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节约用水方案的投资效益分析节约用水方案的投资效益分析 送审稿 同同 济济 大大 学学 上海市水务规划设计研究院上海市水务规划设计研究院 二二 二年十月二年十月 上海市节约用水规划上海市节约用水规划 之专题七之专题七 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 目目 录录 前前 言言1 第一章第一章节水费用效益分析方法概述节水费用效益分析方法概述 2 1 1 公共建设项目国民经济评价基本概念 2 1 2 费用和效益的计算 2 1 3 项目的寿命期和社会贴现率 3 1 4 国民经济评价指标 3 第二章第二章国外节水费用效益分析国外节水费用效益分析 7 2 1 美国北卡罗来那州 CARY城节水计划 7 2 2 泰国曼谷节水计划 8 2 3 日本东京中水回用工程 9 2 4 美国普及节水型器具工程 11 第三章第三章上海市现有节水项目效益费用分析上海市现有节水项目效益费用分析 14 3 1 江南造纸厂工业废水回用项目 14 3 2 上海市胸科医院水平衡测试节水投资效益分析 15 3 3 上海锦江麒麟饮料食品有限公司节水投资效益分析 17 3 4 金山石化工业区污水回用项目 18 3 5 名人小区中水回用示范 试点项目 19 第四章第四章规划中的节水措施费用效益分析规划中的节水措施费用效益分析 21 4 1 旧供水管道更新项目 21 4 2 更换家庭旧式大流量卫生便器项目 23 4 3 学生公寓装表计量项目 24 4 4 污水回用于市政用水项目 26 4 5 农业节水投资估算 29 第五第五章章结论与建议结论与建议 32 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 1 前前 言言 节约用水是一个有关社会经济可持续发展的社会问题 涉及到生产方式和 消费方式的转变 节水工作既要依靠政府的宏观调控 政策法规 又要求完 善市场经济 培育节水产业 既要加强节约用水的宣传教育和监督管理 又 要有一系列的工程措施来节水减污 如何长期有效地做好节约用水工作 本 身也有一个可持续发展的问题 对于整个节水规划中的节水措施的评价和筛 选来说 费用效益分析是一种有效的手段 本专题要对节约用水工作中的工 程措施和非工程措施进行科学的投资估算和费用 效益分析 尽可能在财力 允许的条件下 选择有效的措施 经济合理地达到规划阶段的各项目标 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 2 第一章第一章节水费用效益分析方法概述节水费用效益分析方法概述 1 1 公共建设项目国民经济评价基本概念公共建设项目国民经济评价基本概念 国民经济评价是项目经济评价的核心部分 它是从全面 整体的角度 考虑项目的费用 分析项目给国民经济带来的效益 从而评价项目在经济上 的合理性和可行性 公共事业项目一般不是以追求最大赢利为目标 而是全面考虑项目的 社会效益和环境效益 故在经济评价中尤其适合采用费用效益分析方法 1 2 费用和效益的计算费用和效益的计算 与传统的企业财务分析相比 国民经济评价是从更全面 更广泛的角度 来考察项目的费用和效益 费用效益分析是国民经济评价的核心内容 项目费用是指国民经济为项目所付出的代价 在节水工程措施中表现为 节水项目本身产生的费用 比如节水工程投资以及日后运行 维护费用 项 目效益是指项目对国民经济所作的贡献 在节水工程措施中表现为所节省的 水资源的价值以及相应供水设施的投资及运行管理费用 同时 节水还产生 一些外部效益 比如由于减少排水量而节省的相应排水系统和其他市政设施 的投资与运行管理费用 此外 节水还存在某些难以计量的外部效益 主要 表现为由于减少排水量 减少污染 提高水质 改善环境而产生的环境效益 与生态效益 这类效益的大小 在很大程度上取决于节水措施的力度和节水 效果 节约用水不断地促进对有限水资源的合理分配与利用 是保证和推动人 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 3 类社会 经济稳步发展的基础 其意义已远非 效益 效果 通常的含 义所能包容的 环境 生态系统的改善所产生的影响是极为深远的 1 3 项目的寿命期和社会贴现率项目的寿命期和社会贴现率 项目寿命期 N 指在一个工程项目的投资效益分析中规定的一个计算年 限 在给排水项目的经济评价中 项目寿命期一般取 15 20 年 社会贴现率是建设项目经济评价的通用参数 在国民经济评价中用作计 算净现值时的贴现率 并作为内部收益率的基准值 社会贴现率表征社会对资金时间价值的估量 适当的社会贴现率有助于 合理分配建设资金 引导资金投向对国民经济贡献大的项目 调节资金供需 关系 促进资金在短期和长期项目间的合理配置 在供水工程项目的经济评价中 社会贴现率 i 取 6 0 8 0 左右 在节水 工程的投资效益分析中可以参照该贴现率 1 4 国民经济评价指标国民经济评价指标 国民经济评价可以根据项目的特点和实际需要选择下列的评价指标 一 内部收益率 IRR 内部收益率是使项目在计算期内的净现值累计等于零时的贴现率 即 N t t t iY 0 0 1 其中 Yt为项目在 t 年的净现金流量 N 为项目寿命期 i 即为项目的内 部收益率 一般情况下 