純水設(shè)備為你分析水價結(jié)構(gòu)在供水系統(tǒng)中的作用
【純水設(shè)備www.zzdsjc.com】世界各國由于自身經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況不同以及水資源條件的差異，制定水價必然有不同的依據(jù)和機(jī)制。然而水價結(jié)構(gòu)的解析卻是世界各地的水務(wù)部門都面臨著一個共性問題。在過去幾十年里，大家都嘗試解決這個問題，具體方式包括基于專家的經(jīng)驗估算，也有更復(fù)雜的數(shù)學(xué)預(yù)測。這些研究一般都假設(shè)各個成本變量是準(zhǔn)確的，沒有考慮到這些變量在實際中自帶的不確定性，純水設(shè)備例如電價、銀行利息或者通脹率等。這些因素在一定的時間框架內(nèi)，有些時候可以視作常數(shù)，有些時候卻不行。例如遞增式階梯定價(Increasing Block Tariffs–IBTs)，它是在水電領(lǐng)域十分流行的定價模型，在有些地區(qū)（例如巴西和菲律賓）甚至還寫進(jìn)法律成為法定定價方法。它的原理是將消費(fèi)量分為若干檔，使用越多，對應(yīng)檔次越高，相應(yīng)價格也不同。雖然這個模式在有些國家和地區(qū)取得了成功，但也證實在其他地方不適用，甚至適得其反，與初衷背道而馳。案例的失敗原因證實是因為這些地區(qū)的情況不符合一些事前假設(shè)的前提條件。這些成本的隨機(jī)屬性以及預(yù)測收益（至少包括了水價的營收）要求對這些不確定性進(jìn)行綜合性的量化分析。
鑒于上述現(xiàn)有水價制定遇到的問題，來自葡萄牙里斯本大學(xué)的土木工程研究和可持續(xù)創(chuàng)新學(xué)院的團(tuán)隊開發(fā)了一種多目標(biāo)優(yōu)化模型（multi-objectiveoptimization--MOO），通過公式系統(tǒng)地表示相關(guān)收入，并基于風(fēng)險的分析評估成本變動性。其中一個焦點放在避開與價格結(jié)構(gòu)相關(guān)的嚴(yán)格假設(shè)（潛在階梯的數(shù)量、體量和價格），讓這些變量自由地形成適合水務(wù)部門自身背景和目標(biāo)的形式。
在水價設(shè)定時，在合適的框架下，純水設(shè)備考慮更多的背景因素，而且更主動地尋求多元化的政治經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，能在價格制定是少一點人為武斷，這是創(chuàng)新的機(jī)遇。在這個研究里，他們建立了一個合適價格框架FSP（FrameworkforSuitablePrices）的模型，目的是通過建立成績標(biāo)量函數(shù)（achievementscalarizingfunction-ASF），用參照點的方法找到有效的解決方案組。為指導(dǎo)決策過程能夠更好地展開討論，他們將這套算法應(yīng)用于佛得角BoaVista島作為案例研究，并對當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)狀和可能的場景進(jìn)行評估。
成本組成和收益源
研究團(tuán)隊先確定了水價成本的主要組成，包括運(yùn)營維護(hù)（O&M）、資本支出（capitalcharges）、機(jī)會成本（opportunitycosts）和相關(guān)的外部效應(yīng)（externality）。他們用“+”、“-”來衡量高低，“--”表示最低而“++”表示最高。其中“估算準(zhǔn)確性”指的是該成本組成可以被量化評估的程度，“接受度”指學(xué)術(shù)和工業(yè)界的認(rèn)可度。他們的評估結(jié)果如下表：
除了確定成本組成，研究人員還對營收來源進(jìn)行闡述，并對固定一次性價格、固定單位水價、階梯式水價等不同模式進(jìn)行闡述。
