我国生活垃圾处理社会总成本分析

我国生活垃圾处理社会总成本分析

摘要

国务院向全国发布了《生活垃圾分类制度实施方案》，我们对这一政策制定了三种垃圾处理模式。但三个垃圾处理模式的成本计算只涉及了部分直接业务成本，未涉及其他社会成本，导致成本最终计算结果过低，需要我们建立新的成本分析模型，重新计算三个模式的垃圾处理成本，此问题实为模型优化问题。

针对问题一，建立垃圾处理成本模型，可在三个处理模式基础上完善成本计算，加入未涉及的其他社会成本。完善的成本计算一为垃圾焚烧补贴，三个垃圾处理模式都涉及到垃圾焚烧，却只计算了焚烧的直接处理成本，焚烧补贴费用其实高于垃圾焚烧费用，加入焚烧补贴后，垃圾处理模式一成本迅速提高超过垃圾处理模式三；二为焚烧灰渣填埋成本，垃圾填埋只填埋垃圾灰渣可以有效保护环境，降低土地使用率。原模式一却假设不计算灰渣填埋成本；三为干湿垃圾分类，模式二与模式三队干湿垃圾进行分类处理计算成本，所以干湿垃圾分类比例直接影响成本计算，原模式却对分类比例进行估计预测，直接导致成本数据不真实，我们采用MATLAB对干湿垃圾比例进行预测增加数据可信度。

针对问题二，使用问题一完善后的成本计算方式，对未来十年垃圾总量进行预测，采用C++编程计算未来十年垃圾处理总成本。

针对问题三，将三个模式垃圾处理总成本进行比较。从经济，环保等方面考虑，垃圾处理模式三为优选模式，该模式垃圾处理成本最低，并且对干湿垃圾进行分类处理，有效防止二恶英排放，保护环境与市民权益。

关键词：模型优化；干湿垃圾分类；MATLAB；焚烧补贴；填埋成本

一、问题重述

（1）建立我国生活垃圾处理所需总成本分析模型；

（2）尝试建立数学模型分析不同方式下生活垃圾的的处理效果；

（3）给出生活垃圾处理的对策；

（4）如果采取垃圾处理分类收费制度，试分析会不会对垃圾总量带来更有效的减量化效果；

（5）基于第4问建立的数学模型，试尝试构建一个更合理的垃圾收费制度，并进行科学性分析。

二、问题分析

2.1问题一的分析

问题一要求建立我国垃圾处理所需总成本分析模型，但问题二提到要计算三个垃圾处理模式的成本，则建立的模型必须与三个垃圾处理模式相关联。《生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》提及三个模式只涉及了部分直接业务成本，未涉及其他社会成本。这导致计算的成本过低，以及三个模式的成本排序有误，无法选出优选模型。所以新建立的模型需要在原成本计算模型基础上，加入未涉及成本的计算。并且原模型在垃圾分类中的分类一环采用的是简单估算，结论不可信，并会直接影响成本计算，为了响应《生活垃圾分类制度实施方案》，需要对分类一环进行完善，使数据真实可靠。将以上情况全部考虑以后，将从模型建立问题变为模型优化问题。

2.2问题二的分析

问题二尝试建立数学模型分析不同方式下生活垃圾的的处理效果；重新对三个模式的当前处理成本进行计算，并且对未来十年的成本进行预估。在相关预测，可以用MATLAB曲线拟合功能进行预测。未来十年的垃圾总量成长情况资料已经给出，因此预测出相关数值后，可直接用C++编辑程序，代入模型与相关数值，计算出三个模式未来十年的总成本及成本变化情况。并可用MATLAB做出曲线图，对三个模式成本增长趋势做出直观观察。

2.3问题三的分析

问题三需要给出生活垃圾处理的对策；一为垃圾焚烧补贴，二为焚烧灰渣填埋成本，三为干湿垃圾分类。

2.4问题四的分析

问题四需要我们在模型以及成本，资源，环境等情况的考虑下，选择出最优模式。并根据相关法律法规以及环境等角度考虑，向政府部门提出建议。模式一在之前成本计算中成本最低，但对环境危害最大，但是当加入垃圾处理其他社会成本后，因为垃圾焚烧涉及社会成本最多，模式一成本将会大大提高，便可用成本直接剔除模式一，之后对于模式二与模式三，在考虑成本与环境等因素情况下，进行优选。