内部收益率大于或等于社会基准收益率的项目认为是可以 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 4 考虑接受的 在节水工程这类公共事业投资分析中 社会基准收益率取 6 0 8 0 二 净现值 NPV 净现值是用社会贴现率将项目在计算期内各年的净效益折算到建设初期 的现值之和 当净现值大于或等于零时 表示国家为拟建项目付出代价后可 以得到大于或等于社会贴现率的社会盈余 净现值定义为 N t t t iYNPV 0 1 其中 i 为社会贴现率 在选择方案时 应选择净现值大的方案 三 投资回收期 投资回收期是指某一建设项目的投资在多少年后通过项目收益全部回收 投资回收期可分为静态投资回收期和动态投资回收期 不考虑利息所计算的 回收期为静态回收期 反之则为动态回收期 静态回收期 定义为 0 0 t t Y 动态回收期 P 是指给定基准贴现率 i 下 用项目方案的现金收入求 出偿还全部投资的时间 定义为 P t t t iY 0 0 1 在项目经济评价中 投资回收期越短越好 等于或小于基准投资回收期 的项目是可行的 在给排水项目的经济评价中 基准投资回收期一般取为 15 20 年 在节水工程的投资效益分析中可以参照该值 四 效益 费用比 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 5 效益 费用比即项目在计算期内总的效益与费用的比值 采用这个指标 时 各年的净现金流量 Yt分解为效益和费用两部分 分别贴现 效益现值 费用现值 则 t tt iBB 1 0 t tt iCC 1 0 效益 费用比 0 0 C B 在方案评选中 效益 费用比大于等于 1 的项目可以接受 并且数值越 大越好 以下举一简单例子来说明由于考虑了社会外部效益 公共项目的投资效 益分析与一般工程的企业财务分析的差异 现假设在一个 3000 人的居民小区中 拟建纯净水 自来水两套管网 供水量充足 调查结果 当纯净水水价高达 500 元 m3时 没有人会使用纯 净水 而是使用自来水 但随着纯净水水价的降低 居民使用纯净水的意愿 会逐渐增大 当纯净水免费供应时 则该居民小区日纯净水用量为 20m3 需求曲线见下图 在上图中 直线 AB 表示该小区中的居民对纯净水的需求曲线 从企业 行为出发 为求最大盈利 企业会选择 250 元 m3的收费标准 居民的日纯 纯净水水价 500 元 m3 20m3纯净水用量 250 元 m3 10m3 A B C 0 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 6 净水使用量为 10m3 企业收益 2500 元 日 年水费收益 91 万元 在图中表 现为阴影区域的面积 纯净水运行成本 包括设备折旧 按 60 元 m3计算 年运行 维修管理费用为 25 万元 如果按照社会贴现率 i 8 项目寿命期 N 20 年计算 计算得收益净现值为 648 万 所以当该项目的投资小于等于 648 万时 开发商认为此项目经济可行 若从政府行为出发 为提高生活用水水质 改善卫生条件 有利人民健 康 该纯净水可以免费供应 此时 工程的社会效益应该是直线 AB 下的所 有面积 而不仅仅是阴影部分的面积 全部消费者剩余即转化为社会效益 为 182 5 万元 同样纯净水运行总成本 社会贴现率 项目寿命期均保持不 变 计算得收益净现值为 1546 万 所以当该项目的投资小于 1546 万时 政 府认为此项目经济可行 从上例可以看出 出发点不同 项目收益的计算就不同 项目的企业财 务分析和国民经济分析会有所差异 节水工作要从保护水资源环境 提高人 民生活水平出发 在投资效益分析中 要充分考虑到各项节水措施工程的社 会外部效益 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 7 第二章第二章国外节水费用效益分析国外节水费用效益分析 发达国家比较重视节水措施的投资效益分析 而且将其视为节水规划中 的一项重要内容 对所采用的节水措施的工程投资和节水潜力 节水效益进 行量化考核 编辑可行的节水措施目录 逐个进行投资效益分析 按照效益 费用比的高低对这些节水措施进行排序并予以推荐 同时 对于节水投资资 金的筹集也提出了一些可供借鉴的办法 以下介绍了一些发达国家的节水费 用效益分析实例 2 1 美国北卡罗来那州美国北卡罗来那州 Cary 城节水计划城节水计划 美国北卡罗来那州 Cary 城节水计划的重点是针对夏季高峰用水 采取 何种措施 尤其是短期内该做什么来降低用水量直到其水处理厂扩建上马 根据城市人口统计方面的预测变化 Cary 市日需水量预计要从 1998 年 的 8 6MGD 百万加仑 天 增长到 2028 年的 26 7MGD 这意味着在今后 30 年间将有 200 以上的增加量 现计划实施两期 16 0MGD 的扩容工程以满足 需水量显著增长的需求 经过对诸多潜在的节水措施进行筛选后 对于其中的主要的节水措施或 项目进行了节水量估算和费用测定 以现值分析方式对收益和费用进行了比 较并得到了哪些项目为城市产生费用上有效的节水量的结论 费用类别中包 括劳力 费用 激励资金和一次性安装费用 节水带来的收益包括操作和管 理中的节约 重大项目 主要为水厂扩建项目 的延缓 所推荐的计划中包括九个项目 主要重点放在居住 商业和灌溉方面 项目清单 