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垃圾填埋气发电项目经济风险评价 ――以张家港东沙项目为例

作者:admin1 日期:2022-08-30 14:50:52 点击:46

摘要:随着社会和经济的发展,城市里的垃圾填埋量也快速增长。垃圾填埋气作 为填埋场的副产品,直接排放是既不环保也不经济的。垃圾填埋气发电项目既 可以利用填埋气资源,又可以减少温室气体的排放,体现出该类项目的经济效 益和社会公益性。然而对于垃圾填埋气发电项目的经济风险评价和管理,在国 内的许多企业尤其是中小企业里没有得到充分重视和实施。这些企业没有专门 的风险管理部门,许多决策依赖于管理人员的主观判断,风险管理流程不健 全。

本文基于垃圾填埋气发电项目投资和运营等过程中的主要经济风险,应用 项目风险管理理论,从风险识别、风险评价和风险应对等方面进行了研究和分 析。首先通过对张家港东沙垃圾填埋气发电项目的实际案例研究,对项目的经 济风险因素进行了识别与分析。通过文献资料和调查访问,制作出了风险因素 检查表,进而归纳和整理出项目的主要经济风险因素。在对经济风险因素分类 的基础上,建立了垃圾填埋气发电项目经济风险评价指标体系。根据专家对风 险因素影响程度的问卷调查结果建立了比较判断矩阵,通过层次分析法计算出 风险因素权重。再基于专家对风险因素发生可能性的问卷调查结果,通过模糊 综合评价法进行了整体风险评价与分析。最后基于评价结论,给出了风险应对 策略和具体的实施办法,并通过张家港东沙垃圾填埋气发电项目的实际实施结 果进行了验证。

希望本文研究成果对于垃圾填埋气发电项目经济风险管理实际应用起到一 定的参考作用。

关键词:垃圾填埋气;发电项目;经济风险评价;风险管理;

Abstract

With the development of society and economy, the amount of landfill in cities is also increasing rapidly. As a by-product of landfills, landfill gas is not environmentally friendly and economical to discharge directly. Landfill gas power generation projects can not only use landfill gas resources, but also reduce greenhouse gas emissions, which reflects the economic benefits and social welfare of such projects. However, the economic risk evaluation and risk management of landfill gas power generation project have not been fully paid attention to and implemented in many domestic enterprises, especially in small and medium-sized enterprises. These enterprises do not have specialized risk management departments, with many decisions relying on the subjective judgment of managers, and the risk management process is not sound.

Based on the main economic risks in the investment and operation process of landfill gas power generation project, this paper studies and analyzes the risk identification, risk evaluation and risk response by applying the project risk management theory. At first, based on the actual case study of Dongsha landfill gas power generation project in Zhangjiagang, the economic risk factors in the project are identified and analyzed. Through literature and investigation, a risk factor checklist is made, and then the main economic risk factors of the project are summarized and sorted out. Through the classification of economic risk factors, the economic risk evaluation index system of landfill gas power generation project is established. According to the questionnaire survey results of experts on the influence degree of risk factors, a comparative judgment matrix is established, and the weight of risk factors is calculated by analytic hierarchy process. Then, based on the questionnaire survey results of experts on the possibility of risk factors, the overall risk is evaluated and analyzed by fuzzy comprehensive evaluation method. Finally, according to the risk assessment results, the risk response strategies and specific implementation methods are given, and the actual implementation results of Zhangjiagang Dongsha landfill gas power generation project are verified.

It is hoped that the research results of this paper will play a certain reference role in the practical application of economic risk management for landfill gas power generation projects.

Key Words: Landfill gas;Power Generation Project;Economic Risk Evaluation;Risk Management

目 录

致谢 ..............................................................  I

摘要 .............................................................. II

Abstract........................................................................................................................ 3

第1 章 绪论 ....................................................... 8

1.1 研究的背景及意义.................................................. 8

1.1.1 研究的背景.................................................. 8

1.1.2 研究的意义.................................................. 9

1.2 研究的目标和内容................................................. 10

1.3 研究的方法和技术路线............................................. 11

第2 章 项目风险管理理论及研究现状 .................................................................. 13

2.1 项目风险管理相关理论............................................. 13

2.2 国内外相关研究现状及述评......................................... 14

2.2.1      国外相关研究现状.......................................... 14

2.2.2      国内相关研究现状.......................................... 18

2.2.3      国内外研究述评............................................ 20

2.3 本章小结......................................................... 21

第3 章 张家港垃圾填埋气发电项目现状及问题分析 .................................................................. 22

3.1      项目背景介绍.................................................... 22

3.1.1 企业简介................................................... 22

3.1.2 项目现状................................................... 23

3.1.3      项目经济性分析............................................ 28

3.2 本项目中存在的主要问题.......................................................................... 33

3.2.1      售电收益不稳定............................................ 33

3.2.2      运行和维护费用高.......................................... 33

3.2.3      环保成本持续增加.......................................... 34

3.2.4 垃圾填埋气产量不稳定....................................... 34

3.3 本章小结......................................................... 34

第4 章 张家港垃圾填埋气发电项目经济风险识别 ......................... 35

4.1 本项目利益相关者分析............................................. 35

4.2 本项目经济风险识别............................................... 37

4.2.1      宏观政策类因素............................................ 38

4.2.2      规划运营类因素............................................ 41

4.2.3      资源环境类因素............................................ 44

4.3 本项目风险评价指标体系........................................... 48

4.4 本章小结......................................................... 49

第5 章 张家港垃圾填埋气发电项目经济风险评价 ......................... 50

5.1      风险评价目标.................................................... 50

5.2 风险因素权重计算................................................. 50

5.2.1 比较判断矩阵的建立......................................... 50

5.2.2 因素权重计算和分析......................................... 54

5.3      总体风险评价.................................................... 57

5.3.1 模糊评判矩阵的建立......................................... 57

5.3.2 综合评价结果与分析......................................... 60

5.4 本章小结......................................................... 63

第6 章 张家港垃圾填埋气发电项目风险应对策略 ......................... 64

6.1 本项目风险应对策略............................................... 64

6.1.1 单个风险因素应对策略....................................... 64

6.1.2      整体风险应对策略.......................................... 67

6.2 实施结果......................................................... 67

6.3 本章小结......................................................... 68

第7 章 总结与展望 ................................................. 69

7.1      总结............................................................ 69

7.2      展望............................................................ 70

参考文献 .......................................................... 71

附录 垃圾填埋气发电项目经济风险问卷调查表 ........................... 76

作者简历.......................................................... 78

1 章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.1.1     研究的背景

来自国家统计局的数据显示,目前我国生活垃圾无害化处理的主要方式是 卫生填埋和焚烧。2013 年至 2020 年的统计数据如表 1.1 所示,其中 2019 年以 卫生填埋方式处理的生活垃圾比例约为 42%,2020 年有所降低,比例仍然达到 33.1%[1]。由此可见,垃圾填埋这种处理方式依然是我国生活垃圾处理的重要途 径之一。

同时,垃圾填埋方式也面临着一些挑战。随着城市土地资源的紧缺,可供 垃圾填埋的土地也越来越少,许多城市现有的垃圾填埋场已经逐渐饱和,并且 很难再提供新的场地。近年来,垃圾分类也朝着精细化和减量化的方向发展。

表 1.1 我国近年生活垃圾处理情况

年份

生活垃圾无害化处理量

(万吨)

卫生填埋量

(万吨)

焚烧量

(万吨)

其他

(万吨)

2013

15394.0

10492.7

4633.7

267.6

2014

16393.4

10744.3

5329.9

319.6

2015

18013.0

11483.1

6175.5

354.4

2016

19673.8

11866.4

7378.4

428.9

2017

21034.2

12037.6

8463.3

533.2

2018

22565.4

11706.0

10184.9

674.4

2019

24012.8

10948.0

12174.2

890.6

2020

23452.3

7771.5

14607.6

1073.2

垃圾填埋场是将垃圾和水在生物、化学和物理过程共同作用下,产生填埋 气和渗滤液。垃圾填埋气(Landfill Gas,简称LFG)主要是填埋垃圾中可生物降 解有机物在微生物作用下的气体产物,其主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳 (C02)。垃圾填埋气在经过除尘、脱硫等净化预处理工序后,可以进入燃气发电机组发电,所发的电力接入电网。国家对填埋气发电采取电价补贴政策,鼓励 可再生能源的发展,而且发电全部消纳入网。根据联合国政府间气候变化专门 委员(IPCC)相关规定,甲烷的温室效应是同体积二氧化碳的21倍。因而实 施垃圾填埋气发电项目,不仅可以减少温室气体的排放,而且可以带来可观的 预期收益,具有显著的社会和经济效益。

然而,投资垃圾填埋气发电项目也存在许多不确定性因素和风险,主要问 题有下面几点:

1)     电价补贴能否顺利、及时落实到位存在变数。投资垃圾填埋气发电项目 需要先建成发电,然后根据发电量获得补贴,这也导致企业必须先承担收益不 确定性风险。

2)     由于垃圾分类在我国推行较晚,当前居民对垃圾自觉分类的意识尚有不 足,垃圾分类运输设施尚不完善,很多垃圾仍然混在一起填埋,这对垃圾填埋 气的产气量、产气浓度和产气成分都有很大影响。从而也导致填埋气的实际发 电量及发电收益与预测值出现较大偏差。

