基于費用效益分析的工業供水項目再生水定價

摘要：再生水利用系統建設需要綜合考慮資源、環境、社會等外部效益，合理制定再生水水價才能有效激勵政府和用水戶選擇再生水。通過研究構建了費用效益分析計算體系，綜合考慮了再生水項目的建設運營費用和再生水項目相對其他水源供水產生的資源環境效益，利用增量凈年值法評價再生水項目經濟可行性，并提出替代方案法計算再生水的合理定價。將該方法應用于安吉縣某工業用水項目的再生水定價中。通過分析可知：再生水供水方案相對自來水供水和西苕溪取水方案經濟可行；在兼顧了不增加用水戶用水負擔和保護水資源環境的前提下，采用替代方案法計算得到再生水合理定價區間為1.26～1.41元/m3。

關 鍵 詞：再生水利用； 再生水水價； 費用效益分析； 經濟評價

中圖法分類號： TV213.4；X703 文獻標志碼： A DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.02.017

0 引 言

水資源是經濟社會發展的基礎性、先導性、控制性要素，水資源的節約、集約、安全利用水平是支撐經濟社會高質量發展的重要因素［1］。在人類尋找挖掘各種水源的過程中，再生水相比海水淡化等非常規水源有著運輸距離短、適用區域廣等特點，成為了重要的非常規水源。再生水，又稱中水、回用水，是指污水經適當處理后，達到一定的水質指標，滿足某種使用要求，可以再利用的水［2］。再生水主要用于農林牧漁業用水、城市雜用水、工業用水、環境用水、補充水源水等［3-5］。2021年國家發改委等部門發布的《關于推進污水資源化利用的指導意見》提出了再生水利用要堅持“政府引導、市場驅動”原則，健全價格機制，完善財金政策。因此構建再生水利用系統效益評價體系［3］、研究再生水定價策略對于推動再生水行業發展尤為關鍵。范育鵬［6］等運用機會成本法構建了再生水利用的評價指標體系對北京市再生水利用的生態環境效益進行了量化。Li［7］等對北京市再生水利用對生態和環境的影響進行了動態模擬。劉曉君［8］等采用成本加成法對再生水制定了階梯價格。胡勝利［9］等根據再生水與自來水供水價格的合理比價關系確定再生水價格體系。謝文軒［10］等探索了再生水在水權交易中的水價定價模型。2019年，中國環境科學學會發布了T/CSES 01-2019《再生水利用效益評價指南》，標準規定了再生水利用的資源、環境、社會、經濟效益計算的方法［11］。本文基于前人研究成果，參考《再生水利用效益評價指南》［12］，選取資源、環境效益類指標，計算再生水供水方案相對自來水供水和河道取水的相對外部效益，并按照不增加用水戶成本和不削減供水側效益原則，采用替代方案法計算再生水合理定價，為其他再生水供水項目經濟評價和定價提供參考。

1 費用效益分析模型構建

1.1 基本思路

水資源是生活生產中的重要資源，再生水供水與其他常規水源供水相比有著巨大的資源環境效益［13］，因此為了全面分析不同水源供水方案在財務、國民經濟影響方面的優劣勢，考慮各供水方案建設運營費用，參照《再生水利用效益評價指南》選取資源、環境效益指標反映再生水供水方案相對效益。采用增量分析法計算增量凈年值，分析再生水供水方案對比其他水源供水方案的經濟可行性，當增量凈年值大于0，再生水供水方案經濟上優于對比方案；當增量凈年值小于0，再生水供水方案經濟劣于對比方案。

1.2 費用模型

項目初期一次性投入的費用包括［14］：供水廠建設、改造費用，配套供水管網系統投資費用。運營期內每年需要投入的費用包括［15］：水廠運行費用、供水管網運維費用、運行電費、水費等日常投入費用。