节水效果和每个项目的总费用见表 2 1 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 8 所推荐的计划所推荐的计划 表2 1 项目要素项目要素节水量节水量 2009 年 年 MGD 节约的单位水费节约的单位水费 用 用 MGD 第一个五年费用第一个五年费用单位的收益单位的收益 费费 用比用比 居住区用水审计0 053546 8571 3001 1 新居住点项目0 49136 46100 00016 2 公众教育0 300400 59314 3001 5 阀门打折0 005828 0411 8001 0 水复用设施0 2700 00见注 绿地用水预算0 130754 3364 2000 9 绿地 灌溉法规0 019276 07128 4002 6 提高分段费率机制0 14349 4054 00014 3 综合效果1 169137 5655 5004 4 注 另做建造复用水设施的投资分析 资料来源 上海国际节水培训研讨班 到 2028 年预测期末 推荐计划所期望的零售水生产节水量总计 4 6 MGD 这意味着零售水生产缩减约 16 3 这样就推迟了水厂的建设期 将 水厂扩建一期工程从 2009 年推迟到 2014 年 延迟了 4 5 年 将二期扩建工 程从 2018 年推迟到 2024 年 延迟了 5 8 年 2 2 泰国曼谷节水计划泰国曼谷节水计划 曼谷在城市需水量预测中发现 为了满足曼谷今后 20 年的日益增长的 用水量而需要的供水系统的投资将是一大笔资金投入 超过 87100 百万铢 为了节约水资源 延迟这么大费用的工程 曼谷水当局进行了用水量调查 制定了节水规划 根据曼谷当地的实际情况 可行的节水措施总计为 58 项 这些措施的 节水量差异很大 从系统渗漏探测和修理的 8 6 节水量到节水量很小的工业 用水审计 依据节水量和收益费用分析 收益 费用比大于 1 0 选择推荐节 水措施 所推荐的 10 个项目为 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 9 节水量在 2015 年基本生产量的基础上进行预测 1 居住区节水量 居住区用水审计0 43 居民用 6 升抽水马桶打折0 30 洗衣机标志0 04 节水装置打折0 07 2 商业 商业区用水审计0 39 商业 工业厕所和淋浴装置更换1 24 商业 工业雇员教育0 55 3 所有用户 系统渗漏探测和修理8 64 公众信息和学校教育0 81 管道设施要求8 46 修改计价系统 资料来源 上海国际节水培训研讨班 从上面的数据可以看出 有两个极为有效的节水措施 节水效果均在 8 以 上 该项目的总体效益费用比为 4 1 这意味着对于这些节水措施所投入 的每一铢 会实现 4 铢的费用降低量 2 3 日本东京中水回用工程日本东京中水回用工程 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 10 城市发展对水量 水质的要求日益升高 同时为了缓解对周围水环境的 排污压力 在政府的支持下 东京的新宿区自 1984 年起在高层建筑内修建 双供水管道系统 包括饮用水和中水回用系统 到 1994 年 3 月止 已有 19 座高层建筑使用回用水冲厕 平均每天回用水使用量最高达 4300 m3 新宿区的中水回用系统包括污水处理设备 水泵 管网 中水循环中心 其中管网包括室外输水干管和楼内树状分配管 干管为有内涂层的铸铁管 总长 3 3km 双管布置 DN200 楼内分配管一般采用 DN150 DN40 的管 道 总长 2 9km 中水循环中心一般都设在大楼的地下室 这样 噪音 异 味问题可以有效的得到缓解 水泵则将回用水提升至大楼屋顶水箱 用户出 水压力一般在 50kPa 该工程的造价和运行费用是通过收取回用水水费回收的 工程造价如表 2 2 所示 其中大部分资金用于铺设污水回收管道 工程建设资金来源如表 2 3 所示 国家补助占总投资 50 以上 其它资金来源有贷款和用户连接费 即中水用户要在工程建设初期交纳连接费 工程造价表工程造价表 表2 2 日元 日元 项目项目费用 费用 1000 污水回收管道1 791 493 回用水分配管740 671 中水处理设备410 513 回用水输水管176 890 总计3 119 567 工程造价资金来源工程造价资金来源 表2 3 日元 日元 资金来源资金来源金额 金额 1000 国家补助1 636 249 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 11 贷款1 037 948 用户连接费445 370 当用户月回用水用水量在 15000m3之内时 回用水水价为 250 m3 日 元 超过 15000m3的部分水价降为 200 m3 日元 以鼓励中水回用 此外 用户还要交纳税金 税金为总水费的 3 为了鼓励中水回用 回用水的价格要低于自来水的价格 使用回用水和 自来水的费用比较见表 2 4 所示 在这个例子中 每月回用水量 6000m3 节 约 20 的水费 其中包括排污费 回用水和自来水水费比较回用水和自来水水费比较 表2 4 日元 日元 自来水自来水回用水回用水 水费 2 306 870 1 545 249 排污费 1 695 928 1 695 928 总水费 667 m3 540 m3 注 此表基于用水量为 6000 m3 