生活垃圾四分类经济效益分析——以湛江市为例
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2025年01月06日 09:58:26
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来源:固废观察

                 


   

   

         

         

         

         


         

         

         

         


         

         

         

         


         

         

         

         

2019 年起,我国在地级及以上城市全面启动生活垃圾分类,但目前尚缺乏其针对大中城市生活垃圾分类的经济效益分析。

本文采用成本-收益法研究了湛江市生活垃圾分类的经济效益。对于收益单元,可回收物纳入政府监管体系后的经济效益最高为22119~34225万元/a,然后为假设进入末端处理设施的可回收物在前端回收带来的经济效益4947 万元/a。

厨余垃圾不同资源化路径的经济效益差异较大,具体为100%厌氧消化 (2033万元/a)>50%堆肥和50%昆虫饲养(1742~1900万元/a)>100%堆肥(473~789 万元/a)。

此外,基于成本-收益法,参考《湛江市区生活垃圾分类专项规划 (2020—2035 年)》中的具体指标计算得出,湛江市生活垃圾分类工作可在第2次固定投资后的第5年即2040年实现净收益。


       

引言


         

随着全球人口增长和城市化进程加快,生活垃圾的产生量增长迅速。垃圾分类作为一种有效的固体废物管理方式,已被许多国家和地区广泛采用,其在资源回收利用、环境保护和经济效益等方面的积极作用也得到了广泛认可。

在我国,随着环境保护意识的提高和可持续发展战略的推进,生活垃圾分类工作逐渐受到重视。垃圾分类是习近平总书记一直挂念的“关键小事”。2018 年11 月,习近平总书记在上海考察时强调“垃圾分类工作就是新时尚”。2019 年7月,上海市率先实施 《上海市生活垃圾管理条例》,标志着全国垃圾分类工作进入强制实施阶段。此后,越来越多的 城市开始积极推进垃圾分类工作,制定并实施了相关的地方性条例。

生活垃圾分类可增加资源回收利用的经济效益、降低垃圾处理成本、促进绿色产业发展,并助力社会效益的经济转化。相较于垃圾分类模式和处理分类垃圾对环境负荷影响的研究,对垃圾分类的经济效益研究较少,且主要集中在超/特大城市。 成本-收益法用于评估和比较各种选择或项目的成本和收益,以确定其相对价值和可行性。 已有学者主要采用成本收益的思路研究生活垃圾分类的经济效益。通过对北京市、上海市和深圳市的垃圾分类成本调研可知,垃圾分类前期的投入较大,这需要巨大的政府财政支撑。 很显然,湛江市垃圾分类工作实施方案不能完全照搬上述超大城市的分类经验。

因此,本研究以湛江市为例,评估其生活垃圾分类的经济效益,探讨制约因素,并针对经济效益分析案例研究不足的问题,提出一种适用于大中型城市生活垃圾分类经济效益核算的成本效益分析方法,以期填补大中型城市垃圾分类经济效益分析的空白,也可为湛江市政府未来的生活垃圾分类工作提供重要参考。



       

材料与方法


         

2.1研究区生活垃圾分类现状          

湛江市是广东省域副中心城市,是北部湾城市群中心城市之一。为响应习近平总书记对垃圾分类的重要指示,2020 年 2 月,湛江市制定了《湛江市区生活垃圾分类专项规划 (2020—2035年)》(以下简称“《规划》”),旨在以资源化为导向,推进分类收集、促进源头减量、健全收运体系、提高处理能力、完善规章制度、加强评估考核,有效提高生活垃圾减量化、资源化、无害化处理处置水平,促进经济、社会和环境可持续发展。

2024 年 1 月 1 日,《湛江市生活垃圾分类管理条例》 正式实施。2024 年 3 月,湛江市生活垃圾分类管理工作领导小组印发了 《2024 年湛江市生活垃圾分类工作计划》,明确了 2024 年湛江市生活垃圾分类目标及主要做法,持续推进湛江市生 活垃圾分类工作有效开展。同年5月,湛江市生活垃圾分类管理工作领导小组提出了“以国家住建部新调整的城市生活垃圾分类评估细则为基准,以省、市评估办法和湛江市生活垃圾分类示范创建标准为抓手,协同共进,推动全市生活垃圾分类工作提质增效”的要求。