（1） 水廠建設投資費用（O1）。主要包括建設水廠所需要一次性投入的費用。

（2） 供水管網建設投資費用（O2）。主要包括為供給用水戶需要新建的供水管網系統所需的一次性投入費用。

2 相關參數確定及定價策略選擇

2.1 相關參數確定

國民經濟評價中，需要確定項目計算周期、社會折現率、影子價格等重要參數。參考相關文獻［1］，本文不同水源供水方案計算周期n=20 a，不考慮項目運行期末折舊殘值。結合再生水項目的特點，再生水項目的社會折現率取i=8%。影子價格表示項目投入物、產出物的真實經濟價值，反映資源稀缺程度和市場供求關系，使資源得到最優配置的價格。根據《建設項目經濟評價方法與參數》（第三版），再生水項目工程建設影子價格換算系數取1.1。安吉縣地表水資源費根據《浙江省物價局 浙江省財政廳 浙江省水利廳關于調整我省水資源費分類和征收標準的通知》（浙價資〔2014〕207號），取0.2元/m3；根據《安吉縣主要污染物排污權有償使用和交易管理辦法》，污水處理廠尾水主要污染物化學需氧量、氨氮、總磷有償使用費征收標準基準價分別為0.5萬元/t、0.7萬元/t、0.7萬元/t。二氧化碳排放價格取近期全國碳市場CEA成交單價0.056元/kg。

2.2 定價策略選擇

再生水定價是再生水利用的關鍵問題之一［18］，再生水作為一種自然壟斷行業的產品和服務，其定價過低無法覆蓋再生水供水建設運營成本，使得再生水供水系統無法可持續運行；定價過高則將增加用水戶成本，降低用水戶選擇再生水的意愿［19］。因此再生水定價既要滿足再生水建設運營成本，也不能大幅增加用水戶成本。結合費用效益分析結果，利用替代方案法計算再生水定價。再生水替代其他水源方案時，按照不增加用水戶經濟負擔的前提，盡量增加供水側的財務以及外部資源、環境效益原則，計算得到再生水定價合理區間。在南方豐水地區，一般工業用水主要可以選擇的水源有自來水供水和河道取水，本研究中主要將再生水與這兩種水源供水方案進行對比，計算替代自來水、河道取水方案時再生水供水的合理定價。

3 案例運用

3.1 項目概況

安吉縣計劃建設某大型工業項目，工業用水近期規模1.2萬m3/d，遠期預計用水規模6.48萬m3/d，主要為冷卻用水，要求接入廠區水池的最小供水水壓不低于10 m。

通過對安吉縣水資源的調查分析，依據相關水源規劃，本項目可取水的水源有：西苕溪河道，附近某城鎮生活污水處理廠尾水。因此根據用水需求和實際情況，除采用自來水廠直接供水以外，設計再生水供水方案和西苕溪取水供水方案。其中西苕溪取水方案由用水戶自建取水、凈水設施及配套管網并負責運維，再生水供水方案由城北污水處理廠負責建設凈水廠及配套管網并負責運維。

再生水供水：根據污水處理廠尾水的水質檢測指標，對照GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工業用水水質》要求，除鈣硬度、電導率不能符合要求外，其余指標均滿足要求。為此，水廠處理工藝中需對超標指標進行處理。具體方案如下：在城北污水處理廠附近新建凈水廠一座，水廠規模1.2萬t/d，水泵揚程10 m，單泵流量600 m3/h，二用一備。新建DN600管道7 300 m。管道估算投資1 350萬元，水廠估算投資1 300萬元，運行費用估算350萬元/a。

西苕溪取水：根據西苕溪河道水質檢測結果，檢測指標中除濁度不符合要求外，其余指標均滿足要求。為此，水廠處理工藝中僅需對濁度進行處理即可。具體方案如下：該工業企業自建凈水廠一座，水廠規模1.2萬t/d，水泵揚程60 m，單泵流量600 m3/h，二用一備。新建DN600管道3 300 m。管道估算投資600萬元，水廠估算投資1 200萬元，運行費用估算280萬元。