新宿区的中水回用系统已成功地运行了 10 年 而且近期其中水处理能 力将扩充到 8000m3 服务面积扩大到 0 8km2 2 4 美国普及节水型器具工程美国普及节水型器具工程 美国的一项研究表明 通过计量和安装节水装置 用水量可降低 11 Corpus christi 市预测通过更换节水器具 平均每户居民 三人 每年 可以节水 205m3 节省水费 60 下面具体举例说明 使用节水抽水马桶 1 在非工业用水中 室内用水占 3 4 而在这部分用水中 冲厕用水约占 40 13 升 次 在美国 每天冲厕用水超过 1800 万 m3 每年平均每个美 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 12 国人用掉 35m3的自来水冲洗 0 9m3的污物 所以室内用水设施有着很大的节 水潜力 1992 年颁布的法令规定所有新装抽水马桶一次用水量不能大于 6 升 13 升的马桶只限于一些特定场合 在 San Pablo 市进行的一项调查 结果表明将一栋已使用了 30 年的公寓 大楼中所有旧的抽水马桶 17 升 次 换成节水型马桶 6 4 升 次 这样平 均每天每户人家的用水量从 853 升下降至 561 升 节约水量 34 平均每年 每户可节约水费 46 而改造费用为 250 件 如此核算 改造工程费用可在 5 4 年后通过节约的水费全部回收 更新旧抽水马桶中的配件 2 通过更换或者增设马桶中配件也可以节约相当水量 比如在水箱中安装 塑料持水器或者冲水挡板可以减少每次冲水量 4 8 升 使用节水淋浴喷头 3 淋浴用水占居民生活用水的 20 更换一只 17 升 min 的淋浴喷头 更 换为 9 5 升 min 费用为 5 平均每户人家 4 人 每年可节水 75 8m3 年 节省水费就远远超过了节水喷头的费用 对 Seattle 和 Washington 的 308 户 人家进行调查 结果表明通过安装节水型淋浴喷头人均生活用水可降低 6 4 使用节水水龙头 4 传统型水龙头流量为 11 19 升 min 而节水型水龙头流量为 7 5 升 min 安装使用充气水龙头 价格低廉 但通过降低水流量可节水 60 左右 而且由于水中注入了空气 感官上水流强度几乎不变 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 13 安装减压器 5 水流强度依赖于管道水压 如果降低管道末端出水压力 则水流强度 也会随之降低 比如将水压从 100 磅 英寸 2降到 50 磅 英寸2 则每个用水器 具的水流强度可降低 1 3 在 Denver Colorado 进行的试验表明通过降低水压 每年可节水 6 居民可以通过安装减压阀来降低水压从而直接减少用水量 另外降低 水压还有降低管道 水龙头漏水概率的间接节水功效 资料来源 EPA Water Cleaner Water Through Conservation 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 14 第三章第三章上海市现有节水项目效益费用分析上海市现有节水项目效益费用分析 多年来 上海市一些工业和非工业用水户在完成水平衡测试的基础上 进行用水工艺改进 查堵漏水管网以及采取废水回用等措施 节约了大量的 水资源 这里 从工业 非工业以及居民用水等方面挑选出节水效果较好 有代表性的一些节水措施和工程实例进行费用效益分析 以期得出比较客观 的经济评价 3 1 江南造纸厂工业废水回用项目江南造纸厂工业废水回用项目 江南造纸厂全年用水量为 279 万吨 其中自来水 185 万吨 循环用水量 94 万吨 该厂在经过全厂水平衡测试以后 针对各部门实际用水状况 逐一 进行分析与研究 开展了节水改造项目 此节水改造项目主要包括 1 对白水处理系统进行改造 增加预沉池和过滤系统 并配置回 用水管网 处理后水可回用于造纸机 提高水回用率 2 在总排放口废水的处理工艺后增加过滤器 消毒装置 中间水 箱及回用水管网 污水回用于锅炉除尘器 污泥脱水 冲厕用 水 生产车间清洁用水及纸模车间用水 经过节水可行性分析验证 此项目在技术经济两方面都可行 其中投资 回收分析如下 1 总投资款 气浮法白水处理改造项目总投资75 3 万元 总排放口废水处理回用改造项目87 3 万元 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 15 合计投资162 6 万元 2 可节水量折价 气浮法白水处理节水总量21817 吨 月 总排放口废水处理回用节水总量26502 吨 月 可节水总量48319 吨 月 节约水费及排水费 48319 1 10 0 9 0 7 83591 87 元 月 新增运行电费 总排放口新增 30KW 气浮法新增 20KW 合计 50KW 电价 0 51 元 度 则新增电费 18360 元 月 总计节款 65231 87 元 月 3 静态投资回收期 2 08 年 从投资效益上分析 该项目的收益率也较高 主要原因是该厂前期已经 在废水处理中投入了较大的资金 现在的填平补齐工程则投入不大 但收益 很可观 3 2 上海市胸科医院水平衡测试节水投资效益分析上海市胸科医院水平衡测试节水投资效益分析 上海市胸科医院日平均门诊病人 1500 人左右 住院病人 520 人 病床 520 只 2001 年用水量为 36 14 万 