3)     随着城市的土地资源日益紧张,可用于垃圾填埋的场地越来越少,垃圾 填埋与焚烧两种方式也存在相互竞争,可能影响垃圾填埋量及填埋气的产生 量。

4)     有些生活垃圾填埋场运行管理不到位,周围空气和地表环境受到影响, 例如垃圾渗滤液处理不够彻底,甚至有些直接排放或渗漏到周围环境中,有环 境污染和安全风险隐患。

许多企业对垃圾填埋气发电项目的风险管理非常缺乏,没有系统而科学的 分析和指导。种种风险和不利因素可能导致原本看好的项目在投产后与预测相 差甚远。本文的研究正是基于这样的背景,对垃圾填埋气发电项目的经济风险 进行识别,然后进行风险评价并提出应对策略。

1.1.2   研究的意义

本文的研究具有重要的理论意义和现实意义。

工程项目管理中的风险管理理论在重大工程项目中应用较多,而在垃圾填 埋气发电项目这一特定类型中则不常见。风险管理在垃圾填埋气发电领域中的应用一方面拓展了风险管理的应用领域,丰富了理论的内容和范围;另一方面 使垃圾填埋气发电项目有了更科学的风险评价和管理手段。

在城市土地紧张和垃圾填埋气资源日益紧张的今天,许多企业投资垃圾填 埋气发电项目并希望获得较好的经济效益。如果企业都能做好充分的风险分析 和评价,并制订好风险应对措施,就能对各种风险问题做出有效的管控。

1.2      研究的目标和内容

本文以企业投资和运营垃圾填埋气发电项目所面临的经济风险为研究对 象,基于项目风险管理知识理论,以张家港市东沙垃圾填埋气发电项目为案例 背景,探讨了垃圾填埋气发电项目如何识别、评价和应对风险,并通过案例的 实施效果进行了验证。

具体章节研究内容安排如下:

1)      介绍研究背景,提出对垃圾填埋气发电项目进行风险识别和评价的理论意义和实践意义。

2)      介绍项目概况,指出垃圾填埋气发电项目中遇到的典型问题。

3)     结合实际案例,对垃圾填埋气发电项目风险因素进行识别与分析,构建 评价指标体系。通过层次分析法进行权重分析,以及模糊综合评价法进行总体 风险评价。

4)     基于项目风险管理理论,结合案例实际情况,提出本项目风险应对策 略,并通过对实际案例的实施情况进行验证。

5)      综合以上分析,对垃圾填埋气发电项目经济风险进行归纳与总结。

本文研究的关键问题是垃圾填埋气发电项目的经济风险因素识别和风险评 价,是基于所学的工程管理知识和理论,以及该领域的多年实践经验,在充分 的文献研究的基础上进行的。通过分析垃圾填埋气发电项目的生产流程,梳理 出所涉及的项目利益相关者,结合风险检查表识别项目在投资以及运营等过程 中的经济风险因素。在风险评价指标体系的基础上,通过问卷调查法和模糊综 合评价法进行风险评价,最后给出风险应对措施并进行验证。通过本文的研究,可以指导企业在垃圾填埋气发电项目上进行充分的风险评估,并且制订好 风险管理措施。

1.3      研究的方法和技术路线 

发电项目本身是一个系统工程,该类项目的风险评价和管理需要采用系统 分析的方法,理论联系实际,采用多种研究方法相结合。

本文的研究方法归纳如下:

1)     实证研究法:采用张家港东沙垃圾填埋气发电项目实例,提出这类项目 存在的问题,识别项目的经济风险因素并进行风险评价,结合项目的实际成功 经验对风险管理效果进行验证。

2)     文献研究法:通过对期刊、书籍和会议报告等资料的整理研究,分析国 内外相关研究现状,提出研究的理论基础和依据。

3)     德尔菲法:采用专家调查的方式,对项目经济风险因素进行判断与打 分。

4)     层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP):对风险因素进行 权重计算,划分风险因素层级。

本文的技术路线如图 1.1 所示:

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2 章 项目风险管理理论及研究现状

2.1      项目风险管理相关理论

项目风险管理是指在风险识别与分析的基础上,再进行风险评价和风险应 对策略等管理过程从而对项目风险进行控制,对风险事件进行应对与处理,以 确保项目目标实现[2]。

下面对风险识别、风险评价和风险应对的概念及本文所用到的具体方法作 简要介绍:

1)     风险识别

项目风险识别是指将风险因素和特性进行整理,主要是通过分析和查找各 种相关资料和信息,以筛选和确定影响工程项目目标的风险事件的过程[3]。

进行风险识别要明确项目的结构和过程,因素间的相互关系和特点,然后 通过结构化的表达方式,列举出所有影响项目的各种风险事件[4]。也就是说, 风险是未来可能发生的不可预测的事件,它们对企业的利益和目标会带来不利 的影响 [5] 。

2)     风险评价 风险评价是指通过对项目风险因素的比较和分析,按照风险因素对项目目

标的影响程度高低并结合发生可能性大小进行排序的过程。本文将用到的风险 评价方法有层次分析法(AHP)和模糊综合评价法。

AHP 法是美国匹兹堡大学教授 T.L.Saaty 于 20 世纪 70 年代提出的,该方 法把复杂的问题分解,然后将分解成的组成因素进行分组,形成一个递阶层次 结构。各个层次中的因素间的相对重要性则通过两两比较矩阵进行计算。

模糊综合评价法是综合考虑所有风险因素的影响程度,在此基础上构建模 糊判断矩阵,通过模糊数学运算进行综合评价计算,最后确定风险等级。

3)     风险应对 风险应对是在前面风险识别和风险评价的基础上,提出应对和处理的办法。风险应对的策略有预防风险、减轻风险、规避风险、转移风险、接受风险和储备风险等。本文将在具体案例分析的基础上,针对本项目的可能风险提出 具体应对措施。

2.2    国内外相关研究现状及述评

2.2.1 国外相关研究现状

在项目风险管理的研究方面,国外有丰富的各类文献和著作,其中美国项 目管理协会(Project Management Institute )是较早出版论著较多的机构之一。 同时,国外许多学者从不同的项目类型上,用不同的技术方法来研究项目风险 管理相关问题。

在项目风险管理的重要性研究方面,Shupikai Chihuri[6]分析了项目风险管 理在南非工程建设项目中的重要性。文章强调,风险管理在南非的工程建设项 目中对于项目的成功交付具有非常重要的作用,主要的挑战在于风险管理工具 和技术在执行过程中的困难。文章主要调查和分析了人们对于风险管理的理论 和方法的认识和了解,但文章没有实际的项目案例。

在项目风险管理的方法方面,Franck Marle[7]针对复杂项目难以预测风险事 件对项目的影响,并且难以做出决策以减少风险的发生的情况,提出了一种新 的方法。该方法将复杂系统理论(Complex System Theory,简称CST)应用于项 目风险管理的子过程,而全局过程则采用敏捷项目管理(Agile Project Management,简称APM)原则,如图2.1所示。这种新的项目风险管理方法提 供了一种选项,即在需要的时候可以更频繁地做出决策,基于更加分散的职 权,以及更多对于风险事件和行动后果的预测信息。

Nadine Gatzert[8 ]从投资者的角度,对欧洲市场上的陆上和海上风电场项目 风险以及风险应对策略进行了讨论。通过用户调查,提出了风险因素的相关 性,以及风险应对措施。结果显示,当前的保险产品覆盖了大多数的陆上和海 上风电场项目的技术风险。然而,对于建设和运营风险,政策和管制风险等, 保险的覆盖仍然是有限的。

Min Kim[9]提出了一种针对核电站跨国建设项目的风险管理方法,能够对化 石燃料、燃气和核电站的风险特征进行比较。提出了标准化的风险分类和结构 化的风险评价方法,包括风险可能性、影响,以及不同电站类型的权重。结果发现,核电站建设项目的风险全面超过化石燃料和燃气电站。

Mohammad Khadem[10]发现,许多公司在管理项目风险时将时间计划表和预 算费用分开考虑,没有将风险结合在一起。文章以阿曼油气项目的风险管理为 例,利用随机模型将计划表和预算费用结合在一起来进行风险分析。采用专业 软件和蒙特卡洛法进行量化分析。通过模拟,预测到该项目延期 2 年就完全无 法按预期计划完成,并且有 8%的可能性超出项目预算费用。该研究只考虑了项 目中的日期和成本风险问题,安全和性能也是油气项目中的关键问题,可以作

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图 2.1 将 CST 和 APM 混合到项目风险管理的可能路径图

Ngbede Awodi[11]对核电站退役项目进行了风险识别,通过文献研究和调查 访问把风险因素分为 9 个类别,然后由专家进行评价。同时,专家也提出了新 的 24 个风险因素。当现有的数据和建模工具无法为决策者提供足够的信息用于 设计和实施有效政策以及最佳的管理选择时,决策者通常用专家的判断来补充 其它形式的信息。专家的判断能够为决策支持、预测和风险评价提供有用的信息。专家对于风险的评价通常基于半定量的或定性的打分系统,通常在数据不 足或者缺少运行经验,或者很难通过其它方式获取技术细节的情况下采用。

Shunichi Hienuki[12 ]从综合社会风险的角度,通过比较现有的和先进的技 术,提出了一种风险识别的方法。首先构建一个比较和分析氢能源系统和汽油 能源系统的问卷,然后请 7 位工程专家和 6 位社会科学专家完成问卷调查,最 后使用层次分析法对回答进行权重计算。重点在三个方面:氢能源系统相对于 汽油能源系统的显著缺点,工程专家和社会科学专家的不同判断,以及同一领 域专家的不同判断,这些是需要考虑的重要的风险因素。

