合同节水管理项目全生命周期风险评估

2023-08-28费小霞张鹏超郝阳玲程文杰

中国农村水利水电 2023年8期

费小霞，李乾，张鹏超，郝阳玲，程文杰

（1. 河南省水利勘测设计研究有限公司，河南郑州 450000； 2. 华北水利水电大学水利学院，河南郑州 450046；3. 三峡大学水库移民研究中心，湖北宜昌 443000； 4. 重庆工商大学长江上游经济研究中心，重庆 4000673；5. 林州市水利局，河南林州 456550）

0 引言

自改革开放以来，中国的人口持续增长，工业化、城镇化进程加快，对水资源的消耗量也逐渐增加。伴随着全球气候变暖以及工业发展对水资源的污染，中国区域性供水不足的问题日益突出，已经成为中国可持续发展的重要制约因素［1］。在此情况下，节水管理作为缓解水资源不足的重要手段需要被广泛应用。2014 年3 月，习近平总书记提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期水利工作方针，将节水摆在治水兴水的首位［2，3］；随后，在2016 年12 月，国家发展改革委员会、水利部、住房和城乡建设部联合印发了《水利改革发展“十三五”规划》，强调以全面提升水安全保障能力为主线［4］。同年，国家发展改革委员会、水利部、国家税务总局联合印发《关于推行合同节水管理促进节水服务产业发展的意见》，将合同节水项目作为节水和提高用水效率的重要方式［5］。我国的合同节水项目目前尚处于推广阶段，其面临诸多不确定的风险，在此背景下进行合同节水项目的风险评价具有十分重要的理论及现实意义。

合同节水管理是指节水服务运营商通过合同管理的方式，为用水户募集社会资本、集成运用先进适用的节水技术，对特定项目提供节水改造和管理等服务，以分享节水效益的方式收回投资、获取收益的新型市场化节水商业模式。与传统节水模式相比，该模式不仅可以实现节水减排的社会效益，同时还满足合同双方分享节水收益的经济效益。合同节水项目（WSC）本质上是国际能源绩效合同（EPC）项目的一种，其经过水利部结合水资源管理的特点之后被提出［6］。在EPC项目风险评估的研究中，MILLS 等人确定了EPC 项目固有的风险，并将其分为五类，即经济、环境、技术、操作和测量与验证风险［7］。HU 和ZHOU对EPC项目的风险提出了另一种分类，即政治法律风险、市场风险、技术风险、管理风险、财务风险、项目质量风险以及客户风险［8］。SORRELL 认为节能服务运营商在EPC 项目中承担大部分风险，包括设备性能风险、能源价格风险和信用风险［9］。吴志炯等采用改进的层次分析法（AHP）确定了EPC项目各项风险的权重，并利用模糊综合评价方法建立了风险评价模型［10］。黄志烨等结合了AHP与灰色评价理论，构建了EPC项目风险的灰色多层评价模型，并通过案例研究确定了模型中影响项目风险的最重要因素［11］。曾鸣等从EPC 项目生命周期的角度分析了项目各阶段的风险因素，并对EPC 项目的风险进行了综合评价［12］。

EPC 项目的风险研究为合同节水项目的风险评估提供了有效的分析框架和研究方法。其与合同能源项目不同，合同节水项目具有一次性投资大、项目周期长、投资回报相对较低、变现能力弱的特点，可能会导致合同节水项目的风险水平在项目全生命周期的过程中发生较大的变化［13］。同时，由于WSC项目在中国还处于起步阶段，风险水平也容易受到国家发展战略、整体经济水平、管理技术和市场资源配置等因素的影响而发生变化。因此，单纯地分析风险水平已经不能满足WSC项目风险评估的需要，在目前对EPC 项目风险的研究中几乎没有考虑风险的变化趋势，故需要选择一种合适的分析方法对WSC项目风险的高低和变化趋势进行研究。集对分析（SPA）在处理系统确定性与不确定性相互作用的问题中具有很强的适应性［14］。CUI等建立了一套评价模型，通过SPA 来定量评估和诊断不确定条件下区域水资源的承载能力［15］。WANG 等运用SPA 进行突水风险评估，结合评价指标和风险等级标准建立集对研究岩溶隧道突水的不确定性［16］。GAO 等提出了基于SPA 的信息风险评估模型。该模型不仅可以划分信息风险的程度，而且可以描述信息风险的趋势［17］。ZHENG 等采用SPA 对我国某尾矿坝的安全等级进行评价，并分析了尾矿坝安全风险的发展趋势［18］。基于以上研究，本文拟采用文献分析法识别合同节水项目全生命周期中的潜在风险，并采用多元联系数集对分析法对合同节水项目全生命周期的风险进行评价，分析风险的倾向，确定风险的变化趋势。最后，基于各类风险的特点提出建议来控制和降低这些风险。