m3 主要用水设备有 中央空调 100 万 大卡 两台 配冷却塔 100m3 h 两台 中央空调 20 万大卡 两台 配冷却塔 50m3 h 四台 锅炉 两台 配离子交换器 两台 近年来为了提高医院医疗质量 医院改建新造了门急诊大楼 卫生要 求不断提高 各科室均配备了水斗龙头 住院病房每间均配备浴室盥洗设备 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 16 用水量逐年增大 2002 年 4 月 22 日至 25 日该医院进行了水平衡测试 根据测试要求及 医院的实际情况 新装二级表 10 只 三级表 14 只 四级表 1 只 现在全院 共有水表 28 只 由于医院原有给水管网老化 且年久失修 这次水平衡工 作的重点放在查漏上 经过水平衡测试 在医院多处发现管网漏失现象 针对不合理用水的 问题以及管道漏水整改情况如下 1 修复东大楼墙角处管道 DN80 漏水 投资 4000 元 节水 120m3 d 2 修复食堂地下 DN80 管道断裂漏水 投资 1000 元 节水 130m3 d 3 修复住院楼花园地下总管 DN150 管道断裂漏水 投资 6000 元 节水 410m3 d 4 职工浴室 38 只汰浴龙头建议加装节水阀 待浴室改造时加装 可节水 18m3 d 5 40 只厕所水箱配件建议改用节水型器具 可节水 14m3 d 以下对该院的水平衡测试及针对水平衡测试中发现的问题采取的节水 措施进行投资效益分析 一 投资分析 水平衡测试费用 14500 元 管网堵漏费用 13000 元 总投资 27500 元 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 17 二 效益分析 节水量 692m3 d 年节省水费 692 1 30 0 7 0 9 365 48 万元 三 效益费用分析 通过以上计算可以看出 通过水平衡测试 摸清了医院用水现状 找 到了用水存在的问题 采取有效的节水措施 该节水措施的经济效益很明显 年节省水费远远超过了节水投资 故水平衡测试是一项很有效的节水措施 今后应大力加强 3 3 上海锦江麒麟饮料食品有限公司节水投资效益分析上海锦江麒麟饮料食品有限公司节水投资效益分析 上海锦江麒麟饮料食品有限公司地处宝山罗店地区 无管道自来水 生产用水取用地下深井水 2001 年取水量为 14 07 万 m3 深井水内含有大量 矿物质 而生产饮料需要的纯水要经过多级水处理 取用新水量和废水量排 放量很大 制约了公司的扩大再生产 由于公司生产用水每年超指标 为发掘节水潜力 公司于 2002 年 6 月 4 日 7 日进行了水平衡测试 根据测试结果 提出了以下用水工艺的改革措 施 1 公司从节水的角度对相关设备工艺作了改进 在保证产品质量的前 提下 将果汁饮料用水从原二级水改为一级水 减少排放量 约节 水 57m3 d 2 PET 瓶冲洗用水回收 作为生产线冷却水重复再利用 节水 54m3 d 投资 0 2 万元 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 18 3 大型纸包装生产流水线冷却水由直排改进为循环再利用 节水 360m3 d 投资 6 万元 4 利用中央空调的冷却机组降低生产线冷却水温度 减少补充新水量 节水 48m3 d 投资 10 万元 以下对该公司的水平衡测试及工艺改进等节水措施进行投资效益分析 一 投资分析 水平衡测试费用 10900 元 工艺改进费用 200000 元 总投资 30900 元 二 效益分析 节水量 519m3 d 年节省水费 519 1 30 0 7 0 9 365 36 万元 三 费用效益分析 根据水平衡测试的结果 对公司的工艺进行适当改进后 年节水费用 相当可观 一年内即可回收节水投资 从以上对胸科医院和麒麟饮料公司进行水平衡测试的工程经济分析中 可以发现 不管是非工业用水户还是工业用水户 水平衡测试都是一项很有 效的节水手段 故继续扩大水平衡测试的范围是上海市今后节水工作的重点 之一 3 4 金山石化工业区污水回用项目金山石化工业区污水回用项目 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 19 上海石化水质净化厂二级处理出水量 15 万 m3 d 将二级出水进一步处 理 回用作为循环冷却水 污水处理工艺流程为 水质净化厂 混凝沉淀 纤维束过滤 电化学消毒 清水池 用户 水质净化厂 混凝沉淀 硫沙过滤 电化学消毒 清水池 用户 目前 净水厂回用水处理规模为 1 万 m3 d 基建投资 500 万元 运行成 本 0 35 元 m3 年利润为 237 3 万元 年 静态回收期为 2 1 年 动态回收期为 3 年 如果今后将规模扩大到 10 万 m3 d 回用水水价按 0 4 元 m3计 和工 业用水水价相比 每年通过使用回用水可节省水费 2190 万元 上海市工业 水价按 1 元 m3计 3 5 名人小区中水回用示范 试点项目名人小区中水回用示范 试点项目 到目前为止 上海市建立了名人花园 奥林匹克两个居民小区中水回用示 范工程 其中名人花园居民小区已于今年 6 月竣工并投入使用 奥林匹克居 民小区正在调试验收中 下面就名人小区中水回用工程进行简单的投资效益 分析 1 工程简介 名人花园中水回用工程设计规模 最大处理量为 10m3 hr 中水回用用途 绿化 地面冲洗 