2.2数据来源          

本研究将生活垃圾分为 8 个类别,即厨余垃圾、木竹、不可回收纸类、不可回收塑料、海鲜壳、有害垃圾、其他类和可回收物。其中,参考 GB/T19095—2019 生活垃圾分类标志,本研究进一步将可回收物分为织物、玻璃、金属、纸类和塑料。

本研究数据主要来源于湛江市城市管理和综合执法局、相关学术论文、湛江市某生活垃圾焚烧发电厂的生产数据和课题组的实地调研数据(详见3.2.3 节)。其中,相关文献中的厨余垃圾52.28%)和橡塑20.33%的占比与调研数据较为接近。

2.3计算方法          

采取对投资成本和运营成本,以及可回收物回收利用、厨余垃圾资源化处理、其他垃圾焚烧发电及未统计 (末端处理设施的进厂垃圾中可回收物部分) 部分等收益的综合计算,总结出湛江市生活垃圾分类体系的实际效益和未来收益走势。

生活垃圾分类成本包括垃圾分类收集设施、转运设施、处理设施、收运设备和运营成本。生活垃圾分类经济效益包括可回收物回收利用收益、厨余垃圾资源化收益、其他垃圾焚烧发电收益和未统计收益, 其计算公式如下

式中:EB 为经济收益 (万元),EB 大于 0 代表研究地区的垃圾 分类产生正向收益;P 为第 P 年产生正收益 (万元);Y 1 、Y 2 、Y 3 、Y 4 分别为可回收物、厨余垃圾、其他垃圾焚烧发电、未统计可回收物 (即估计的未纳入官方统计口径的可回收物) 的经济收益 (万元/a);X 4 、X 5 、X 6 、X 7 和 X 8 分别为垃圾分类运营成本、人员督导费、电价补贴、生活垃圾处理补贴和生活垃圾焚烧厂的运营成本 (万元/a);X 1 、X 2 和 X 3 均为固定费用,分别为垃圾桶总投资、垃圾处理设施总投资和垃圾运输设备总投资 (万元)。



       

结果与讨论


         

3.1垃圾分类成本分析          

本研究将垃圾分类成本分为固定费用和可变费用。其中,固定费用包括:①垃圾分类收集设施成本,如分类垃圾桶、有害垃圾收集箱和分类收集间投资;垃圾分类处理设施成本,如焚烧厂扩建、厨余垃圾处理厂投资,其他厨余垃圾就地处理设施投资,农村易腐垃圾就地处理设施投资,有害垃圾处理设施投资,大件垃圾拆解利用厂、建筑垃圾综合利用厂和园林绿化垃圾集中处理设施投资;其他垃圾、可回收物、有害垃圾、厨余垃圾 (主要为餐厨垃圾) 和装修垃圾的收运设备投资。

②垃圾分类运营成本,如分类宣传管理费用和智慧环卫系统维护费用。可变费用包括督导人员费用。湛江市生活垃圾分类成本汇总见表 1。

表 1 湛江市生活垃圾分类成本

3.1.1 垃圾分类收集设施成本

本研究中垃圾收集设施主要涉及垃圾分类收集设施、处理设施和收运设备。基于 《规划》,到 2025 年总投放分类垃圾桶 16000 个、有害垃圾收集箱1400 个、分类收集间700 个,总投资2312 万元。 垃圾分类处理设施主要包括垃圾处理厂、垃圾就地处理厂、垃圾回收利用厂和集中处理设施,以及对现有垃圾处理厂扩建等,预计到2025 年共投资78000 万元。

湛江市主要针对可回收物、有害垃圾、其他垃圾、厨余垃圾 (主要为餐厨垃圾)和装修垃圾配置分类收运设备投放在赤坎区、霞山区、坡头区、麻章区和开发区。

其中,可回收物和有害垃圾收运车辆到2025年预计共配置15辆,投资总额 375万元;其他垃圾收运车辆分为小型收集车、3~5 t 收运车和转运站配套车辆 3 种类型,预计到 2025 年分别配置 1305、138、124 辆,投资总额为13575万元;厨余垃圾收运车辆分为厨余垃圾收集车、废弃食用油脂车(电瓶车) 和废弃食用油脂车 (厢式车),预计到2035年分别配置 18、31、6 辆,投资总额为1088万元。此外,装修垃圾运输车预计到 2025 年共配置 45辆,投资总额为1110万元。

