5.3.2 海水淡化成本的主要影响因素
海水淡化完全成本是指海水淡化生产和使用的循环过程中所发生的取水、输送、净化、分配、使用、污水收集和处理到最终排入自然水体的整个过程中发生的所有成本,也称为社会成本或完全社会成本。从经济学角度考虑,完全成本由资源成本、机会成本、内部成本和外部成本构成。根据完全成本法,海水淡化完全成本的核定可由4部分组成:①海水资源成本P1;②边际机会成本P2;③内部成本P3;④外部成本P4。即,完全成本P=P1+P2+P3+P4。
海水淡化的资源成本是指抽取海水资源所发生的资源费用。海水淡化的机会成本则是指因海水淡化而不得不放弃海水其他利用方式可能带来的价值损失。海水淡化的内部成本主要由投资费和运行管理费等组成,受淡化方法、淡化规模,当地的水质、水温、地理、地质、气候、能源价格、淡化水的水质要求,设计的选材、开工率、安全容量、使用年限、投资来源、利率、税收等多方面的影响。海水淡化的外部成本主要是指环境成本,包括资源耗减成本,即工程所消耗的资源与能源的价值;环境降级成本,即环境污染所造成的外部成本,由污染物排放引起的价值损失;资源维护成本,即维持自然资源目前的状况而发生的资源维护、技术改造等成本;环境保护成本,即和负面环境影响同步发生,用以维持环境现状而不至于恶化的环境监测、环境管理、污染治理等环境成本支出以及为达到国家和政府对环境的要求而负担的各种费用,如环境税费。
影响海水淡化成本的因素较多,主要有水源水质、海水温度、固定资产投资、设备利用率以及电力能源价格等。在不同的建设条件和运营条件下,不同海水淡化工程的成本差异较大。其成本构成一般包括:能源(电力)费用、药剂费用、人工费用、维护费用、财务费用及折旧费用等。下面主要就现有技术条件下我国反渗透法和蒸馏法淡化技术的成本进行简要分析。
1.反渗透法淡化技术成本分析
在设计运行良好的情况下,我国反渗透海水淡化的吨水电耗为3.8~4.1kWh。按照工业电价平均水平0.58元/kWh(2010年)计算,吨水电力成本为2.20~2.38元;如果与电厂合建或者采用电厂直供电的情况下,电价可降到0.40元/kWh以内,这样吨水的电力成本可降到1.52~1.64元。
吨水药剂费用为0.40元左右。按照我国目前的平均工资福利水平,一般情况下吨水人工及管理成本约为0.10元。设备维护、维修、清洗的年费用约为固定资产总值的1.5%,为吨水0.27~0.41元。超滤膜、反渗透膜和滤芯等耗损材料的吨水更换费用为0.60~0.90元。对于10万m3/d级别的海水淡化项目,在银行长期贷款金额占总投资70%(宽限期2年,还款期10年),流动资金贷款额占到总流动资金70%的情况下,按目前的利率水平,吨水银行财务费用约为0.30元。海水淡化装置的寿命在维护良好的情况下可到达20年以上,如果按照折旧20年,残值5%进行,设备利用率90%进行估算,反渗透海水淡化的吨水折旧成本为0.87~1.30元。综上,反渗透海水淡化的成本在4.16~5.59元/t之间。其中能源(电力)成本所占比例最大,占40%左右,其次是折旧和维护(包含换膜)成本,均占到22%。
2.蒸馏法淡化技术成本分析
蒸馏法的电力费用较低,设计运行良好的情况下,一般吨水电耗在1.4kWh左右,如果按照工业电价平均水平0.58元/kWh(2010年)计算,吨水电力成本为0.81元,如果按照上网电价0.40元/kWh计算,吨水电力成本可降到0.56元。一般情况下,吨水药剂费用约为0.30元左右。吨水人工及管理成本约为0.10元。按照固定资产总值的1.5%计算,吨水设备维护费用为0.36~0.50元。对于10万m3/d级别的海水淡化项目,银行财务费用约为0.40元/t;如果按照折旧20年,残值5%进行,设备利用率90%进行估算,蒸馏法海水淡化的吨水折旧成本为1.16~1.59元。综上,蒸馏法海水淡化的成本在4.88~6.70元/t之间。其中能源成本最大,所占比例超过一半,达到55%左右;其能源成本又以热力成本为主,约占整个能源费用的3/4。折旧为第二大成本,占24%左右。