垃圾收费定价方案模拟——基于处理成本与回归模型的分析

孙雪蒙, 韩织阳, 蔡良娟, 刘 斌(. 大连海事大学 航运经济与管理学院, 辽宁 大连 606;. 东北财经大学 统计学院, 辽宁 大连 605)

由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,全球性资源短缺、环境污染、生态破坏三大危机日益突显。环境问题不仅影响中国的可持续发展,也影响世界经济成果的分享,环境治理迫在眉睫。生活垃圾处理方法多样,处理效果受多种因素影响,依据成本不同其处理效率也有区别,对此问题的深入研究有利于落实垃圾收费定价方案的最后落实。

一、 生活垃圾处理总成本测算

1. 生活垃圾处理总成本构成

基于废弃物管理的LCA框架[1],系统总成本=所有环节成本之和=各环节内部成本之和-各环节内部收益之和+各环节外部成本之和。

生活垃圾处理主要有收集、转运、处理3个环节。收集成本包含初始垃圾集中的费用及归集分配费用;转运成本包含垃圾各级聚集点和处理点之间的运费;处理成本包含固定成本(用地成本,设施成本)和可变成本(垃圾处理成本)。3个环节成本之和构成“各环节内部成本”。

“各环节内部收益”为焚烧垃圾发电产生的经济效益,可以用于抵扣一部分垃圾处理成本[2]。根据《全国第一次污染源普查报告》的数据,在垃圾处理的3类方法中,年垃圾填埋处理量15 300 .0万吨,占垃圾处理量的90.5%,无直接经济效益;年垃圾焚烧处理量1 370.8万吨,占垃圾处理量的1.8%,焚烧垃圾发电产生直接经济效益;堆肥垃圾所占比重较小,处理工艺较高,肥料经济效益较差,在此不考虑堆肥处理产生的经济效益。

环境成本和健康成本作为“各环节外部成本”计入总成本,采用环境污染对经济发展及公民健康影响的损失进行估算,并引入垃圾处理造成的污染占环境总污染的比重值作为变量。

此外,还引入政府对垃圾处理的财政补贴成本及生活垃圾回收利用率两项指标。

由此建立衡量我国生活垃圾处理总成本模型为

生活垃圾处理总成本= [(各环节内部成本-各环节内部收益)+各环节外部成本+财政补贴成本]×

(1-生活垃圾回收利用率)。

(1)

可进一步分解为

2. 生活垃圾处理总成本模型

(1) 假设。由于无法准确得知企业内部管理数据,所以将应付职工薪酬、制造费用及3项期间费用(管理费用、销售费用、财务费用)等企业内部成本排除在外;不考虑土地的机会成本;不考虑堆肥垃圾处理在此产生的经济效益;不考虑环境二次污染对模型造成的影响;运输成本采用平均标准;不进行垃圾分级处理。

(2) 变量。设我国生活垃圾处理所需总成本C元;每年垃圾产生总数量X1t,收集费用单价为P1元/t,则收集成本X1P1元;运输费用单价P2元/(t·m),运输距离Bm,则转运成本BX1P2;固定处理成本中的用地单位成本P3元/m2,垃圾处理场占地面积Sm2,则用地成本SP3;固定处理成本中的设施成本D元;每年垃圾焚烧处理总数X2t,垃圾处理技术中焚烧、填埋、堆肥的垃圾处理比重分别为α1,α2,α3,α1+α2+α3=1,垃圾处理技术中焚烧、填埋、堆肥的可变处理单位成本分别为P4元/t、P5元/t、P6元/t,则可变垃圾处理成本为X1(α1P4+α2P5+α3P6)。