3.1.2 垃圾分类运营成本

垃圾分类运营成本主要包括可回收物、有害垃圾、厨余垃圾的运营成本,分类宣传管理费用和智慧环卫系统维护费用。

基于 《规划》,湛江市区 2025 年垃圾清运量预测为 2020 t/d,其中中心城区 1480 t/d;2035 年垃圾清运量为 2460 t/d,其中中心城区 1760 t/d (表 2)。

2025 年厨余垃圾 (家庭厨余垃圾、餐厨垃圾和其他厨余垃圾)、可回收物、有害垃圾、其他垃圾分出预测量分别为393、94、1、1506 t/d。 其中,《规划》 中的有害垃圾分出预测量为 4 t/d,该数据同我国相关研究相差较大 。 

本研究选取有害垃圾占比为0.06%,则有害垃圾分出预测量约1t/d。湛江市区 2025 年预测人口为230 万人,近期(2025年) 湛江市分类收集工作中可回收物和有害垃圾的运营成本约200 元/户,有害垃圾处理成本按3500~7000 元/t 计,取均值 5000 元/t。 厨余垃圾的运营成本 (收运和处理费用) 为 200~250 元/t。 

其他厨余垃圾采用中型生化处理设备,运营成本包括折旧费、直接成本 (如水费、电费和菌种费)、人工费和设备维修费等,则含人工费的运行成本约为 250~300 元/t。因此,厨余垃圾 (含其他厨余垃圾) 的运营成本以 250元/t 计。分类宣传管理费用主要包括媒体宣传、大型活动和宣传手册等,其中2025年费用为 300万元、2035年费用为 50 万元。智慧环卫系统维护费用取500万元/a,则湛江市至 2025 年生活垃圾分类运营成本约为16069 万元。

表 2 湛江市区垃圾量预测

3.1.3 其他垃圾处理成本

目前湛江市区的其他垃圾为全量焚烧处理,则本研究的其他垃圾处理成本包括电价补贴、焚烧处理补贴和生活垃圾焚烧厂的运营成本 。参考相关资料和焚烧厂调研数据,本研究电价补贴 (假设折算上网电量和其余上网电量一致) 和生活垃圾处理费用分别取 0.65 元/kWh 和 90 元/t。

随着未来生活垃圾管理工作的逐步规范化,可回收物回收率和厨余垃圾分出率均进一步提升,这将导致在生活垃圾产生量基本不变的情况下其他垃圾量降低。根据 《规划》,至 2035 年,湛江市生活垃圾产生量将持续增加,可回收物回收率和厨余垃圾分出率均会进一步增加,则单位垃圾发电量将较 2025年有所增加。

综上所述,2025年的电价补贴为10822 万元、2035年为12467 万元。相应地,2025 年生活垃圾焚烧处理补贴为 4224万元。此外,生活垃圾焚烧厂的运营成本以12 元/t计,则 2025年和 2035年的运营成本分别为5964 万元和 6451 万元。

3.1.4 人员成本

随着生活垃圾分类工作的持续推进,参考发达国家和地区的生活垃圾分类经验,本研究假设2035年不再配置督导人员。2025年湛江市区居住区人口预测为 230 万人。基于 《湛江市统计年鉴2023》,本研究假设湛江市区每户4人。按照每300 户配置 1 名督导的标准,则2025年需要配置 1917名督导人员。工作人员月薪按 2000 元计,则2025年督导人员的成本为 4601万元。

3.2垃圾分类收益分析          

3.2.1 可回收物回收利用的经济效益

我国的生活垃圾统计口径同发达国家存在显著差异,例如发达国家一般公布生活垃圾产生量,而我国则为生活垃圾清运量,两者主要差别在于我国的可回收物回收未纳入政府监管体系 。

Linzner 等指出我国有 330~560 万人从事再生资源行业,可回收物回收量占生活垃圾产生量的17%~38%,而最新报道指出我国再生资源回收行业从业人员约 1 300 万人。 曾有研究对赤坎区、霞山区和开发区等 3 个区的再生资源回收企业与站点现状情况进行摸底,上述3个区共有再生资源回收企业 369 个,主要包括回收企业68个和收购站点 301个;其中从业人员 584 人 (不含流动收购人员),年营业额4676万元 。 

