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摘自《中國沼氣》第5期 薛豫南 欒維新 王輝

自十八大首次將生態(tài)文明建設(shè)提升為國家戰(zhàn)略,十九大又強調(diào)加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國,憲法修正案中也加入了生態(tài)文明,國家高度重視生態(tài)環(huán)境問題,農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題是急需解決的重要問題之一,而畜禽養(yǎng)殖是農(nóng)業(yè)面源污染的主要來源。由于畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境污染具有明顯的負外部性特征,養(yǎng)殖戶個體往往選擇以環(huán)境效益和社會整體福利損失為代價換取經(jīng)濟利益,畜禽養(yǎng)殖污染治理面臨困境,循環(huán)經(jīng)濟為積極有效控制生豬糞便污染問題提供了理論依據(jù),實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時

有效緩解污染)。目前我國實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,政  府對推進畜禽廢棄物資源化利用高度重視,提出以沼氣工程和生物天然氣為主要處理方向,構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展新格局。但從2015年開始,國家財政資金向大型沼氣工程工程傾斜,農(nóng)村戶用沼氣工程建設(shè)主要由省級財政支持,省級政府對農(nóng)業(yè)循環(huán)模式的態(tài)度與支持力度成為農(nóng)村戶用沼氣工程能否成功推廣的關(guān)鍵因素3。戶用沼氣工程循環(huán)模式在生態(tài)社會效益上具有無可爭辯的優(yōu)勢,其經(jīng)濟性就成為省級政府推進該模式的關(guān)鍵。因此,以戶用沼氣工程循環(huán)模

為評價對象,探討省級政府推進戶用沼氣工程循環(huán)模  式的經(jīng)濟可行性,可為畜禽養(yǎng)殖污染治理以及提高  農(nóng)村生產(chǎn)方式提高有意參考。  園外關(guān)于畜離度棄物處理方式的研究較早,多  開究表明在可供選擇的污染控制技術(shù)中,沼氣工程處  我一種經(jīng)濟更有效益的方法”,以沼氣工程為核心  的循環(huán)經(jīng)濟模式是畜禽廢棄物資源化的重要方式。  幾年關(guān)手循環(huán)經(jīng)濟的研究才展開新的研究熱  -1,主要集中在模式施行的價值成效”,而缺  少模式施行前的可行性分析。國內(nèi)關(guān)于循環(huán)模式經(jīng)  濟效益的研究主要是做觀上結(jié)合試驗點具體養(yǎng)殖情  況實地監(jiān)測采集數(shù)據(jù)定量展開分析,或者是  驗點年均經(jīng)濟效益數(shù)值的測算等,極少數(shù)分析其  靜態(tài)投資回收期但是各級政府制定循環(huán)經(jīng)濟  模式的政策過程中,可能遇到的諸如某類循環(huán)經(jīng)濟  式的投資回收期有多長?項目的經(jīng)濟可行性及吸  力如何?確定什么樣的補貼政策更有利于推進畜  禽養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟模式等現(xiàn)實問題,已有的研究還不提供有力的理論支撐。本文以遼寧省生豬散養(yǎng)戶為研究對象,立足微觀分析數(shù)據(jù)選擇分析參數(shù),運用成本效益分析法研究循環(huán)經(jīng)濟模式在全省推進后的經(jīng)濟效益,并結(jié)合投資回收期模型研究模式構(gòu)建的靜態(tài)和動態(tài)投資回收期,評價以農(nóng)村戶用沼氣工程為組帶“四位一體”循環(huán)模式施行的經(jīng)濟性,為省域沼氣工程循環(huán)模式推進提供經(jīng)濟可行及政策吸引的理論依

1遼寧省生豬養(yǎng)殖發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的條件及障礙1,1生豬養(yǎng)殖是主要污染源