在项目风险识别的结构化方法方面,Garshasb Khazaeni[13]采用模糊层次分 析法来探讨项目不同参与方的风险分配均衡性。文章指出项目各方风险是否均 衡是项目成功与否的关键因素,而采用该方法进行风险均衡性分析是有效的, 并且将该方法的结果与其他方法进行了比较,但是并没有全面分析项目各方的 风险因素。文章提出的风险分配指标层次结构如图 2.2 所示。

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图 2.2 风险分配指标层次结构

Mehdizadeh Rasool[14 ]通过风险分解结构来同时定性和定量分析建设项目中 的风险。文章将项目风险分为内部和外部两部分来讨论,内部是指本地和全局 等方面的风险,外部是指经济、物理、政治和技术变化等方面的风险。然后再 将本地风险和全局风险进一步分级、细化,最后进行风险计算。文章介绍的风 险分解结构(Risk Breakdown Structure,简称RBS),对于风险的分类具有借鉴 意义。文章提到的风险分解结构示例如图 2.3 所示。 [16]

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图 2.3 风险分解结构 (RBS) 

在项目风险评价的方法方面,Wen Choong Ling[15]运用最小最大后悔值准则 对马来西亚的生物质发电项目投资进行了经济性风险分析。文章针对投资者对 该类项目投资风险的疑虑,对几种不同的发电设计方案进行了分析,创新地运 用最大最小值后悔值准则作为评价标准,给出了自己的建议。但是文章只针对 发电设备的选择,并没有分析其他可能的风险因素。

Marieta Olaru[16 ]运用了蒙特卡洛法来评估一个罗马尼亚的能源投资项目的 总体风险影响,研究的目的之一是确定在受到各种严重风险影响下,该工程项 目投资的技术和经济目标可以达到何种程度。

Mohammad Mahdi Abaei[17 ]提出一种基于贝叶斯网络的新型决策方法,并引 入影响图(Influence Diagram),用于减少波浪能发电设备的安装和投资风险。它 为波浪能发电设备开发商、投资者、政府和政策制定者提供了一种方法,以评 估潜在的最优选址的影响参数,如图2.4所示。

Pezhman Asadi[18 ]提出了一种基于模糊推论系统的三阶段模糊模型来评价项 目风险,能够处理项目中涉及的所有类型的不确定性。不过文章没有提供具体 的项目实例。 [17]

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2.4 用于波浪能发电设备选址的决策方法

2.2.2 国内相关研究现状

在国内,近年来有许多学者采用定性和定量结合的方法,将风险管理理论应用在各种工程项目上,尤其是比较热门的可再生能源发电项目领域。

在风险管理的重要性研究方面,韩敬泽[19]提出工程项目应当采用风险管 理,并且指出目前很多项目并不重视风险管理,提出了对工程项目进行科学的 风险管理的重要性和紧迫性。

在项目风险管理应用方面,Jia Xinyao[2°]根据不同阶段分别从科研、投资、 建设和运行维护等方面进行了风险分析识别,并且依据各个阶段风险因素建立 了风险评价指标体系,运用了层次分析法对风险因素进行了量化分析和风险等 级划分。

黄宇等[21]结合实际经验与典型案例分析了天然气分布式能源项目中的投资 风险,运用关键因素法对关键风险因素进行了识别,按照决策阶段、规划设计 阶段、施工阶段和运营阶段进行了风险分析。

在项目风险评法方法方面,Jiahai Yuan[22]针对''一带一路”沿线火电厂项 目的投资风险评价,采用了一种 ANP-Entropy(Analytic Network Process, 简称 ANP)结合的方法来确定指标权重。并且考虑了决策者的心理因素,运用了TODIM (交互多指标决策)方法来确定23个国家的总体风险水平。

何宁波[23]采用了基于AHP和可拓模型(Matter-element Extension Model)相结合的风险评价方法,对分布式光伏发电项目进行了风险评价,然后根据最大隶 属度原则,确定了待评价项目为“极低风险”。

斅[24]基于贝叶斯网络原理,采用结构化系统开发方法,以港珠澳大桥主 体工程设计风险为例提出了一套用于重大工程设计方案风险评估的方法。作者 首先给出了基于风险发生概率和风险损失等级的风险等级分析,然后利用软件 进行了敏感性实验,通过实验结果得出了各种风险源的风险等级。

何佰洲[25]以国际工程项目投资中的风险评价为研究方向,在传统模型的基 础上采用了 AHP 和熵权法相结合的方法,建立了更加合理可靠的多级模糊综合 评价模型。

马少超[26]提出 ANP 相对于 AHP 法更适合于元素之间关系错综复杂的情 形,尤其是合同能源管理项目。采用 ANP 法对节能服务公司在合同能源管理中 的风险评价进行了分析,验证了该方法能够提供有价值的借鉴意义。

马旭平[27]将工作分解结构与风险分解结构相结合,提出了采用 WBS-RBS

耦合矩阵的方法,将海外电力工程项目投资活动按照寿命周期进行阶段划分, 并从国家层面、市场层面和项目层面进行风险因素统计,最后将两者结合提出 了海外电力工程项目投资风险耦合矩阵。

唐碧秋[28]针对传统的工程项目风险评价方法需要样本数量大的缺点,提出 了基于 LSSVM (Least Squares Support Vector Machine,简称 LSSVM)的风险评价 模型。采用该模型进行预测的结果平均误差率极小,可以较为准确地对工程投 资风险进行评价。

包括垃圾填埋气在内的可再生能源的利用受到国家政策的支持,但是同时 也有很多风险存在,例如电价的不确定性,补贴的不确定性等。国内许多学者 在研究可再生能源项目的风险管理方面,有不同的发现。

君[29]在研究某太阳能并网发电项目时,从并网电价和碳排放交易的不确 定风险角度出发,提出了太阳能发电项目投资决策模型。并且以各地电价为 例,模拟计算了电价变化对投资决策的影响。

飞[30]针对风力发电项目的特点,提出了投资风险评价应注意的方面。风

19 力资源的不稳定性,发电的不可控性,以及投资和运营回收期长等等,是风力 发电项目投资的主要风险。所以采用科学合理的风险评价方法,可以有效防范 投资风险。

邹葆焕[31 ]对于聚光型太阳能热发电(CSP)项目,将投资风险分为资源风险、 技术风险、市场风险、管理风险和社会环境风险。然后运用模糊综合评价法进 行了投资风险评价,得出技术风险权重最大,其次是市场风险和资源风险,最 后是社会环境风险。

李建周[32]认为分布式光伏发电项目投资风险主要有五个方面,分别是自然 条件、市场因素、政策因素、成本因素和融资因素。然后采用专家打分法确定 了各因素权重以及风险发生可能性。其中政策因素权重最大,其次为融资因 素,最小的是自然条件因素。经过权重和风险值相乘计算,得出该分布式光伏 发电项目投资风险较小。

Ting Yuan[33 ]研究了成本估算风险对国外铁路项目投资成本的影响,提出成 本估算风险的影响服从不同的概率分布,其中 22 个服从正态分布, 2 个服从均 匀分布。为了实现可持续成本控制,决策者应当多关注成本估算风险的影响, 包括工作天数,人工工资以及建设许可证。

Shuaishuai Lin[34 ]对于因大量新能源电力接入电网而引起的电网安全问题进行了研究,采用决策实验室分析法(Decision-making Trial and Evaluation Laboratory,简称DEMATEL)来识别新能源发电系统的风险因素,并且分析因素 之间的相互关系。根据分析结果,提出了对于管理和政策影响的思考,该方法 为未来的学术研究提供了坚实的基础。

2.2.3 国内外研究述评

项目风险管理理论在国外已经有数十年的成熟经验,项目的风险识别、风 险评价、风险控制等理论基础都已经发展得比较完善。近几年在项目风险管理 的理论方面也有拓展和创新,提出了一些新的风险识别和评价方法。在风险识 别的技术和方法上,常见的有问卷调查法、德尔菲法、头脑风暴法、影响图法 等。在风险评价的技术手段上,有 AHP 法、模糊综合评价法和 Monte-Carlo 法 等。尤其是在大型系统工程和涉及重大公共安全的项目中,应用项目风险管理 理论进行分析评价更是十分普遍。

国内的项目风险管理研究,在近年以来也发展非常迅速,在我国的各项工 程项目建设中得到很好的应用,有效地指导了我国工程项目的风险控制和管理 工作。其中以“一带一路”为背景的海外投资项目,以及国内的重大示范性工 程项目和能源类投资项目的风险管理研究最为常见。把项目风险管理理论应用 到这类项目中,确保了许多重大工程项目的风险可控。

随着我国在各个领域的工程项目投资逐渐增多,各种风险逐渐显现,因而 科学的风险评价对于项目投资决策非常重要。要实现经济朝向高质量的方向发 展,企业对于风险管理必将有着更高的需求。需要结合最新的科学的风险管理 理论在项目实施前进行充分地风险分析和评价,并且制订好风险管理措施。

2.3    本章小结

本章介绍了项目风险管理理论的基本内容,概述了垃圾填埋气发电项目投 资风险。然后分别从国外和国内各自的现状入手,分析了理论在相关领域的研 究现状,指出各学者研究中的成果和不足,提出了开展垃圾填埋气发电项目经 济风险评价的基本依据。

