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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)文明建設提升為國家戰略,十九大又強調加快生態(tài)文明體制改革,建設美麗中國,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(wèn)題,農業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題是急需解決的重要問(wèn)題之一,而畜禽養殖是農業(yè)面源污染的主要來(lái)源。由于畜禽養殖的環(huán)境污染具有明顯的負外部性特征,養殖戶(hù)個(gè)體往往選擇以環(huán)境效益和社會(huì )整體福利損失為代價(jià)換取經(jīng)濟利益,畜禽養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(wèn)題提供了理論依據,實(shí)現經(jīng)濟效益的同時(shí)

有效緩解污染)。目前我國實(shí)施鄉村振興戰略,政  府對推進(jìn)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,構建種養結合、農牧循環(huán)的可持續發(fā)展新格局。但從2015年開(kāi)始,國家財政資金向大型沼氣工程工程傾斜,農村戶(hù)用沼氣工程建設主要由省級財政支持,省級政府對農業(yè)循環(huán)模式的態(tài)度與支持力度成為農村戶(hù)用沼氣工程能否成功推廣的關(guān)鍵因素3。戶(hù)用沼氣工程循環(huán)模式在生態(tài)社會(huì )效益上具有無(wú)可爭辯的優(yōu)勢,其經(jīng)濟性就成為省級政府推進(jìn)該模式的關(guān)鍵。因此,以戶(hù)用沼氣工程循環(huán)模

為評價(jià)對象,探討省級政府推進(jìn)戶(hù)用沼氣工程循環(huán)模  式的經(jīng)濟可行性,可為畜禽養殖污染治理以及提高  農村生產(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(kāi)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(kāi)新的研究熱  -1,主要集中在模式施行的價(jià)值成效”,而缺  少模式施行前的可行性分析。國內關(guān)于循環(huán)模式經(jīng)  濟效益的研究主要是做觀(guān)上結合試驗點(diǎn)具體養殖情  況實(shí)地監測采集數據定量展開(kāi)分析,或者是  驗點(diǎn)年均經(jīng)濟效益數值的測算等,極少數分析其  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(guò)程中,可能遇到的諸如某類(lèi)循環(huán)經(jīng)濟  式的投資回收期有多長(cháng)?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(jìn)畜  禽養殖循環(huán)經(jīng)濟模式等現實(shí)問(wèn)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戶(hù)為研究對象,立足微觀(guān)分析數據選擇分析參數,運用成本效益分析法研究循環(huán)經(jīng)濟模式在全省推進(jìn)后的經(jīng)濟效益,并結合投資回收期模型研究模式構建的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)投資回收期,評價(jià)以農村戶(hù)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(jìn)提供經(jīng)濟可行及政策吸引的理論依

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

1978-2015年,遼寧省畜牧業(yè)總產(chǎn)值快速增加,年均增長(cháng)率為15.7%,高于農業(yè)總產(chǎn)值13.1%的年均增長(cháng)率,也高于遼寧省13.9%的GDP平均增  長(cháng)水平。其中,生豬是主要的畜禽養殖品種,30多  年來(lái),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(wàn)頭,豬肉產(chǎn)量  221萬(wàn)噸,占肉類(lèi)總產(chǎn)量的52.9%。生豬養殖總  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(wàn)噸,利用排污系數法計  算,生豬糞便產(chǎn)生化學(xué)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(cháng)的生豬養殖量及大量

1.2生豬散養戶(hù)仍占有一定比例

從生豬養殖總量看,遼寧省生豬養殖具有一定的地域特點(diǎn),僅沈陽(yáng)、錦州、鐵嶺及朝陽(yáng)4市占到遼寧省生豬養殖的一半以上,其中錦州養殖量最大;而撫順、本溪、遼陽(yáng)、盤(pán)錦及營(yíng)口5市僅占10%。從生豬養殖規?；潭瓤?相比2002年,2015年遼寧省生豬散養戶(hù)數量縮減一半以上,從203萬(wàn)戶(hù)減少到82萬(wàn)戶(hù),雖然13年間遼寧生豬養殖專(zhuān)業(yè)化、規?；?nbsp; 程度得到很大提升,但散養戶(hù)仍占有1/5的比重,且由于其統一管理難度較大,沒(méi)有政策文件約束,散養戶(hù)生豬養殖產(chǎn)生的面源污染問(wèn)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、原農業(yè)部和財政部提出投資33.3億元戶(hù)用沼氣工程建設,并鼓勵地方政府利用中央財政農機購置補貼資金,對畜禽養殖廢棄物資源化利用裝備實(shí)行敞開(kāi)補貼,必將為戶(hù)  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(lái)遼寧省政府對環(huán)境問(wèn)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(shí),遼寧省作為國家環(huán)?？偩峙鷾实牡?nbsp; 個(gè)循環(huán)經(jīng)濟試點(diǎn)省,其在循環(huán)經(jīng)濟推行發(fā)展方面具備一定的優(yōu)勢,為生豬養殖循環(huán)經(jīng)濟模式的發(fā)展提供了借鑒

