李長(zhǎng)安，王德剛，李小龍

(1.浙江科技學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，浙江杭州 310038;2.浙江省臺(tái)州市畜牧獸醫(yī)局，浙江臺(tái)州 318000;3.臺(tái)州市綠色農(nóng)業(yè)辦公室，浙江臺(tái)州 318000)

規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)沼氣工程是一項(xiàng)以開(kāi)發(fā)利用養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物為對(duì)象，以規(guī)?；瘏捬跸癁橹饕夹g(shù)，集養(yǎng)殖污水處理、沼氣生產(chǎn)、廢棄物資源化利用為一體，以治理環(huán)境污染和獲取能源為目的，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)的系統(tǒng)工程［1-3］。開(kāi)展以沼氣工程為紐帶的廢棄物綜合利用，可以減少污染排放，提高資源有效利用率，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，增加農(nóng)民收入［4-7］。

目前對(duì)沼氣工程的效益評(píng)價(jià)大多只針對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，而忽略了種植業(yè)使用沼液產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)等外部效益［8-9］。而在整個(gè)種養(yǎng)殖一體化循環(huán)模式中，減排污染物、節(jié)約社會(huì)能源等外部效益也是很重要的內(nèi)容，因此針對(duì)養(yǎng)殖種植一體的財(cái)務(wù)效益評(píng)價(jià)更能真實(shí)體現(xiàn)沼氣工程的效益。

1 養(yǎng)殖種植一體化的界定

養(yǎng)殖種植一體化是指利用豬糞等養(yǎng)殖廢棄物加工成有機(jī)肥和沼液，通過(guò)科學(xué)的方式全部投用到種植業(yè)，推進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合、實(shí)現(xiàn)畜禽排泄物資源化利用和污染零排放的一種生態(tài)農(nóng)業(yè)模式。因此養(yǎng)殖廢棄物資源化綜合利用是養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)的科學(xué)結(jié)合，其財(cái)務(wù)效益評(píng)價(jià)范圍的外延應(yīng)涵蓋種植業(yè)，也就是把養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)作為一個(gè)會(huì)計(jì)主體。

1.1 養(yǎng)殖種植一體化的成本費(fèi)用與收入的界定

成本費(fèi)用由建造成本、運(yùn)行成本、折舊費(fèi)用3個(gè)部分組成。建造成本由土木建筑、設(shè)備購(gòu)置、沼液管網(wǎng)鋪設(shè)、沼液貯存池建設(shè)、農(nóng)灌車(chē)購(gòu)置和其他成本等組成;運(yùn)行成本是指日常發(fā)生的沼氣工程維護(hù)管理費(fèi)，包括設(shè)備維修費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)、人工費(fèi)等。折舊費(fèi)用是指建筑物和沼氣工程設(shè)備在使用過(guò)程中的磨損價(jià)值。

收益指沼氣工程的效益，主要包括直接收益(經(jīng)濟(jì)效益)，外部收益 (環(huán)境效益、社會(huì)效益)。

本研究從2個(gè)方面對(duì)沼氣工程建設(shè)進(jìn)行成本效益評(píng)價(jià):一是不考慮外部經(jīng)濟(jì)性，其收入包括有機(jī)肥收入，沼氣綜合利用收入，沼液 (渣)綜合利用收入，以下稱(chēng)一體化角度直接經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià);二是考慮外部經(jīng)濟(jì)效益，也就是把沼液和沼渣作為有機(jī)肥使用，減少污染物的排放，這些減少的污染物排放按污染物排放交易市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，另外沼氣能源代替煤炭減排溫室氣體 (二氧化碳)，帶來(lái)的環(huán)境效益參照世界銀行生物碳基金的碳匯交易價(jià)格折算，以下稱(chēng)社會(huì)化角度的成本效益評(píng)價(jià)。

1.2 成本效益評(píng)價(jià)模型

1.2.1 一體化角度的成本效益評(píng)價(jià)模型

一體化角度的成本效益計(jì)算公式:

式中:NPV為財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值;t為沼氣工程使用年限;Bt為沼氣工程帶來(lái)的收入;Ct為建造沼氣工程的成本費(fèi)用;r為折現(xiàn)率，采用10%的投資機(jī)會(huì)成本。

1.2.2 社會(huì)化角度的成本效益評(píng)價(jià)模型

社會(huì)化角度的成本效益計(jì)算公式:

式中:NPVsocial為社會(huì)角度的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值，t、Bt、r含義同公式 (1)，Gt為沼氣工程所帶來(lái)的正外部性收益，折現(xiàn)率r也采用10%的投資機(jī)會(huì)成本。

1.2.3 評(píng)價(jià)方法

采用凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率2種評(píng)價(jià)方法。凈現(xiàn)值最大為效益最優(yōu);內(nèi)部收益率 (凈現(xiàn)值為零時(shí)的收益率)高，效益較好。

2 臨安山塢里養(yǎng)豬場(chǎng)案例分析

2.1 概況

臨安山塢里規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)位于浙江省臨安市於潛鎮(zhèn)南山村后塘塢，養(yǎng)殖場(chǎng)總占地面積5.133 hm2，現(xiàn)有房舍面積8 800 m2，年存欄生豬6 000余頭，出欄量約10 000頭。2011年建成沼氣綜合利用工程項(xiàng)目。工藝流程特點(diǎn)是:上段實(shí)行雨水與污水分離，糞便與污水分離 (干清糞工藝)，糞便收集加工成商品有機(jī)肥，剩余的糞便污水進(jìn)行厭氧發(fā)酵:中段建厭氧發(fā)酵 (生產(chǎn)沼氣)環(huán)節(jié)，糞便污水全部進(jìn)入沼氣池進(jìn)行無(wú)害化、減量化處理;下段沼氣經(jīng)過(guò)脫硫、脫水等凈化措施，經(jīng)輸配氣系統(tǒng)主要用于照明、消毒、食堂燃料和沼氣發(fā)電。

為實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖種植一體化的生態(tài)模式，養(yǎng)豬場(chǎng)與臨安市於潛鎮(zhèn)南山村村民委員會(huì)簽訂了“農(nóng)地沼液使用協(xié)議”。協(xié)議規(guī)定，山塢里規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)大型沼氣設(shè)施所產(chǎn)生的沼液，無(wú)償提供給村民承包的20 hm2茶園、20 hm2桑園、10.67 hm2竹林做有機(jī)肥使用。養(yǎng)殖場(chǎng)負(fù)責(zé)鋪設(shè)沼液輸運(yùn)到農(nóng)作物種植園地的管道，建造沼液貯存池等設(shè)施，并聘請(qǐng)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)村民進(jìn)行培訓(xùn)輔導(dǎo)沼液使用技術(shù)。養(yǎng)與種結(jié)合使整個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)的糞污達(dá)到零排放。

2.2 一體化角度直接經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

2.2.1 沼氣工程成本

建設(shè)沼氣工程總投資約384萬(wàn)元，其中土建工程投資112.30萬(wàn)元，設(shè)備投資199.70萬(wàn)元，其他投資72.00萬(wàn)元。折舊年限按10年計(jì)算，年成本費(fèi)用為38.29萬(wàn)元 (Ct)。年成本費(fèi)用中動(dòng)力費(fèi)1.73萬(wàn)元，人工費(fèi)4.5萬(wàn)元，檢修維護(hù)費(fèi)2.0萬(wàn)元，日常管理費(fèi)5.76萬(wàn)元，折舊費(fèi)24.300萬(wàn)元。

2.2.2 沼氣工程收益

有機(jī)肥收益。臨安山塢里規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)年存欄生豬6 000余頭，出欄量約10 000頭，按每天每頭商品豬平均排糞為3 kg，尿?yàn)? kg，沖洗水為8 kg計(jì)算，豬糞采用干清糞工藝，人工清理豬舍75%的干豬糞，發(fā)酵后加工生產(chǎn)有機(jī)肥半成品，年產(chǎn)量約1 500 t，有機(jī)肥以300元·t-1的價(jià)格出售，年產(chǎn)生收益約45.00萬(wàn)元。

沼氣利用收益。包括沼氣發(fā)電收益和發(fā)電余熱回收利用收益。沼氣站全年平均每天產(chǎn)沼氣240 m3左右，年產(chǎn)沼氣8.76萬(wàn)m3。沼氣供生活用燃料和沼氣發(fā)電。根據(jù)文獻(xiàn) ［10］，沼氣中總含能量的30%左右轉(zhuǎn)化成電能?？偰芰康?0%左右發(fā)電，余熱用于照明、消毒、食堂燃料，其余的能量以各種形式被損失掉。

