厂网一体化PPP模式在水务基础设施建设中的应用探讨

作者:黄俊杰 汤伟真 吴亚男
单位:上海碧波水务设计研发中心 深圳市光明区水务局 深圳市城市规划设计研究院有限公司
摘要:以深圳市光明区内采用厂网一体化打包和PPP模式实施的城市水务基础建设项目为例,结合项目打包组成、运作模式选择、回报和考核机制构建及实施效果等内容,从保证项目建设质量、发挥社会资本优势、提高项目吸引力、提升设施运营维护水平等方面提出相关建议,为建设适宜排水系统特性和服务要求的城市水务基础设施提供思路。
关键词:厂网一体化PPP模式水务基础设施
作者简介:黄俊杰,男,1994年出生,安徽蚌埠人,硕士,工程师。主要研究方向为海绵城市、城市面源污染控制。通信处:200233上海市徐汇区虹梅路1535号星联科研大厦1号楼305E-mail:ahuhjj@163.com;

 

0 引言

城市水务基础设施具有典型的公益属性,但建设投资大,收益回报低、周期长,对社会资本的吸引力不足,一般多由政府投资建设。同时,又因城市水务基础设施具有投资金额大、建设内容复杂、施工周期长的特点,为减轻投资压力、缩短建设周期,一般需将各类设施进行拆分建设。这种建设模式导致城市排水系统内存在厂网建设标准不统一、功能不匹配、排水管网建设分散、施工质量参差不齐等问题,使得城市水环境治理成效大打折扣[1]。2000年以后,以BOT为代表的投资模式开始在国内水务基础设施建设中广泛应用,但绝大多数案例为具有较为显著运营收益的污水处理厂工程,并未解决厂网建设分离的问题,且建成后的污水处理厂普遍存在配套管网不完善、厂网管养职责分割、系统运营效率低的问题。在北京市开展的相关工程经验表明,污水处理厂和排水管网的一体化运营,更符合城镇排水系统的内在特性以及作为城镇基础设施的服务定位,更有利于充分发挥其水环境保障功能[2];在实施政府和社会资本合作(Public-private partnership,PPP)模式中进行城乡供排水一体、厂网一体和行业“打包”开发,有利于吸引社会资本投入水务项目,提高水务管理效率和服务水平[3]

为改善城市水环境质量、探索城市水务基础设施一体化运营管理经验、提高城市水务基础设施运营水平,深圳市光明区从厂网分离问题入手,运用PPP模式,引入社会资本,发挥其在融资、管理、技术等方面优势,启动了光明水质净化厂服务范围内厂网一体化PPP项目。笔者以该项目为例,对基于厂网一体化的PPP模式在城市水务基础设施建设、管理中应用的作用、优势、效果进行简要分析,总结相关经验以期为其他项目提供参考。

1 研究区域概况

光明区位于深圳市西北部,属茅州河流域中上游区域。光明水质净化厂位光明区中部、茅州河干流河道旁,现状已建成一期污水处理工程,处理规模15万m3/d,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A排放标准,就近回补茅州河干流河道。该厂服务范围包括茅州河中上游及其支流(鹅颈水、东坑水、木墩河、楼村水、新陂头河等),服务面积约58.7km2

光明水质净化厂服务范围内的污水干管系统基本建成,但配套污水支管网建设不成系统,导致其运行效果不佳。服务范围已建排水管网长度约700km,在建排水管网工程包括覆盖多个社区和街道的污水支管网工程和雨污分流管网工程,长度分别为141km和153km。但各片区排水管网系统建设范围分散、建设质量参差不齐,使得排水管网系统内部错接乱排、渗漏淤积问题突出,整体运行效果不佳。具体表现为光明水质净化厂进水水量呈现旱季低、雨季高,污染物浓度呈现旱季高、雨季低的不协调现象。以2017年光明水质净化厂进水水量、水质变化情况为例,4至10月雨季期间比11月至次年3月旱季期间的平均进水量高29.8%,但进水COD平均浓度低19.0%,进水NH3-N平均浓度低33.40%(见表1)。同时,根据茅州河流域水污染治理工作安排,为匹配受纳水体水质达标的工作要求,光明水质净化厂一期出水标准还需进一步提升。

表1 2017年光明水质净化厂进水水量水质情况
Tab.1 Information of inflow quantity and quality in Guangming wastewater treatment plant(2017)   

表1 2017年光明水质净化厂进水水量水质情况

2 项目概况

2.1 项目基本情况

在此背景下,深圳市光明区按照“流域统筹、系统治理”的水环境治理策略,以改善城市水环境质量、探索城市水务基础设施一体化运营管理经验、提高城市水务基础设施运营水平为目标,将光明水质净化厂一期提标改造、二期建设工程与其服务范围内配套排水管网等11个项目统一打包,组成光明水质净化厂服务范围内厂网一体化PPP项目。