1 材料与方法

1.1 合同节水项目的风险识别

通过借鉴段小萍等提出的EPC 全生命周期将合同节水项目的全生命周期划分为4 个阶段：项目前期评估与合同签署阶段、项目投资阶段、项目实施阶段和节水效益评估与分享阶段［19］，并结合李如月［20］和汪伦焰［21］的研究对EPC全生命周期各阶段的风险指标进行修改，使其更加适应合同节水项目风险的实际情况，合同节水项目全生命周期风险评价指标体系如表1所示。

表1 合同节水项目风险指标体系Tab.1 Risk indicator system of water-saving contract projects

（1）前期评估及合同签署阶段。项目前期评估与合同签署阶段包括用水审计、可行性研究、签订合同等过程。在用水量审计过程中，若节水双方所掌握的信息不对等，则会导致合同双方其中一方不合理利润的产生，另一方亏损［22］。若节水服务运营商所掌握的节水技术不能达到预期效果，则会造成经济损失和资源浪费［23］。由于合同节水项目在中国尚处于起步阶段，还没有形成成熟的市场化管理机制，因此市场很容易被垄断［24］。故将前期评估与合同签署阶段的风险评价指标确定为：信息风险、技术风险和市场竞争风险。

（2）投资阶段。项目顺利实施需要可持续的资金来源。在项目进入投资阶段后，节水服务运营商依据合同约定，可通过多种融资方式和渠道对项目进行融资，多元和有效的融资渠道是保证节水服务运营商现金流的基础。当节水服务运营商难以融资时，融资风险提高，其会直接阻碍项目的顺利开展［25］。由于一般的合同节水项目周期较长，银行的利率在项目周期中可能会提高，从而会影响公司融资的成本，并造成节水服务运营商最终获利减少，因此在合同节水项目中银行的利率风险不容忽视［7］。故将项目投资阶段的风险指标确定为：融资风险和银行利率风险。

（3）实施运营阶段。项目的实施阶段包括工程施工、设备采购和安装调试等工作。在项目实施的过程中，施工安全直接影响到合同节水项目的进程和建设周期［26］。此外，一些外部的因素也增加了项目实施阶段的风险，如：政策变动［30］、不可抗力［27］、通货膨胀［28］。如果政策变得不利于节水服务运营商，则会降低节水服务运营商的积极性，同时可能影响项目最终的质量。任何工程项目都面临着不可抗力的风险，该风险将直接导致项目终止。通货膨胀和银行利率提高一样，会减少项目最终的利润。故将项目实施阶段的风险指标确定为：项目施工风险、政策变动风险、不可抗力风险、通货膨胀风险。

（4）效益评估与分享阶段。效益评估与分享阶段从节水项目运营开始到项目移交结束。在这个阶段，节水服务运营商负责项目的运行维护，并承担相应的运维费用。通过分享节水效益收回投资成本并获得合理利润。运行维护的成本与设备的折旧有关，因此要对节水设备进行严格的维护和保养，以降低设备的折旧风险［20］。若用水户自身信用意识淡薄，不按照合同约定按时支付节水费用，则会影响项目的正常运行。同时如果客户由于自身的经济原因不能达到预定用水量，则会导致节水项目投资收回期拉长［26］。水价的实际波动会影响到节水效益的实现水平及分享结果［29］。故将项目运营与分享阶段的风险指标确定为：设施折旧风险、客户违约风险和水价变动风险。

