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垃圾污染已经成为我国重要的环境问题之一。垃圾从传统的混合管理模式向分类管理转变是实现垃圾减量化和资源化的重要手段。垃圾分类管理模式下的设施配置及费用安排是决策者需要明确的问题,同时也引起了国内外学者的关注。已有的研究主要是探讨100%垃圾分类率的理想状态下的费用分析,没有考虑实际的垃圾分类率的提高是一个渐进的过程,也没有涉及源头分类与二次分类的配比对整个垃圾分类处理体系的影响,因而无法分析不同分类率条件下的设施配置和费用大小,限制了应用范围。
本文建立了一套生活垃圾分类处理体系的设施配置和费用分析方法,并以北京市为例进行了模拟计算。从垃圾的分类收集到分类处理,核算了不同分类率情况下北京市生活垃圾分类处理体系所需的费用,并对计算结果以及资金来源分配进行了讨论。
在设施配置方面着重开展了分类桶配置的模拟计算。在传统垃圾桶计算方法的基础上,提出了垃圾桶配置比例的判别方法、配置比例和小区结构对垃圾桶需求量的修正方法,并基于北京市的实际数据计算了六种典型小区(学校、居住区、写字楼、商场、事业区、宾馆)分类垃圾桶在不同分类率条件下的配置数量。结果表明,居民区在不同分类率下厨余、可回收和其它垃圾桶配置比例均为1:1:1;学校、写字楼、商场和事业区,分类率低于50%时,三种垃圾桶配置比例为0:1:1,分类率高于50%时,配置比例为1:2:1;宾馆的分类垃圾桶配置比例变化较大。学校、写字楼、商场、事业区的配置量随着分类率的提高而增加,而居民和宾馆的配置量变化不大。
城市的垃圾分类处理体系的费用包括两个方面:一是分类处理体系各个单元,如收集、运输和处理单元费用;二是整个城市层面上的费用,如宣传费用和科研费用等,可称为宏观费用。对于垃圾分类处理体系每个单元,其费用又包括先期投资费用和运行费用两个部分。
在垃圾分类收集阶段以运行费用为主,约占到80%左右;先期投资中超过65%用于垃圾桶的购置;运行费用中接近60%用于支付人员工资和分类监督费。先期投资、运行费用均随垃圾源头分类率的提高而呈线性增加。在垃圾分类运输阶段仍以运行费用为主,这一阶段先期投资随着分类率的增加迅速增加,运行费用变化较为缓慢。分类处理阶段的先期投资比例非常大,占到此阶段总费用的90%左右,并且先期投资和总费用都随源头分类率的增加而下降。在分类收集、运输和处理三个阶段总费用中,处理阶段的先期投资在三阶段总先期投资中所占比例最大,不同源头分类率下均超过70%,但随着分类率的提高有所下降;分类运输阶段的先期投资比例随着分类率的提高逐渐增加;分类收集阶段的比例变化不大。在三个阶段中,分类收集和分类处理两个阶段的费用所占比例较大。
有二次分选存在的情况。在同一分类运输率下,分类运输阶段的费用与源头分类率呈递减关系;同一源头分类率下,分类运输率越高费用越高。不同源头分类率与和二次分选率组合下北京市分类垃圾处理体系的总分析费用之间没有显著性差异,都在90亿左右。宏观层次的费用比例很小,都低于1%;分类处理阶段所占的比例一直最高,不同组合下的比例在40%到57%之间。在分类收集阶段,两种分类率不同组合下的比例大都在30%左右;分类运输阶段费用的比例相对最小,多数情况下低于20%,二次分选率较高时,则会达到20%以上。