1978-2015年,遼寧省畜牧業(yè)總產(chǎn)值快速增加,年均增長率為15.7%,高于農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值13.1%的年均增長率,也高于遼寧省13.9%的GDP平均增  長水平。其中,生豬是主要的畜禽養(yǎng)殖品種,30多  年來,生豬出欄、年末存欄及產(chǎn)量(本年年末存欄+  本年出欄-上年年末存欄)一直保持整體上升趨  勢到2015年生豬產(chǎn)量達到25744萬頭,豬肉產(chǎn)量  221萬噸,占肉類總產(chǎn)量的52.9%。生豬養(yǎng)殖總  量快速增加,產(chǎn)生了大量的污染物,2015年遼寧省  生豬糞便產(chǎn)生量3758.6萬噸,利用排污系數(shù)法計  算,生豬糞便產(chǎn)生化學需氧量(COD)、總氮(T)、總  磷(TP)污染物排放量分別達到560736.51,89891  物為循環(huán)經(jīng)濟模式的施行提供了物質(zhì)《的污染  t.8611.4t?？焖僭鲩L的生豬養(yǎng)殖量及大量

1.2生豬散養(yǎng)戶仍占有一定比例

從生豬養(yǎng)殖總量看,遼寧省生豬養(yǎng)殖具有一定的地域特點,僅沈陽、錦州、鐵嶺及朝陽4市占到遼寧省生豬養(yǎng)殖的一半以上,其中錦州養(yǎng)殖量最大;而撫順、本溪、遼陽、盤錦及營口5市僅占10%。從生豬養(yǎng)殖規(guī)?；潭瓤?相比2002年,2015年遼寧省生豬散養(yǎng)戶數(shù)量縮減一半以上,從203萬戶減少到82萬戶,雖然13年間遼寧生豬養(yǎng)殖專業(yè)化、規(guī)?；?nbsp; 程度得到很大提升,但散養(yǎng)戶仍占有1/5的比重,且由于其統(tǒng)一管理難度較大,沒有政策文件約束,散養(yǎng)戶生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生的面源污染問題亟需有效的緩解方1.3遼寧省沼氣工程循環(huán)經(jīng)濟模式推行的政策支持

“十三五”期間,國家發(fā)展改革委、原農(nóng)業(yè)部和財政部提出投資33.3億元戶用沼氣工程建設(shè),并鼓勵地方政府利用中央財政農(nóng)機購置補貼資金,對畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用裝備實行敞開補貼,必將為戶  用沼氣工程循環(huán)模式這一畜禽資源化利用方式提供發(fā)展平臺。而近年來遼寧省政府對環(huán)境問題的關(guān)注日益密切,環(huán)保要求不斷提升,2015年遼寧出臺的標準化生豬養(yǎng)殖加入了“生態(tài)要素”,扶持力度方面也把  生態(tài)環(huán)境作為重要的考核指標,把生豬養(yǎng)殖污染的控制作為響應國家政策要求,緩解面源污染的重要方向。同時,遼寧省作為國家環(huán)?？偩峙鷾实牡?nbsp; 個循環(huán)經(jīng)濟試點省,其在循環(huán)經(jīng)濟推行發(fā)展方面具備一定的優(yōu)勢,為生豬養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟模式的發(fā)展提供了借鑒

1.4生豬養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟模式發(fā)展主要障礙

循環(huán)經(jīng)濟提高養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益,同時為緩解生豬養(yǎng)殖污染提供了有效途徑。但調(diào)研發(fā)現(xiàn),循環(huán)模式在施行中仍存在一些障礙。其一,養(yǎng)殖戶的環(huán)保意識低,環(huán)境污染外部化嚴重。經(jīng)濟問題是制約農(nóng)戶沼氣工程建設(shè)的主要問題之一,養(yǎng)殖戶從短期經(jīng)濟效益出發(fā),看能否即時增加收入來決定自己的行動循環(huán)經(jīng)濟模式運行初期需要資金大量投入,嚴重影響追求眼前利益的養(yǎng)殖戶積極性及生豬市場的發(fā)展。其二,養(yǎng)殖戶融資渠道較少,且其風險承受能力相對較低,循環(huán)經(jīng)濟初期投資大,未來需要幾年才能收回投資,養(yǎng)殖戶缺少模式構(gòu)建的主動性。

