垃圾分类收费制度下我国生活垃圾分类处理模型

王靖琦+尹心+陈叶伟+蔡建峰+薛旺

【摘 要】为了进一步推进社会经济绿色发展，我们对城市生活垃圾分类处理全过程的总成本以及社会总成本效益模型进行动态监测及科学计算并对远期成本效益进行预测分析，从而设计成本分析的优选模型。将全国城市根据GDP和人口分为一、二、三线城市，从各线城市中根据地理位置、发达程度选取若干代表城市，进行分类研究垃圾处理最优模式。从全国范围切割至具体城市，具体城市分类从而反映全国范围内生活垃圾处理现状。为了提高居民垃圾分类回收意识、提升城市自我管理能力，我国许多城市开始实行生活垃圾收费制度，追踪垃圾的生产分解过程，分为企业、居民、社会三大环节，根据收费制度标准的不同考查人均垃圾产生量的变化，以增加单位价格产生影响（<0.2），确定合适的收费制度。

【关键词】垃圾处理；社会总成本；收费制度；多元回归

中图分类号： X799.3 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）32-0001-006

【Abstract】In order to further promote green economic and social development of urban living garbage classification we deal with the whole process of the total cost and total cost effective model for dynamic monitoring and scientific computing and to forecast the long-term cost-effectiveness analysis， and design optimization model of cost analysis. The city according to the GDP and population can be divided into one， two， three line city， from wire according to the geographical location in the city， developed to select several representative cities， the optimal model to classify the garbage disposal. From nationwide cutting to specific cities， specific cities are classified to reflect the national garbage disposal status. In order to improve the residents' awareness of garbage classification recycling， improve the self management ability of the city and many cities in China began to implement the living garbage charge system， tracking garbage production process， divided into enterprises and residents， the social three link， according to standard of different charging system examines the change of the garbage output per capita， an effect to increase the unit price （< 0.2）， to determine the appropriate fee system.

【Key words】Garbage disposal； Total social cost； Charging system； Multiple regression

1 研究背景

随着2017年3月18日《生活垃圾分类制度实施方案》的发布，标志着中国垃圾分类制度建设开始进入了一个全新阶段，垃圾分类已成为推进社会经济绿色发展、提升城市管理和服务水平、优化人居环境的重要举措。为了保证这一目标能够顺利实现，我们必须对城市生活垃圾进行分类处理（包括但不限于分类投放、分类收集、分类运输、分类处理）的全过程总成本进行科学计算及动态监测。科学计算垃圾处理总成本的能力，将直接反映城市管理、社会治理水平的高低，虽然各方面2017年3月22日中国人民大学国家发展与战略研究院公布的《北京市城市生活垃圾焚烧社会成本评估报告》有一些不同的意见和观点，但对于生活垃圾处理社会总成本（应包括直接的业务、经济技术成本以及间接的当下和远期社会成本）的分析估算，还是有一定的社会意义的。

由于近些年城市常住人口规模的增长和居民生活水平的提高，城市生活垃圾处理问题的问题变得日渐棘手，人们的生活品质的需求逐渐增大，但是生活垃圾分类处理方法以及举措仍处于相当滞后的状态。而对城市生活垃圾成本的合理测算以及模型估计未来趋势也标志着一个城市管理与服务水平的提高，因此對生活垃圾处理的总成本的分析估算是一项重要的实践探索。

本文依次提出以下问题：建立我国城市生活垃圾处理社会总成本模型；利用较为完善的生活垃圾处理模式对我国各线城市进行估算，选取最优模式并向政府提出合理建议；建立垃圾处理分类收费制度的减量化模型，并构建合理的收费制度

2 模型假设

假设一：本文所搜集获取的数据真实可靠。（来源于国土资源局等）

假设二：我国现行垃圾收集方式均为混合收集。（未进行分类）

假设三：城市垃圾总清运量主要受居民生活水平以及城市常住人口影响。endprint

假设四：综合考虑GDP和人口因素，可以将全国分为一、二、三线城市。

假设五：每类城市的投资费用、通货膨胀率、单位运输成本、环境污染成本近似相同。

假设六：全国各级政府对于垃圾处理相关企业的税收减免以及飞灰处理等补贴政策相近。

假设七：不同垃圾处理模式的占地面积设施投资费用、填埋密度等固有处理费用与城市类型无关，全国统一。

假设八：对于公众，垃圾焚烧产生的有害物质对人体损伤程度相似。

假设九：全国垃圾各类占比相同。

3 符号说明

4 模型的建立

4.1 基于垃圾处理生命周期的社会总成本模型

生命周期成本[1]（ Life Cycle Cost，简称LCC ）管理从固定资产的长期经济效益出发，在满足可靠性的基础上，追求项目从决策建设、运行直至报废的全过程中发生的总成本最低。因此，将LCC理论引入城市垃圾处理进行成本管理分析，对项目的建设与运营方案选取有良好的指导作用。