發(fā)電收益。養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣發(fā)電機(jī)組采用45 kW純沼氣發(fā)電機(jī)組，日可發(fā)電時(shí)間10 h，日最大發(fā)電量460 kW·h，年最大發(fā)電量167 900 kW·h，該養(yǎng)豬場(chǎng)每年可節(jié)約電費(fèi)約11.75萬(wàn)元。

沼氣發(fā)電余熱收益。以熱值計(jì)算，沼氣熱值為5 500千卡·m-3=2.3×104J·m-3(1千卡=4 185.85 J)。以煤炭作為替代燃料估計(jì)該部分沼氣價(jià)值，計(jì)算方法如下:

P=(A×B)/(C×D)×E×F=(2.3×104×60%)/(2.1×104×20%) ×0.7×35 040=80 592元=8.06萬(wàn)元。

式中:P為沼氣發(fā)電余熱收益;A為沼氣的發(fā)熱量，2.3×104kJ·m-3;B為沼氣灶熱效率，60%;C為煤炭的低位發(fā)熱量，2.1×104kJ·kg-1;D為燃煤灶平均熱效率，20%;E為煤炭?jī)r(jià)格，0.7元·kg-1;F為沼氣使用量，35 040 m3。

因此，沼氣總共收益19.81萬(wàn)元。

通過(guò)對(duì)貯存過(guò)程中酸酯增減途徑的研究[9]，在化學(xué)變化過(guò)程中無(wú)論是水解反應(yīng)、酯-酸交換反應(yīng)，最終都可以歸結(jié)為酯的水解。由于酯的氧化反應(yīng)主要是白酒中微量的高級(jí)脂肪酸在貯存過(guò)程中受外界環(huán)境的光、熱、空氣發(fā)生的氧化反應(yīng)，降解成低級(jí)的酮和醛。氧化反應(yīng)在酒中微乎其微，可忽略其損失量。即酒中酯的減少只是因?yàn)閾]發(fā)損失和水解反應(yīng)變成酸了。

沼肥綜合利用收益。包括農(nóng)戶(hù)可節(jié)約化肥收益、農(nóng)戶(hù)使用沼液的作物增產(chǎn)效益。節(jié)約化肥計(jì)算如下:山塢里規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)年產(chǎn)沼液肥約2.19萬(wàn)t，文獻(xiàn)［11-12］表明，5 t沼肥相當(dāng)于硫酸銨10 kg，過(guò)磷酸鈣8 kg，氯化鉀3 kg。因此，2.19萬(wàn)t沼液肥相當(dāng)于硫酸銨43 800 kg，過(guò)磷酸鈣35 040 kg和氯化鉀13 140 kg。2013年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)化肥平均價(jià)格硫酸銨、過(guò)磷酸鈣和氯化鉀分別為3.8，2.91和3.55萬(wàn)元·t-1，則施用養(yǎng)殖場(chǎng)提供的免費(fèi)沼肥，農(nóng)戶(hù)節(jié)約化肥支出為10.27萬(wàn)元。作物增收根據(jù)文獻(xiàn) ［11-12］計(jì)算，茶樹(shù)澆施沼液可比單施化肥增產(chǎn)9.28%，桑樹(shù)澆施沼液可比單施化肥增產(chǎn)11.1%。為簡(jiǎn)化計(jì)算，沼液代替化肥使作物增產(chǎn)的幅度按10%計(jì)，不考慮使用沼液后作物品質(zhì)提升而增加的單位價(jià)值，50.67 hm2茶葉、桑園和竹林增收約39.7萬(wàn)元 (表1)。節(jié)約化肥和作物增產(chǎn)2項(xiàng)收益共49.97萬(wàn)元。

表1 農(nóng)戶(hù)施用沼液增加的作物收入

養(yǎng)種一體化的總收益=有機(jī)肥收益+沼氣利用收益+沼肥利用收益，即約為114.78萬(wàn)元 (Bt)。

2.2.3 成本效益評(píng)價(jià)

沼氣工程財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 (NPV)計(jì)算。把上述計(jì)算的總收益114.78萬(wàn)元 (Bt)和年成本費(fèi)用38.29(Ct)代入公式 (1)，10%的投資機(jī)會(huì)成本和10年折舊年限的年金現(xiàn)值系數(shù)為6.144 6，得凈現(xiàn)值為235.31萬(wàn)元。

