顧延楠 朱麗瑛 王寧

摘 要：中水供暖是以污水處理廠二級出水作為熱源，通過污水源熱泵將熱能轉(zhuǎn)換至供暖用水，用來滿足城市居民的冬季供暖需求，是解決我國北方大規(guī)模的集中供暖所導(dǎo)致的污染問題的良好途徑，規(guī)模應(yīng)用可以提高我國中水回用率，實現(xiàn)水資源利用的良性循環(huán)。目前我國的中水供暖行業(yè)仍讓處在發(fā)展階段，應(yīng)用規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于北歐，日本等國家。本文以山東省平度市崇杰環(huán)保污水處理廠為研究對象，探討由參與公用事業(yè)市場化改革的社會資本承建運營中水供暖工程，進而實現(xiàn)污水處理企業(yè)生產(chǎn)價值鏈延申的可行性。

關(guān)鍵詞：企業(yè)價值鏈? 中水回用? 清潔能源? 城市供暖? 污水處理

一、引言

山東省于2002年開始對全省市政污水處理行業(yè)進行市場化改制，采用了BOT、BT等多種特許經(jīng)營模式，取得顯著的成效，通過吸收社會投資，重點突出監(jiān)管，以政府購買服務(wù)的方式，快速建設(shè)投運約300座規(guī)?；奈鬯幚韽S，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，投資于城市污水處理廠的社會產(chǎn)業(yè)資金已經(jīng)完成了資本回收，基本都進入了穩(wěn)定可觀的利潤回報期，快速積累著更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)資金，現(xiàn)金流穩(wěn)定，根據(jù)產(chǎn)業(yè)投資資本的逐利特性，在尋找著新的投資方向。

我國將“可持續(xù)發(fā)展”作為基本國策，如何吸引利用好這批特許運營的城市污水處理廠的投資資金，順應(yīng)國家倡導(dǎo)建設(shè)生態(tài)和諧型社會的號召，推動我國節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展是一個很現(xiàn)實的問題，而中水供暖行業(yè)恰恰提供了一個良好的投資方向。

本文以山東省平度市崇杰環(huán)保污水處理廠為例，調(diào)查研究該廠的生產(chǎn)與運營情況，分析其建設(shè)中水供暖工程的可行性與經(jīng)濟效益。同時對比山東省平度市的供熱企業(yè)的運營現(xiàn)狀，分析該工程建設(shè)帶來的社會與環(huán)境效益。

二、規(guī)模普及中水供暖的意義

（一）減輕集中供暖所帶來的環(huán)境污染

我國北方一直采用冬季集中供暖，而供暖的主要方式仍以燃煤鍋爐為主，其所產(chǎn)生的大量污染物是造成大氣污染的主要因素之一。2013年，“霧霾”成為了年度關(guān)鍵詞，根據(jù)山東大學(xué)陳強教授所收集的華北地區(qū)供暖期和非供暖期的相關(guān)數(shù)據(jù)來看，在供暖期各項污染物排放指標(biāo)均遠(yuǎn)超非供暖期，且增幅均在1%以上，具有統(tǒng)計顯著性。其中細(xì)顆粒物，可吸入顆粒物增幅分別超過46%，19%，增幅明顯，二氧化硫排放量增幅最大，超過85%。因此推斷冬季燃煤供暖是造成近幾年我國空氣污染加重的主要原因之一。中水供暖行業(yè)的規(guī)模普及，開拓了清潔能源供熱新途徑，可直接減少燃煤量，提高我國的空氣質(zhì)量。

（二）實現(xiàn)我國水資源的良性循環(huán)

我國水資源時空分布不均衡，南多北少。近幾年受地球氣候的變化影響，我國北方水資源越來越匱乏，以北京市為例，從1950年到2012年北京水文總站公布的數(shù)據(jù)顯示，北京市年降水量有明顯的下降趨勢，干旱頻率上升且具有連續(xù)性。隨著中國城市化和工業(yè)化導(dǎo)致用水量不斷增加，地下水開發(fā)過度。而我國污水處理行業(yè)出水的回用率不高，大多直接排向自然水體。因此建設(shè)中水供暖工程，可以有效緩解此類問題，目前我國絕大部分地區(qū)城市污水處理廠排污執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002的一級A標(biāo)準(zhǔn)，提熱后出水可由中水供暖配套管道供給企業(yè)使用，有助于實現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。