基于现实生活中的垃圾处理方式，构造出生活垃圾处理生命周期的全过程分为三个方面：投放收集、运输和完全处置。每个过程中都包含多个成本，难以直接进行成本核算，故我们可以对各个过程中的成本进行进一步细分，将各单项成本划分归类为直接成本和间接成本，进而得出生活垃圾处理社会总成本。基于垃圾处理生命周期成本的社会总成本结构图如下：

图1 城市生活垃圾处理的社会总成本

4.1.1 各单项成本分析模型

（1）土地成本

（2）设施成本

（3）投放收集成本

其中，Nt为投放收集系统第t年的净费用；Pt为投放收集系统第年的效益；At为投放收集系统等t年的固定总投资费用；Bt为投放收集系统第t年的总运转费用。

（4）运输成本

（5）处理成本

（6）管理运行成本

（7）公众健康成本

查阅文献后采取人力资本法计算公众健康成本[10]。健康成本主要由三部分组成—早逝引起的健康代价损失、疾病治疗费用和停工误工损失。

其中；Cv1为过早死亡损失，Cv1=年均工资·元-1×因污染物造成的死亡人数·人-1×平均剩余寿命·a-1人-1；为Cv2疾病治疗费用，Cv2=就诊人数×人均治疗费用；Cv3为工作日损失费用，Cv3=住院病例×每位患者住院天数×日均收入。

根据《中国卫生统计年鉴》[11]计算得不同处理方式下呼吸系统疾病的死亡率、門诊率和住院率的增值见表1。人体健康损失参数见表2。根据表2预测影响距离，按照深圳市平均人口密度计算受影响范围内人口数，得出可以由生活垃圾处理对人体健康的损失。

（8）环境污染成本

（9）政府补贴成本

（10）税收减免成本

根据国务院关于税务管理条例以及国家税务总局税务具体实施办法细则规定和新颁布的环保法，国家对于垃圾处理企业实施叠加的税收减免优惠政策，相对于其他的日用化工品生产企业等，给予适当的企业经营补贴。具体办法细则包括增值税减免、营业税减免、企业所得税等减免[14]、以及小规模纳税企业减免等：

另外，在计算未来生活垃圾处理总成本时，要考虑到可变成本的变化：土地增值和贴现率，垃圾处理成本、运输成本、管理成本等折现率。

4.2 城市生活垃圾分类制度建设优化模型的建立

4.2.1 建模思路

基于以上模型的分析，我国目前的垃圾处理方式亟须改变，生活垃圾分类制度建设势在必行。通过分别对各线城市进行远期成本效益以及最低成本分析，构建针对不同类型城市生活垃圾分类制度的最优模式。基于此分析，我们利用非线性规划的思想进行优化模型的建立。

4.2.2 设计变量

在对生活垃圾分类处理上有多种选择方式（包括焚烧、填埋和生物处理），处理方式的选择与远期成本效益和垃圾处理成本息息相关。

总垃圾产生量为d（t），对垃圾进行焚烧、填埋和生物处理的垃圾量占总垃圾产生量的权重分别为：w1、w2、w3。

4.2.3 目标函数

4.2.5 模型建立

基于上述分析，代入相关数据，得出城市生活垃圾分类制度建设的优选模型如下：

4.3 基于多元回归的城市生活垃圾产生量的预测模型建立

由于垃圾产生量的大小对城市生活垃圾处理的社会总成本有影响，故先建立生活垃圾产生量的预测模型。

《中国统计年鉴》[15]、《城市建设统计年报》[16]等权威性的统计资料中，对环境卫生状况进行统计时，一般只列出城市生活垃圾清运量，一般认为清运量就是产生量。因此本文将以全国城市生活垃圾清运量的统计数据为基础，分析研究城市生活垃圾产生量的变化。

因此主要基于城市的人口和GDP对垃圾清运量进行拟合预测

4.4 垃圾处理收费制度建设的减量化效果模型

基于现实生活中垃圾的产生和去向，构建出生活垃圾产生分解的过程分为三个方面：企业生产、家庭分类回收、社会回收处理。

4.4.1 各环节垃圾产生量分析模型

（1）企业生产

该环节中企业的生产用料、包装等方面的选择，直接影响家庭消费后的初始垃圾量。垃圾处理收费制度的建立，迫使居民选择垃圾率小的生活商品，对市场结构造成影响。根据供需关系，利用如下公式计算出企业生产商品垃圾率：

