2.3 经济核算
2.3.1 成本优化原则
污染控制通常有几种可行的解决方案。如本章前面所述，设计过程的一个主要任务是选择技术和经济上可行的最佳方案。经济核算就是对各种技术方案的经济效益进行计算、分析和评价，使得应用于工程的技术能够有效地为项目服务。没有可靠的经济核算，就难以保证工程方案的正确。本节从大气污染控制工程的投资和运行成本方面进行阐述，讨论污染控制工程设计方案的选择原则。
一般地，人们总是希望以最少的投资成本达到预期的控制结果，实际情况是在固定投资和运行费用之间通常存在一个平衡点。图2-10是一个典型的纤维过滤器的几种成本曲线图。由图可知，固定成本与过滤器的纤维滤袋面积成正比例关系，滤袋越多，设备投资成本越大；运行费用与过滤器的压降密切相关，压降越小，运行费用越低，但压降与过滤器的纤维滤袋面积成反比例关系。
图2-10 典型的布袋除尘器各种费用之间的关系
在这种情况下，这个装置的使用成本要综合考虑的是纤维滤袋面积（代表固定投资）和过滤压降（代表运行费用）之间的关系。从经济角度分析，最佳的工程方案是将过滤器使用成本控制在两者之和的最低值，此时的工艺设计如操作便利性、去除稳定、维护最小化等，可能不是最佳操作的工艺设计，因为这些最佳操作的工艺设计可能已经脱离了成本最优化。
2.3.2 折旧
有形资产如污染控制设备由于老化或技术落后，其价值会随时间的流逝而下降。老化是物理磨损或腐蚀的结果，技术落后是由于新技术出现或控制要求提高，这两种情况都会要求企业用新设备代替旧设备，这个过程涉及资金支出，导致使用成本增加。
有形资产折旧（depreciation）是指在资产使用寿命内，按照确定的方法对折旧额进行分摊。折旧额是指折旧资产的原价扣除其预计净残值后的金额。在编制初步成本估计时，简便的方法是按式（2.22）线性折旧公式计算：
（2.22）
式中，d为年折旧值，元/年；VR为设备的初始成本（原值），元；VS为预计净残值，元；n为使用年数。
一般地，污染控制工程的设定预计净残值和最低使用寿命分别为0元和10年。此时，年折旧率为初始成本的10%。
另一种算法是双倍余额递减法。在此方法中，年折旧率是折旧年度开始时资产价值的固定百分比。服务年数n时的资产价值为：
（2.23）
式中，年折旧率f=（2/n）×100%，无量纲。
例2.5 公司A和公司B在2007年购买了相同的文丘里洗涤器，每个价格为400000元。使用寿命均为10年，残值为零，两家公司的企业所得税税率为50%。公司A使用直线折旧，公司B使用双倍余额递减折旧。基于各自的折旧方法，请问公司B的文丘里洗涤器在前3年的服役期内节省了多少钱？
解：A公司的折旧费为：
B公司的折旧费为：
由于每家公司的企业税率为50%，因此，B公司节省了：
实际上，所有公司都在法律允许的范围内使用最有利的折旧方法以达到减少税收目的，但通常的做法是使用线性折旧法来评价替代方案的折旧费。
2.3.3 增量投资回报率
投资回报率（return on investment，ROI）是投资利润率的常用度量，定义如下：
（2.24）
式中，ROI为投资回报率，%；P为投资的年利润（收入-支出），元；I为总投资，元。
增量投资回报率可用来衡量可供选择方案的增量收益（即增量利润和增量投资的比值），它是以满足要求的最小投资为计算基准的。通常情况下，当公司必须购买污染控制设备时，可供选择的解决方案都涉及投资，基本不产生效益。然而，在法律法规的制约下，公司必须从这些方案中选择一个最佳方案来解决污染问题。在这种情况下，就可以引入投资回报的概念，一个方案较另一个方案节约成本就是“利润”。现在，企业之间出现了一种新的流通“商品”——污染控制信贷。有些企业愿意投资一些超过控制要求的方案，产生多余的污染控制信贷，从而出售给其他信贷额度不够的企业。
例2.6 公司须购买旋风除尘器以控制铸造厂的颗粒。对满足所有控制要求的旋风分离器的最低投标方案有两种：一种是包括安装费的碳钢旋风分离器，成本为210000元，使用寿命为10年；另一种是包括安装费的不锈钢旋风分离器，成本300000元，使用寿命是15年，每年维修成本比碳钢便宜6000元。两个旋风分离器的预计净残值均为零。如果公司目前在所有投资中获得税前12%的回报，那么应该购买哪种旋风分离器？
解：
每年节省费用=21000-20000+6000=7000（元/年）
增量投资=300000-210000=90000（元）
由于增量投资回报未超过公司投资回报12%的要求，因此，不锈钢旋风分离器的投标不应被接受。注意，尽管增量投资回报率不是很高，但必须在第二次购买时考虑不锈钢旋风分离器，因为10年后购买不锈钢旋风分离器可能是更好的选择，可能会带来更高的增量投资回报率。
此外，如果出现三个以上备选方案要进行比选时，增量投资回报率分析按如下程序进行。
①选择具有最低投资成本的方案作为计算基准，并将其指定为方案1或基本方案。
②按成本增加的顺序指定高成本方案2、方案3等。
③计算方案1和方案2之间的增量ROI。如果ROI是可接受的，则方案2成为基本方案；如果ROI不可接受，方案1仍为基本方案，方案2被丢弃。
④计算方案1和方案3之间的增量ROI。如果ROI是可接受的，则方案3是新的基本方案。如果ROI是不可接受的，方案3被丢弃。
⑤重复以上步骤，直到所有方案都被评估。该程序要确保每次增加投资都可以获得可接受的回报。
2.3.4 大气污染控制设备成本和运行费用估算
2.3.4.1 设备成本估算
精确的成本估算有助于建设单位在决策时准确把握投资的优先顺序。污染控制工程的成本估算需要很多的数据信息，数据信息收集越多，成本估算就越精确。
在设计初期，工程师只需进行粗略的成本估算，准确度要求±30%。此阶段收集的信息主要包括工艺流程草图，大气污染控制设备的初步尺寸或容积，水、汽、电、废水等公用部分的粗略估算，以及管道、泵、风机等辅助设备的初步型号。这些初步估计通常根据设备的类型和尺寸要求，参考设备的固有成本或类似的成功案例。
当设计工作接近完成时，工程师需要给出最终的详细估算。此时，各类设备型号、公用部分用量以及辅助设施的情况等都已明确，工程师可以结合供应商或市场报价等信息，完成最终的详细估算，准确度要求达到±5%。
2.3.4.2 年运行费用估算
污染控制工程的运行费用包括人工、电耗、药剂消耗和工程折旧费等，如表2-2所示。
表2-2 污染控制工程年运行费用组成
不同类型的废气处理工程涉及的运行费用构成是不一样的。例如，用于去除酸性气体的湿式洗涤器和喷雾干燥器，化学试剂成本可能是主要的运行费用；对于需要定期更换部件的吸附器或催化氧化炉，吸附剂或催化剂的更换费用将成为主要的运行费用。