三、中水供暖工程的技術(shù)與應(yīng)用概述

中水供暖工程主要依賴污水源熱泵實現(xiàn)二級出水和供暖用水的熱量轉(zhuǎn)換。污水源熱泵通過電力做功，可以將低品位熱能提升到高品位熱能。最早利用的污水源熱泵系統(tǒng)用于供暖的是1980年北歐挪威的奧斯陸地區(qū)，1986年日本東京的落合污水廠也開始采用。隨后馬來西亞、俄羅斯等國家都進行了實用推廣，至今污水源熱泵的應(yīng)用已經(jīng)在全球普及開來，早在1987年，瑞典就已經(jīng)建成100座熱泵站投入使用，總供暖能力超過1200MW。

我國最早于2001年在北京排水集團高碑店污水廠運用污水源熱泵系統(tǒng)，同年成功自主研制出原生污水源熱泵系統(tǒng)。經(jīng)過十幾年的不斷發(fā)展，污水源熱泵的技術(shù)不斷進步。作為中水回用的新興方向，國家給予該行業(yè)廣泛的政策支持。在《關(guān)于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見的通知》中，政府將通過進一步加大資金支持力度，實行稅收扶持政策，進一步改善金融服務(wù)等措施支持污水源熱泵行業(yè)的發(fā)展。

四、中水供暖工程普及的有效途徑概述

我國中水供暖行業(yè)發(fā)展已有十多年的歷史，由于中水供暖比起海水淡化，原生污水供暖水資源利用方式具有明顯的成本優(yōu)勢，因此備受期望。但是在我國的普及緩慢，期間國家及地方出臺了一系列激勵政策，技術(shù)不斷進步，但仍然僅局限于我國少數(shù)地級及以上城市，地方政府大多數(shù)背負(fù)著很大的財政壓力，因此僅由政府出資建設(shè)運營供水供暖工程，無疑會大大拖慢中水供暖的普及。

我國開展社會公共事業(yè)市場化改革三十多年，獲得了極大的成效。市場是第一生產(chǎn)力，我國城鎮(zhèn)污水處理廠大多數(shù)已采用特殊經(jīng)營模式，經(jīng)過十幾年的經(jīng)營發(fā)展，大多數(shù)已收回資本回收。但特許經(jīng)營權(quán)協(xié)議具有約定期限，根據(jù)依據(jù)企業(yè)具有追逐利潤最大化的特性，由這部分社會資本承建運營中水供暖工程，將會大大加快中水供暖的普及。只有實現(xiàn)地方上普及，才能從根本上改善我國的空氣質(zhì)量，僅依靠大中型城市的中水供暖事業(yè)，無異于杯水車薪。

五、以崇杰環(huán)保污水處理廠為主體建設(shè)中水供暖工程的可行性及效益分析

（一）平度市供暖行業(yè)現(xiàn)狀

平度市現(xiàn)有兩家供熱公司，一個是1966年建廠的平度興平熱電有限公司，一個是2001年招商引進的青島金泉熱力有限公司。以下是2008年至2012年，兩個供熱公司的經(jīng)濟運行情況調(diào)查統(tǒng)計表。

興平熱電五個采暖季合計供暖面積603.4萬米2，政府累計對企業(yè)補貼3354萬元，合計政府總投入27874萬元。金泉熱力五個采暖季合計供暖1062.1萬米2，政府累計對企業(yè)補貼5831.68萬元，合計政府總投入33614.32萬元。

兩個供熱企業(yè)的投資收益都很差，其中平度市興平熱電有限公司自建廠48年以來，實際供熱規(guī)模只有292萬米2。青島金泉熱力有限公司13年來，實際供熱規(guī)模剛發(fā)展至150萬米2。.不包括2007年前企業(yè)自行收取的“增容費”收入，僅從2008年以后，政府就累計投入資金6.1488億元。