3 章 张家港垃圾填埋气发电项目现状及问题分析

3.1    项目背景介绍

3.1.1   企业简介

该项目的投资和运营方是一家民营企业,主营业务是垃圾填埋气发电、生 物沼气发电、煤矿瓦斯发电、天然气分布式能源等,集“投资、研发、设计、 生产、销售和系统工程服务”于一体,在国内知名度较高,并且已在科创板上 市。

公司的组织架构主要由总经理、各业务部门总经理、技术总监、财务总 监、销售总监及下属人员等构成。项目风险控制方面,主要是部门总经理和业 务经理承担职责,没有专门的风险管理职能部门或控制流程。

公司在垃圾填埋气领域布局较早,积累了较为丰富的经验。在工程设计、 项目运营、售后服务方面有一批专业的技术团队,并且与国内多家大学和科研 机构建立了合作关系。近几年随着经济的发展和国际合作的日益广泛,公司也 开始涉足国外项目。公司还是某国际著名燃气发电机组的代理商,在国内外参 与投标各类项目。并且积极寻找机会,直接投资和运营一些垃圾填埋气发电项 目。随着近几年国内可再生能源的快速发展,公司在国内的项目也越来越多, 尤其是在广东、上海、北京等经济发达区域。

该公司没有专门的风险管理机制,对项目的经济风险管理主要是依靠负责 人的判断分析以及后期的奖惩制度。负责人在项目初期的投资决策获得通过并 且顺利执行后获得一定比例分成,如果项目失败则负责人无法收到分成,而公 司也承担相当大的损失。所以公司在项目风险管理方面正在建立专业的管理流 程和控制计划。

由于在风险管理方面的职能部门不完善,有些时候员工需要身兼多职,这 种现象在中小企业是比较常见的。业务员既要发掘项目机会,也要对项目进行 初步的经济性测算,并且承担可能存在的经济风险。这种方式往往会在项目出 现问题或风险的时候引发矛盾。因为工程项目的成败对于企业的财务状况和声誉有很大的影响,所以企业也在寻求建立科学的风险管理机制。

3.1.2 项目现状 该项目地址位于张家港市沿江的一处垃圾填埋场内,项目占地面积 2000 平方米,机房占地面积约 260 平方米。据测算,项目全部建成后每年可减少二氧 化碳排放约 3.5 万吨,具有可观的环保效益和社会效益。项目所在地如图 3.1 示。

image.png

图 3.1 张家港垃圾填埋气发电项目地址

张家港市,隶属于江苏省苏州市,位于中国大陆东部,长江下游南岸,东 南与常熟相连,南与苏州、无锡相邻,西与江阴接壤,北滨长江,与如皋、靖 江隔江相望,总面积 986.73 平方千米,总人口 165 万人。从气候来看,张家港 市位于北亚热带南部湿润气候区,雨水较为充沛,气候温和。据统计,江苏省 生活垃圾无害化处理率已达到 100%,张家港市 2020 年 1-12 月全市生活垃圾收 集量约 54 万吨,详细数据如表 3.1 所示。

表 3.1 2020 年张家港全市生活垃圾集中处理总报表 (单位: kg)

月份

合计

一月

43011340

二月

31135120

三月

46444050

四月

47084930

五月

52097290

23

表3.1(续表)2020年张家港全市生活垃圾集中处理总报表(单位:kg)

月份

合计

六月

48492900

七月

49774360

八月

48191360

九月

44673760

十月

46297990

十一月

43225000

十二月

42490730

总计

542918830

垃圾填埋气发电是将垃圾填埋场产生的沼气(即垃圾填埋气)采用燃气内 燃机将化学能转化为电能的方式。垃圾填埋气在内燃机里面燃烧做功的主要化 学反应是:

CH4+2O2—CO2+2H2O       (3-1)

垃圾填埋场的原料主要来自于生活垃圾,其主要成分有餐厨垃圾、塑料、 纸张、纤维、玻璃等。国外有许多成熟的垃圾填埋气产生量模型,用以估算未 来数十年的产气量变化情况。但是这些模型都是理论估算,实际产气量受多种 复杂因素影响是无法准确预测和控制的。

燃气内燃机一般采用的是国际品牌,比较常见的是颜巴赫、曼海姆、卡特 彼勒等。以颜巴赫为例,其总部位于奥地利,在填埋气发电领域有超过 60 年的 经验,产品可靠度相对较高。

垃圾填埋气发电项目的典型工艺流程如图 3.2 所示。城市生活垃圾在居民 小区经过分类后,由专用清运车运输至郊区的垃圾填埋场。垃圾填埋场里预埋 集气装置,在自然条件下经过微生物作用产生的填埋气经过集气装置和管道输 送到预处理站进行脱水、过滤和脱硫等处理过程。处理后的洁净填埋气经由送 风机增压,然后进入燃气发电机组发电上网,多余填埋气经由火炬燃烧,不能 直接排放。

image.png

图 3.2 垃圾填埋气发电生产流程图 垃圾填埋气成分比较复杂,主要包括甲烷、二氧化碳、氮、氨、一氧化 碳、氢、硫化氢和氧等,其中最主要的成分是甲烷和二氧化碳两种气体。表 3.2 是生活垃圾卫生填埋场产生填埋气的典型成分。

表 3.2 生活垃圾填埋气的典型成分体积含量 (%)

甲烷

二氧化碳

一氧化碳

硫化氢

其他

45-50

40-60

2-5

0.1-1.0

0-0.2

0-0.2

0-1.0

0.1-1.0

0.01-0.60

由于垃圾填埋气产生过程复杂并且影响因素很多,很难精确预测将来一段 时间的产气量。根据住房和城乡建设部发布的《生活垃圾填埋场填埋气体收集 处理及利用工程技术规范CJJ133-2009》,填埋气体产气速率可以按照下式估 算:

Qt = ML0ke-kt      (3-2)

式中Qt――所填垃圾在第t年的产生率;

M--- 填埋垃圾的重量;

Lo――单位垃圾的最大产气量;

k――平均产气速率常数;

t――垃圾填埋时长;

垃圾填埋场单位垃圾最大产气量(厶。)与垃圾中有机碳含量和降解率有 关,本项目取值140 m3/t。垃圾的平均产气速率常数(k)的取值应考虑垃圾成 分、当地气候以及填埋场内的垃圾含水率等因素,本项目取值 0.05。根据张家 港市东沙垃圾填埋场每日生活垃圾进场量1545 t/d,以及上述公式计算出来的填 埋气产气量如表 3.3 所示。

表 3.3 垃圾填埋气产气量预测表

序号

年份

年初垃圾填埋量

(万吨)

填埋气理论产气量

(万立方米)

1

2015

100.0

700.0

2

2016

156.4

1075.5

3

2017

212.8

1432.8

4

2018

269.2

1772.6

5

2019

325.6

2095.8

6

2020

382.0

2403.3

7

2021

438.4

2695.8

8

2022

494.8

2974.0

9

2023

551.2

3238.6

10

2024

607.6

3490.4

11

2025

664.0

3729.8

12

2026

720.4

3957.6

13

2027

776.8

4174.3

14

2028

833.2

4380.4

15

2029

889.6

4576.4

16

2030

946.0

4762.9

17

2031

1002.4

4940.3

18

2032

1058.8

5109.0

19

2033

1115.2

5269.6

20

2034

1171.6

5422.2

21

2035

1228.0

5567.5

22

2036

1284.4

5705.6

23

2037

1340.8

5837.1

24

2038

1397.2

5962.1

25

2039

1453.6

6081.0

26

2040

1510.0

6194.1


表 3.3 (续表) 垃圾填埋气产气量预测表

序号

年份

年初垃圾填埋量

(万吨)

填埋气理论产气量

(万立方米)

27

2041

1566.4

6301.7

28

2042

1622.8

6404.0

29

2043

1679.2

6501.4

30

2044

1735.6

6594.0

将上述数据以折线图形式表示出来,可以看出产气量的走势,如图 3.3 所 示。

image.png

图 3.3 张家港市垃圾填埋气产量预测图

项目计划共建设 6.6 MW 的发电机组和一套 4500 m3/h 垃圾填埋气预处理系 统,分两期建设。项目一期为4.4 MW,已经在2020年第一季度建成并投入使 用。在发电机组满负荷运行的情况下,预计每年发电量可超过 3000 万千瓦时, 既可以为当地电网提供清洁电力,也可以促进节能减排和可再生能源的利用。

项目主要设备为颜巴赫燃气发电机组,该机组在国内外市场占有率较高, 产品性能较好。该品牌燃气发电机组功率范围在 200 kW 至 10000 kW 之间,不 仅可以利用垃圾填埋气,还可以利用生物沼气、天然气、煤矿瓦斯、石油伴生 气等燃气类型。可以将废弃气体转化成能源,实现变废为宝。目前全球已有超 过 5 万台该品牌燃气发电机组在运行,覆盖全球 100 多个国家和地区。本项目 采用的颜巴赫燃气发电机组的主要性能参数如表 3.4 所示。

表 3.4 颜巴赫燃气发电机组性能参数表

性能指标

参数

发电功率(MW)

1.1

发电效率(%)

40%

设备造价(元/kW)

4000

年运行小时(h)

8000

大修周期(h)

60000

尺寸(m)