水景 处理工艺 生化处理设施 曝气生物滤池 2 投资与运行费用 总投资 103 万 运行费用 0 98 元 吨水 含折旧费 0 47 元 吨水 不含折旧费 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 20 3 可节省水费 目前上海市自来水水费为 1 03 元 吨 排污费为 0 7 元 吨 污水量为用水 量的 0 9 倍 按中水设备每天运转 16 个小时计算 则每天通过使用中水而 节省下来的自来水水费和排污费合计为 10 16 1 03 0 9 0 7 265 6 元 天 中水运行费用 不含折旧费 10 16 0 47 75 2 元 天 可节省款 65 6 75 2 190 4 元 天 6 95 万元 年 4 回收期 静态 103 6 95 14 8 年 通过计算可以发现 在小规模的中水回用工程中 投资回收期比较长 如 果考虑社会贴现率 以及设备的日常维护 检修等对项目进行动态的经济效 益分析 动态回收期将更长 经济可行性较差 但是需要注意的是节约用水 工程的效益分析应该考虑项目的环境 社会效益 上海是水质型缺水城市 那么保护水体环境 减少排污是节水工作的更高追求 建筑中水工程经济效 益虽不尽人意 但是从保护水资源角度考虑也应该鼓励在有条件的地方建设 中水工程 在达到较大的回用规模时 工程的经济可行性会提高 具体投资 效益分析见第四章 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 21 第四章第四章规划中的节水规划中的节水措施费用效益分析措施费用效益分析 节水规划中的节水措施涉及到工业 农业 城镇生活三个方面 其中 有工程措施 技术措施以及管理措施 这些措施包括了城市管网改造 污水 回用 推广节水型器具以及用水计量等节水的重要环节 这里对规划中一些 重要的节水措施进行费用效益分析 以评价它们在技术经济上的可行性 4 1 旧供水管道更新项目旧供水管道更新项目 城市供水管网的漏失问题已经成为影响上海城市用水 节水水平的主 要因素之一 管网普查结果表明 到 2001 年为止 全市管径在 75mm 以上 的管网总长度为 14500km 包括郊区 市属自来水公司的管网总长度为 7463km 其中有 2 7 的管网已超过 50 年管龄 8 4 的管网管龄在 30 年 50 年内 从管网的材质来看 铸铁管占 79 9 从日常养护维修来看 70 年 代生产的灰铸铁管较多发生爆管和漏水 这些现象的存在既对城市安全供水 带来隐患 同时也浪费了大量的自来水 上海市属供水企业供水管网的漏失率在 8 左右 根据管网普查结果 制定了详细的管网改造计划 加大管网改造力度 重点对 60 70 年代期间 铺设的管道及材质差 经常爆管 积垢淤塞的灰铸铁管道进行改造 在管网 改造过程中推广使用离心工艺制造的球墨铸铁管 UPVC 管和新型复合塑料 管等优质管材和阀门等 降低管网漏失率 提高节约用水水平 现对该管网改造计划进行初步投资效益分析 设想将现有管网中超过 50 年管龄的管道 内壁未设衬管或未涂层的影响供水水质的管道 易破损引 起供水事故的管道进行改造 改造的手段主要有刮涂内壁 增加衬管和管道 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 22 更换 预估待改造管道占市属供水管网总长度的 11 1 一 投资分析 改造管网总长 7462 99km 11 1 828km 若新管道采用球墨铸铁管 按改造管网的平均管径为 DN400 计 包括 管材 安装 土方在内的单价为 722 元 米 则 总投资 828 722 5 98 亿元 二 效益分析 管道更新的效益一方面表现为减少漏失 节约自来水量 同时也包含 了消除爆管现象造成的直接 间接损失 但是由于该部分效益难以量化 故 在此只考虑其直接的节水效益 按目前上海市属自来水公司管网漏失率为 8 的 实际情况 若管网改造工程 2005 年结束 经估算 届时管网漏失率可降低 为 7 12 根据 上海市供水系统专业规划 预测 2005 年上海市属自来水 公司的供水量将增加到 493 万 m3 d 则 2005 年节水量 493 365 8 7 12 1583 46 万 m3 1 节省水费 2005 年节省水费包括节省的自来水费和排水费 自来水费按自来水水 价 1 10 元 m3计 排水量为自来水量的 90 排水费为 0 70 元 m3 则 2005 年节省水费 1583 46 1 10 0 9 0 70 2739 39 万元 2 节省电耗 通过更新旧的管道 不仅可以降低管网漏失率 节省自来水量 另外 由于新管道的摩阻系数很小 管网中水头损失随之减少 水厂的二级泵站供 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 23 水压力则可以适当降低 故电耗的节省是管网更新工程间接效益的重要体现 按水厂出厂水压力降低 2 米 电费 0 6 元 KW 计 年可节省电耗 0 6 493 104 3600 9 8 2 365 587 82 万元 3 水质提高 管网改造后 水力条件得到改善 水质随即得到提高 对于上海这样 一个水质型缺水城市来说有着重大的社会效益 由于改善水质 降低爆管事 故率而获得的社会效益按 0 02 元 m3估算 则改善水质每年可获得的总的社 会效益为 4930000 0 02 365 