1.2 多元联系数集对分析

1.2.1 集对分析基础理论

集对分析可以有效分析集合的确定性与不确定性［30］。集对分析的联系度通常表示为：

式中：u为联系度；a表示为同一度；b为差异度；c为对立度；a+b+c= 1；∀a，b，c∈[0，1]；i为差异度系数，i∈[-1，1]；j为对立度系数，j= -1。

1.2.2 多元联系数与偏联系数

式（1）中，b为介于a和c之间部分的度量，具有明显的中介不确定性［14］。因此将该项进行拓展为n元联系数：

式中：a+b1+b2+ … +bn-2+c= 1；∀a，b1，b2，…，bn-2，c∈[0，1]；∀i1，i2，…，in-2∈[-1，1]；j= -1。

多元联系数的偏联系数函数可用来描述系统确定性和不确定性的变化趋势［31］。其一阶和二阶偏联系数分别表示为：

（1）一阶偏联系数：

（2）二阶偏联系数：

当n= 5时，式（2）表示为：

式（5）称为五元联系数，通常记作：

式中：a+b+c+d+e= 1；∀a，b，c，d，e∈[0，1]；a的系数为1；b的系数i∈[0，1]；cj为中间项；i＞j＞k；d的系数k∈[-1，0]；e的系数l= -1。

1.2.3 集对势

多元联系数的集对势表示为：

当a＞c时为集对同势，当a=c时为集对均势，当a＜c时为集对反势。在集对分析中，a与c的比较能够表现出集对的趋势。但此趋势是否为集对的主要趋势，需要结合b的大小来确定。五元联系数可以看作是式（1）将bi项拓展而得出，因此其态势分析更为复杂。五元联系数的同势态势排序表如表2 所示。均势态势排序表与同势排序表类似，主要区别在于a=e，本文不再赘述。

表2 五元联系数同势态势排序表Tab.2 Ranking table of five- element connection number with same potential

1.3 基于多元联系数的合同节水管理风险评估模型

1.3.1 熵权法计算指标权重

合同节水项目全生命周期长，涉及主体广泛，其风险因素的复杂性程度高，本文采用熵权法计算指标权重，从而消除专家对各风险指标评价的主观性。

指标权重的计算步骤如下：

（1）构造判断矩阵B，即：

式中：n为需要评价指标个数；m为专家的人数。

（2）第j个指标熵的确定，即：

式中：Hj(0 ≤Hj≤1)为第j项指标的熵值，其中：

（3）计算各评价指标的权重，即：

式中：wj为各评价指标的权重，且0 ≤wj≤1，

1.3.2 同异反评估模型构建及趋势分析

由于各指标的评价值不同，各指标所处的等级也会不同。因此，本文结合五元联系数的特点，将合同节水管理风险评价的评语集定义为“低”、“较低”、“中级”、“较高”、“高”五级，即

结合以上评语集，通过公式Rij=Nij/N(i= 1，2，…，n；j=1，2，…，5)，评估得出各风险指标发生的概率。其中，Nij为将评价指标i确定为风险等级Lj的专家人数，N为总的专家人数。利用式（13）得出合同节水管理风险的同异反评估模型：

式中：u*为集对联系度；ET为五元联系数的系数矩阵；a=为同一度分量，用以测量风险评价指标属于“低风险”的程度；为对立度分量，用以测量指标属于“高风险”的程度；均为差异度分量，分别测量“较低风险”、“中级风险”、“较高风险”的程度。

结合五元联系数态势排序表，最终将风险水平定为5 个等级：高风险水平（反势1～26级）、较高风险水平（反势27～52级）、中等风险水平（均势、反势53～65 级、同势53～65 级）、较低风险水平（同势27～52 级）、低风险水平（同势1～26 级）。同时，用一阶偏联系数与二阶偏联系数的集对势分析风险的变化趋势，具体可分为6 种：“加速下降型”、“减速下降型”、“减速上升型”、“加速上升型”、“匀速下降型”和“匀速上升型”。

1.4 数据收集

采用熵权法确定指标权重，为了得到式（8）中的xij，即第i个专家对第j个风险指标风险等级的评价，本文采用区间分类法，邀请5 名专家对其进行打分。风险等级及其区间如表3所示。