根据 《规划》,湛江市可回收物占比为46.42%。深圳市2022年生活垃圾产生量 (其他垃圾和厨余垃圾清运量与可回收物之和)为 1.163×10 7 t,可回收物回 收 量 为 3.64×10 6 t , 占生活垃圾产生量 的31.30%、清运量的45.56%。上海市 2023 年生活垃圾产生量约为1.256×10 7 t,其中可回收物回收量为2.81×10 6 t,占生活垃圾产生量的22.38%、清运量的28.30%。深圳市和上海市的可回收物回收量对产生量或清运量的比例均明显低于湛江市已公 布的数据。

因此,假设未来随着湛江市可回收物的回收流程逐步纳入政府监管体系,其可回收物占清运量的 30%。考虑到深圳市和上海市生活垃圾分类前后可回收率的变化,湛江市未来的回收率仍有一定提升空间,假设湛江市可回收物对清运量的占比远期可增至 46.42%。根据 《规划》, 2025年生活垃圾清运量预测为2 020t/d,则可回收物约为938 t/d。可回收物获得的收益按照1000 元/t 计,则湛江市可回收物回收利用的经济收益为22119~34 225万元/a,其中分类初期的经济效益取下限。

3.2.2 厨余垃圾资源化的经济效益

2025年和2035年湛江市厨余垃圾的规划分出量分别为393 t/d 和 640 t/d,占生活垃圾产生量的19.5% 和 26.0%,同 Liu 、李欢等人指出的较高的环境绩效的分出率基本一致。

依据可靠、环保原则,假设未来湛江市厨余垃圾的处理路径为100% 好氧堆肥、50% 好氧堆肥和 50% 昆虫饲养,以及100% 厌氧消化。好氧堆肥技术产物以 11%计,且有机肥市场售价约为 300~500 元/t 。 假设全部采用好氧堆肥技术进行处理,则厨余垃圾的收益为 473~789万元/a。

基于团队前期对湛江市厨余垃圾处理现状和厨余垃圾低碳化处理技术方向的研究,假设未来湛江市 50% 的厨余垃圾采用以生物饲料为产物的资源化技术 (其余仍为好氧堆肥技术), 昆虫饲料产率以 6.58%、产品价格以 3200元/t 计,则厨余垃圾收益为 1742~1 900 万元/a。 厨余垃圾厌氧消化厂的上网电量为 204 kWh/t,若沼渣只外送焚烧发电厂,其发电量为14 kWh/t,两者合计外输电力 218 kWh/t,发电量单价以 0.65元/kWh 计,则厨余垃圾回收处理经济效益为2033 万元/a。

3.2.3 其他垃圾焚烧发电收益和未统计收益

垃圾分类将导致厨余垃圾和有害垃圾的进一步分出,以及可回收物回收利用率的进一步增加。由于厨余垃圾含水率较高,垃圾分类将导致其他垃圾的热值升高,焚烧工况趋于稳定,同时这也意味着发电量的增加,相应地,经济效益有望进 一步提升。

任中山等指出,焚烧分类垃圾的发电量将增加 160~420 kWh/t。彭晓为等研究了深圳市厨余垃圾分离对垃圾焚烧处理经济效益的影响:该研究发现厨余垃圾每分出 1%,焚烧发电量可提升 0.95~1.27 kWh/t, 计算过程取平 均 值1.11 kWh/t;发电上网单价以 0.65 元/kWh 计,当分出 19.5% 的厨余垃圾时,发电量效益约增加21.64 kWh/t, 则经济效益增 加 14.07元/t。  2025年,湛江市其他垃圾产生量为1506t/d,假设2025后厨余垃圾可分出19.5%,则2025年后焚烧分类垃圾的经济效益约为12467 万元/a。

根据团队前期调研,湛江市区生活垃圾焚烧发电厂的进厂垃圾中仍存在一定比例的可回收物(表3),通过未来生活垃圾分类工作的持续推进,这一部分可回收物可在前端流入再生资源系统或环卫系统。 基于连续3个季度的调研数据,流入末端处理设施的可回收物占进厂垃圾 (即其他垃圾)总量的9%,则末端处理设施的可回收物回收比例进一步提升的经济效益约为4947万元/a。