3598 90 万元 管道更新工程总的效益 2739 39 587 82 3598 90 6926 11 万元 三 投资效益分析 则该项目的静态回收期 5 98 108 6926 11 104 8 63 年 当项目寿命期取 20 年 贴现率 i 8 时则效益费用比 14 1 0 0 C B 当项目寿命期取 20 年 贴现率 i 6 时则效益费用比 33 1 0 0 C B 通过以上分析计算 该项目基本可行 若考虑今后水价的增加 该项 目效果更好 4 2 更换家庭旧式大流量卫生便器项目更换家庭旧式大流量卫生便器项目 目前上海市给水管理处正在进行居民卫生便器改造工程 通过更换现 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 24 有便器中一冲水设备 将 60 万用户家中大于 9L 的便器降至 9L 户均改造 费用 50 元计 共需改造费用约 3000 万元 节水型便器比传统的便器每次可节水 3 升左右 如果按每户居民每天 使用便器 15 次计算 每户居民每天可节水 45L 一年可节水 16 4m3 60 万 户待改造居民一年则可节约水量 984 万 m3 水价按 1 66 元 m3 其中自来水 费 1 03 元 m3 排污费为 0 63 元 m3 计 户均节约水费 26 10 元 年 60 万 户居民一年则共节约水费 1567 万元 P t t t iY 0 0 1 式中 Y0 3000 万元 Y1 1567 万元 Y2 1567 万元 Y3 1567 万元 按照贴现率 i 取 8 计算 动态回收期 P 2 5 年 从上面的计算可以看出 改造家庭中现有旧式卫生便器的节水措施不 仅可节约大量自来水量 而且其经济效益很好 由此可以认为推广节水型器 具经济可行性好 是目前上海市生活节水工作的重点 4 3 学生公寓装表计量项目学生公寓装表计量项目 高等院校和寄宿制中学是上海市节水工作的重点对象之一 学生生活 用水浪费现象严重 一方面是由于水龙头 冲洗水箱质量问题引起的滴漏 损坏的用水设备未及时修理而造成的浪费 但是主要还是由于学生用水无限 量供应 学生节水意识差 长流水现象严重 特别是洗衣服时浪费的水量很 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 25 大 针对高校的具体情况 节水工作一方面是加强节水思想教育 同时也 应该采取用水计量措施 提高学生的节水意识 目前新建或改建的学生公寓 普遍采用了带卫生间的套间 这就为安装水表提供了条件 以下就学生公寓 安装水表这一节水措施进行费用效益分析 一 投资分析 根据 上海统计年鉴 上海市 2000 年共有高等院校 寄宿制中学在 校学生人数约 27 5 万人 基于目前上海高校学生居住公寓情况预测 今后几 年中高校学生公寓居住率将继续扩大 按其中 20 学生住学生公寓计 则 居住学生公寓的学生总人数 27 5 0 2 5 5 万人 学生公寓一般为 4 人套间 则 所需安装水表数 13750 只 安装水表为项目建设初期的一次性投资 安装一只水表的投资 包括 水表购置与安装费等 需要 108 元 则上海市高校安装水表总费用 108 13750 148 50 万元 日常抄表的人工管理及维护费估算为 25 万元 年 二 效益分析 现上海市高校学生人均日用水量为 300 L 人 d 与 2001 年上海市人均 居民生活用水量 146 L 人 d 相比 差距很大 即使与人均综合生活用水量 253 L 人 d 相比也高出很多 通过安装水表 可以借助一定的经济手段来使 得学生的节水意识提高 考虑到学生用水量中仅有一部分是产生在公寓内 预计该节水措施可 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 26 以将学生人均日用水量降低到 250L 人 d 考虑学生用水的特点 此值仍高于 上海市人均居民生活用水量的数值 节水率 300 250 300 17 上海市高校年节水总量 17 0 3 5 5 365 102 38 万 m3 水价按现行值计算 即自来水水价为 1 30 元 m3 排污费为 0 7 元 m3 则年节省水费 102 38 1 30 0 9 0 7 169 95 万元 三 投资效益分析 水表寿命期取 5 年 社会贴现率 i 取 8 则该项目的效益费用比 90 3 0 0 C B 从以上分析计算可以看出加强高校学生用水的计量管理对于促进节水 还是很有效的 4 4 污水回用于市政用水项目污水回用于市政用水项目 2000 年 上海每天产生的污水总量达 504 万 m3 目前污水处理率仅为 55 4 按 上海市污水系统专业规划 至 2020 年 上海全市污水量将增 长为 696 万 m3 污水处理率达 90 日污水处理量为 626 万 m3 回用水源 很丰富 而且潜在回用水市场也很宽阔 据估算 2000 年全市绿化用水量约 为 13797 万 m3 全市洗车用水量约为 1954 万 m3 浇洒道路用水量约为 916 万 m3 全市公共厕所用水量约为 295 万 m3 以上四项公共用水量总和为每 年 17000 万 m3左右 目前大部分使用的都是自来水 若部分用水可以以污 水厂处理后的回用水取而代之 则不仅经济效益可观 更重要的是节约了水 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 