深圳市城市垃圾處理的社會(huì)總成本評(píng)估

□董銀昭

（吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 吉林 長春 130012）

深圳市城市垃圾處理的社會(huì)總成本評(píng)估

□董銀昭

（吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 吉林 長春 130012）

隨著深圳市生活垃圾產(chǎn)生量的逐年增加和國家對(duì)垃圾分類的不斷重視，對(duì)城市生活垃圾分類處理的全過程總成本進(jìn)行科學(xué)計(jì)算及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，已成為重點(diǎn)。本文基于LCA框架建立總成本評(píng)估模型，對(duì)深圳市生活垃圾處理的總成本進(jìn)行研究。首先，根據(jù)《深圳市生活垃圾處理工作志愿者調(diào)研筆記》與《北京市城市生活垃圾焚燒社會(huì)成本評(píng)估報(bào)告》，找出影響社會(huì)總成本的六項(xiàng)指標(biāo)。分析各項(xiàng)指標(biāo)的影響因素，求得各項(xiàng)指標(biāo)的表達(dá)公式；利用LCA框架建立社會(huì)總成本模型。其次，分析各項(xiàng)指標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系，建立總成本與時(shí)間的關(guān)系函數(shù)。分別計(jì)算三種模式下，未來各項(xiàng)指標(biāo)所占比例的變化趨勢(shì)。最后，利用GM（1,1）模型預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期成本效益，分析深圳生活垃圾分類制度建設(shè)的優(yōu)選模式并給政府提出建議。

LCA框架；總成本評(píng)估模型；GM（1,1）模型；遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)

1 背景介紹

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程加快以及居民水平的快速提高，城市生活垃圾呈現(xiàn)出高速增長的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年深圳市垃圾產(chǎn)生總量突破500萬t，遠(yuǎn)突破專項(xiàng)規(guī)劃所確定的控制規(guī)模。相對(duì)于生活垃圾產(chǎn)量的飛速膨脹，生活垃圾處理水平較低。

填埋依然是目前主流的垃圾處理方式，且僅有的兩座衛(wèi)生填埋場(chǎng)被迫超負(fù)荷運(yùn)行；受土地資源的限制和市民維權(quán)意識(shí)的提高，新建垃圾填埋場(chǎng)已幾無可能；填埋庫容快速消耗，剩余庫容僅夠使用5～8年，如不及時(shí)轉(zhuǎn)變垃圾處理模式，垃圾圍城將成為現(xiàn)實(shí)困境；分類收集遲遲未能成功推廣，深圳市生活垃圾仍然采用混合收集、混合處理的方式[1]。

2 需要解決的問題

問題一：建立城市垃圾處理總成本模型，綜合各項(xiàng)指標(biāo)，科學(xué)地計(jì)算深圳市的城市垃圾處理的總成本。

問題二：基于建立的模型，給出各項(xiàng)指標(biāo)的具體求解方法和與時(shí)間的關(guān)系；根據(jù)《深圳市生活垃圾處理工作志愿者調(diào)研筆記》，預(yù)測(cè)當(dāng)期社會(huì)總成本以及未來十年的總成本并給出諸模式下各分項(xiàng)成本比例的變化趨勢(shì)。

問題三：建立深圳市城市垃圾產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)模型。預(yù)測(cè)遠(yuǎn)期的社會(huì)總成本并向政府提出相應(yīng)的建議。

3 模型假設(shè)

*由于難以獲取處理廠的內(nèi)部數(shù)據(jù)，所以不考慮用人、運(yùn)營等成本。

*由于深圳市可建設(shè)用地幾乎耗盡，所以不考慮填埋場(chǎng)土地面積的增加。

*假定二噁英產(chǎn)生的社會(huì)成本均由健康損失指標(biāo)來評(píng)估

4 模型的建立與求解

4.1 LCA框架下的社會(huì)總成本模型

基于廢棄物管理的LCA框架，建立深圳市城市垃圾社會(huì)總成本模型。公式為：系統(tǒng)總成本=各項(xiàng)環(huán)節(jié)成本之和。本文將城市垃圾社會(huì)總成本抽象為六大環(huán)節(jié)：用地需求成本、源頭分類成本、運(yùn)輸成本、設(shè)施建設(shè)成本、二噁英排放健康損失、處理成本。六大環(huán)節(jié)的成本累加即為社會(huì)總成本：

4.2 社會(huì)總成本模型的建立

①用地需求

根據(jù)深圳市目前各大填埋場(chǎng)用地情況統(tǒng)計(jì)，平均工業(yè)用地625元/m2。用地需求總成本X1：

②源頭分類

源頭分類收集的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)約為423元/t。源頭分類總成本X2：

③運(yùn)輸成本

根據(jù)城管部門的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，深圳市生活垃圾目前的基本收運(yùn)成本大約為60元/t（10km以內(nèi)），10km以外的增量收運(yùn)成本為1元/t/km，20km以外的增量收運(yùn)成本為1.5元/t/km。運(yùn)輸總成本X3：