表 3 湛江市某生活垃圾焚烧发电厂进厂垃圾类别

3.3垃圾分类经济效益分析          

如上所述,生活垃圾分类成本主要包括初始投资成本和运营成本。初始投资成本涵盖了生活垃圾分类收集设施、转运设施、处理设施和收运设备的购置和建设。运营成本则包括分类宣传管理费用、垃圾运营成本、智慧环卫系统维护费用以及督导人员费用。

根据 《规划》 中的具体指标,对上述成本进行了详细核算。垃圾分类的收益主要来源于可回收物的回收利用、厨余垃圾的资源化处理、其他垃圾的焚烧发电以及其他未统计收益。

本研究发现可回收物的回收利用收益最高,这表明政府监管体系下的可回收物回收具有显著的经济效益。厨余垃圾资源化的经济效益取决于处理路径,其中100%厌氧消化的经济效益最高、其次是50%堆肥和50%昆虫饲养、最后是100%堆肥。

其他垃圾焚烧发电收益随着垃圾分类的推进而增加,因为垃圾分类提高了垃圾热值,从而提高了焚烧发电效率。未统计收益主要指末端处理设施中可回收物的回收,这部分收益随着垃圾分类工作的深入而逐渐显现。

综合生活垃圾分类的成本和收益,湛江市现行“四分类”收运体系整体收益可观,除去一次性设施投资成本,利用公式(1) 计算得出现行垃圾分类运行体系将在第 2 次固定投资后的第 5 年(即 2040 年)获得净收益 (图 1)。

基于厨余垃圾不同的处理模式,2040 年后可获得 27539~41205万元/a 的经济效益。

需要指出的是,上述结论基于对现有生活垃圾分类运行体系的分析,考虑了垃圾分类的成本和收益。 然而,这一结论的实现依赖于未来生活垃圾分类和管理的规范化执行力度。

目前,湛江市可回收物的回收尚未纳入政府监管体系,这限制了其潜在经济效益的实现。因此,未来可以考虑建立“拾荒者合作社”,将可回收物的回收纳入正规管理体系,从而提高其经济效益。对于厨余垃圾的资源化处理路径,虽然100%厌氧消化的年收益显著高于100%好氧堆肥,但其前期成本较高,且湛江市厨余垃圾的处理规模尚未达到超/特大城市的水平。

随着生活垃圾分类工作的持续推进、高质量厨余垃圾分出量的增加、政府财政支持力度的加大,建设厨余垃圾厌氧消化处理厂将具有较大的可行性。

综上所述,湛江市生活垃圾分类的经济效益分析显示,尽管初期投资较大,但从长远来看,垃圾分类具有显著的经济效益。这不仅有助于提高资源的回收利用率、降低生活垃圾处理成本,还能促进绿色产业的发展,对环境改善和社会效益的经济转化将产生积极影响。因此,加强生活垃圾分类的推广和实施、优化生活垃圾分类体系、提高生活垃圾分类的规范化管理水平,将对湛江市乃至其他城市的可持续发展产生重要影响。

图 1 不同投资模式下的湛江市生活垃圾分类成本-收益分析




       

结果与讨论


         

本研究采用成本-收益法核算了湛江市生活垃圾分类的经济效益,发现在垃圾分类初期,可回收物的回收利用是经济效益的主要来源,预计年收益为 22119~34 225万元。对于厨余垃圾的资源化路径,100% 厌氧消化的年收益高于100%堆肥。

根据 《规划》,湛江市预计在2040年左右实现垃圾分类净收益。这一核算框架不仅为湛江市,也为其他城市提供了一个可行的经济效益评估模型,有助于推动垃圾分类工作的持续发展。

未来湛江市垃圾分类的经济效益实现时间将依赖于分类和管理的规范化执行力度,随着垃圾分类工作的不断深入和政策支持,厨余垃圾厌氧消化处理的实施将具有更大的可行性。总之,政府、企业和公众的共同努力是实现生活垃圾分类经济效益和环境效益的关键。

来源 | 环境卫生工程
作者 | 张明 ,文思杰 ,丁子航,曲炳良等

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yj蓝天
2025年01月08日 08:09:36
2楼

资料不错,学习了,谢谢楼主分享

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