2015年青島市用水狀況的分析，青島百發(fā)海水淡化項目的日產(chǎn)淡水量為10．0×104m3，日需海水量約為28．0×104m3。該項目位于膠州灣東海岸，取水裝備全部利用青島堿業(yè)公司現(xiàn)有取水設(shè)施。

青島百發(fā)海水淡化項目的淡化水主要用于青島市的城市生活用水和市政用水，出水水質(zhì)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749－2006)要求。因此，該項目淡化水的水質(zhì)可以歸為2級(其有用性價值等同于地表水)。由于青島市地下水超采嚴重，地下水的稀缺性價值比較高，征收的水資源費中包含部分稀缺性價值，如果用地下水的水資源費代替其有用性價值會產(chǎn)生較大誤差，而青島海水利用水源充足，其海水稀缺性很小，所以本文以海水利用的有用性價值作為基準。

青島百發(fā)海水淡化項目位于膠州灣東海岸，利用青島堿業(yè)公司現(xiàn)有取水設(shè)施取水，膠州灣總水域面積為367平方千米，平均水深為7米，故可推算出膠州灣海域日平均海水保有量為2．569×109m3，而該項目日需海水28．0×104m3，僅為其總水量的0．011%，并且日排水量為16×104m3，可見該項目取水對膠州灣總水量沒有影響。根據(jù)該項目環(huán)評報告可知，該項目取水工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響很小，基本不會對膠州灣海域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，其稀缺性價值可以歸零。即βP2=0。根據(jù)《山東省海域使用金征收使用管理暫行辦法》之規(guī)定，其他經(jīng)營性用海，每年每公頃不低于1500元。在這里，我們按1500元計算。則該區(qū)域海水有用性價值為:

通過德爾菲法可推算出各類用水有用性修正系數(shù):

海水淡化水的資源價值主要由淡化水的有用性價值和稀缺性價值來決定，但是在海水轉(zhuǎn)變?yōu)榈^程中，需要對其進行勘測、開發(fā)、保護等，這些費用都應(yīng)當(dāng)計入其資源成本中，根據(jù)相關(guān)資料，青島百發(fā)海水淡化項目的前期勘測、開發(fā)、保護費用總計約為120萬元。以該項目運營期25年計，則

故該項目淡化水的資源成本為:

五、結(jié)語

山東是沿海大省，海岸線占全國的六分之一，沿海是山東最大的戰(zhàn)略優(yōu)勢。山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)應(yīng)立足于山東沿海的區(qū)位優(yōu)勢和海洋資源富集的自然優(yōu)勢。

加快海水淡化產(chǎn)業(yè)建設(shè)，有利于提高半島藍色經(jīng)濟區(qū)沿海城市的可持續(xù)發(fā)展能力，有利于提高海洋資源的利用與配置效率，有利于把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為發(fā)展優(yōu)勢。

科學(xué)分析與測算海水淡化水資源成本，目的在于有效地控制海水淡化成本，實現(xiàn)海水資源的有效利用。本文結(jié)合國內(nèi)外水資源成本的相關(guān)研究成果，構(gòu)建了海水淡化水資源成本的測定模型，并以青島百發(fā)海水淡化項目為例測算出該項目淡化水資源的成本。同時，通過測定海水淡化的資源成本，進一步得到淡化水的完全成本。將各種水資源的完全成本進行比較，可以準確地顯示海水淡化完全成本與淡水資源完全成本的趨勢，有利于海水淡化成本的精確控制。

通過分析與測算海水淡化水資源成本，不僅可以為沿海城市解決水資源短缺、選擇供水方式、優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)提供實踐支持，而且可以為政府推動海水淡化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，調(diào)整相關(guān)的宏觀政策和財稅補貼政策提供理論依據(jù)。

F062．6

A

1003－4145［2012］04－0067－04

2012－02－13

高 波，男，西安交通大學(xué)管理學(xué)院博士研究生。

麻興斌，男，山東科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院副教授。孟慶才，男，山東科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院研究生。

本文得到國家自然科學(xué)基金項目(編號:70773091)的資助。

(責(zé)任編輯:欒曉平E－mail:luanxiaoping@163．com)