27 资源 降低了排污量 所以上海有着很大的污水回用潜力 根据对回用水市场的调研结果及供水点的情况 初步考虑以曲阳污水厂为 中心建设再生水供水系统的示范工程 对二级出水进行深度处理 回用水通 过管道输送给周围的公园 街道 住宅小区浇灌绿地 以及喷洒道路 洗车 等用途 现初步设想建立一个 1 万 m3 d 的回用水系统 以下对该污水回用工 程进行投资效益分析 一 投资分析 再生处理设备投资约 255 万元 输配水管道系统投资约为 2600 万元 总一次性固定投资额 2855 万元 年运行成本见表 4 1 污水回用系统年运行成本污水回用系统年运行成本 表4 1 年份2003 2004 年2005 2009 年2010 2014 年2015 2020 年 运行成本 元 m3 0 260 280 300 32 二 收益分析 现假设再生水水价如下 免排水费 回用水水价预测回用水水价预测 表4 2 年份2003 2004 年2005 2009 年2010 2014 年2015 2020 年 水价 元 m3 1 001 201 401 60 三 投资效益分析 污水回用工程现金流量计算见表 4 3 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 28 现金流量表现金流量表 单位 万元 表4 3 年年 份份序号序号项目项目 200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020 收益收益 流量流量 365438438438438438511511511511511584584584584584584 一一 水费水费 收益收益 365438438438438438511511511511511584584584584584584 费用费用 流量流量 2855105 8 5 115 3 4 115 3 4 115 3 4 115 3 4 115 3 4 124 8 3 124 8 3 124 8 3 124 8 3 124 8 3 134 3 2 134 3 2 134 3 2 134 3 2 134 3 2 134 3 2 固定固定 投资投资 2855 运行运行 成本成本 94 9102 2102 2102 2102 2102 2109 5109 5109 5109 5109 5116 8116 8116 8116 8116 8116 8 二二 销售销售 税金税金 10 9513 1413 1413 1413 1413 1415 3315 3315 3315 3315 3317 5217 5217 5217 5217 5217 52 三三净现净现 金流金流 量量 2855259 1 5 322 2 6 322 2 6 322 2 6 322 2 6 322 2 6 386 1 7 386 1 7 386 1 7 386 1 7 386 1 7 449 6 8 449 6 8 449 6 8 449 6 8 449 6 8 449 6 8 社会贴现率社会贴现率 i 取取 8 计算得 计算得 效益费用比效益费用比075 1 0 0 C B 净现值净现值 NPV 214 56 万元万元 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 29 上述一个规模为 1 万 m3 d 的回用水系统经济上是基本可行的 而且产生 了一定的社会 环境效益 节约了自来水 减缓了自来水用水的增长速度 降低了了污水排放量 有利于水资源环境保护 4 5 农业节水投资估算农业节水投资估算 一 投资分析 节水投资由工程措施投资 农业措施投资 管理措施投资三部分组成 其中工程措施投资的估算参考上海市水利工程投资标准 农业措施投资和管 理措施投资依据上海市现行的节水灌溉项目实际投资单价制订 农业节水总投资为 13 42 亿元 工程措施主要包括地下渠道 喷微灌工 程和渠道衬砌 2000 2020 年工程总投资为 7 34 亿元 其中喷灌工程投资 2 46 亿元 滴灌工程投资为 0 48 亿元 地下渠道投资 2 4 亿元 渠道衬砌 投资 2 0 亿元 农业措施投资为 4 18 亿元 管理措施投资为 2 30 亿元 二 效益分析 节水效果可分为直接和间接两部分 直接表现为减少了供水需求量和水 资源的消耗量 从而节约了供水工程的建设投资以及减少了废污水治理投资 间接效果表现为节水增产 节地 节能 转移效益等 且对生态环境有显著 改善 1 节水效益 节水效益是节水后比节水前节约出来的水量 在 P 50 水平年条件下 2020 年可节约农业用水量约 10 54 亿 m3 其中 2000 2005 年节约 3 30 亿 上海市节约用水规划 节约用水方案的投资效益分析 30 m3 2005 2010 年节约 2 46 亿 m3 2010 2020 年节约 4 78 亿 m3 每立方 水按 0 12 元计算 共节约水费 12648 万元 2 节地 节能 增产效益 通过实施农业节水措施后 到 2020 年可节约土地 6 7 万亩 把节约的 土地用以发展经济作物 年约增加收入 8400 万元 上海郊区灌溉为泵站抽 水灌溉 节水意味着能耗减少 每年可节电 2318 万度电 每度电按 0 5 元 计算 共节约电费 1159 万元 每亩按增产 50kg 计算 规划粮食作物种植面 积为 12 万公顷 180 万亩 则年增产粮食 9000 万