1.4生豬養殖循環(huán)經(jīng)濟模式發(fā)展主要障礙

循環(huán)經(jīng)濟提高養殖戶(hù)經(jīng)濟效益,同時(shí)為緩解生豬養殖污染提供了有效途徑。但調研發(fā)現,循環(huán)模式在施行中仍存在一些障礙。其一,養殖戶(hù)的環(huán)保意識低,環(huán)境污染外部化嚴重。經(jīng)濟問(wèn)題是制約農戶(hù)沼氣工程建設的主要問(wèn)題之一,養殖戶(hù)從短期經(jīng)濟效益出發(fā),看能否即時(shí)增加收入來(lái)決定自己的行動(dòng)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殖戶(hù)積極性及生豬市場(chǎng)的發(fā)展。其二,養殖戶(hù)融資渠道較少,且其風(fēng)險承受能力相對較低,循環(huán)經(jīng)濟初期投資大,未來(lái)需要幾年才能收回投資,養殖戶(hù)缺少模式構建的主動(dòng)性。

2生豬養殖的循環(huán)模式及參數甄選

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,遼寧省生豬養殖循環(huán)經(jīng)濟模式基于農戶(hù),豬舍和沼氣工程池“三位一體”模式,根據北方氣候較為寒冷的特點(diǎn),拓展形成了包括日光溫室在內的“四位一體”模式,即“農戶(hù)一豬舍一沼氣工程池一日光溫室”(見(jiàn)圖1),循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步延長(cháng),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)濟農業(yè)試點(diǎn)的典型模式。

“四位一體”模式以農戶(hù)和生豬作為生物源,污  染物主要是農戶(hù)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(guò)土壤傳遞養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(jià)值的沼氣工程,日光溫室蔬菜產(chǎn)品,  及需要通過(guò)日光溫室進(jìn)行進(jìn)一步資源化處理的沼渣  沼液。對“四位一體”模式進(jìn)行分析,其內部構成可  分解為小循環(huán)鏈:1)豬舍(農戶(hù))糞尿沼氣工程池沼  氣農戶(hù);2)豬舍(農戶(hù))-糞尿沼氣工程池沼渣沼液日  光溫室蔬菜農戶(hù)。糞便廢棄物作為新資源通過(guò)循  環(huán)鏈進(jìn)入物質(zhì)循環(huán)流動(dòng)過(guò)程,伴隨著(zhù)能量流動(dòng),產(chǎn)生價(jià)值流動(dòng)。

2.2循環(huán)經(jīng)濟效益估算技術(shù)參數甄選

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

(1)模式構建的主要成本是沼氣工程池,日光溫室

及其配套設施的成本,主要在建設初期產(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容積是一個(gè)估算數,因此本文選擇相對精確的生豬糞便量進(jìn)行計算,每頭豬每天糞使量為4kg,每噸糞便產(chǎn)氣量15.5m3

(3)沼氣工程采用統一計價(jià)的方式。沼氣工程的價(jià)值不應是傳統能源煤炭薪柴的替代,而應選取天然氣等常規能源的交易價(jià)值,因此,沼氣工程的價(jià)格利用其熱值與天然氣進(jìn)行折算,為1.81元m  (4)沼渣沼液主要用于做化肥農藥,單個(gè)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(chóng)害可節支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,假設每個(gè)養殖戶(hù)構建模式配套  的日光溫室均為350m2,每年種植收益為9600元種子化肥農藥等投人成本及占用土地傳統作物種植的  機會(huì )成本為2000元,則平均收益為21.7元

(6)傳統土地種植及生豬養殖對水電等也產(chǎn)生消耗,對勞動(dòng)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)  濟收益與模式構建的年均成本(總成本/運營(yíng)年限)  之差。假設遼寧省生豬養殖散養戶(hù)全部脫離庭院養  殖,實(shí)行“四位一體”模式,每戶(hù)建立1個(gè)10m糞便  儲存沼氣工程池。2015年遼寧省生豬散養戶(hù)82萬(wàn)戶(hù)  養殖生豬740萬(wàn)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(jià)值約3.03億元;沼  渣沼液替代化肥農藥創(chuàng )造2.46億元;日光溫室環(huán)節  延長(cháng)了物質(zhì)流動(dòng)鏈條,增加了伴隨著(zhù)它流動(dòng)產(chǎn)生的  蔬菜價(jià)值約為62.28億元。遼寧省散養戶(hù)施行“四  位一體”模式,通過(guò)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)濟效益較傳統模式增加43.72億元(見(jiàn)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”模式較傳統養殖方式,理論上年均  創(chuàng )造效益43.72億元,同時(shí)有效緩解生豬養殖產(chǎn)生  的1080.4萬(wàn)噸糞便污染,減少其產(chǎn)生的化學(xué)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(shí)現經(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(shí)際經(jīng)濟凈效益與其運營(yíng)年限相關(guān)。因  此,不僅要通過(guò)成本收益法分析模式的年均經(jīng)濟效  益,也要通過(guò)投資回收期,對其累計經(jīng)濟效益進(jìn)行分  析,綜合分析項目的經(jīng)濟可行性。

