1沼液資源化利用經(jīng)濟模型

1．1模型建立

首先，以盈虧平衡分析(Breakeven analysis)為研究基礎(chǔ)，利用其揭示系統(tǒng)中影響盈虧狀況的變量及變量之間的依存關(guān)系的作用，探究沼液資源化利用最佳經(jīng)濟性半徑。當總成本最小時，工程凈利潤便最大，其公式為

凈利潤=銷售收入－(變動成本+固定成本)

其次，結(jié)合由Nhu Quynh Diep提出的秸稈資源化利用模型，將秸稈資源的能源產(chǎn)量差異轉(zhuǎn)化為秸稈的能源密度，將復(fù)雜的農(nóng)業(yè)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚目捎嬎隳Ｐ?。以秸稈資源打包到資源島再統(tǒng)一運送到工廠為處理模式，將秸稈的收集、運輸和處理過程模型化、數(shù)據(jù)化，運用數(shù)學(xué)模型進行模擬和計算，最終提出秸稈資源化利用的最優(yōu)半徑模型。

因此，將沼氣工程處理中心作為模型中心，四周農(nóng)田作為沼液消納的主體，養(yǎng)殖廢棄物從養(yǎng)殖場運輸?shù)教幚碇行牡木嚯x是固定值。因此，將前期原料運輸成本計入平均處理成本中，處理中心到農(nóng)田的理論平均運距為沼液的經(jīng)濟消納半徑Ｒbsa。

1．2模型參數(shù)推導(dǎo)過程

農(nóng)業(yè)種植受環(huán)境、季節(jié)、品種、土壤狀態(tài)等因素影響，對養(yǎng)分需求差異性較大。為保證模型的代表性和適用性，將農(nóng)業(yè)種植過程中的差異性用不同系數(shù)進行表達，將復(fù)雜的種植環(huán)境簡單化和模型化。

模型假設(shè)沼液采用罐車運輸，為保證運輸成本最低、獲得效益最高，消納區(qū)域應(yīng)為以處理中心為圓心的圓形區(qū)域，如圖1所示。模型內(nèi)沼液道路運輸條件用道路彎曲系數(shù)τ來表達，種植面積比例以本區(qū)域內(nèi)耕地系數(shù)K1來表達，處理中心到農(nóng)田的平均運距為Ｒbsa。

1)農(nóng)田對N的需求量計算，則有

2)運輸成本計算。沼氣工程運行過程中，運輸成本包括原料收集成本和沼液輸送成本。沼氣工程在選址確定后，與養(yǎng)殖場的收集距離將固定了，則畜禽糞污的收集、運輸成本將成為沼氣工程日常運行過程中較為固定的成本輸出，將收集運輸成本計入養(yǎng)殖糞污的平均處理成本b中。因此，文中運輸成本指處理后沼液運輸?shù)睫r(nóng)田的成本。

運輸成本由平均運輸費用P、平均運距和道路彎曲系數(shù)τ所決定，即

平均運輸成本受工程當?shù)剡\輸環(huán)境和運輸條件所影響而不同，道路彎曲系數(shù)根據(jù)工程所在地環(huán)境特點一般選取1．5～3．0。

3)工程固定成本計算。工程固定成本包括廠房、處理設(shè)備、車輛等固定資產(chǎn)投入和處理成本、勞動力投入等相關(guān)值，則有

養(yǎng)殖污水的平均處理成本b根據(jù)沼氣工程的處理方式不同會有較大的波動。

4)沼氣工程投資金額與處理規(guī)模非線性模型計算。通過分析資源化工程可行性研究數(shù)據(jù)，可回收資源化工程總投資金額與處理規(guī)模之間滿足一定關(guān)系，即

通過對國內(nèi)多個沼氣工程進行數(shù)據(jù)調(diào)研，并對部分文獻中提出的沼氣工程投資與處理規(guī)模數(shù)據(jù)進行處理，對沼氣工程投資和處理規(guī)模之間的非線性關(guān)系模型進行擬合，得到關(guān)系如圖2和圖3所示。

擬合結(jié)果表明:資源化可行性研究中，沼氣工程投資Y和處理規(guī)模χ之間滿足一定的非線性關(guān)系，即y=4932χ0．7924。通過模型可知:沼氣工程投資金額和處理規(guī)模之間的相關(guān)性較強(Ｒ2=0．9842)，兩者之間的相互影響效果較為顯著;對于資源化工程經(jīng)濟模型，擬合程度較好、契合度較高，具有一定可信度和實際應(yīng)用意義。

工程規(guī)模因子ε表示處理規(guī)模χ對工程投資Y的影響，工程規(guī)模系數(shù)α是對其影響偏差的修正。擬合數(shù)據(jù)表明，處理規(guī)模對工程投資的影響性較強，且偏差值較低。隨著處理規(guī)模的增加，沼液消納范圍隨之增大，沼氣工程投資金額比例會相對降低。對于沼氣工程和處理規(guī)模關(guān)系的擬合，其結(jié)果具有相關(guān)性、一致性和代表性。

因此，在沼氣工程投資規(guī)劃中利用本文擬合出的沼氣工程投資及處理規(guī)模相關(guān)關(guān)系的參數(shù)，對工程投資成本的評估具有重要指導(dǎo)意義。

聲明：本文所用圖片、文字來源于《農(nóng)機化研究》2020年1月，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等

相關(guān)鏈接：系統(tǒng)，密度，系數(shù)，因子