根據(jù)兩個供熱企業(yè)2008年至2012年4月5個供暖季期間的供熱情況統(tǒng)計調(diào)查，其單位供熱成本加權(quán)平均為33.51元/米2（平度居民供暖收費22.4元/米2），平均每米2供暖虧損11.11元。政府獎補合計9185.68萬元，加權(quán)平均補貼為5.51元/米2，兩個企業(yè)累計虧損1.85522億元人民幣。

平度市政府若繼續(xù)按現(xiàn)行投入模式，擴大傳統(tǒng)供熱規(guī)模，其必然結(jié)果是：供熱規(guī)模越大，政府投入就越大，企業(yè)虧損就越大，政府補貼就越多，投資效益就越差。

（二）污水處理廠的經(jīng)營狀況與投資可能性分析

平度污水處理廠是山東省首批以BOT特許經(jīng)營模式建設(shè)的試點企業(yè);是平度市政府引進社會投資參入公用事業(yè)改制、通過購買專業(yè)服務(wù)、突出集中監(jiān)管為核心的市場化改革成果，污水處理服務(wù)費由市財政按期撥付，并列入財政預(yù)算。

2003年平度污水廠投資4200萬元建設(shè)了日處理能力3萬噸/天的一期工程;2008年投資3800萬元擴建了日處理能力4萬噸/天的二期工程;2014年投資6000萬元擴建了日處理能力4萬噸/天的三期工程，期間又根據(jù)山東省環(huán)保廳半島流域污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)要求，相繼實施了提標(biāo)技改工程，其污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)至2015年全部提高到GB18918—2002規(guī)定的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。污水處理費價格亦有當(dāng)初的0.8元/噸，逐步提高至目前的1.49元/噸。目前該廠的綜合處理能力為11萬噸/天，年產(chǎn)值4700萬元/年左右，工程總投資1.7億元人民幣，運營穩(wěn)定，在山東省綜合達(dá)標(biāo)運營管理考核中居于前三名。

經(jīng)過2015年前的10余年高速發(fā)展期，平度污水廠的進廠污水量已經(jīng)進入了一個平穩(wěn)期，預(yù)計今后水量將基本保持在5%左右的年均增長幅度。先后進行了兩次擴建，兩次升級改造，固定資產(chǎn)快速增加。由于該廠特許經(jīng)營期只順延到2032年，合同處理水量僅約定至11萬噸/天，因此今后亦無擴建的需要。

隨著處理水量的增加和因出水標(biāo)準(zhǔn)提高所增加的污水處理服務(wù)費收入快速增長，2017年后將轉(zhuǎn)入平穩(wěn)增長期。污水處理廠具有初期投資大、折舊高（10%），利潤率普遍較低等特點，但經(jīng)過15年的發(fā)展，投資回收已完成，突出表現(xiàn)為利稅快速增長并持續(xù)得到穩(wěn)定的利潤回報。由于市財政撥款穩(wěn)定、現(xiàn)金流充足、銀行融資誠信度很高。因此，投資于污水廠建設(shè)的社會資本有很高的工程再投資意愿，有能力投資建設(shè)中水供暖工程。

由上所述，平度污水處理廠的處理規(guī)模已經(jīng)接近達(dá)到設(shè)計能力，全年達(dá)標(biāo)率100%，出水溫度冬季12°C左右，夏季25°C左右，水量穩(wěn)步提高。完全滿足實施冬季水源熱泵技術(shù)進行供熱的基礎(chǔ)條件。根據(jù)清華同方水源熱泵效率等參數(shù)，11萬噸/日的中水量最大可提供150萬平米的住宅小區(qū)供暖工程。

（三）污水源熱泵設(shè)備工藝選擇

平度污水處理廠中水熱泵供暖工程所需設(shè)備擬采用清華同方人工環(huán)境公司生產(chǎn)的熱泵機組，通過熱泵機組加入20%的電能，經(jīng)過壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、換向閥、蒸發(fā)器等環(huán)節(jié)，可從中水中獲取80%的熱能。熱泵機組每消耗1份電可供3—6份高位熱能，使一次能源利用率超過100%，從而獲得可供暖的高品位熱能。完成對居民用戶的冬季供暖。