据国家发改委发布的《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知(2012)》中的规定,以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280 kW·h时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价0.65元/kW·h,则估算年焚烧垃圾发电产生的经济效益为280×0.65X2元;考虑到垃圾处理产生的主要污染物为总磷及总氮,且总磷和总氮污染的主要来源也仅仅为垃圾,所以本文认为:垃圾处理产生的污染占环境污染的比重β=(总磷+总氮)/年主要污染物排放总量。根据表1数据计算,β≈10%。估算环境污染对经济效益的直接影响约为当年GDP的15%(取样本城市均值),则环境成本为0.15βGDP;健康成本为当年居民医疗投入与上一年居民医疗投入的差(I2-I1),考虑比重值β,则健康成本为(I2-I1)β;财政补贴成本为G元(取样本城市均值90元/t);生活垃圾回收利用率约为27.8%(取全国水平的均值)。

表1 年垃圾处理产生的污染物排放量 万t

数据来源:《第一次全国污染源普查公告》。

(3) 模型模拟测算。以2015年数据为例,模拟估计生活垃圾处理总成本方程(2)。其中,参照卫生焚烧的建设投资费用为20～50万元/t,填埋的建设投资费用为15～25万元/t,堆肥的建设投资费用为10～15万元/t[3]。分别采用平均值35万元/t、20万元/t、12.5万元/t作为初始建设投资费用单价,再分别乘以全国生活垃圾卫生填埋无害化处理量、全国生活垃圾焚烧无害化处理量和全国生活垃圾堆肥无害化处理量,得到初始建设投资总费用,在此基础上计提10%固定资产折旧(具体数据见表2)。

计算全国生活垃圾总成本模型(2)中相关成本

表2 生活垃圾处理总成本模型模拟(2015年)估计参数

数据来源: 中国统计局官网,中国产业调研网。

经过对比,生活垃圾处理总成本约占当年GDP总额的5.88%。

二、 我国生活垃圾产生量影响因素测算

1. 选取指标

基于生活垃圾产生量的自身变化规律及影响因素,在考虑指标体系的科学性、完备性及数据可得性的基础上,选取内在因素、社会因素和个体因素中的部分指标与生活垃圾清运量的历史数据,建立多元线性回归模型,进一步建立对数回归模型与半对数回归模型,分析所选取指标变动对生活垃圾清运量的影响。进而分析收费制度是否对垃圾总量产生减量化效果。

假设u为残差,零均值,无序列相关,同方差,且与每一个解释变量无关,解释变量之间无完全共线性。设W为生活垃圾产生量;确定社会消费品零售总额和居民消费水平为影响生活垃圾产生量的经济因素;考虑到价格的影响,设M1为社会消费品零售总额/居民消费价格指数,M2为居民消费水平/居民消费价格指数;考虑到城市人口密度和城市化率是可能影响生活垃圾产生量的社会因素,设M3为城市人口密度,M4为城市化率,并采用逐步引入法引入M3、M4;b为截距。

2. 线性回归模型测算

(1) 指标数据。影响垃圾产生量的主要因素为内部因素和社会因素两类,考虑过多的次要因素对模型精度的影响,筛选W1、W2、W3和W4作为评价指标,其中前两个指标偏向内部因素,后两个指标偏向社会因素。以2006年数据为基期,计算相对数据如表3。

(2) 线性回归模型。设定模型W=b+α1M1+α2M2+α3M3+α4M4+u。使用普通最小二乘法,逐步引入M3、M4,估计参数得到多元线性回归方程

修正的R2=0.916 002,F统计量值25.536 35>F0.01(4,5)=11.39,拒绝原假设。证明居民消费水平、社会消费品零售总额、城市人口密度和城市化率对生活垃圾产生量有显著影响。M1每增加一个单位,生活垃圾产生量反向变动0.323 464单位;M2每减少一个单位,生活垃圾产生量同向变动0.919 348单位;M3每减少一个单位,生活垃圾产生量同向变动0.166 453单位;M4每增加一个单位,生活垃圾产生量反向变动1.217 866单位。

表3 2006—2015年全国生活垃圾产生量相对值统计(2006年为基期)