项目总投资约15.82亿元,采取PPP模式运作实施。由政府授权下属水务部门作为该项目的实施机构,采用竞争性磋商方式选择同时具备相应投资能力、设计能力、施工能力及运营能力的社会资本。由政府授权区属企业作为政府出资代表,与成交社会资本合资成立项目公司,作为项目运作机构。项目公司注册资本金为5亿元,成交社会资本出资51%,政府出资49%。

在运作方式方面,根据各子项目建设进展差异和工程特点,分别采用O&M(委托运营)、EPCO(设计-采购-施工-运营)、DBTO(设计-建设-移交-运营)、DBOT(设计-建设-运营-移交)、DROT(改建-运营-移交)等5种交易模式。项目合作期限为30年(含建设期36个月),期满后项目所有设施无偿移交给政府(见图1)。

在回报机制方面,该项目采用“政府付费”机制,一是由实施机构向项目公司支付可用性服务费(含EPCO项目进度款)用于新建排水管网工程建设;二是由实施机构向项目公司支付管网运营维护费[1.4万元/(km·年)]用于存量、在建、新建排水管网的运营维护;三是由实施机构向项目公司支付污水处理服务费(0.55元/m3水),用于光明水质净化厂一期提标改造和二期新建工程的投资和运营维护。经测算,该项目全生命周期政府支出费用约60亿元,其中污水处理服务费约43亿元,占比约71%。

表2 PPP项目情况
Tab.2 Information of PPP projects   

表2 PPP项目情况
图1 PPP项目结构

图1 PPP项目结构

Fig.1 The structure chart of PPP project

在考核机制方面,该项目实行“绩效考核、按效付费”机制,设立了包含管网运营维护绩效考核,水质净化厂运营管理绩效考核、污水处理出水情况绩效考核及移交绩效考核等四方面的绩效考核体系。其中,在水质净化厂运营维护绩效考核中创新性地将进水水量、水质作为绩效考核评价指标,以服务范围内用水量的85%作为进水水量考核指标,以化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)浓度作为进水水质考核指标;在污水处理出水情况绩效考核中实行无保底水量模式,即政府以实际污水处理量为准,通过按月计量、按月结算、按年清算的方式向项目公司支付服务费。该种模式更有利于发挥社会资本的管理、技术优势,促使社会资本积极进行排水管网优化和运营维护提升。

2.2 实施效果

光明水质净化厂服务范围内厂网一体化PPP项目于2016年底正式启动,经历了项目前期策划、社会资本遴选、竞争性磋商谈判等过程,于2017年5月选定社会资本,于2017年8月完成项目公司组建并正式开工建设,于2018年2月入选财政部第四批PPP示范项目库。截至2019年底,相关建设内容均已完工。

2.2.1 管网系统优化和完善方面

项目公司在开展排水管网新建项目的同时,同步按“先主干管后支管、先下游后上游、先污水干管后片区普查”原则,对光明水质净化厂服务范围的已建排水管网进行全面梳理、普查,建立排水管网问题清单,为下一步排水管网的优化、完善等提供依据。截止2019年底,长圳、玉律等4个新建排水管网工程均已完工;累积完成约587km已建排水管网的普查,发现错接混接、高水位运行等问题共910处,设计并建设完成接驳完善管道约28km。

2.2.2 水质净化厂运行效果提升方面

光明水质净化厂一期提标改造工程主要建设内容包括新建中间提升泵房、脱水机房、高效沉淀,改造细格栅、曝气沉砂池、生物反应池等;二期工程主要建设内容包括进水分配井、高效沉淀池、臭氧催化氧化池、生物反应池、二沉池、紫外线消毒渠、脱水机房等。

根据连续监测结果,随着服务范围内排水管网建设和完善工作,光明水质净化厂的运行实现水量、水质“双提升”。其中,2018年、2019年光明水质净化厂的日均进水水量分别提升至14.5万m3/d、24.1万m3/d,同比增加17%、94%;进水COD平均浓度提升至308 mg/L、425mg/L,同比增加79%、147%;进水氨氮平均浓度提升至14.2 mg/L、15.9mg/L,同比增加42%、59%。

3 讨论与建议

3.1 厂网一体化“打包”是提升项目建设质量、运营效果的基础

采用厂网一体化模式进行城市水务基础设施“打包”建设,更符合城市排水系统的内在特性,可统一排水系统内厂、网的建设主体,做到污水处理厂与配套管网同步设计、同步建设、同步验收、同步投产,能解决排水系统内存在的厂网建设分散、建设标准不统一、功能不匹配、施工质量参差不齐等问题,提高了项目整体的建设效率和质量;能实现城市水务基础设施运行维护全覆盖,打破了原有运营维护区域分割、管养职责分散的问题;在一定程度上形成了厂网联动效应,通过对排水系统运行联动调度,使得污水处理厂可根据管网内水位变化情况及时调整生产能力,提高了系统运行调度效率,也提升了城市水环境质量。