④設(shè)施投資

填埋場(chǎng)的投資規(guī)模可按20元/m3庫容估算。據(jù)此新建填埋場(chǎng)需投資約25億元。考慮到目前垃圾焚燒廠多采用BOT方式建設(shè)，政府在此過程中基本不需要進(jìn)行投資。因此，政府的投資成本可視為0。設(shè)施投資總成本X4：

⑤二噁英排放健康損失

深圳市常駐人口1 137.87萬人，人口密度5 689/km2，位居全國第一。如人口平均分布，1 125個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的致癌風(fēng)險(xiǎn)代表其所在14.57km2網(wǎng)格的風(fēng)險(xiǎn)，則每個(gè)網(wǎng)格的人數(shù)為1.92萬人。每個(gè)網(wǎng)格的風(fēng)險(xiǎn)與人口相乘為該網(wǎng)格可能致癌人數(shù)，各網(wǎng)格可能致癌人數(shù)之和即深圳市致癌人數(shù)之和，為1 036人/年。癌癥次均住院費(fèi)用為41 314.48元，按6%的折現(xiàn)率折算到2014年為46 420.95元。如果人均住院1次計(jì)算，1 036人健康成本為61.49億元。二噁英的總成本X5：

⑥處理成本

衛(wèi)生填埋場(chǎng)的運(yùn)行成本可按60元/t垃圾估算。處理總成本X6：

5 模型二的建立

每年產(chǎn)生的生活垃圾總量隨時(shí)間變化，垃圾的改變量進(jìn)一步影響LCA框架在的社會(huì)總成本模型中的6大環(huán)節(jié)。時(shí)間指標(biāo)通過影響年垃圾生產(chǎn)總量從而影響LCA框架下六大環(huán)節(jié)成本，最終影響未來某一年的社會(huì)總成本。深圳市目前采取三種垃圾處理模式：

*模式一：混合收集+全量焚燒+灰渣填埋+中心城區(qū)垃圾全量轉(zhuǎn)運(yùn)；

*模式二：源頭分類收集+濕垃圾生物處理+干垃圾焚燒+中心城區(qū)干垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)；

*模式三：混合收集+末端分類+濕垃圾生物處理+干垃圾焚燒+中心城區(qū)干垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)。

對(duì)于三種模式，分別求出各項(xiàng)指標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系：

①垃圾處理模式一

結(jié)合我市土地資源緊張的現(xiàn)實(shí)條件，確定采用焚燒作為最主要的垃圾處理方式，衛(wèi)生填埋場(chǎng)僅作為焚燒灰渣和飛灰的處置場(chǎng)所，而不允許原生垃圾進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)。這樣，一方面衛(wèi)生填埋場(chǎng)不再臭，居民對(duì)于填埋場(chǎng)的反對(duì)程度將大為降低，關(guān)停的風(fēng)險(xiǎn)也將隨之大幅下降；另一方面，由于焚燒灰渣的體積僅為原來的10～15%，填埋場(chǎng)的使用壽命將大為提高，垃圾圍城的危機(jī)將得到有效的緩解。如果能將焚燒灰渣作為建材原料加以利用，則垃圾圍城的危機(jī)將不復(fù)存在，垃圾零填埋的理想管理目標(biāo)將可能實(shí)現(xiàn)?；谀Ｊ揭唤⒌姆蔷€性函數(shù)模型如下：

②垃圾處理模式二

分類收集、分類處理是歐美發(fā)達(dá)國家垃圾管理的發(fā)展方向，分類收集雖然一時(shí)之間在我市無法全部普及，但始終是未來的發(fā)展方向。同時(shí)，濕垃圾（即廚余）摻雜在其他垃圾中一起焚燒處理，可能會(huì)因熱值較低而提高二惡英產(chǎn)生的可能性。因此，在判斷分類收集必然要實(shí)現(xiàn)的前提下，考慮在源頭即將生活垃圾按干、濕兩類進(jìn)行分類收集（分質(zhì)收集），其中的濕垃圾部分運(yùn)往生物質(zhì)處理廠采用堆肥、厭氧發(fā)酵、低溫碳化等方式處理，干垃圾部分則運(yùn)往垃圾焚燒廠進(jìn)行焚燒處理。對(duì)于中心城區(qū)而言，濕垃圾可留在清水河環(huán)境園內(nèi)處理，干垃圾則需通過大型轉(zhuǎn)運(yùn)站轉(zhuǎn)運(yùn)至白鴿湖環(huán)境園或東部環(huán)保電廠進(jìn)行焚燒處理?；谀Ｊ蕉⒌姆蔷€性函數(shù)模型如下：