5.7 x1.7 x2.3

重量(kg)

10500

NOx 排放(mg/Nm3)

500

3.1.3 项目经济性分析

经济性分析是项目可行性分析和投资决策的必要过程和手段。净现值(Net Present Value ,简称NPV)法是评价项目经济性的传统方法,即未来现金流的折现 值与项目投资成本之间的差值。 NPV 为正值,投资方案可行,反之不可行。同 样地还有内部收益率(Internal Rate of Return,简称IRR)法,它是在净现值等于 零时的折现率。当 IRR 大于基准收益率,则判断该项目可行,反之不可行。采 用 NPV 法和 IRR 法能够计算项目收益并进行敏感性计算分析,从而有助于判 断风险因素以及对项目预期目标的影响程度。

NPV 计算公式为

NPV =毘°(C/ - CO)t (1 + ic)-t                   (3-3)

式中NPV——净现值;

(CI — C0)t——第t年的净现金流量;

ic--- 基准收益率或折现率;

九    投资方案计算期。

IRR计算公式为

必=0 Rk ©,i% k)=図=o Ek            i% k)            (3-4)

式中厂%——内部收益率IRR;

Rk--- 第k年的净收益;

Ek ――第k年的净支出;

P——现值;

F——未来值;

九   投资方案计算期。

总投资成本中,发电机组占投资比例的 55%,填埋气收集系统、预处理系 统、厂房建设及其他附属设备等占投资比例的 45%。维修费用包括小、中和大 修费用,折合到每度电计算成本。人工费用包括职工工资、福利,同时考虑到 工资增长的情况。商业贷款利率为商业银行长期贷款利率,计算时按照 5%考 虑。发电上网电价按照 2017 年的标杆电价即每度电 0.39 元计算,补贴按每度 电 0.25 元计算。初始参数设置如表 3.5 所示。

表 3.5 初始参考数据

参数名称

数值

垃圾填埋气发电机组投资(元)

17,600,000

附属设备和厂房投资(元)

14,396,800

发电效率(%)

40%

年运行小时数(小时)

8000

折旧年限(年)

8

每度电产气成本(元)

0.1

每度电维护成本(元)

0.1

发电上网电价(元)

0.39

补贴电价(元)

0.25

商业银行贷款利率(%)

5%

按上述初始参数计算结果为,两年收回成本,其中总投资额为垃圾填埋气 发电机组和附属设备及厂房投资,共 31,996,800 元。由于投资者为中小民营企 业,对投资收益率要求较高,折现率取值 10%。计算出来 NPV 为 41,415,460 元, IRR 为 42.8%。表 3.6 是计算出来的现金流情况。

表 3.6 现金流计算结果(元)


第1年

第2年

第3年

第4年

收益

22,528,000

22,528,000

22,528,000

22,528,000

填埋气成本

3,520,000

3,520,000

3,520,000

3,520,000

维护成本

3,520,000

3,520,000

3,520,000

3,520,000

财务成本

951,003

951,003

951,003

951,003

净收益

14,536,997

14,536,997

14,536,997

14,536,997

现金流

-17,459,803

-2,922,806

11,614,191

26,151,188


第5年

第6年

第7年

第8年

收益

22,528,000

22,528,000

22,528,000

22,528,000

填埋气成本

3,520,000

3,520,000

3,520,000

3,520,000

维护成本

3,520,000

3,520,000

3,520,000

3,520,000

财务成本

951,003

951,003

951,003

951,003

净收益

14,536,997

14,536,997

14,536,997

14,536,997

现金流

40,688,185

55,225,182

69,762,180

84,299,177

由于初始参数中许多因素仅为假设,存在不可控制风险,下面根据 NPV 和 IRR 计算公式进行敏感性分析,根据计算结果来观察主要因素对 NPV 和 IRR 的影响程度。

首先根据公式(3-3)计算主要因素在初始参考值上下浮动 20%以内时, NPV 的变化情况,每隔 5%计算,得出结果如表 3.7 所示。

表3.7主要风险因素对NPV的影响

上网电

价(元)

NPV (元)

补贴电   价(元)

NPV (元)

贷款利   率(%)

NPV(元)

维护成   本(元)

NPV(元)

0.31

28,099,485

0.20

32,879,579

4.00

42,376,657

0.080

44,829,813

0.33

31,428,479

0.21

35,013,549

4.25

42,138,126

0.085

43,976,225

0.35

34,757,473

0.23

37,147,520

4.50

41,898,413

0.090

43,122,637

0.37

38,086,467

0.24

39,281,490

4.75

41,657,522

0.095

42,269,049

0.39

41,415,460

0.25

41,415,460

5.00

41,415,460

0.100

41,415,460

0.41

44,744,454

0.26

43,549,431

5.25

41,172,233

0.105

40,561,872

0.43

48,073,448

0.28

45,683,401

5.50

40,927,847

0.110

39,708,284

0.45

51,402,442

0.29

47,817,372

5.75

40,682,307

0.115

38,854,696

0.47

54,731,436

0.30

49,951,342

6.00

40,435,619

0.120

38,001,108

根据表中数据,绘出 NPV 敏感度曲线如图 3.4 所示。

image.png

图 3.4 NPV 敏感度分析曲线

然后根据公式(3-4)计算主要因素在初始参考值上下浮动 20%以内时,IRR 的变化情况,每隔 5%计算,得出结果如表 3.8 所示。

表 3.8 主要风险因素对 IRR 的影响

上网电价

(元)

IRR(%)

补贴电价

(元)

IRR(%)

贷款利率

(%)

IRR(%)

维护成本

(元)

IRR(%)

0.31

33.10

0.20

37.0

4.00

43.5

0.080

45.20

0.33

35.60

0.21

38.0

4.25

43.3

0.085

44.60

0.35

38.00

0.23

40.0

4.50

43.2

0.090

44.00

0.37

40.40

0.24

41.0

4.75

43.0

0.095

43.40

0.39

42.80

0.25

42.8

5.00

42.8

0.100

42.81

0.41

45.20

0.26

44.0

5.25

42.6

0.105

42.20

0.43

47.50

0.28

46.0

5.50

42.5

0.110

41.60

0.45

49.80

0.29

47.0

5.75

42.3

0.115

41.00

0.47

52.10

0.30

49.0

6.00

42.1

0.120

40.40

 

根据表中数据,绘出 IRR 敏感度曲线如图 3.5 所示。

image.png

3.5 IRR 敏感度分析曲线

从上面的敏感性分析曲线图可以看出各主要因素对项目经济性的影响程 度。其中上网电价比补贴电价的影响程度大,维护成本比贷款利率的影响程度 大。其他的一些因素会产生间接影响,例如碳排放交易机制,仅作为额外收益 部分。因为现阶段该项目并没有进入碳交易市场,仅为将来的预期收益。所以 相比于上网电价和补贴电价等,其影响程度较低。

垃圾填埋量与填埋气产量是影响发电量的相关因素。在 NPV 和 IRR 的计 算中只考虑直接变量,不考虑间接变量。因为间接变量的变化都会引起直接变 量的变化,所以不参与计算。

垃圾分类状况属于上游端,其经过垃圾填埋、气体产生并采集然后输送至 发电机组发电上网,其作用是间接影响产气量和发电收益。人员健康和安全在 保障好的前提下才可能有稳定的预期收益,环境影响亦是如此。所以,这类因 素对项目的影响程度都无法直接通过上述的经济性计算直接得出。

无论是 NPV 还是 IRR 法,都是提供给投资决策的一种手段,无法对项目 在投资和运营等过程中的经济风险进行全面的识别。

3.2    本项目中存在的主要问题

通过对项目的敏感性分析可以发现,上网电价、补贴电价、贷款利率和维 护成本等因素对项目的经济效益影响很大。而这些因素都很难由项目所有者完 全控制和决定,所以存在风险和问题。

3.2.1 售电收益不稳定 垃圾填埋气发电项目的主要收益来源是上网售电,电价的变化直接影响到 收益。本项目于 2017 年启动,当时的标杆电价为每度电 0.39 元,补贴按每度 电 0.25 元计算,即每度电总电价收益为 0.64 元,上网电价构成如图 3.6 所示。 然而标杆电价并非一成不变,可能每年都会调整,也可能若干年不调整。本项 目装机容量一期为 4.4 兆瓦,按每年运行 8000 小时计算,一年的上网售电收益 约为 2253 万元。如果上网电价每度电降低 0.1 元,一年的发电收入就会减少 352 万元,可见,上网电价的波动对项目经济性影响很大。

3.2.2 运行和维护费用高

运行和维护的费用包括备件、润滑油、以及人工成本等。燃气发电机组需 要定期检查气门间隙,更换机油以及滤芯。运行 30000 小时需要进行中修,需 要检查或更换动力单元。运行 60000 小时需要大修,需要翻新曲轴等部件。 2021 年上半年由于新冠疫情导致全球性的金属材料价格上涨,零备件价格快速 上升,许多企业承受着巨大的运营成本压力。据了解,有些消耗件例如火花塞 的价格上涨了 10%以上。

3.2.3    环保成本持续增加

垃圾渗滤液是一种有机废水,它是由雨雪降水渗透垃圾经过生物化学反应 产生,以及垃圾本身所含的废水所组成。垃圾渗滤液含有大量的可降解的有机 物,以及氨氮、重金属、氯化有机物和无机盐等。如果处理不好,渗滤液会对 地表水和地下水造成严重污染,所以渗滤液在填埋场必须按照标准和规范进行 处理达标以后才能排放。而随着处理工艺和标准的提高,以及环保要求的提 高,渗滤液处理成本也大幅增加[35]。