沼氣工程財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 (IRR)計(jì)算。設(shè)公式 (1)中凈現(xiàn)值為0，計(jì)算收益率，計(jì)算結(jié)果為22.93%。

由計(jì)算結(jié)論可知，凈現(xiàn)值235.31萬(wàn)元＞0，內(nèi)部收益率22.93%＞折現(xiàn)率10%，因此，在不考慮補(bǔ)貼的情況下，從養(yǎng)種一體化角度評(píng)價(jià)該沼氣工程的建設(shè)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)和種植場(chǎng)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2.3 考慮社會(huì)效益的一體化成本效益評(píng)價(jià)

2.3.1 廢棄物減排的環(huán)境效益

本研究主要探討沼氣工程去除大量的有機(jī)物以化學(xué)需氧量 (COD)表示，按COD的排污權(quán)交易收費(fèi)的方法計(jì)算廢棄物減排產(chǎn)生的環(huán)境效益。該養(yǎng)殖場(chǎng)每年約產(chǎn)生6 570 t糞便和4 380 t豬尿，按文獻(xiàn) ［13］豬糞產(chǎn)生COD值約為52.30 g·kg-1，糞尿產(chǎn)生的COD值約為8.9 g·kg-1，則COD的減排量為382.59 t，COD排污收費(fèi)700元·t-1，則該養(yǎng)豬場(chǎng)減排廢棄物所獲得的環(huán)境效益約為26.78萬(wàn)元。

2.3.2 減排溫室氣體的環(huán)境效益

山塢里規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)年產(chǎn)沼氣8.76萬(wàn)m3，沼氣發(fā)電約40%的能量是以余熱的方式回收，可替代煤炭約115.13 t。根據(jù)文獻(xiàn) ［14］技術(shù)系數(shù)測(cè)算，因替代煤炭而年減排二氧化碳173.37 t。按照世界銀行生物碳基金的碳匯交易價(jià)格，二氧化碳約為3～4美元·t-1，取中間值3.5美元·t-1計(jì)算，山塢里規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)沼氣池年減排二氧化碳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為606.80美元，折合人民幣3 769.46元。

外部經(jīng)濟(jì)性總和為27.16萬(wàn)元?？偸找鏋橹苯咏?jīng)濟(jì)收益+外部經(jīng)濟(jì)性收益，為127.95萬(wàn)元。

2.3.3 成本效益評(píng)價(jià)

財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 (NPV)計(jì)算。把上述計(jì)算的總收益127.95萬(wàn)元 (Bt)和年成本費(fèi)用38.29(Ct)萬(wàn)元，代入公式 (2)，同樣按10%的投資機(jī)會(huì)成本和10年折舊年限的年金現(xiàn)值系數(shù)為6.144 6，得凈現(xiàn)值為402.20萬(wàn)元。

沼氣工程財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 (IRR)計(jì)算。設(shè)公式 (2)中凈現(xiàn)值為零，計(jì)算收益率，計(jì)算結(jié)果為30.24%。

由計(jì)算結(jié)論可知，NPV=402.20萬(wàn)元＞0，IRR=30.24＞折現(xiàn)率10%，因此，在不考慮補(bǔ)貼的情況下，從養(yǎng)種一體化角度評(píng)價(jià)該沼氣工程的建設(shè)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)和種植場(chǎng)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

2.4 2種角度經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)比較

對(duì)2種評(píng)價(jià)方法的結(jié)果 (表2)進(jìn)行比較后可看出:不考慮外部性的一體化角度沼氣工程財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的凈現(xiàn)值235.31萬(wàn)元＞0，內(nèi)部收益率22.93%＞折現(xiàn)率10%;考慮外部性社會(huì)角度沼氣工程財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)的凈現(xiàn)值402.20萬(wàn)元 ＞0，內(nèi)部收益率30.24＞折現(xiàn)率10%?？紤]外部性收益，凈現(xiàn)值和內(nèi)含報(bào)酬率分別增加了166.69萬(wàn)元和7.31個(gè)百分點(diǎn)。

表2 沼氣工程2種角度的成本效益評(píng)價(jià)

2.5 評(píng)價(jià)效益分析

在不考慮補(bǔ)貼的情況下，一體化角度 (不考慮外部收益)和社會(huì)角度 (考慮外部收益)的凈收益現(xiàn)值都為正數(shù)，說(shuō)明建造沼氣工程從2個(gè)角度看都是在經(jīng)濟(jì)上可行的，在沼氣工程設(shè)備使用年限內(nèi)，不但可以收回投資，還能實(shí)現(xiàn)一定的盈利。