三、模型假设

1.假设垃圾处理设施都是新建设，未来十年在新设施使用年限内。

2.假设焚烧灰渣体积为10~15%的中间值，取12.5%。

3.假设焚烧补贴不变。

4.假设垃圾含水量比例为湿垃圾比例。

5.假设模型设立完成后立即推广使用，不存在近期使用以前的填埋模式远期使用新模式。

6.假设湿垃圾生物降解技术成熟不可用，不存在湿垃圾过多技术不够无法生物降解湿垃圾。

7.假设年垃圾清运量等于年垃圾总量。

四、符号说明

五、模型的建立与求解

5.1.问题一的分析与求解

《生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》【1】中提及的三个垃圾处理模式，在概念以及很完善，也对分类要求进行了配置，不需要我们去设计新的垃圾处理模式。但是在成本计算上，只涉及直接业务成本，未涉及其他社会成本，导致计算出的成本数值过低，无法选出优选模型，因此我们只需要在原有模式中，加入未涉及的成本计算，以及对分类

方式用科学方式重新计算比例，代入原有模式，优化模型便可。

垃圾焚烧是三个模式都需要使用的处理方式，在三个模式的垃圾处理成本中占据极大比例，例如模式一对于垃圾的处理全用了垃圾焚烧，而计算成本时却只计算了焚烧成本，对于焚烧后的灰渣处理与一系列焚烧相关补贴没有计算在内。从成本角度，垃圾焚烧补贴价格要高于焚烧处理价格，若是将这些成本全部计算进入，三个模式成本都将提高，模式一成本提高最大，会直接影响成本排序；从民生角度，垃圾焚烧产生二恶英，危害居民身体健康，为保障市民权益，也为垃圾处理模式能顺利推广，垃圾焚烧补贴必须计算入成本。

填埋场只填埋填埋焚烧灰渣，能降低土地使用率，并且保护卫生环境，因此焚烧灰渣填埋成本也需要计算。

模式二与模式三相比于模式一，不是将垃圾直接焚烧，而是将干湿垃圾分开处理，处理方式两模式相同，只在分的过程有区别。湿垃圾单独处理，进行生物降解，能有效遏制二恶英排放造成的污染，因此干湿垃圾需要进行准确分类，但是对于干湿垃圾分类上，两模式采用的是估计数值计算成本，既使焚烧数值不准确，可能造成环境污染，也会使计算出的成本值不精确，可能过高也可能过低，所以干湿垃圾分类比例需要建立模型重新计算，在此可采用MATLAB进行预测。

所以我们需要对垃圾焚烧成本进行完善，并且对干湿垃圾比例进行合理分类。

5.1.1垃圾焚烧补贴成本

根据《北京市城市生活垃圾焚烧成本评估报告》【2】提及，垃圾焚烧产生二恶英对人产生危害，因此每焚烧一吨垃圾都有相关社会补贴。考虑到二恶英是对人产生影响，所以假设焚烧补贴与人口相关。《北京市城市生活垃圾焚烧成本评估报告》中2014年北京市焚烧一吨垃圾补贴1088.94元，从国家统计局查询到北京2014年人口13334000人，深圳市3322100人。计算深圳市焚烧补贴：

3. 271

,

94

. 1088

3322100 13334000 ==

B

B

可得每焚烧一吨垃圾，深圳市补贴271.3元

5.1.2焚烧灰渣填埋成本

《生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》【1】中提及，垃圾焚烧后产生的灰渣的体积仅为原来的10~15%，在此我们取12.5%进行计算。

并且国内目前各大填埋场的运营管理情况，填埋场内的垃圾堆填密度一般为0.8吨/立方米，填埋场的投资规模可按20元/立方米库容估算。

综合以上可得到焚烧灰渣填埋成本公式：

x H x

H

6

,

60

125

.0

8.0

=

⨯

⨯

⨯

=

(1) 5.1.3干湿垃圾分类