据有关数据显示,当前处理每吨渗滤液的运营费用大约在50-100元/t,而 渗滤液处理站的每吨初投资成本大约在10-20万元/t。

3.2.4    垃圾填埋气产量不稳定

垃圾填埋气的产量无法提前准确预知,所以工程上只能采用一定的方法进 行估算。估算的数值和实际情况有可能差别很大,因为项目所在地的自然条件 和填埋气的采集工艺等因素都对产气量有影响。由于项目的发电量受到实际产 气量的制约,只能分批次投运燃气发电机组。

3.3     本章小结

本章对项目进行了概述,介绍了项目基本情况和所存在的主要问题。项目 所在地经济发展较好,人口快速增长,为企业发展提供了较好的环境。但是国 内中小企业在风险管理方面缺乏科学的管理体系。

垃圾填埋气发电行业有着自己的特点,其收益来源于上网售电和碳减排, 成本主要在于设备运营等方面。结合项目所在地的概况和本项目的特点,指出 了项目面对的主要问题。从上网电价及支持政策、设备运营和环保成本等几个 方面的问题进行了阐述。 [18]

第 4 章 张家港垃圾填埋气发电项目经济风险识别

项目风险识别是项目管理的基础,经过项目风险识别才能进行风险的评价 和提出风险的应对策略。项目风险识别要确定风险来源、风险事件和风险征兆 等,按照其产生的原因、背景、表现特点和影响等进行识别和分类。

4.1     本项目利益相关者分析

根据项目管理协会(PMI)的定义,项目利益相关者(Project Stakeholders)是指 参与该项目工作的个人或者组织,或者由于项目的执行与成功,其利益会受到 直接或者间接影响的个人或者组织。项目利益相关者有主要和次要之分,还有 内部和外部之分。项目团队属于直接型的项目利益相关者,而其他不属于项目 团队,却对项目的执行产生影响或被影响的则属于间接型的项目利益相关者。

根据前面图 3.2 所述生产流程图,以及上下游产业涉及的主要单位和个 人,可以整理出本项目利益相关者。

在垃圾分类和运输阶段,主要利益相关者包括社区居民、环卫工作者和城 市管理机构。社区居民是垃圾分类的主要参与方,其生活习惯和环保意识决定 了垃圾分类质量。环卫工作者和城市管理机构是垃圾分类和运输的实施和监管 者,是垃圾从分类到填埋过程中的重要参与方。

在垃圾填埋气发电项目投资建设阶段,主要利益相关者包括项目投资单 位、核心和配套设备提供单位、规划设计单位和建设施工单位等。他们是垃圾 填埋气发电项目的直接参与方。同时,项目的投资和运营需要相关政策制订和 管理部门的指导和支持。

在项目运营阶段,除了项目的投资和运营单位以外,项目周边居民也是受 影响的利益相关者。

根据各自对目标的影响能力,将项目利益相关者的重要度分类如图 4.1 所 示。

image.png

图 4.1 项目利益相关者分析

理解项目利益相关者的风险态度是规划风险管理的一个重要组成部分,应 在风险识别之前进行[36]。通过项目利益相关者分析,对重要和核心项目利益相 关者进行咨询,从而有利于开展风险识别。

在对城市居民的调查分析中发现,他们从以下四个方面对项目产生影响,分别为垃圾填埋量、垃圾分类、填埋气发电厂选址和人工成本。如图 4.2 示。

image.png

图4.2城市居民对项目的影响

同样地,对其他利益相关者的调查分析可以发现他们对项目产生何种影响,从而有助于识别风险因素。

4.2    本项目经济风险识别

垃圾填埋气发电项目具有社会公益的特征,它对城市生活垃圾的利用实现 了经济价值,是绿色经济的一种体现。垃圾填埋气发电项目的建设可以促进经 济的可持续发展,同时实现垃圾减量化和无害化,对我国社会和经济的发展具 有重要的意义。

目前垃圾填埋气发电项目的投资主体可以是政府或者企业,本文的分析是 从中小企业角度出发,因为中小企业需要自负盈亏,对投资有较高的回报率要 求。同时承担的风险也更大,因此研究中小民营企业投资和运营的填埋气发电 项目的经济风险具有更大的现实意义。

风险可能发生在项目的不同阶段,并且各有相应的风险点。垃圾填埋气发 电项目不同于大型的发电厂,它相对比较小型化、分散化。其建设周期一般比 较短,没有大型的土建施工工程,主要是以燃气发电机组为核心的配套工程。 所以本文探讨的垃圾填埋气发电项目经济风险主要在投资和运营阶段,即项目 的投资和运营方所需要面对和承担的将来可能产生的生产或经营活动中的风 险。

企业投资和运营垃圾填埋气发电项目的经济收益主要来源于发电上网销售 以及政府补贴,由于政策的可变性及市场的变化,这部分收益存在不确定性。 同时由于垃圾填埋气的产生量也难以预测,收益风险较大。而且垃圾填埋气发 电设备目前主要依赖于进口设备,设备运营维护的成本取决于国外供应商,成 本较难控制。而且随着国际贸易形势的变化,进口关税也存在不确定性,导致 采购成本增加的风险。

根据本项目特点和实际情况,结合文献资料制作风险检查表如表 4.1 所示。根据风险检查表对项目利益相关者进行调查分析,了解项目利益相关者对 项目目标的影响因素以及两者之间的相互影响,从而识别出本项目经济风险因 素。

表 4.1 本项目经济风险检查表

项目成功的条件

项目失败可能原因

切实进行了填埋气发电项目可行性研究

垃圾填埋气发电成本费用超支

项目使用的主要设备质量有保障

技术失败

垃圾填埋气产量和持续时间有保障

工期延误导致利息增加

所发的电力能够以适当的价格出售

承包商财务发生问题

各利益相关者沟通渠道顺畅[37]

未向保险公司投保

能够以预想的价格购买到所需的设备

零件涨价或供应延迟

设计方和建设方有经验且有诚信

关键设备寿命比预期短

项目管理人员富有经验且有诚信[38]

项目管理不善[40]

不使用没有验证过的新技术

现有支持性政策出现极大转变

合作各方签订有各自满意的协议书[39]

垃圾填埋量大幅减少

稳定的经济和投资环境

企业出现重大财务问题导致项目不能持续

已成功办理所需要的执照和许可证

出现重大安全责任事故

不存在被迫停止运营的可能性

替代的竞争性技术出现

对于外汇和货币风险有所考虑

设备不能满足新的环保指标

项目投资方有足够的资本金

出现严重环境污染问题引发干涉

项目本身的价值可以足够充当担保物


已取得保险公司保险单


对于不可抗力有应对措施


考虑过成本超支的可能


投资方预计可以获得适当的收益率


考虑过通货膨胀的适应性


利率变化进行过预测和考虑


在检查表的基础上,对满足项目成功的条件以及使项目失败的原因进行提 炼,整理出本项目的经济风险因素。再经过归纳总结,将所有因素分为三个类 别,分别为宏观政策类因素、规划运营类因素和资源环境类因素。

4.2.1 宏观政策类因素

1)      上网电价和补贴政策风险

在垃圾填埋气发电项目上,主要的收益模式是将垃圾填埋气经过燃气发电 机组发电上网,继而通过上网电价及补贴进行结算。政策依据是国家发改委发 布的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》,该办法第七条规定,垃 圾填埋气发电项目上网电价标准包括两部分组成,即燃煤机组标杆上网电价加 补贴电价。补贴标准为每度电 0.25 元,补贴时间一共为 15 年,从该发电项目 投产时开始计算。如果是通过招标确定投资人的项目,上网电价按中标确定的 价格执行。江苏省 2017-2019 年上网标杆电价每千瓦时 0.391 元, 2020 年将现 行机制改为基准价加浮动的市场化机制。基准价按现行标杆上网电价的基础 上,允许一定范围内的浮动。表 4.2 是近几年江苏省标杆上网电价的统计情 况。

表 4.2 江苏省近年来标杆上网电价

年份 标杆上网电价(元/千瓦时)

2014

0.4310

2015

0.4096

2016

0.3780

2017

0.3910

2018

0.3910

2019

0.3910

2020

市场化价格

由于补贴政策的落实情况有较大变数,根据现实情况来看,各地在执行层 面差异很大。本项目所在地处在长三角经济发达地区,各方面的发展水平和支 持力度相对较好。综合来看,由于政策和电价的不稳定性,“上网电价”和“补 贴政策”的具体数额和执行情况的不确定性就成为企业投资和运营该项目的风 险因素。

2)       碳排放交易机制风险 碳排放交易机制能为垃圾填埋气发电投资企业带来额外收益,一旦该机制 停止或取消,这部分收益也立即减少,因此无法由项目投资方来控制。