3.2 費用-效益分析

3.2.1 費 用

分析各供水方案投入資金，并計算相關靜態和動態評價指標。電費單價取安吉縣一般工商業用電單價e=0.696 4元/kW·h，一般工業用水自來水費為3.25元/m3（不含污水處理費），工商業取水價格按照浙江省水資源地表水收費標準，0.2元/m3。考慮到不同供水方案不影響生產尾水排放量，因此計算中不考慮污水處理費用。結合費用模型，計算得到表2。

通過各個方案的費用對比可以看到，自來水供水方案單位用水成本和凈年值均大于西苕溪取水方案和再生水供水方案，西苕溪取水方案和再生水供水方案在費用上接近。從單位用水成本來看，自來水供水單位用水成本最大達到了3.3元/m3，再生水供水方案單位用水成本最小為1.1元/m3。從該供水項目全生命周期來看，自來水供水方案凈年值最大，西苕溪取水方案凈年值最小。

3.2.2 效 益

根據效益模型，分別計算再生水供水方案相比自來水供水和西苕溪取水兩種方案產生的各類效益。其中，溫室氣體排放減少量效益根據《2019年度減排項目中國區域電網基準線排放因子》，安吉地區屬于華東地區，因此碳排放因子fc取0.792 1 kg/kW·h。根據排水減少量和安吉縣該污水處理廠尾水出水標準（參照一級A標準）計算每年的主要污染物（化學需氧量、氨氮、總磷）減排量。將各效果指標按照影子價格進行貨幣化計算，得到再生水供水方案相對其他兩個方案年各類效益結果見表3。

從效益計算結果來看，再生水供水方案相比自來水供水方案每年可以產生各類效益折合110.4萬元，相比西苕溪取水方案產生各類效益折合174.6萬元。各類效益中，采用再生水供水方案替代其他兩種方案最主要的效益來自于水資源節約效益。

3.2.3 國民經濟評價

根據3.2.1和3.2.2中的計算結果，對比自來水供水方案，再生水供水方案產生效益大且投入小，因此再生水供水方案國民經濟評價優于自來水供水方案；對比西苕溪供水方案，再生水供水方案產生效益大但是費用投入也大，因此采用增量凈現值法對兩個方案進行對比。計算結果顯示，相比于自來水供水方案，再生水供水方案投入費用節約806.3萬元，效益增加110.4萬元，合計增量凈年值為916.9萬元；相比于西苕溪供水方案，再生水供水方案投入費用增加12.4萬元，效益增加174.6萬元，合計增量凈年值為162.2萬元。根據上述分析，對比自來水供水方案和西苕溪取水方案，再生水供水方案增量凈年值均大于0，因此國民經濟評價中，再生水供水方案可行。

3.3 定價研究

根據3.2節中費用效益分析計算結果，分別從用水側和供水（政府）側分析成本凈年值和效益凈年值，利用替代方案法對該再生水供水項目進行定價研究。用水側支付水費計入供水側收益。資源環境效益均為外部性效益，利用效益模型貨幣化折算后，計入供水（政府）側收益。

（1） 自來水供水方案。用水側支付費用主要包括自來水費和水泵電費，成本凈年值1 434.6萬元。供水側收入主要為收到水費1 313.3萬元，相對外部效益為-110.4萬元。

（2） 西苕溪取水方案。用水側支付費用主要包括建設投資、運行費用、電費和水資源費共計615.9萬元。供水側收入主要為收到水資源費87.6萬元，相對外部效益為-162.1萬元。