2生豬養(yǎng)殖的循環(huán)模式及參數(shù)甄選

2.1循環(huán)經(jīng)濟模式作用原理

北方氣候寒冷,相比南方,溫度對沼氣工程池的影響

具有制約作用),因此,遼寧省生豬養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟模式基于農(nóng)戶,豬舍和沼氣工程池“三位一體”模式,根據(jù)北方氣候較為寒冷的特點,拓展形成了包括日光溫室在內(nèi)的“四位一體”模式,即“農(nóng)戶一豬舍一沼氣工程池一日光溫室”(見圖1),循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈進一步延長,與“三位一體”模式相比,“四位一體”模式由于日光溫室的增溫效果,沼氣工程池可全年運行,是遼寧省循環(huán)經(jīng)濟農(nóng)業(yè)試點的典型模式。

“四位一體”模式以農(nóng)戶和生豬作為生物源,污  染物主要是農(nóng)戶及生豬所產(chǎn)生的糞尿廢棄物,廢棄  物處理則主要是以沼氣工程技術(shù)為處理方式的沼氣工程池及  通過土壤傳遞養(yǎng)分給植物的日光溫室,新資源產(chǎn)品  包括直接具有經(jīng)濟價值的沼氣工程,日光溫室蔬菜產(chǎn)品,  及需要通過日光溫室進行進一步資源化處理的沼渣  沼液。對“四位一體”模式進行分析,其內(nèi)部構(gòu)成可  分解為小循環(huán)鏈:1)豬舍(農(nóng)戶)糞尿沼氣工程池沼  氣農(nóng)戶;2)豬舍(農(nóng)戶)-糞尿沼氣工程池沼渣沼液日  光溫室蔬菜農(nóng)戶。糞便廢棄物作為新資源通過循  環(huán)鏈進入物質(zhì)循環(huán)流動過程,伴隨著能量流動,產(chǎn)生價值流動。

2.2循環(huán)經(jīng)濟效益估算技術(shù)參數(shù)甄選

本文借鑒李金才、段躍等人對遼寧省及內(nèi)蒙古等具有參考性區(qū)域“四位一體”模式研究的相關(guān)參數(shù),通過分析確定本文研究參數(shù)(見表1)。

(1)模式構(gòu)建的主要成本是沼氣工程池,日光溫室

及其配套設(shè)施的成本,主要在建設(shè)初期產(chǎn)生。沼氣工程  池按使用年限10年計算,年均成本約為  元m3:日光溫室使用年限按15年計算、其酸多5施使用年限多為2年,年均日光溫室及其配套設(shè)施  為7.95元·m2

(2)沼氣工程產(chǎn)生量的計算主要是基于糞便量及

氣池容積兩種方式,由于本文研究中沼氣工程池的總?cè)莘e是一個估算數(shù),因此本文選擇相對精確的生豬糞便量進行計算,每頭豬每天糞使量為4kg,每噸糞便產(chǎn)氣量15.5m3

(3)沼氣工程采用統(tǒng)一計價的方式。沼氣工程的價值不應是傳統(tǒng)能源煤炭薪柴的替代,而應選取天然氣等常規(guī)能源的交易價值,因此,沼氣工程的價格利用其熱值與天然氣進行折算,為1.81元m  (4)沼渣沼液主要用于做化肥農(nóng)藥,單個10

沼氣工程池一年生產(chǎn)的沼肥作為化肥,沼液預防和防治病蟲害可節(jié)支300元。

(5)日光溫室溫度適宜,一年至少能種兩茬蔬  菜,以種植黃瓜為例,假設(shè)每個養(yǎng)殖戶構(gòu)建模式配套  的日光溫室均為350m2,每年種植收益為9600元種子化肥農(nóng)藥等投人成本及占用土地傳統(tǒng)作物種植的  機會成本為2000元,則平均收益為21.7元