（四）平度市建設(shè)中水供暖工程投資核算

根據(jù)清華同方人工環(huán)境公司熱泵系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)，建設(shè)150萬米2住宅供暖工程所需泵站、輸配管網(wǎng)、換熱站、庭院配套管網(wǎng)約需投資2.7億元。廠區(qū)建設(shè)、土地征用、辦公設(shè)施及維管設(shè)施投資約需0.3億元，合計總投資為3億元人民幣（折合每平方米200元）。

其中按平度市供熱配套費收取標(biāo)準(zhǔn)，150萬米2住宅可收取

150萬米2×95元/米2=1.425億元

供暖單位可收費57元/米2增容費計

150萬米2×57元/米2=0.855億元

因此，需要平度污水處理廠自籌資金為3-1.425-0.855=0.72億元。

該7200萬元的企業(yè)自籌資金由平度污水廠的自有資金和銀行貸款籌措，投資來源有保障。

（五）平度市中水供暖工程的經(jīng)濟效益

依據(jù)清華同方水源熱泵供熱系統(tǒng)的測算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照平度市的供暖時間和供暖電價，經(jīng)由清華同方提供的專業(yè)核算，采用該供暖技術(shù)的供暖單位成本為24.34元/米2，比平度市現(xiàn)行的傳統(tǒng)供暖模式每平方米供暖可減少成本為：

33.51元/米2-24.34元/米2=9.17元/米2

每年為150萬米2居民供暖較傳統(tǒng)模式供暖可減虧：

150萬米2×9.17元/米2=1375.5萬元

根據(jù)政府的資補政策，采用中水水源熱泵供暖系統(tǒng)可每年獲得穩(wěn)定盈利為：

150萬米2×5.51元/米2=826.5萬元，經(jīng)濟效益良好。

按照企業(yè)投資7200萬元估算，其預(yù)計的投資收益率為：

826.5÷7200=11.47%

此收益率略高于BOT模式運營污水處理廠的8-10%的標(biāo)準(zhǔn)。因此，對污水處理廠的投資價值鏈延伸很有意義。

（六）中水水源熱泵集中供暖工程的環(huán)境效益分析

本中水供熱（兼制冷）工程項目建成達(dá)產(chǎn)150萬米2住宅供暖后，每年可節(jié)能3.45萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放量9.25萬噸，減少SO2排放量281萬噸，減少NOX排放量1407噸，減少粉塵排放量2.55萬噸，對平度市實施落實國務(wù)院《大氣防治行動計劃》有效治理大氣污染具有非常積極的意義，對完成本市節(jié)能減排目標(biāo)具有重要意義。

六、結(jié)束語

（1）本著“誰使用，誰付費，誰投資，誰受益”的原則，政府依據(jù)國家《關(guān)于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的意見》給予積極支持，與本市傳統(tǒng)供熱企業(yè)享受同等獎補政策，作為投資方的污水處理廠僅需投資7200萬元左右，投資條件優(yōu)惠。

（2）中水供暖工程的建設(shè)，是國家倡導(dǎo)的清潔能源再利用，無污染，節(jié)能高，有利于企業(yè)的長久發(fā)展，較BOT特許經(jīng)營期不超過30年的限制，中水供暖項目可使投資方長期受益，投資風(fēng)險更低。

（3）中水作為清潔能源循環(huán)利用利國利民，且具有11%左右的投資收益率，略高于BOT特許經(jīng)營模式的污水處理投資收益，具備很高的價值延伸收益。為以BOT模式建設(shè)運營的污水處理廠提供了一條可持續(xù)投資的價值鏈延伸新途徑。

（4）中水供暖工程項目建成投產(chǎn)后，使用后的中水除水溫略下降5℃外，其水質(zhì)指標(biāo)沒有發(fā)生任何變化，可繼續(xù)供應(yīng)居民小區(qū)用于綠化澆灌，道路抑塵，小區(qū)水系景觀以及部分工業(yè)生產(chǎn)使用，進一步大幅提高中水利用率，節(jié)約地下水資源，這對于緩解我國北方水資源短缺現(xiàn)狀具有重要意義。

（5）中水供暖項目建成后，將直接節(jié)省煤炭資源的消耗，降低二氧化硫、CO2、細(xì)顆粒物等大氣污染物的排放，從而改善我國北方冬季空氣污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，有效清除霧霾現(xiàn)象。

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