（3） 再生水供水方案。用水側支付費用即支付再生水水費。供水側主要收入為收到再生水水費，主要支出為建設再生水供水系統費用、運行費用、電費共計628.3萬元。

假設再生水定價為p，各供水方案用水側和供水側收支情況見表4。

采用替代方案法分別計算再生水供水方案替代其他兩種方案時的合理定價，即計算替代其他供水方案時，同時滿足用水側支出不增加和供水側收益不減少的再生水供水單價p。再生水供水替代自來水供水方案條件下，用水側替代單價區間為p≤3.28元/m3，供水側替代單價區間為p≥4.18元/m3；再生水供水替代西苕溪取水方案條件下，用水側替代單價區間為p≤1.41元/m3，供水側替代單價區間為p≥1.26元/m3。

因此替代自來水供水方案中，用水側和供水側價格區間沒有交集，說明再生水供水方案替代自來水供水方案必然會造成用水側支出上升或供水側收入下降。替代西苕溪取水方案中，當再生水單價在1.26～1.41元/m3時，用水側支出減少且供水側收益增加。對比自來水價格和自建取水方案，該價格區間內再生水供水降低了企業用水相關支出。實現了在不增加用水企業負擔的同時，創造了良好的資源環境效益，因此建議本方案中再生水定價在1.26～1.41元/m3。

4 結 論

（1） 本文結合項目建設運營投資建立了費用計算體系，參考《再生水利用效益評價指南》建立相對效益評價體系，并利用增量凈年值對再生水供水方案相對其他水源供水方案的經濟可行性評價提供了參考思路。結合各供水方案費用效益計算，本研究提出采用替代方案法計算在不增加用水戶負擔的同時，滿足再生水系統可持續運行的再生水合理定價，為再生水供水水價制定提供了可供參考的計算方法。

（2） 針對安吉縣某工業用水項目，本研究分析了自來水供水、西苕溪取水和城北污水處理廠再生水供水三種不同水源供水方案的費用和效益。根據增量凈年值分析來看，再生水供水方案相比其他兩種水源供水方案增量凈年值均大于0，說明再生水供水方案相比自來水供水和西苕溪取水經濟可行。利用替代方案法計算再生水供水價格區間為1.26～1.41元/m3，可以實現在不增加用水企業負擔的前提下，保證再生水供水系統可持續運行。

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（編輯：黃文晉）

Pricing of reclaimed water of an industrial water supply project based on cost-benefit analysisSHI Jingbo1，YU Yibo2，LI Lanlan3，ZHOU Hongwei2，YAO Jun3

（1.Huzhou Anji County Water Conservancy Bureau，Huzhou 313399，China； 2.Water Development Research Center，Taihu Basin Authority of Ministry of Water Resources，Shanghai 200434，China； 3.Shanghai Southeast Engineering Consulting Co.，Ltd.，Shanghai 200434，China）

Abstract： The construction of a reclaimed water utilization system has to comprehensively consider external benefits，such as resources，environment，and society to get a reasonable price for reclaimed water to effectively stimulate the government and water users to choose reclaimed water.In this study，a cost-benefit analysis calculation system was constructed，which comprehensively considered the construction and operation costs of the reclaimed water project and the resource and environmental benefits generated by the reclaimed water project relative to other water sources.The incremental net present value method was used to evaluate the economic feasibility of the project，and the alternative approach method was proposed to calculate the reasonable pricing of reclaimed water.Through analysis of an industrial water supply project in Anji County，it was found that the reclaimed water supply scheme was economically feasible compared to the tap water supply scheme and a natural water intake scheme.The reasonable pricing range was 1.26～1.41 yuan/m3 calculated by the alternative approach method，in the premise of both the economic burden of water users，protection of water resources and the environment being taken into account.

Key words： reclaimed water utilization；reclaimed water price；cost-benefit analysis；economic evaluation

收稿日期：2023-06-08；接受日期：2023-09-18

基金項目：國家重點研發計劃項目（2022YFC3202603）

作者簡介：施靜波，男，高級工程師，主要從事水資源與水環境保護研究。E-mail：383410003@qq.com

通信作者：俞祎波，男，工程師，碩士，主要從事水文學及水資源研究。E-mail：595262639@qq.com