(6)傳統(tǒng)土地種植及生豬養(yǎng)殖對水電等也產(chǎn)生消耗,對勞動力也有需求,因此,循環(huán)模式對這部分成本不單獨計算。

3模式經(jīng)濟效益及其投資回收期

3.1模式經(jīng)濟效益

3.1.1模式的年均經(jīng)濟效益  模式的年均經(jīng)濟效益定義為當年模式施行的經(jīng)  濟收益與模式構(gòu)建的年均成本(總成本/運營年限)  之差。假設(shè)遼寧省生豬養(yǎng)殖散養(yǎng)戶全部脫離庭院養(yǎng)  殖,實行“四位一體”模式,每戶建立1個10m糞便  儲存沼氣工程池。2015年遼寧省生豬散養(yǎng)戶82萬戶  養(yǎng)殖生豬740萬頭,全部推行“四位一體”模式,產(chǎn)  生沼氣工程約1.67億m3,可創(chuàng)造價值約3.03億元;沼  渣沼液替代化肥農(nóng)藥創(chuàng)造2.46億元;日光溫室環(huán)節(jié)  延長了物質(zhì)流動鏈條,增加了伴隨著它流動產(chǎn)生的  蔬菜價值約為62.28億元。遼寧省散養(yǎng)戶施行“四  位一體”模式,通過循環(huán)鏈將生豬糞便作為資源處  理再利用,緩解其產(chǎn)生的面源污染,且每年創(chuàng)造的經(jīng)濟效益較傳統(tǒng)模式增加43.72億元(見表2)。

3.1.2模式的累計經(jīng)濟效益

模式的累計效益定義為模式施行的累計收益與累計投資成本之差。由表3可知,與傳統(tǒng)模式相比,“四位一體”模式初期投資較大,前四年累計效益均為負值第五年凈效益才大于0,表明其投資回收期約為5年。

“四位一體”模式較傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式,理論上年均  創(chuàng)造效益43.72億元,同時有效緩解生豬養(yǎng)殖產(chǎn)生  的1080.4萬噸糞便污染,減少其產(chǎn)生的化學需氧量  (COD)161182.3t,總氮(TN)25839t,總磷(TP)  2475.3t,為人們提供健康的生活環(huán)境,是實現(xiàn)經(jīng)濟  效益與環(huán)境保護的有效方式,但其累計經(jīng)濟效益表  明,模式的實際經(jīng)濟凈效益與其運營年限相關(guān)。因  此,不僅要通過成本收益法分析模式的年均經(jīng)濟效  益,也要通過投資回收期,對其累計經(jīng)濟效益進行分  析,綜合分析項目的經(jīng)濟可行性。

3.2投資回收期

由于模式現(xiàn)金流入流出值部分無法具體化,本文借鑒楊德強采用計算兩種投資形式每年的現(xiàn)金流入差值和現(xiàn)金流出差值累加的方法而得到一種投資回收期新的計算模型。

公式(1)和公式(2)中,Cl1為“四位一體”模式  投資的現(xiàn)金流入值,Cl2為普通養(yǎng)殖作為參照對象

的現(xiàn)金流入值;CO1為“四位一體”模式投資的現(xiàn)金

值態(tài)收明為的為

動態(tài)投資回收期。

四位一體”模式每年收益較傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式高

67.77億元,而成本主要是初始沼氣工程池和日光溫室

的投資約261.64億元,后續(xù)每年有一些配套設(shè)施的  成本約6.56億元,根據(jù)公式(1),T=261.64

(67.77-6.56),靜態(tài)投資回收期為4.27年。根據(jù)國家發(fā)改委公布的行業(yè)建設(shè)項目財務基準收益率  折現(xiàn)率in為7.5%,根據(jù)公式(2),利用 Excel進行公式NPV計算,T約為5年。因此,“四位一體”模式構(gòu)建,需運營5年,可以收回投資,實現(xiàn)凈收益大于0。一般情況下,當項目投資回收期小于5年時  其經(jīng)濟吸引力較大,但實際調(diào)研發(fā)現(xiàn),遼寧省養(yǎng)殖戶構(gòu)建“四位一體”模式的自發(fā)主動性并不大,政府進行補貼才推動其發(fā)展,且運營一段時間后大量處于廢棄狀態(tài)

3.3補貼

3.3.1補貼的必要性

四位一體”模式建設(shè)的投資回收期雖然少于5  年,但這一項目的運營不具備市場機制下的吸引力  主要是由于項目建設(shè)主體一養(yǎng)殖戶群體的特殊性  是養(yǎng)殖戶的風險承擔能力普遍較低,對于長期運  營規(guī)劃的認識不足,更注重眼前的無風險效益。二  是模式建設(shè)初期的投資額對于養(yǎng)殖戶是一筆相對較  大的資金,且養(yǎng)殖戶的資金來源渠道較少,融資能力  低。農(nóng)戶對提高沼氣工程池補貼標準和后續(xù)服務扶持力  方面的政策期望較高,且政府補貼與沼氣工程建設(shè)  正相關(guān),補貼越多,越傾向于建設(shè),模式的構(gòu)建及后續(xù)可持續(xù)性運行需要政府的補貼作為支持。

