深圳市城市垃圾處理的社會總成本評估

□董銀昭

（吉林大學地球科學學院 吉林 長春 130012）

深圳市城市垃圾處理的社會總成本評估

□董銀昭

（吉林大學地球科學學院 吉林 長春 130012）

隨著深圳市生活垃圾產生量的逐年增加和國家對垃圾分類的不斷重視，對城市生活垃圾分類處理的全過程總成本進行科學計算及動態監測，已成為重點。本文基于LCA框架建立總成本評估模型，對深圳市生活垃圾處理的總成本進行研究。首先，根據《深圳市生活垃圾處理工作志愿者調研筆記》與《北京市城市生活垃圾焚燒社會成本評估報告》，找出影響社會總成本的六項指標。分析各項指標的影響因素，求得各項指標的表達公式；利用LCA框架建立社會總成本模型。其次，分析各項指標與時間的關系，建立總成本與時間的關系函數。分別計算三種模式下，未來各項指標所占比例的變化趨勢。最后，利用GM（1,1）模型預測遠期成本效益，分析深圳生活垃圾分類制度建設的優選模式并給政府提出建議。

LCA框架；總成本評估模型；GM（1,1）模型；遠期預測

1 背景介紹

隨著我國經濟的不斷發展，城市化進程加快以及居民水平的快速提高，城市生活垃圾呈現出高速增長的趨勢。據統計，2014年深圳市垃圾產生總量突破500萬t，遠突破專項規劃所確定的控制規模。相對于生活垃圾產量的飛速膨脹，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，且僅有的兩座衛生填埋場被迫超負荷運行；受土地資源的限制和市民維權意識的提高，新建垃圾填埋場已幾無可能；填埋庫容快速消耗，剩余庫容僅夠使用5～8年，如不及時轉變垃圾處理模式，垃圾圍城將成為現實困境；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，綜合各項指標，科學地計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，給出各項指標的具體求解方法和與時間的關系；根據《深圳市生活垃圾處理工作志愿者調研筆記》，預測當期社會總成本以及未來十年的總成本并給出諸模式下各分項成本比例的變化趨勢。

問題三：建立深圳市城市垃圾產生量的預測模型。預測遠期的社會總成本并向政府提出相應的建議。

3 模型假設

*由于難以獲取處理廠的內部數據，所以不考慮用人、運營等成本。

*由于深圳市可建設用地幾乎耗盡，所以不考慮填埋場土地面積的增加。

*假定二噁英產生的社會成本均由健康損失指標來評估

4 模型的建立與求解

4.1 LCA框架下的社會總成本模型

基于廢棄物管理的LCA框架，建立深圳市城市垃圾社會總成本模型。公式為：系統總成本=各項環節成本之和。本文將城市垃圾社會總成本抽象為六大環節：用地需求成本、源頭分類成本、運輸成本、設施建設成本、二噁英排放健康損失、處理成本。六大環節的成本累加即為社會總成本：

4.2 社會總成本模型的建立

①用地需求

根據深圳市目前各大填埋場用地情況統計，平均工業用地625元/m2。用地需求總成本X1：

②源頭分類

源頭分類收集的補貼標準約為423元/t。源頭分類總成本X2：

③運輸成本

根據城管部門的統計數據，深圳市生活垃圾目前的基本收運成本大約為60元/t（10km以內），10km以外的增量收運成本為1元/t/km，20km以外的增量收運成本為1.5元/t/km。運輸總成本X3：

④設施投資

填埋場的投資規模可按20元/m3庫容估算。據此新建填埋場需投資約25億元。考慮到目前垃圾焚燒廠多采用BOT方式建設，政府在此過程中基本不需要進行投資。因此，政府的投資成本可視為0。設施投資總成本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個坐標點的致癌風險代表其所在14.57km2網格的風險，則每個網格的人數為1.92萬人。每個網格的風險與人口相乘為該網格可能致癌人數，各網格可能致癌人數之和即深圳市致癌人數之和，為1 036人/年。癌癥次均住院費用為41 314.48元，按6%的折現率折算到2014年為46 420.95元。如果人均住院1次計算，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

衛生填埋場的運行成本可按60元/t垃圾估算。處理總成本X6：

5 模型二的建立

每年產生的生活垃圾總量隨時間變化，垃圾的改變量進一步影響LCA框架在的社會總成本模型中的6大環節。時間指標通過影響年垃圾生產總量從而影響LCA框架下六大環節成本，最終影響未來某一年的社會總成本。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+中心城區垃圾全量轉運；