3.2投資回收期

由于模式現金流入流出值部分無(wú)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金流入差值和現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  投資的現金流入值,Cl2為普通養殖作為參照對象

的現金流入值;CO1為“四位一體”模式投資的現金

值態(tài)收明為的為

動(dòng)態(tài)投資回收期。

四位一體”模式每年收益較傳統養殖方式高

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,后續每年有一些配套設施的  成本約6.56億元,根據公式(1),T=261.64

(67.77-6.56),靜態(tài)投資回收期為4.27年。根據國家發(fā)改委公布的行業(yè)建設項目財務(wù)基準收益率  折現率in為7.5%,根據公式(2),利用 Excel進(jìn)行公式NPV計算,T約為5年。因此,“四位一體”模式構建,需運營(yíng)5年,可以收回投資,實(shí)現凈收益大于0。一般情況下,當項目投資回收期小于5年時(shí)  其經(jīng)濟吸引力較大,但實(shí)際調研發(fā)現,遼寧省養殖戶(hù)構建“四位一體”模式的自發(fā)主動(dòng)性并不大,政府進(jìn)行補貼才推動(dòng)其發(fā)展,且運營(yíng)一段時(shí)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”模式建設的投資回收期雖然少于5  年,但這一項目的運營(yíng)不具備市場(chǎng)機制下的吸引力  主要是由于項目建設主體一養殖戶(hù)群體的特殊性  是養殖戶(hù)的風(fēng)險承擔能力普遍較低,對于長(cháng)期運  營(yíng)規劃的認識不足,更注重眼前的無(wú)風(fēng)險效益。二  是模式建設初期的投資額對于養殖戶(hù)是一筆相對較  大的資金,且養殖戶(hù)的資金來(lái)源渠道較少,融資能力  低。農戶(hù)對提高沼氣工程池補貼標準和后續服務(wù)扶持力  方面的政策期望較高,且政府補貼與沼氣工程建設  正相關(guān),補貼越多,越傾向于建設,模式的構建及后續可持續性運行需要政府的補貼作為支持。

3.3.2補貼方案設計  調研發(fā)現,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)一次性補貼結束;二是補貼都是沿  氣池建設,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  的可持續運行,應建立政府引導的補貼制度。首先  為了遼寧寒冷地區推行適合當地發(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均進(jìn)  行一定補貼。其次,為確?！八奈灰惑w”模式運行不  少于5年,政府補貼應根據農戶(hù)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結論與討論

(1)“四位一體”模式能創(chuàng )造可觀(guān)的經(jīng)濟效益

遼寧省散養戶(hù)施行“四位一體”模式較傳統模式,通過(guò)新增沼氣工程池,日光溫室實(shí)現產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán),對生豬  養殖廢棄物進(jìn)行資源化處理,創(chuàng )造經(jīng)濟效益43.72億元,同時(shí)處理了1080.4萬(wàn)t生豬糞便,緩解了其所產(chǎn)生的18.95萬(wàn)噸面源污染物壓力,是控制生豬

養殖污染的有效方式,應廣泛推行

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

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

(3)政府補貼制度對養殖戶(hù)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(shí)間上應結合投資回收期分期進(jìn)行補貼,而不是目前一次性補貼的方式,分為建設初期和后續補貼,后期補貼同時(shí)可作為維護改善費用,避免養殖戶(hù)后期維護不當,或過(guò)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(jìn)行補貼,僅是從彌補初期的較大投資,在投資收回之前,對養殖戶(hù)進(jìn)行補  貼,可以與基于循環(huán)模式外部性效益進(jìn)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(jìn)具有經(jīng)濟可行性,養殖戶(hù)應自發(fā)構建沼

源為核心的循環(huán)經(jīng)濟模式,但實(shí)際上由于養殖戶(hù)投資能力及環(huán)保意識欠缺,缺乏主動(dòng)性,政府應通過(guò)引導加快模式的省域推進(jìn),促使模式的經(jīng)濟性轉變?yōu)閷?shí)際推進(jìn)動(dòng)力,促進(jìn)畜禽廢棄物資源化,響應國家鄉  村振興戰略及生態(tài)文明建設。一方面,政府補貼是模式推進(jìn)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,讓養殖  戶(hù)了解沼氣工程循環(huán)模式推進(jìn)的經(jīng)濟性,增強經(jīng)濟吸引  力;提升養殖戶(hù)的環(huán)保意識,增強其推行主動(dòng)性,后  續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(jìn)行梳理,理清政策發(fā)力點(diǎn)。