3.3.2補貼方案設(shè)計  調(diào)研發(fā)現(xiàn),遼寧省沼氣工程池廢棄較多,一是政府補  貼在第一年已經(jīng)一次性補貼結(jié)束;二是補貼都是沿  氣池建設(shè),遼寧冬季寒冷,缺少日光溫室的“三位一  體”模式不適合遼寧的發(fā)展,而日光溫室的建設(shè)也  需要大量資金。為保證以沼氣工程池為核心的循環(huán)模式  的可持續(xù)運行,應建立政府引導的補貼制度。首先  為了遼寧寒冷地區(qū)推行適合當?shù)匕l(fā)展的“四位  體”模式,政府應對沼氣工程池和日光溫室的建設(shè)均進  行一定補貼。其次,為確?！八奈灰惑w”模式運行不  少于5年,政府補貼應根據(jù)農(nóng)戶的使用情況,分期發(fā)

放補貼(4年或5年),第一年補貼比例可以適當偏  大,不要以目前一次性將補貼資金發(fā)放到位的方式4結(jié)論與討論

(1)“四位一體”模式能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益

遼寧省散養(yǎng)戶施行“四位一體”模式較傳統(tǒng)模式,通過新增沼氣工程池,日光溫室實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán),對生豬  養(yǎng)殖廢棄物進行資源化處理,創(chuàng)造經(jīng)濟效益43.72億元,同時處理了1080.4萬t生豬糞便,緩解了其所產(chǎn)生的18.95萬噸面源污染物壓力,是控制生豬

養(yǎng)殖污染的有效方式,應廣泛推行

(2)“四位一體”模式的投資回收期小于5年具有較大建設(shè)吸引力。通過投資回收期模型對“四位一體”模式的經(jīng)濟效益進行評價,其靜態(tài)投資回收期為4.27年,動態(tài)投資回收期約為5年。因此

四位一體”模式的推行實際上運行5年,即可收回投資,實現(xiàn)凈效益大于0,經(jīng)濟可行。

(3)政府補貼制度對養(yǎng)殖戶有重要引導作用

四位一體”模式是具有吸引力的項目,其更好的推行與政府補貼方式相關(guān)。政府補貼從時間上應結(jié)合投資回收期分期進行補貼,而不是目前一次性補貼的方式,分為建設(shè)初期和后續(xù)補貼,后期補貼同時可作為維護改善費用,避免養(yǎng)殖戶后期維護不當,或過早放棄“四位一體”模式,致使模式不能收回投資而造成資金浪費;從范圍上,應包括沼氣工程池和日光溫室補貼。本文基于經(jīng)濟效益進行補貼,僅是從彌補初期的較大投資,在投資收回之前,對養(yǎng)殖戶進行補  貼,可以與基于循環(huán)模式外部性效益進行補貼的研究相互補充。

沼氣工程池為紐帶的“四位一體”循環(huán)模式在遼寧省推進具有經(jīng)濟可行性,養(yǎng)殖戶應自發(fā)構(gòu)建沼

源為核心的循環(huán)經(jīng)濟模式,但實際上由于養(yǎng)殖戶投資能力及環(huán)保意識欠缺,缺乏主動性,政府應通過引導加快模式的省域推進,促使模式的經(jīng)濟性轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H推進動力,促進畜禽廢棄物資源化,響應國家鄉(xiāng)  村振興戰(zhàn)略及生態(tài)文明建設(shè)。一方面,政府補貼是模式推進的直接激勵措施,應建立綠色生態(tài)為導向的補貼制度。另一方面,加大政策宣傳引導,讓養(yǎng)殖  戶了解沼氣工程循環(huán)模式推進的經(jīng)濟性,增強經(jīng)濟吸引  力;提升養(yǎng)殖戶的環(huán)保意識,增強其推行主動性,后  續(xù)應對沼氣工程利用等畜禽廢棄物資源化利用相關(guān)政策進行梳理,理清政策發(fā)力點。