*模式二：源頭分類收集+濕垃圾生物處理+干垃圾焚燒+中心城區干垃圾轉運；

*模式三：混合收集+末端分類+濕垃圾生物處理+干垃圾焚燒+中心城區干垃圾轉運。

對于三種模式，分別求出各項指標與時間的關系：

①垃圾處理模式一

結合我市土地資源緊張的現實條件，確定采用焚燒作為最主要的垃圾處理方式，衛生填埋場僅作為焚燒灰渣和飛灰的處置場所，而不允許原生垃圾進入衛生填埋場。這樣，一方面衛生填埋場不再臭，居民對于填埋場的反對程度將大為降低，關停的風險也將隨之大幅下降；另一方面，由于焚燒灰渣的體積僅為原來的10～15%，填埋場的使用壽命將大為提高，垃圾圍城的危機將得到有效的緩解。如果能將焚燒灰渣作為建材原料加以利用，則垃圾圍城的危機將不復存在，垃圾零填埋的理想管理目標將可能實現。基于模式一建立的非線性函數模型如下：

②垃圾處理模式二

分類收集、分類處理是歐美發達國家垃圾管理的發展方向，分類收集雖然一時之間在我市無法全部普及，但始終是未來的發展方向。同時，濕垃圾（即廚余）摻雜在其他垃圾中一起焚燒處理，可能會因熱值較低而提高二惡英產生的可能性。因此，在判斷分類收集必然要實現的前提下，考慮在源頭即將生活垃圾按干、濕兩類進行分類收集（分質收集），其中的濕垃圾部分運往生物質處理廠采用堆肥、厭氧發酵、低溫碳化等方式處理，干垃圾部分則運往垃圾焚燒廠進行焚燒處理。對于中心城區而言，濕垃圾可留在清水河環境園內處理，干垃圾則需通過大型轉運站轉運至白鴿湖環境園或東部環保電廠進行焚燒處理。基于模式二建立的非線性函數模型如下：

③垃圾處理模式三

模式三相當于是模式二在分類收集全面推廣實現前的一種過渡模式，除了收集階段仍然沿用現狀的混合收集模式、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分離干、濕垃圾外，后續的分類處理模式與模式二完全相同。基于模式三建立的非線性函數模型如下：

模型二的求解：利用matlab編制上述所建模型，三種模式的當前社會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總成本

對于模式一

*模式一當形勢下社會總成本最低，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，占總成本比例相對降低，波動微弱。

*源頭分類與設施投資為零。

*運輸成本近期比例基本保持不變，中、遠期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現明顯上升趨勢，最后趨于穩定。

*二噁英健康損失成本總含量基本不變，但由于其他環節的成本增加，占總成本比例呈現微弱減少趨勢。

*成本處理總成本明顯增加，所占比例呈明顯增加趨勢。

對于模式二

*模式二當形勢下社會總成本最高，十年后有總成本顯著減少，減少比例超過50%。

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

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

*運輸成本近期比例基本保持不變，中、遠期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現明顯上升趨勢，最后趨于穩定或微弱波動。

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

對于模式三

*模式三當形勢下社會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，占中成本比例呈上升趨勢，波動較明顯。

*源頭分類成本與設施投資成本為零。

*運輸成本近期比例基本保持不變，中、遠期比例由于垃圾總量的顯著增加而呈現明顯上升趨勢，最后趨于穩定或微弱波動。

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

6 遠期預測分析與建議

*當前模式和模式一下的垃圾處理的總成本是逐年遞升的，這是因為當前模式和模式一成本的變化主要與垃圾總量有關。

*模式二在2030年之前總成本呈遞減趨勢，這是因為近期二噁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年時發生了成本的陡降，這是由于，政府在一段時間投入政策獎勵成本后，居民已養成垃圾源頭分類的習慣，已不再需要繼續利用政策獎勵為工具。

*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生的人力成本，所以模式三下總成本的估計值比實際值偏低。

*健康成本二噁英的引入，使模式二和模式三在長期的社會總成本明顯偏低，從環境健康的角度考慮，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成本評估報告[R].中國人民大學，2017.

[2]李雁.等維灰數遞補動態在生活垃圾產量的預測的應用[J].環境污染與防治，2001，23（1）：42-44.

[3]陳金發.城市生活垃圾產量預測模型[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政策目標與實施效果分析[J].環境衛生工程，2006,14（5）：63-64.

1004-7026（2017）06-0054-03

X705

A

董銀昭（1995.5-）,男，漢族，河北人，吉林大學地球科學學院，2014級本科生，研究方向：地質學。

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