（2）家庭分类回收

其中：β为居民垃圾回收率，βmax为垃圾收费增量，为垃圾回收率极限值。

（3）社会回收

垃圾处理收费制度实施后，可回收废品总量下降，除去可回收废品的社会回收率可视为定值，与垃圾收费增量无明显关系endprint

查《中国垃圾收集和转运市场分析—中商情报网可知》，γ=21.97，其中γ为社会回收率。

4.4.2 模型建立

基于前文对生活垃圾各环节产生量模型的分析以及对垃圾生产总量的进一步分析，建立垃圾处理收费制度建设减量化模型如下：X=b.α.（1-β）.（1-γ）

其中：X为人均每月垃圾产生量（kg），b为人均每月消耗必需品（kg），α为商品垃圾率，β为垃圾回收率，γ为社会回收率。

5 模型的求解

5.1 人口，GDP，垃圾预测求解

5.2 垃圾处理社会总成本模型求解

根据不同城市未来的垃圾处理量的预测以及其值的计算结果，求出不同城市在三种模式下分别对应的社会总成本计算结果如下以上海，青岛，银川作为三类城市的代表，垃圾处理量的预测结果如下所示，同时发现其他的城市处理量基本吻合于本类城市模型：

5.3 垃圾处理收费制度减量化效果的估算

5.3.1 垃圾减少量的估算

基于上述减量化模型对各环节垃圾产生量的分析模型，可得到：（1）商品垃圾率α、垃圾回收率β与垃圾收费增量Δp的关系，如图所示；（2）人均每月垃圾产生量X与垃圾收费增量Δp的关系，如图所示。

由图5计算可知，当垃圾收费增量=0时，增加单位价格，人均每月垃圾产生量减少，效果显著。

5.3.2 科学合理的收费制度及科学性分析

城市生活垃圾主要来源：厨余垃圾、废旧物品（旧报纸、旧衣物）、外包装（塑料瓶、玻璃瓶、易拉罐）。城市生活垃圾的组成结构受人均收入、生活习惯等方面的影响，而生活垃圾成分决定了垃圾回收与减量的上升空间与经济价值。表6为我国生活垃圾占比排序表。

上述数据表明我国具有很强的垃圾分类回收与减量的潜力，故我国实行垃圾处理收费制度有利于显著减少我国人均垃圾产量，对推进社会经济绿色发展、提升城市管理和服务水平、提高垃圾服务资金效率、节约成本、优化人居环境十分有效。

居民垃圾分類回收的成本可分为两类：时间成本和心理成本。为提高居民垃圾分类回收意识、提升城市自我管理能力，垃圾处理收费制度是有效的途径。心理成本则随居民收人的增加而减小，我国人均收入差距较大，居民心理预期相差较大，比起固定收费，按量收费的方法能够将心理成本降至最低。考虑到居民幸福度问题，收费单价不易过高，即居民付出的垃圾成本与垃圾显著减少后带来的环境舒适度必须达到一个平衡。

6 总结

（1）在城市生活垃圾社会总成本分析模型建立中，将广泛用于生产过程中的生命周期成本理论引入生活垃圾处理过程，更加全面具体地描述了整个生活垃圾处理的全过程，进而能够更加详尽准确进行社会总成本的核算，模型也具有更强的实用性。

（2）在对未来的生活垃圾处理社会总成本发展趋势的估算中，以城市生活垃圾量为切入点，发现垃圾产生量与社会经济生活的指标具有很大相关度，进行线性回归分析后，便能根据各项选取指标对城市生活垃圾量进行预测，再进一步对社会总成本进行预测，结果更具说服力。基于预测结果对各项成本比例的变化趋势分析中，先分析出社会总成本的变化趋势，再对社会总成本中的直接成本和间接成本分别分析，最后列出各单项成本比例的变化趋势，对不同模式的发展趋势有更加直观的认识。

（3）在对生活垃圾分类制度的优选模式设计中，由于土地资源、环境保护等方面因素，对垃圾进行分类收集后的处理方式受到限制，在此引入了非线性规划的优选模型。在满足土地、环境、设施等约束条件下，设计出远期成本效益达到最优的处理模式，通过比较分析发现出设计模式的优越性，进而根据分析结果提出的决策建议更有针对性，也更具可行性。

（4）在对垃圾处理收费制度减量化效果模型中，考虑的因素太少，例如收费后国家对垃圾分类回收的宣传成本等未纳入考虑，使得模型较简单，但从结果上普遍遵从实际现象。

（5）在构建科学合理的收费制度时，虽给出了模型，但由于各个城市人均收入的不同，未能找出适合于每个城市的收费函数。

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