表3 风险等级的区间分类Tab.3 Interval classification of risk level

在采用多元联系数集对分析法分析合同节水项目全生命周期的风险时，需要得到（13）中各个风险指标的发生概率矩阵R。采用Likert 五点量表法设计问卷，令（12）中的L1= 1，L2= 2，L3= 3，L4= 4，L5= 5。然后，对来自16 个合同节水项目试点的节水服务企业管理人员（包括技术管理、财务管理、采购管理和项目管理）发放问卷，对表1中各个风险进行评价。本次共发放了330份问卷，最终获得有效调查问卷276份。

2 结果与分析

合同节水项目各个风险的权重和五元联系数，如表4所示。

表4 五元联系数计算表Tab.4 Calculation table of five- element connection number

前期评估与合同签署阶段的五元联系数为0.168 6+0.204 2i+0.225 0j+0.230 6k+0.170 3l，Shi(H)=0.990 0＜1，其处于反势47 级，即前期评估与合同签署阶段处于较高风险水平。其中，信息风险为反势9 级，处于高风险水平；技术风险为同势25 级，处于低风险水平；市场竞争风险为反势61 级，处于中等风险水平。因此，在前期评估与合同签署阶段应该加强控制信息风险。

投资阶段的五元联系数为0.239 3+0.216 4i+0.181 2j+0.166 1k+0.195 7l，Shi(H)=1.227＞1，其处于同势3 级，即投资阶段处于低风险水平。其中，融资风险为反势25 级，处于高风险水平；银行利率风险为同势25级，处于低风险水平。因此，在投资阶段应该加强控制融资风险。

实施运营阶段的五元联系数为0.290 7+0.182 4i+0.190 2j+0.191 7k+0.144 9l，Shi(H)=2.006 2＞1，其处于同势25 级，即实施运营阶段处于低风险水平。其中，项目施工风险为同势7级，处于低风险水平；政策变动风险为同势21 级，处于较低的风险水平；不可抗力风险为同势19级，处于低风险水平；通货膨胀风险为同势25 级，处于低风险水平。由此可见，实施运营阶段的风险为低风险。

效益评估分享阶段的五元联系数为0.234 3+0.169 5i+0.201 5j+0.173 6k+0.221 0l，Shi(H)=1.060 1＞1，其处于同势21级，即效益评估分享阶段处于低风险水平。其中，设施折旧风险为同势21 级，处于低风险水平；客户风险为反势9 级，处于高风险水平；水价变动风险为同势19级，处于低风险水平。因此，在效益评估分享阶段应该加强控制客户风险。

整个合同节水项目的五元联系数为0.226 5+0.198 2i+0.202 7j+0.193 1k+0.183 9l，Shi(H)=1.231 6＞1，其处于同势19级，即合同节水项目总体风险水平较低。因此合同节水项目很适合在中国推广。

从合同节水项目的各个阶段来看，前期评估与合同签署阶段处于较高风险水平；投资阶段、实施运营阶段和效益评估分享阶段处于低风险水平。因此在控制风险时要重点关注前期评估与合同签署阶段。总体来看，信息风险、融资风险和客户风险处于高风险水平，在风险控制中要首先关注。市场竞争风险处于中等风险水平，是风险控制中次要关注的风险。技术风险、银行利率风险、项目施工风险、政策变动风险、通货膨胀风险、设施折旧风险和水价变动风险处于低风险水平，但这并不意味着可以忽略这些风险，因为这些风险在项目的全生命周期中可能发生变化，且其变化的趋势将直接影响项目的风险水平。因此需要对各风险的一阶偏联系数和二阶偏联系数进行分析。

合同节水项目各风险指标的一阶偏联系数和二阶偏联系数如表5。

表5 偏联系数计算及趋势分析Tab.5 Calculation of partial contact number and trend analysis

前期评估与合同签署阶段的一阶偏联系数呈反势，二阶偏联系数呈现同势，风险呈现减速上升的趋势。其中，信息风险和市场竞争风险呈加速上升的趋势，技术风险呈加速下降的趋势。因此，在风险控制时要着重观察信息风险和市场竞争风险。

