基于综合效益量化的综合管廊投资决策与成本回收机制
曾国华1, 汤志立1, 徐千军2    
1. 北京京投城市管廊投资有限公司, 北京 100027;
2. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084
摘要:城市综合管廊综合效益显著, 是推动城市现代化、科技化、集约化、韧性化的重要举措, 但投资决策约束条件及公平合理的成本回收机制的缺失严重制约了综合管廊的可持续发展。该文分析了综合管廊全生命周期综合成本、综合效益的组成及影响因素, 提出了以“综合效益与综合成本比大于1”为首要约束条件的投资决策模型。构建了2种综合管廊成本回收机制, 即“比例付费机制”(管线单位和政府按综合管廊内外部效益比例付费的成本回收机制)和“缺口补助机制”(管线单位按综合管廊的内部效益付费、政府对缺口资金进行补助的成本回收机制)。系统量化了19个综合管廊项目的综合成本效益关系, 综合效益与综合成本比集中在1.50~3.58之间, 显示了显著的综合效益。采用“比例付费机制”, 考虑长期内部效益时政府分摊比例平均值为52.3%, 考虑短期内部效益时为67.2%, 而采用“缺口补助机制”, 考虑短期内部效益时政府分摊比例平均值为51.3%。考虑入廊时序影响时, 当期入廊率每降低30%, 采用“缺口补助机制”的政府费用分摊比例均值平均增加8.8%(考虑短期内部效益)。提出了因时、因地制宜的“两步走”实施综合管廊费用分摊有关政策建议, 即综合管廊发展初期按照考虑短期内部效益的“缺口补助机制”进行费用分摊, 发展成熟期按照考虑长期内部效益的“比例付费机制”。提出了完善综合管廊投资决策配套机制、完善入廊收费使用制度、强化投资建设“开源节流”(成立区域平台公司、探索市场化试点等)的综合管廊可持续发展建议。
关键词综合管廊    综合效益    量化    投资决策模型    入廊率    成本回收机制    
Investment decision-making and cost recovery mechanisms of utility tunnels based on comprehensive benefit quantification
ZENG Guohua1, TANG Zhili1, XU Qianjun2    
1. Beijing Jingtou Urban Utility Tunnel Investment Co., Ltd., Beijing 100027, China;
2. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Abstract: Objective Urban utility tunnels can provide great benefits promoting urban modernization, technologies, intensification and resilience. However, the lack of investment decision-making constraints and fair and reasonable cost recovery mechanisms limits the sustainable development of utility tunnels. Methods This study analyzes the comprehensive costs and benefits over the entire utility tunnel life cycle with emphasis on the four categories that most affect investment decisions, namely, the government financial resources and government foresight, the comprehensive characteristics of the construction area, the specification and sequence of pipelines entering the utility tunnel, and the planning, construction and operation level. Results The utility tunnel investment decision-making model has a primary constraint condition for investment decision-making that the project must have a benefit to cost ratio greater than 1. Two kinds of cost recovery mechanisms are defined as the "proportional payment mechanism" (cost recovery mechanism for pipeline units and for the government to pay in proportion to internal and external benefits) and the "gap subsidy mechanism" (cost recovery mechanism for pipeline units to pay according to the internal benefits and for the government to subsidy the gap funds). The 19 utility tunnel projects have benefit to cost ratios concentrated between 1.50 and 3.58, reflecting significant benefits. The "proportional payment mechanism" gives an average government share of 52.3% when considering long-term internal benefits and 67.2% when considering short-term internal benefits. The "gap subsidy mechanism" that focuses on short-term internal benefits gives the average government share of 51.3%. The cost recovery mechanism based on the government gap subsidies considering short-term internal benefits shows that every 30% decrease in the entry rate during the current period increases the average government apportionment ratio by 8.8% on average. Conclusions A "two-step" implementation of the utility tunnel cost sharing policy is then developed based on the local, temporal conditions. At the initial stage of utility tunnel development, the cost is shared according to the government "gap subsidy mechanism" considering the short-term internal benefits, and at the mature stage of utility tunnel development, the "proportional payment mechanism" considering the long-term internal benefits is adopted. Finally, utility tunnel sustainable development suggestion is presented to improve the investment decision-making mechanism, to improve the entry fee and use system, and to strengthen the open source model to reduce expenditures during investment and construction by establishing regional platform companies, exploring market-oriented pilots, and other methods.
Key words: utility tunnels    comprehensive benefits    quantification    investment decision-making model    entry rate    cost recovery mechanism    