碳排放交易起初是根据 1997 年通过的《京都议定书》和联合国“清洁发展机制”CDM),企业可以利用二氧化碳减排量像商品一样进行交易以获得收益。后来 2015 年巴黎气候大会通过的《巴黎协定》约定全球各国应以自主贡 献的方式参与全球应对气候变化行动。2021 年我国提出 2030 年实现碳达 峰2060 年实现碳中和2021 7 16 日,全国碳排放权交易市场上线交 易启动,上线交易首日的碳排放配额成交量 410.4 万吨,全天成交均价 51.23 /吨。核证减排量(Certified Emission Reduction,简称CER)是碳交易市场的标 的,政府根据承诺的碳减排目标分配给企业碳排放配额,如果企业配额有多余 则可以出售,反之则需要购买。据测算,1 兆瓦的填埋气发电机组每年二氧化 碳减排量约 5350 吨。以碳价 30 元人民币计算,约合 16 万元。若以碳价 50 元 计算,约合 27 万元,具体价格以当日交易时为准。

3)     贷款利率上升风险 商业银行的贷款利率是在执行国家基准利率的基础上浮动,受宏观经济影响较大。利率上升会导致资本金内部收益率和净利润率下降,而资产负债率和 盈亏平衡点则上升。同时会增加投资利息的支出,增加投资成本。企业需要减 少贷款比例,否则财务成本较高。

银行提供给企业的利率有固定利率和浮动利率两种方式,但是无论采用何 种利率方式,都存在利率风险[4]。前者的风险在于当市场上利率下降时,企业 仍然按照约定的固定利率偿还贷款,导致项目债务水平不能相应减少,实际支 出大于市场同期水平。后者的风险在于贷款利率增加时企业的项目债务成本增 加而导致资金困难。

4)     汇率上升风险 由于垃圾填埋气发电机组主要品牌均为国外进口,一般要求以外币进行结算。我国实行以市场供求为基础的单一的、有管理的浮动汇率制。由于宏观经 济稳中向好等因素,从中长期来看汇率的双向波动特征总是存在。如果人民币 汇率升值,则进口设备的价格相对下降,这一点对于企业来说是利好。但是如 果人民率汇率贬值,则相反。

汇率风险体现在交易、经营和折算等方面[42]。交易过程中的汇率风险是指 结算时的汇率与当初签订合同时的汇率不同而引起收益减少的风险,折算过程 中的汇率风险是指由于外汇汇率波动导致企业资产的变化,经营风险是指汇率 波动影响公司未来现金流量现值的可能性。

5)     贸易和经济环境风险

自 2018 年美国发动贸易战以来,不断增加的关税带来了成本和财务风险的 增加。美国首先对中国商品加征高达 25%的关税,作为回应,中国也对美国商 品加征报复性关税, 贸易战对进口设备及其备件的最终价格都产生了极大影 响。长期来看,中美之间的贸易博弈还将持续存在,国际经济环境也因此受到 较大影响。

研究显示,中美贸易博弈给企业带来财务风险,主要有信用风险、结算风 险和现金流风险等[43]。信用风险是指企业出现的资金短缺,缺乏履约信用的情 况。结算风险指开具信用证的金融机构出现问题而导致信用证失效的情况。现 金流风险指企业缺乏资金支付应付款项的问题。

基于以上分析,可以归纳出垃圾填埋气发电项目宏观政策类方面的风险因 素如表 4.3 所示,其中上网电价和补贴政策风险分开作为两个因素。

表 4.3 宏观政策类因素汇总表

风险因子

编号

可能的风险事件

可能的风险损失

上网电价风险

A1

上网电价向下调整

售电收益低

补贴政策风险

A2

补贴减少或不能落实

补贴收益损失

碳排放交易机制风险

A3

机制变化或取消

碳减排收益减少

贷款利率上升风险

A4

利率上升导致成本增加

贷款成本增加

汇率上升风险

A5

汇率上升导致进口成本增加

进口成本增加

贸易和经济环境风险

A6

财务状况受影响

失信和资金短缺

4.2.2 规划运营类因素

在发电设备的选择上,如果价格过高,则回收期较长,因此需要在保证性 能可靠的前提下,尽量降低设备采购价格。当前国际一线品牌燃气发电机组的 市场价格大约3000-5000元/kW不等,具体取决于项目需求、配置等。为降低 整体项目投资成本,通常企业会将进口部分限制在核心发电机组和控制系统上 面,而外围配套设备例如散热器、开关柜、水泵、电线电缆以及水管等则从国 内采购,从而降低成本。具体设备采购来源和方式一般如表 4.4 所示。 41

表4.4 填埋气发电机组采购来源

设备名称

来源

燃气内燃机

原装进口

同步发电机

原装进口

机组控制柜

原装进口

通讯电缆

原装进口

电力电缆

国内成套

散热器

国内成套

高温水泵

国内成套

高温和低温水管路

国内成套

静音箱

国内成套

气体预处理

国内成套

变压器

国内成套

1)     项目规划设计风险

项目规划设计时,应注意项目的选址,核心发电设备的选型等方面。在选 址上,应充分考虑到周边的环境影响。在核心发电设备的选择上,容量大小要 充分考虑到垃圾填埋量和产气量的匹配,否则无法充分利用填埋气的资源,发 挥最大的经济效益。如果容量太大,发电机组无法达到满载运行,不仅投资回 收期会延长,也不利于设备的有效和充分利用。

2)     建设施工风险

垃圾填埋气发电项目的建设施工周期相对其他大型的燃机电厂来说要短得 多。主要的设备是燃气发电机组,它对地面基础设施要求不高,没有大型的土 建施工。甚至能够直接采用集装箱式设计,所有设备预先已经集成完毕,直接 放置于平整的地面即可。需要注意的是前后配套的工艺衔接,例如填埋气的预 处理设施,确保总体建设进度符合项目的计划。

3)     设备性能与可靠性风险

发电设备的性能和可靠性非常重要,对项目技术和经济性影响很大。设备 供应商产品性能、质量与可靠性差异极大,发电效率从 30%至 42%不等,大修 周期从 3 万小时到 6 万小时不等,可靠性从 70%到 98%不等。即便选择了标称 性能参数高、运行业绩良好的产品,在具体项目上实际运行的结果也存在差 异。

4)     设备和备件成本风险 机组的长期运营需要持续的备件保障,备件价格变化直接影响运营成本。

据厂家提供的数据,按照单位发电量计算,燃气发电机组的单位运行维护成本 大约在0.05-0.12元/kWh之间。当然,这只是定期维护保养及更换备件的成 本,并不包括机组的故障维修费用。某些品牌燃气发电机组价格较便宜,但是 设备故障率高,尽管维修的部件价格便宜,但是在一定时间内总体运行成本可 能更高。

紧急备件通常不会预先购买,用户可以在厂家推荐的代理商之间选择,需 要根据实际需要临时采购。如果发生突发性重大故障导致损坏,则需要紧急购 买,并且需要选择快速的交通运输方式,其价格往往高于一般水平。

5)     运维管理水平风险

垃圾填埋气发电设备主要为进口设备,运维人员的水平也对机组的稳定性 和经济性有很大的影响。特别是先进的进口设备由于自动化程度高,精密度 高,要求维护人员有较高的文化水平和对设备的理解。企业应当重视对各类人 员的培训和考核,建立强而有力的团队,才能保障项目的长期和稳定运行。同 时需要建立标准化的操作管理流程,从而提高整体检修质量和维护水平[44]。

一般对于一个 3MW 级别的垃圾填埋气发电厂,需要配置至少 6 名运营维 护技术人员,按照三班制,每班 2 人。他们负责日常巡查、报警处置以及日志 记录等。技术人员需要接受厂家提供的现场操作培训,并且考核通过取得认证 方可上岗。他们需要熟悉填埋气发电机组的日常报警信息,理解报警级别,能 够根据报警代号查找故障点。发电机组控制屏现在一般都能提供中文界面,技 术人员需要熟悉设备各部件名称,具备电气和机械操作资质。他们还需要看懂 基本的设备原理图,电气接线图、操作和维护手册等技术资料,以便查阅相关 信息。遇到无法解决的问题时,需要立即联系厂家寻求帮助与支持。

6)     人工成本风险

随着我国“人口红利”逐渐减少,近几年许多沿海企业出现“用工荒”。企 业不得不加薪,但是仍然难以招聘到足量的合适的员工。职工的工资和福利是 43

企业的主要成本之一,企业需要结合当地经济发展趋势考虑到员工薪资水平在 未来一段时期的增长情况,保证企业的长期健康发展。据统计,江苏省 2017­2019 年每年平均工资增长率约 10.5%,所以在未来我国经济持续向好的前景 下,职工待遇也会持续提高。

对于中小民营企业而言,更是面临着越来越大的人工成本管控压力和挑 战。企业需要采用科学的人工成本管控手段,提高人工成本投入的产出效率, 提升人力资源产出效能,使企业效益最大化[45]。

基于以上分析,可以归纳出规划运营类方面的风险因素如表 4.5 所示。

表 4.5 规划运营类因素汇总表

风险因子

编号

可能的风险事件

可能的风险损失

项目规划设计风险

B1

规划或设计不当

财产损失

建设施工风险

B2

建设施工不当或延期

财产损失

设备性能与可靠性风险

B3

设备可靠性变差

发电量少,成本增加

设备和备件成本风险

B4

设备价格增加

维护费用高

运维管理水平风险

B5

维护费用增加

维护费用高

人工成本风险

B6

人工成本增加

运行费用高

4.2.3 资源环境类因素

资源环境类因素对项目的安全和正常运行具有重大的影响,是影响项目经 济性的重要因素。

1)     垃圾填埋量风险

垃圾填埋量及种类变化对气体产量和发电量都有关系,填埋量的多少则取 决于当地的人口和经济发展程度等。项目所在地张家港地处长三角地区,经济 发达并且人口长期保持增长态势。由于城市的扩张,很难再提供新建填埋场。 随着垃圾分类的实施,资源回收再利用增加,垃圾总量长期来看会有所减少。 只有垃圾填埋量保持稳定增长,才能保障本项目的持续运营及稳定收益。