投资阶段的一阶偏联系数呈同势，二阶偏联系数呈现同势，风险呈现减速下降的趋势。其中，融资风险呈加速上升的趋势，银行利率风险呈加速下降的趋势。因此，在风险控制时要着重观察融资风险。

实施运营阶段的一阶偏联系数呈同势，二阶偏联系数呈现同势，风险呈现加速下降的趋势。其中，项目施工风险、政策变动风险、不可抗力风险均呈现加速下降的趋势，而通货膨胀风险呈现减速上升的趋势。因此，在风险控制时要着重观察通货膨胀风险。

效益评估分享阶段的一阶偏联系数呈同势，二阶偏联系数呈现同势，风险呈现加速下降的趋势。其中，设施折旧风险和水价变动风险呈加速下降的趋势，客户风险呈减速下降型的趋势。由此可见，效益评估分享阶段的风险均为下降的趋势。

整个合同节水项目的一阶偏联系数呈反势，二阶偏联系数呈现同势，风险呈现减速上升的趋势。由此可见，尽管合同节水项目总体风险水平较低，但其风险却有上升的趋势，且这种趋势会慢慢减缓。这说明中国的合同节水项目中存在着一些潜在的高风险因素。

从合同节水项目的各个阶段来看，前期评估与合同签署阶段潜在风险较高，风险都呈现减速上升的趋势；投资阶段的潜在风险较低，其风险呈现减速下降的趋势；实施运营阶段和效益评估分享阶段的潜在风险很低，且其风险均呈现加速下降的趋势。值得注意的是信息风险和融资风险不仅处于高风险水平且有加速上升的趋势，因此需要重点控制。此外，尽管市场竞争风险处于中等风险水平，但有加速上升的趋势，因此需要将其视为高风险来对待。我们还发现尽管客户风险处于高风险水平，但呈现出减速下降的趋势；通货膨胀风险处于低风险水平，但却呈现出减速上升的趋势。对于这两种风险，基于保守的原则，前者还是应该视为高风险来对待，后者需要将视为中等风险来对待。其余风险均处于低风险水平，且有加速下降的趋势，因此通常情况下可以忽略他们的影响。

3 讨论

在本部分重点分析造成合同节水项目各类风险高低和变化趋势的原因，并针对一些高风险因素提出相应的政策建议。

信息风险和融资风险处于高风险水平且有加速上升的趋势，因此需要得到重点控制。受访的节水服务企业管理人员普遍认为，合同节水项目的信息风险处于高风险水平的原因，是由于节水服务运营商无法准确获得用水户在未来的实际用水量而造成。一方面，对于城市常住居民而言，节水改造从长远来看能够为其节省成本，因此这些用水户会为了让节水服务运营商对其供水设施进行改造而故意多报自己的用水量，从而导致节水服务运营商的投资回收期变长；另一方面，对于需要农业灌溉的农村用水户而言，受气候、环境和市场需求的影响，其用水量很难得到准确的评估，从而导致节水服务运营商的投资回收期无法确定。信息风险直接影响节水服务运营商的投资回收期，且投资回收期越长，企业的债务负担越重，其他风险发生的概率也会增大，因此信息风险有加速上升的趋势。在融资风险方面，中国的合同节水项目在金融系统尚未建立信誉、抵押和贷款机制是融资风险处于高风险水平的主要原因［32］。李如月等指出中国的节水服务运营商一般为中小企业，与国有企业不同，由于优惠政策力度不够，这些企业融资困难。此外，商业银行倾向于贷款给周期短、回报高的项目［20］。因此，大多数节水服务运营商将陷入贷款难的恶性循环，导致融资风险呈现加速上升趋势。

市场竞争风险处于中等风险水平，但有加速上升的趋势，因此应该同样视为高风险水平。目前中国的市场竞争风险主要来源于市场垄断。一方面，由于合同节水项目尚未建立明确的行业准入标准，缺乏节水效益和服务水平公允权威的评价标准，导致一些地方性节水服务运营商的经营不规范和市场垄断；另一方面，国企借助其特有的资源禀赋（如：先进的技术、规范的管理和较高的信度）承揽了大部分的合同节水项目。这种情况下，其他节水服务运营商越来越难获得项目，从而导致市场风险加速上升。