城市地下综合管廊是市政管线集约化敷设的重要载体,能够解决地下管线直埋布设杂乱、无序、安全状态不受控、隐患大、维护难、扩容难等问题,并消除“马路拉链”“空中蜘蛛网”、市政管线渗漏、事故频发等问题带来的重大经济损失、生态环境破坏,有助于整合城市浅层地下空间、促进深层地下空间资源开发,是提高城市综合承载能力和安全保障能力的重要基础设施。人们越来越强烈地意识到地下综合管廊在打造更健康、更安全、更宜居的美好城市生活,实现城市可持续发展中的重要作用。随着2015年8月国务院办公厅印发《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》,中国综合管廊建设迎来了快速规模化发展阶段。根据住房和城乡建设部《中国城市建设统计年鉴》有关数据,综合管廊2016—2020年累计建设里程及累计投资情况如图 1所示。截至2020年底,全国(不含港澳台地区)已建及在建综合管廊达8 841.44 km,累计投资金额达2 599.0亿元。

图 1 中国综合管廊2016—2020年累计建设里程及累计投资金额(不含港澳台地区)

城市地下综合管廊是实现城市地下空间可持续利用的最有效方式[1-2],其综合效益显著[3-4]。然而,相比管线直埋敷设,综合管廊建设一次性资金投入较大。当国家不再将综合管廊建设任务作为各级政府的考核目标而大力推进时,由于综合管廊投资决策依据的缺失,地方政府在综合管廊项目投资决策时大多只关注管廊直接建设成本高的情况,会谨慎上马综合管廊新建项目,加之中国综合管廊成本回收机制尚不健全,影响了综合管廊的可持续发展。因此,开展综合管廊综合成本与效益,尤其是内外部效益量化研究,并在此基础上构建综合管廊投资决策模型,对于指导综合管廊项目科学投资决策意义重大。为此,一些学者开展了综合管廊的综合成本与效益的量化研究[1, 3-13],部分学者开展了综合管廊投资决策方面的初步探索研究[14-19]。然而,现有研究在开展综合管廊综合成本与效益量化分析时,多侧重于论证综合管廊相比传统管线直埋敷设的经济性;在进行综合管廊投资决策研究时考虑的影响因素不够全面,且以定性分析为主、主观性较强、实操性较差。此外,建立科学合理的成本回收机制,促进综合管廊投资闭环,对推进综合管廊可持续发展意义重大,而现有研究多集中于讨论管线单位之间费用分摊方法,尚未有从整体上理顺管线单位和政府的付费责任及对应支付比例的研究。

为弥补当前研究的不足,本文立足于综合管廊全生命周期综合成本效益量化分析,构建了合理的成本回收机制。首先,分析了综合管廊全生命周期综合成本、综合效益组成及计算方法,剖析了综合管廊综合成本效益的影响因素,构建了考虑综合效益的综合管廊投资决策模型。其次,提出了两种综合管廊成本回收机制,即“比例付费机制”(管线单位和政府按内外部效益比例付费的成本回收机制)和“缺口补助机制”(管线单位按综合管廊的内部效益付费,政府对缺口资金进行补助的成本回收机制)。再次,量化了19个综合管廊项目的综合成本效益关系,直观显示了显著的综合效益,计算了采用不同成本回收机制下不同项目政府应分摊资金比例。考虑了4种不同入廊时序下政府分摊比例变化情况,提出了综合管廊成本回收政策制定的有关建议。最后,提出了推动综合管廊可持续发展的工作建议。

1 综合管廊投资决策模型

在中国已然成为基建大国的背景下,综合管廊建设的技术性及功能性问题已不是影响综合管廊“建不建”的制约因素,要回答“建不建”问题,最基础、核心的工作是要研究综合管廊的综合效益、综合成本的构成及影响因素,并基于综合成本效益分析,提出指导综合管廊投资建设的投资决策模型。