在這基礎(chǔ)上他們建立了合適價格框架FSP（FrameworkforSuitablePrices）的模型，并將其整理為下面一個工作流程。由于篇幅關(guān)系，模型的細(xì)節(jié)不在這里做詳述，感興趣的讀者可以查閱原文了解更多細(xì)節(jié)。
案例研究
研究團(tuán)隊選擇了非洲國家佛得角作為案例研究對象。佛得角全稱佛得角共和國，位于北大西洋，是由15個大小島嶼組成的群島國家，東距非洲大陸最西邊的塞內(nèi)加爾500多公里。由于自然、財務(wù)、人力和技術(shù)資源的緊缺，佛得角是世界供水最緊缺的國家之一。該國政府也通過國際的資助積極尋求應(yīng)對措施，在體制、人才和財政方面都不斷改革，提高供水覆蓋率。
如下圖所示，博阿維斯塔（BoaVista）位于群島國的最東側(cè)，面積約620k㎡，土地多為平地。過去5年該島人口增長率達(dá)50%，居民人數(shù)14,451。15-64歲人群占71.4%。另外長期游人數(shù)超過4,200人。該地區(qū)年降水量約68mm，屬于干旱地區(qū)。相關(guān)統(tǒng)計顯示該地區(qū)地表水體量為2.5hm³，旱季時候可開采地下水低至0.3hm³，官方有記錄統(tǒng)計的提取量分別約為0.12hm³/年。由于這些水源多為半咸水水處理設(shè)備，所以該島的供水系統(tǒng)主要依靠反滲透的海水淡化工藝處理半咸水和海水，日產(chǎn)量月3,750m³，同時還包含能量回收系統(tǒng)。
2014年的統(tǒng)計供水結(jié)構(gòu)顯示，32.5%的人由管網(wǎng)供水，1.2%通過鄰居，26.7%通過運(yùn)水車，39.1%通過獨立水塔，還有0.6%通過其他途徑獲得供水。供水系統(tǒng)有當(dāng)?shù)氐乃c能源管理局AEB管理，它是一個PPP機(jī)構(gòu)。純水設(shè)備目前他們通過3階式遞增水解征收稅費(fèi)（階梯變化在6和10m³），詳情可參考下圖：
根據(jù)圖1的框架步驟，研究團(tuán)隊首先對BoaVista島進(jìn)行了解，然后選出幾個關(guān)鍵的決策者或機(jī)構(gòu)（例如規(guī)劃主管、工程公司、開發(fā)商和市政官員）搜集關(guān)于2016年-2025年運(yùn)營和戰(zhàn)略方面的總體規(guī)劃數(shù)據(jù)與信息，以讓模型涵蓋兩個水價結(jié)構(gòu)穩(wěn)定期。根據(jù)這些信息，研究團(tuán)隊找出兩個“項目屬性“和兩個”數(shù)據(jù)分化可能性”，從而搭建四個不同的情景。兩個項目分別為：
在2017和2022年對現(xiàn)有的反滲透廠擴(kuò)建
在2017年在Lacacao旅游開發(fā)區(qū)建新的RO廠，與一個發(fā)電廠項目相結(jié)合
后者的好處包括：1.發(fā)電廠能提供電能；2.直接的成本節(jié)約；3.更好地防控水華現(xiàn)象；4.使用低鹽度進(jìn)水減少環(huán)境影響。
如下圖所示，通脹、利率和電費(fèi)是他們找出的關(guān)鍵因子。通過對這些因子建模來分析它們之間的統(tǒng)計相關(guān)性和概率分布。
模擬結(jié)果
根據(jù)FSP模型，他們用下圖5和6的函數(shù)表示4個不同場景的分析結(jié)果。
為了方便與決策用戶互動，研究人員通過提問的方式設(shè)定限制條件，例如會提問“水價應(yīng)該包含哪些成本組成？”或者“哪些部分應(yīng)該有補(bǔ)助，應(yīng)該如何給予？”�？蛇x的答案包括“至少是運(yùn)行維護(hù)部分”、“投資支出的融資靈活性”、“最少人均用量部分可以通過稅收和交易實現(xiàn)補(bǔ)助”或者“確保所有供應(yīng)點的人都付得起水費(fèi)”等。純水設(shè)備然后研究人員對這些描述賦予函數(shù)值，將決策管理者的目標(biāo)轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型的輸入信息，通過成績標(biāo)量函數(shù)解出對應(yīng)的模型值。