3.2“PPP”模式是发挥社会资本优势、转变政府职责的催化剂

在厂网一体化“打包”项目中,根据工程特点和建设需要,综合采用O&M、EPCO、DBTO、DBOT、DROT等模式,有利于发挥社会资本的融资、技术优势,可实现近期紧迫建设任务的落地实施,且转移了项目各环节的风险和责任,减轻了政府承担的城市管理职责,有利于政府从基础设施提供者向规则制定者、市场监管者的转变。同时,项目建设后将污水处理厂和配套排水管网统一委托项目公司运营,统一排水系统内各类水务基础设施的运行维护主体,可实现排水系统的整体运行调度。在社会资本选择过程中通过引入竞争机制,采用竞争性磋商模式,对主要费用费进行磋商,可降低项目全寿命周期费用和费用超支风险。

3.3 合理的回报机制、合作期限是提高项目吸引力的强化剂

基于城市水务基础设施属性和投资收益特点,为提高社会资本参与城市水务基础设施建设的积极性,需在城市水务基础设施建设和运营维护过程中设置完善的回报机制,保证社会资在合作期间获得一定的收益。可采用“政府付费”机制,针对排水管网和污水处理设施的运营特点,设置不同的付费项目,费用单价应根据市场价格合理确定。

城市水务基础设施也具有可经营、收费机制成熟、运营成本高、运营难度大、资产寿命长的特点,为保持城市水务基础设施长期运行质量的稳定、降低项目全寿命期成本,应选择较长的合作期限,通常宜为25~30年。对于社会资本,较长的合作期限可让其通过完善运营措施、合理控制成本等方法获得更多利润。对于政府,通过在较长的合作期限内,逐年或逐月向社会资本分期付费,降低了政府资金压力和债务风险。

3.4“绩效考核、按效付费”机制是提升设施运营维护水平的保障

在项目实施中设立“绩效考核、按效付费”机制,明确城市水务基础设施以效果导向的建设运营目标和服务定位,可激励社会资本在开展利己经济行为的同时,发挥技术、管理方面优势,对排水系统开展普查和优化工作,以达到改善城市水环境质量、提升城市水务基础设施运营维护水平的效果。特别是在目前水环境治理的背景下,通过设置涵盖排水系统源头、过程、末端的考核目标,有助于提升流域内的水环境治理成效。

3.5 讨论

由表2可知,在光明水质净化厂服务范围内厂网一体化PPP项目中纳入该项目新建的排水管网长度仅占排水管网总长度的15.4%,大部分排水管网在项目实施前已基本建成。为实现排水管网运行效果的整体提升,本项目针对已建排水管网,单独设置了排水管网接驳完善工程。建议其他项目在排水系统建设之初,就考虑将尽可能多的新建排水管网工作和污水处理厂工程进行“打包”,以发挥厂网一体化的系统性、整体性优势。

4 结语

在光明区的实践表明,对城市水务基础设施采用厂网一体化“打包”,采用PPP模式建设,统一了排水系统中水务基础设施的建设、运营主体,更符合排水系统内在特性,既有效解决厂网分离、建设分散、区域分割的问题,也充分发挥社会资本资金、管理、技术等方面优势,提升项目建设质量和运营效果。在项目实施过程中应注重项目实施和运作机制的设计,按照项目特性合理组合打包,设立完善的回报机制、合理的合作期限,以提高项目吸引力和社会资本参与积极性。同时,为实现改善城市水环境质量、提升水务基础设施运营维护水平的目的,需设立以效果为导向的“绩效考核、按效付费”机制。

 

参考文献参考文献
[1]唐建国,王家卓,马洪涛.完善城市排水系统,巩固和提升黑臭水体整治成效[J].给水排水,2018,54(1):1-7.

[2]郑江.城镇排水系统厂网一体化运营模式的研究与实践[J].给水排水,2016,52(10):47-51.

[3]卢虎,胡丽楠,刘莹,等.推进延庆区水务基础设施建设PPP模式的实践探索[J].北京水务,2017(2):49-51.

Application of PPP model in the integrated construction of water infrastructure
Huang Junjie Tang Weizhen Wu Yanan
(Research and Development Center of Shanghai Bibo Water Department of Guangming District Urban Planning and Design Institute of Shenzhen)
Abstract: The PPP model has be applicated in Guangming district of Shenzhen to integrated building water infrastructures.In order to building water infrastructure suitable to characteristics and requirements of drainage system,there several suggestions were put forward based on the analysis of project combinations,operating patterns,pay-return mechanisms,performance appraisal managements,and actual results.The sewage plant and drainage pipeline should be integrated constructed,with the application of PPP model to play advantage of social capital,and choosing reasonable pay-return mechanisms to improve the attractiveness,and establishment performance appraisal managements to improve operation and maintenance service level.
Keywords: Plant and pipeline integration; PPP model; Water infrastructure;
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