社會(huì)角度的凈收益現(xiàn)值大于一體化角度的凈收益現(xiàn)值，差值為166.69萬(wàn)元，社會(huì)角度內(nèi)部收益率大于一體化角度內(nèi)部收益率，差值為7.31個(gè)百分點(diǎn)。說(shuō)明沼氣工程建設(shè)除了有經(jīng)濟(jì)效益外，還有較好的社會(huì)效益。社會(huì)效益具有公共屬性的特征，這體現(xiàn)了政府補(bǔ)貼的必要性。沼氣工程的環(huán)境效益其實(shí)還應(yīng)包括沼氣工程改善養(yǎng)殖場(chǎng)周?chē)h(huán)境及減少細(xì)菌等微生物，從而改善生豬和工作人員健康等收益，由于這部分測(cè)算比較困難，本研究未考慮這部分的外部性收益，可見(jiàn)沼氣工程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)凈收益要遠(yuǎn)大于本研究的測(cè)算值。

該經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)估算是建立在能源、物質(zhì)轉(zhuǎn)化的最佳理想狀態(tài)，每個(gè)轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)都銜接良好。但實(shí)際生產(chǎn)中可能會(huì)出現(xiàn)沼氣作為能源用不完、沼液在作物不需肥水時(shí)排不暢，沼氣工程效率隨季節(jié)變化產(chǎn)生的波動(dòng)性變化在局部區(qū)域無(wú)法調(diào)配、循環(huán)不暢等問(wèn)題。

［1］ Catelo M A O，Narrod C A，Tiongco M M.Living with livestock:Dealing with pig Waste in the Philippines［R］.Economy and Environment Program for Southeast Asia(EEPSEA)Research Report，2001.

［2］ Sangodoyin A Y.Nutrient benefits and environmental aspects of land disposal of livestock waste ［J］. Environmental Management and Health，1996，7(1):33-38.

［3］ 洛林平，張妙仙，單勝道.沼液肥料及其利用研究現(xiàn)狀［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(5):977-978，983.

［4］ 王楊，趙言文，盧婧.江蘇省畜禽糞便資源化利用技術(shù)現(xiàn)狀及其未來(lái)市場(chǎng)需求展望［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36(11):4657-4659.

［5］ 曾悅，洪華生，曹文志，等.畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化的經(jīng)濟(jì)可行性分析 ［J］.廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2004，43:195-200.

［6］ 李萍，王效華.基于環(huán)境費(fèi)用-效益分析的農(nóng)村戶(hù)用沼氣池效益分析［J］.中國(guó)沼氣，2006，25(2):31-33.

［7］ 孫偉，邵國(guó)青，劉茂軍，等.頂點(diǎn)賦權(quán)分析法在沼氣工程系統(tǒng)中的應(yīng)用研究［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，25(4):862-867.

［8］ 武深樹(shù)，譚美英，劉偉.沼氣工程對(duì)畜禽糞便污染環(huán)境成本的控制效果［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2012，20(2):247-252.

［9］ 劉紅梅，黃永春，張貴龍，等.華北地區(qū)農(nóng)村戶(hù)用沼氣池成本效益分析 ［J］.環(huán)境污染與防治，2011，22(9):95-98.

［10］ 王正寬，吳爭(zhēng)鳴.沼氣池建設(shè)成本效益評(píng)價(jià)方法的討論［J］.能源研究與利用，1999(4):48-49.

［10］ 呂美坤，金偉峰.桑園施沼液好處多 ［J］.蠶桑通報(bào)，2011，42(1):20-21.

［11］ 余愛(ài)珍，汪桂娣，陳幸崗，等.桑樹(shù)施用沼液增產(chǎn)效果試驗(yàn)［J］.中國(guó)沼氣，2007，25(1):40.

［12］ 胡慶年，陳海棠，王浩.化學(xué)需氧量、二氧化硫排污權(quán)價(jià)格測(cè)算 ［J］.水資源保護(hù)，2011，27(4):79-82.

［13］ 王曉冬.排污權(quán)交易制度的國(guó)際比較與借鑒［J］.稅務(wù)與經(jīng)濟(jì)，2009(2):52-56.