现阶段垃圾填埋气发电利用主要依据的政策法规有《中华人民共和国可再 生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》。其中规定,国 家对可再生能源鼓励和支持其并网发电,国家实行可再生能源发电全额保障性 收购制度。《办法》规定了电网企业有义务吸纳可再生能源的电力配置,其中包 44

含了垃圾填埋气发电上网。不仅如此,其适用范围还包括垃圾焚烧发电、垃圾 填埋气和沼气发电等。也就是说,垃圾焚烧和垃圾填埋气发电均适用于该办 法。垃圾焚烧在垃圾减量方面具有明显优势,但是会产生二恶英这种对人体危 害极大的物质,许多居民反对在自家附近建立垃圾焚烧厂就是源于对该物质的 担忧。垃圾填埋则不会产生二恶英,但是处理不好周边也会有恶臭,同时也占 用较多的土地资源。对于相对有限的垃圾资源而言,焚烧发电和填埋气发电是 两种不同的利用方式,这两种方式是存在相互竞争的。

2)     填埋气产量风险

垃圾填埋场CH4产气量受到自然条件的影响,与垃圾组分、土壤温度、垃 圾填埋龄、含水率、pH值、有机质、氨氮及硝态氮等因素相关,如表4.6所示 [46]。由此可见,CH4产气量也是很难准确控制的,并且其对发电量有直接影 响,从而影响到项目的经济效益。

表 4.6 温室气体释放通量与主要影响因子的相关性分析

甲烷

二氧化碳

温度

含水率

pH值

有机质

氨氮

甲烷      1

0.61

0.5

-0.24

-0.08

0.04

0.19

二氧化碳

1

0.55

-0.17

0.04

0.06

-0.01

温度


1

-0.4

0.07

-0.14

-0.18

含水率



1

-0.05

-0.33

-0.25

pH值




1

0.03

0.12

有机质





1

0.31

氨氮






1

垃圾填埋场设计落后,人员和资金短缺,也会导致垃圾填埋气收集量和收集效率低[47]。从而直接导致输送到发电机组的填埋气不足,导致发电量减少。

3)    垃圾不分类风险

2017 年江苏省出台了《江苏省生活垃圾分类制度实施办法》,推进垃圾强 制分类。现阶段垃圾分类推广力度较大,但是主要是由社区人员督导。人们的 自觉意识仍然存在很大提升的空间,特别是我国城市流动人口多,人们长时间 的生活习惯不会很快改变,许多居民仍然有将所有垃圾混在一起丢弃的习惯。 有些可回收物如玻璃瓶、纸张、金属等混在餐厨垃圾里面,而这些都是无法自然分解,并且不会产生沼气的。如果垃圾分类的倡议将来无法得到有效的施 行,对填埋气的产量和发电量都会产生不利的影响。

研究显示,当前大多数居民是在政策的强制执行下才进行垃圾分类,只有 少数居民是自发而积极主动进行垃圾分类的[48]。通过对素质较高的大学生群体 进行调查发现,有高达 77%的人无法做到经常进行垃圾分类。在能做垃圾分类 的学生当中,也只有不到 9% 的人能将自己的生活垃圾做到正确分类 [49] 。

4)     人员健康和安全风险

垃圾填埋气中的主要成分之一是甲烷,据了解,当空气中甲烷浓度达 25% 以上时,可引起一系列的人身健康和安全问题。例如,会导致头痛、乏力、头 晕和注意力下降等。如果浓度过高,甚至会使空气中氧气含量明显降低而使人 窒息。甲烷是一种易燃易爆的气体,与空气混合时容易产生爆炸。据资料显 示,甲烷在空气中的爆炸极限范围是 5%-15%。根据《生活垃圾卫生填埋处理 技术规范GB50869-2013》,垃圾填埋气中的甲烷属于易燃易爆气体,应采取有 效安全保护措施防止发生事故。填埋场区局部高浓度的填埋气体可能造成区域 内工作人员窒息,如遇明火或闷烧垃圾,则更会有爆炸危险。填埋气体也可能 自然迁移至填埋场周边建筑,引发火灾或爆炸。

在填埋场作业区工作人员需要牢记安全知识,预防人身安全事故或者设备 事故,避免遭受人身和财产损失。进入填埋场和发电厂的人员都要预先进行安 全培训和学习,没有经过安全部门的批准不能随意进行施工或参观。如果不严 格执行安全管理,任何隐患都可能引发事故。

填埋气发电机组在工作时机身温度极高,且发动机气缸内部压力巨大,并 且是发电设备,技术人员需要经过培训并获得资质才能进行日常检查和设备维 护工作,否则随意进行操作可能会造成人身安全事故。

垃圾渗滤液对人体具有遗传毒性和细胞毒性效应。肌肉连续 4 天暴露在 0.01-0.1% (v/v)浓度的垃圾渗滤液中,可以导致人类DNA的损坏以及血细胞 中的微核频率增加[50]。长期接触和吸入填埋气中的挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOC)会引起潜在的健康风险,例如呼吸道刺激、中枢神经 系统损害甚至癌症[51]。 [5]

5)       环境影响风险 垃圾填埋场的恶臭、渗滤液等需要良好的处理设施以及规范的操作,填埋 气中的CH4和C02是造成温室效应的主要因素,需要严格控制以防止泄露和扩 散[52]。填埋气中还有CO、H2S、以及VOC等会产生恶臭并且污染空气。

填埋场的恶臭也会对周边居民的生活造成影响,引发当地居民投诉等。研 究表明,当扩散条件较差时,厂界恶臭强度可以达到 4 级,即强烈的臭味[53]。 根据《生活垃圾填埋场恶臭污染物排放标准 DB 13/ 2697—2018》,周边恶臭污 染物排放限值如表 4.7 所示:

表 4.7 周边恶臭污染物排放限值(单位: mg/m3)

序号

控制项目

浓度限值

1

0.2

2

硫化氢

0.03

3

甲硫醇

0.002

4

甲硫醚

0.02

5

二甲二硫

0.04

6

臭气浓度

20

另外,在垃圾运输到填埋场的过程中,沿路的垃圾或臭水的泄漏也会造成 污染。马路上泄漏的污水不仅影响居民的正常通行,还影响交通安全,其散发 的气味也对周边居民的生活影响很大。

基于以上分析,可以归纳出垃圾填埋气发电项目资源环境类方面的风险因 素如表 4.8 所示。

表 4.8 资源环境类因素汇总表

风险因子

编号

可能的风险事件

可能的风险损失

垃圾填埋量风险

C1

填埋量不足

收益减少

填埋气产量风险

C2

产气量减少

收益减少

垃圾不分类风险

C3

填埋垃圾混杂

产气量少

人员健康和安全风险

C4

发生安全事故

企业经济和信誉损失

环境影响风险

C5

违反环保法规

环保成本高

4.3    本项目风险评价指标体系

在上述风险识别的基础上,依据简单性、独立性、代表性和可行性的原 则,建立本项目风险评价指标体系。在垃圾填埋气发电项目投资中,主要分类 有宏观政策类因素、规划运营类因素和资源环境类因素。宏观政策类因素的子 分类是与上网售电收入相关的因素,包括电价、补贴、碳交易、贷款利率、汇 率以及贸易和经济环境等。规划运营类因素的子分类是与规划、设计和运营有 关的因素,有项目规划设计、建设施工、设备性能与可靠性、备件成本、运行 维护管理水平和人工成本等。资源环境类因素的子分类有垃圾填埋量、产气 量、垃圾分类、人员健康和安全以及环境等因素。本项目风险评价指标体系如 表 4.9 所示。

表 4.9 项目风险评价指标体系

目标层

准则层

次准则层

本项目风险(Z)

宏观政策类因素A

上网电价风险A1

补贴政策风险 A2 碳排放交易机制风险 A3 贷款利率上升风险 A4

汇率上升风险 A5 贸易和经济环境风险 A6


规划运营类因素 B

项目规划设计风险B1

建设施工风险 B2 设备性能与可靠性风险 B3 设备和备件成本风险 B4 运维管理水平风险 B5 人工成本风险 B6


资源环境类因素 C

垃圾填埋量风险 C1

填埋气产量风险 C2

垃圾不分类风险 C3

人员健康和安全风险 C4


表4.9(续表)项目风险评价指标体系

目标层          准则层                 次准则层

环境影响风险 C5

4.4     本章小结

本章对垃圾填埋气发电项目风险进行了识别与分析,分析了可能的风险因 素,以及由此可能导致的风险损失。首先进行了项目利益相关者分析,识别出项 目利益相关者并且分析其与项目目标之间的相互影响对于风险识别非常重要。 从宏观政策方面,风险因素主要有上网电价、补贴政策、碳排放交易机制等, 同时还有汇率和贷款利率等财务相关的风险因素。规划设计与运营方面的风险 因素主要有设备和备件成本、运维管理水平以及人工成本等。除上述两方面 外,还分析了资源环境类因素,主要有垃圾填埋量和气量、垃圾分类状况、人 员健康和安全风险和环境影响等。最后经过分析与归纳,建立了风险评价指标 体系。

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