③垃圾處理模式三

模式三相當(dāng)于是模式二在分類收集全面推廣實(shí)現(xiàn)前的一種過渡模式，除了收集階段仍然沿用現(xiàn)狀的混合收集模式、混合收集到的原生垃圾在末端采用人工分選或高壓壓榨技術(shù)分離干、濕垃圾外，后續(xù)的分類處理模式與模式二完全相同?；谀Ｊ饺⒌姆蔷€性函數(shù)模型如下：

模型二的求解：利用matlab編制上述所建模型，三種模式的當(dāng)前社會(huì)總成本與未來十年的為總成本如表1：

表1 不同各模式下的垃圾處理社會(huì)總成本

對(duì)于模式一

*模式一當(dāng)形勢(shì)下社會(huì)總成本最低，十年后有總成本有少量增加。

*用地需求最小，在51～85hm2之間波動(dòng)，占總成本比例相對(duì)降低，波動(dòng)微弱。

*源頭分類與設(shè)施投資為零。

*運(yùn)輸成本近期比例基本保持不變，中、遠(yuǎn)期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，最后趨于穩(wěn)定。

*二噁英健康損失成本總含量基本不變，但由于其他環(huán)節(jié)的成本增加，占總成本比例呈現(xiàn)微弱減少趨勢(shì)。

*成本處理總成本明顯增加，所占比例呈明顯增加趨勢(shì)。

對(duì)于模式二

*模式二當(dāng)形勢(shì)下社會(huì)總成本最高，十年后有總成本顯著減少，減少比例超過50%。

*用地需求相對(duì)模式一明顯增大，總量在81～118hm2之間波動(dòng)，占中成本比例呈上升趨勢(shì)，波動(dòng)明顯。

*源頭分類成本固定，為10.6億元。但隨著城市垃圾社會(huì)總成本的減少，其占比例呈顯著上升趨勢(shì)，設(shè)施投資為零。

*運(yùn)輸成本近期比例基本保持不變，中、遠(yuǎn)期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，最后趨于穩(wěn)定或微弱波動(dòng)。

*二噁英健康損失成本總含量呈指數(shù)函數(shù)遞減，由最初的大比例65.8%到十年后的20.9%，呈明顯下降趨勢(shì)。

對(duì)于模式三

*模式三當(dāng)形勢(shì)下社會(huì)總成本處于三種模式之間，十年后有總成本顯著減少，減少比例40%左右。

*用地需求最大，總量在94～135hm2之間波動(dòng)，占中成本比例呈上升趨勢(shì)，波動(dòng)較明顯。

*源頭分類成本與設(shè)施投資成本為零。

*運(yùn)輸成本近期比例基本保持不變，中、遠(yuǎn)期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)，最后趨于穩(wěn)定或微弱波動(dòng)。

*二噁英健康損失成本總含量呈指數(shù)函數(shù)遞減，由最初的大比例72.8%到十年后的43.3%，呈明顯下降趨勢(shì)，但相對(duì)于模式二趨勢(shì)緩慢。

6 遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)分析與建議

*當(dāng)前模式和模式一下的垃圾處理的總成本是逐年遞升的，這是因?yàn)楫?dāng)前模式和模式一成本的變化主要與垃圾總量有關(guān)。

*模式二在2030年之前總成本呈遞減趨勢(shì)，這是因?yàn)榻诙f英健康成本占主要因素，而二噁英含量逐年遞減；模式二在2030年時(shí)發(fā)生了成本的陡降，這是由于，政府在一段時(shí)間投入政策獎(jiǎng)勵(lì)成本后，居民已養(yǎng)成垃圾源頭分類的習(xí)慣，已不再需要繼續(xù)利用政策獎(jiǎng)勵(lì)為工具。

*模式三的垃圾處理總成本逐年遞減，模式三二噁英含量的下降速度慢于模式二，2040年之前，二噁英產(chǎn)生的健康成本一直是主要因素；由于沒有考慮到末端分類產(chǎn)生的人力成本，所以模式三下總成本的估計(jì)值比實(shí)際值偏低。

*健康成本二噁英的引入，使模式二和模式三在長期的社會(huì)總成本明顯偏低，從環(huán)境健康的角度考慮，建議政府選擇垃圾分類處理的處理方式；長期看，建議選用模式二作為垃圾處理的方式。

[1]洪大用.北京市城市生活垃圾焚燒社會(huì)成本評(píng)估報(bào)告[R].中國人民大學(xué)，2017.

[2]李雁.等維灰數(shù)遞補(bǔ)動(dòng)態(tài)在生活垃圾產(chǎn)量的預(yù)測(cè)的應(yīng)用[J].環(huán)境污染與防治，2001，23（1）：42-44.

[3]陳金發(fā).城市生活垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)模型[R].在生資源研究,2003，6:25-27.

[4]王芙蓉.城市生活垃圾處理收費(fèi)政策目標(biāo)與實(shí)施效果分析[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2006,14（5）：63-64.

1004-7026（2017）06-0054-03

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A

董銀昭（1995.5-）,男，漢族，河北人，吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，2014級(jí)本科生，研究方向：地質(zhì)學(xué)。

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.06.034