研究發(fā)現(xiàn)價格對水務(wù)部門和用戶影響的不確定性非常高。發(fā)展中國家一般通過集體分?jǐn)偪傎M(fèi)用來收費(fèi)，很難收集用戶的收入、家庭情況以及對保護(hù)水資源的態(tài)度等信息。而在BoaVista這個案例中，因為旅游業(yè)是其經(jīng)濟(jì)驅(qū)動力，島上每戶人家的規(guī)模相差很大，而且用水量低的家庭不一定比用水量高的經(jīng)濟(jì)條件差水處理設(shè)備。例如遞增式階梯計費(fèi)模式里，收入較低的家庭，雖然人均用水量低，但是因為家庭人數(shù)多或者合付水費(fèi)，就會導(dǎo)致要在更高價的階梯付費(fèi)。用戶如果不了解水費(fèi)結(jié)構(gòu)的話，可能會使者情況加劇。
一個恰當(dāng)?shù)某煞衷u估起碼是實現(xiàn)合適水價的第一步。該研究團(tuán)隊通過對不同場景的分析，可以更好地了解不同選擇帶來的成本的變化，從而在變量處于動態(tài)的情況下根據(jù)實際情況調(diào)整規(guī)劃路線，并為其制定合理的水價。
這個模型研究對于供水服務(wù)如何創(chuàng)新上給了我們一定的啟發(fā)——除了首要目標(biāo)、技術(shù)方案，決策者還應(yīng)該意識到水價結(jié)構(gòu)的重要作用，以及它跟前兩者間的關(guān)系。
通過多概念的整合，以及將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成可以建模分析的目標(biāo)信息，該研究團(tuán)隊推薦的FSP合適價格框架能幫助利益相關(guān)者了解新項目經(jīng)濟(jì)信息的意義（例如跟海水淡化相關(guān)的投資支出）。該研究團(tuán)隊認(rèn)為，這個框架不僅能讓決策過程更好地以成本為導(dǎo)向，還能提供相關(guān)的風(fēng)險和營收可能性信息作決策支持。通過在更具整體性的系統(tǒng)水平上把不同的成本參數(shù)加入到營收模型中，純水設(shè)備能讓決策問題從更好地從全局角度得到評估。在這樣的背景下，通過帕累托優(yōu)化方案（非支配概率）得到的水價結(jié)構(gòu)將幫助水務(wù)局以更靈活敏捷的方式實現(xiàn)項目目標(biāo)。另外，水處理設(shè)備模型的復(fù)雜度也要視乎數(shù)據(jù)的可用度。數(shù)據(jù)越小，模型結(jié)構(gòu)應(yīng)該要相應(yīng)簡單。相反，復(fù)雜的水價結(jié)構(gòu)需要大量數(shù)據(jù)做支撐。
通過佛得角BoaVista島的案例研究，我們能夠看到政府的水務(wù)部門的目標(biāo)的演化：在過去，由于水資源缺乏，水務(wù)部門將首要工作落到水資源保護(hù)上。但隨著技術(shù)的發(fā)展，例如海水淡化項目的普及，他們關(guān)注點也隨之發(fā)生變化。這些變化對水價結(jié)構(gòu)其實有著重要的影響。該研究的分析也顯示其實現(xiàn)在的水價需要更新調(diào)整。
另外，海水淡化廠和發(fā)電廠配合建造的情景分析顯示處理半咸水的成本更低，這給調(diào)整水價結(jié)構(gòu)提供了可能性。這個案例分析也為項目的可行性提供了重要信息。
最后，研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào)加權(quán)系數(shù)組必須由決策者來評估，因為水價的選擇需要基于明確的政治經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。更重要的是，水價不應(yīng)該是一個獨立的框架，需要與其他政策和措施相結(jié)合，才能實現(xiàn)理想的目標(biāo)。本文由皙全蘇州水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用。
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