客户风险处于高风险水平，但其呈现出减速下降的趋势；通货膨胀风险处于低风险水平，但其却呈现出减速上升的趋势。通过对节水服务企业管理人员的访谈，我们发现造成客户风险较高的原因是客户违约和客户的经营问题。其中，客户的经营问题是指客户由于经济、需求和搬迁而造成用水量不能达到预计的水平。客户风险归根结底还是由于监督和管理系统不够完善所导致的，然而随着中国区块链技术和大数据分析技术的运用与推广，客户风险有逐渐下降的趋势［33］。在通货膨胀风险方面，YADAV 等人对比了中国、美国和印度的通货膨胀率，他们的研究表明中国和美国的通货膨胀率基本一致，且处于较低的水平，而印度的通货膨胀率远高于中国和美国［34］。这可以用来解释中国节水合同的通货膨胀风险处于低风险水平。尽管通货膨胀风险很小，但有平稳上升的趋势，中国近几年的通货膨胀率也证明了这一趋势，如图1所示。

图1 中国通货膨胀率（2014-2019）Fig.1 China's inflation rate （2014-2019）

其余风险均处于低风险水平，且有加速下降的趋势，因此通常情况下可以忽略他们的影响。在这些风险中，技术风险、项目施工风险和设施折旧风险均属于技术和管理类风险，这类风险会随着项目经验的积累和节水技术的发展而减小。而且伴随着技术和管理水平的迅速发展，这类风险会呈现出加速下降的趋势。银行利率风险、政策变动风险、不可抗力风险和水价变动风险属于技术和管理以外的风险，其受到外部环境波动的影响较大。近几年，中国为了促进经济的发展而持续降息，央行的贷款基准利率从2014 年11 月22 至2015 年10 月24 日呈现持续大规模下降的趋势（下降了1.25%），并于2015年10月24日以后保持稳定，如图2所示。因此，银行利率风险有加速下降的趋势。在一般情况下，我国政策的改变仅对改变后的项目生效，因此政策变动风险较小，且基本不影响之前的项目，随着我国对合同节水项目的大力支持，政策也会越来越向其倾斜。因此，政策变动风险有加速下降的趋势。不可抗力风险作为小概率事件，其风险水平较低，且随着项目进程的推进也会越来越小。我国的水价受到政府的宏观调控一直处于较低的水平［34］，且从2014年以来全国的水价整体呈现下降的趋势。因此，水价变动风险有加速下降的趋势。

图2 中国央行贷款基准利率（2014-2020）Fig.2 The benchmark lending rate of the People's Bank of China （2014-2020）

综上所述，在控制合同节水项目风险时要重点关注信息风险、融资风险、市场竞争风险、客户风险和通货膨胀风险。由于通货膨胀风险只能通过金融分析来避免，而不可控，因此针对信息风险、融资风险、市场竞争风险和客户风险提出以下建议：

（1）信息风险、客户风险。信息风险和客户风险可以通过有效的第三方管理机制来降低。因此，需要培育一批有资质的第三方节水项目监督管理机构。该机构主要负责节能效果的检测，确保节能数据的公正性和客观性。同时监督双方履行合约并协调和仲裁双方的矛盾。

（2）市场竞争风险。在经济全球化的今天，我国应该加大国际合作，借鉴和学习其他国家在合同能源管理中比较成熟的经验和模式，积极营造良好的市场化竞争环境，这样才能保证合同节水项目的高质量和可持续发展。

（3）融资风险。中小企业的资金短缺和缺乏融资能力是一个普遍性的问题，不单是在合同节水项目中存在，要完全解决此问题难度较大。合同节水项目中，可以考虑在银行系统建立合同节水项目的专项基金；其次，为了解决贷款的担保问题，可以允许节水服务运营商将项目执行过程中投资的设备或改进的技术作为抵押；最后，可以考虑在合同节水项目中引入保险机制，将保险金作为一种融资手段。