3. 对数线性模型测算

设定模型lnW=b+α1lnM1+α2lnM2+α3lnM3+α4lnM4+u。使用普通最小二乘法估计参数。得到对数线性样本回归模型为

修正的R2=0.888 279,F统计量的值为18.889 38>F0.01(4,5)=11.39,拒绝原假设。证明居民消费水平、社会消费品零售总额、城市人口密度和城市化率对生活垃圾产生有显著影响。M1每增加1个百分点,生活垃圾产生量反向变动0.439 434个百分点;M2每减少1个百分点,生活垃圾产生量同向变动0.878 336个百分点;M3每减少1个百分点,生活垃圾产生量同向变动0.218 052个百分点;M4每增加1个百分点,生活垃圾产生量反向变动0.274 443个百分点。

4. 半对数线性模型测算

设定模型W=b+α1lnM1+α2lnM2+α3lnM3+α4lnM4+u。使用普通最小二乘法估计参数。得到对数线性样本回归模型为

修正的R2=0.859 224,F统计量的值为14.732 85>F0.01(4,5)=11.39,拒绝原假设,证明居民消费水平、社会消费品零售总额、城市人口密度和城市化率对生活垃圾产生有显著影响。M1每增加1个百分点,生活垃圾产生量反向变动0.566 448个单位;M2每减少1个百分点,生活垃圾产生量同向变动1.101 524个单位;M3每减少1个百分点,生活垃圾产生量同向变动0.303 197个单位;M4每增加1个百分点,生活垃圾产生量反向变动0.410 264个单位。

三、 生活垃圾处理制度构建

根据现有国内国际资料和现实状况,设计垃圾收费(Q)由固定征收(E)和变动征收(λF)两部分组成。固定征收部分取决于垃圾处理成本;变动征收部分取决于个人零售商品消费额(F)和征收费率(λ)[4]。以固定费额形式体现固定征收,以固定费率形式体现变动征收。

1. 固定征收费额

采用按排计费法收费。根据不同的社区规模、居民收入和基础设施条件,选择按箱计费、按袋计费、循环银行和按磅计费4种不同的计费方式。以按磅计费方式为例,模拟2015年垃圾固定征收费额估算如下[5-6](相关数据见表2)。因为固定费额的确定以“人”为计量单位,不再考虑财政补贴成本。

2. 变动征收费率

垃圾收费变动征收随着个人零售商品消费额的增加而随时附加,根据公式(2),考虑环境成本和健康成本,取表4中的社会消费品零售总额,计算变动征收费率λ,λ=(环境成本 +健康成本)/社会消费品零售总额=(C2+C3)y=(10 335.78+69.72)/300 930.8=3.45%。即变动征收费率为3.45%,即每消费100元用于购买零售商品,征收垃圾处理费3.45元。

城市生活垃圾实行固定费额和固定费率相结合的核算模式,通过固定费额减轻政府处理垃圾的总成本费用,通过固定费率影响居民消费习惯,进而减少市民生活垃圾产生量。

参考文献:

[1] 董银昭. 深圳市城市垃圾处理的社会总成本评估[J]. 山西农经, 2017(6):54-56.

[2] 王军,邱少男. 垃圾处理政策的变化及其效果分析:以日本名古屋市为例[J]. 中国发展, 2013(1):7-10.

[3] 彭伟. 垃圾处理技术概述[J]. 中国水运, 2011(5):59-60,129.

[4] 马迁利,李健,王璇. 居民生活垃圾发生量持续增长的微观经济分析:一个时间机会成本的视角[J]. 消费经济, 2007(4):21-24.

[5] 褚祝杰,西宝. 城市生活垃圾按排计费研究[J]. 软科学, 2011(5):16-25.

[6] 褚祝杰,西宝. 基于按排计费费用核算的城市生活垃圾付费模式研究[J]. 大连理工大学学报(社会科学版), 2012(1):84-89.