1.1 综合成本效益分析 1.1.1 综合成本分析

综合管廊全生命周期的综合成本是在管廊全生命过程中直接发生的全部资金投入,包括建设成本和运营维护成本。根据已发表文献[7-8, 20-27],中国部分地区2016年后建成的综合管廊项目的建设成本如图 2所示,综合管廊单舱每km建设成本约2 082.5~5 143.5万元,平均为3 667.2万元。图 2中:表示最大值、最小值及离群数据值,表示均值,箱中间水平线表示中位数,箱体的上下边线分别为上下四分位数。根据国内已投入运行的综合管廊项目(佛山东坪新城综合管廊、珠海横琴综合管廊、长沙市高铁新城金桂路综合管廊、北京中关村西区综合管廊等)实际运维情况测算,综合管廊年运维成本约为32~40万元/(舱·km)。

图 2 中国部分地区综合管廊项目建设成本箱型图

1.1.2 综合效益分析

综合管廊作为集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系中的重要市政设施,是正外部效应很强的准公共产品,其综合效益包括内部效益和外部效益。综合管廊内部效益是指因建设综合管廊提高管线新建、改扩建、更新改造、运行维护工作效率,改善管线运行环境,提高运行可靠性及寿命,从而避免的传统管线因直埋敷设、更新改造、扩容、事故处理(直接损失)、运行维护等引起的开挖、道路修复、回填、交通导改等费用,以及减少管线渗漏损失等而为管线单位带来的效益。综合管廊外部效益主要为因消除“马路拉链”,减少道路井盖数量、管线事故频发(影响交通、居民正常生产生活等导致的间接损失)、交通拥堵等问题,引起的改善城市功能、美化城市景观、提升城市综合承载能力、促进城市集约高效发展等而产生的效益。

1.1.3 综合效益计算

综合管廊内部效益可分为短期效益和长期效益。短期效益是指修建综合管廊当期节省的同等规模传统管线直埋敷设及运维发生的成本,长期效益是指在综合管廊全生命周期内节省的同等规模传统管线直埋敷设、更新改造、事故处理、运维等发生的成本以及减少管线漏损而产生的效益。计算短期效益需要核算不同规格各类管线直埋敷设费用标准,可通过政府部门开展各类管线项目成本监审获得,而长期效益计算还需运维成本、事故处理成本以及各类型管线使用寿命(计算更新改造次数)、管线漏损等相关数据。综合管廊外部效益的组成及其计算如表 1所示,其量化涉及的参数较多,受管廊建设区域、建设条件、建设时序等内外部多方面因素的影响,在一些参数取值确定时可进行简化、粗略估计等处理,因此通常外部效益较难精确确定。尽管如此,合理量化计算出综合管廊的外部效益,是科学评价综合管廊投资可行性和投资经济效益的基础。

表 1 综合管廊外部效益组成及其计算
效益 具体效益 计算公式 参数说明
社会效益 促进地下空间集约利用效益 $B_{\text {out1 }}=P_{\mathrm{s}} A_{\mathrm{s} 1}+\alpha P_{\mathrm{s}} A_{\mathrm{s} 2} $[4] Ps为基准地价;As1为节约地上空间的折算面积,主要为架空线所占土地;As2为集约利用地下空间的折算面积,根据入廊管线种类及规模折算;α为基准地价修正系数
促进区域土地增值效益 $B_{\text {out } 2}=\beta_1 A_{\mathrm{s}} r_{\mathrm{k}} P_1+\mathrm{FAR} \times \beta_{\mathrm{h}} A_{\mathrm{s}} r_{\mathrm{h}} P_{\mathrm{h}} $[4]
$B_{\text {out } 2}=A_{\text {u }} \alpha P_1 $[9-10]
βl为土地增值系数,As为综合管廊覆盖的土地面积,rk为区域空置土地面积率,Pl为区域基准地价,FAR为区域容积率,βh为房地产增值系数,rh为区域已开发土地面积率,Ph为区域基准房价;Au为综合管廊集约节约的地下空间面积,α为地下空间土地出让金与区域基准地价的比值,通常取0.4
减少道路开挖对交通影响效益 $B_{\text {out } 3}=\sum\limits_{i=1}^n 4\left(\frac{N-1}{N} Q\right) P_{\mathrm{d}} T_{\mathrm{d}} f_i $[4]
$B_{\mathrm{out} 3}=\mu \beta_1 T Q_1+\beta_2 T Q_2 $[9]
$B_{\text {out } 3}=N_{\mathrm{v}} \times \mathrm{VOT} \times T_{\mathrm{v}}+K \times \mathrm{TFE} $[10]
N为道路车道数,Q为高峰小时车流量,Pd为每车因交通拥堵损失,Td单个单次管线施工平均工期,fi为第i条直埋管线年开挖道路频率;μ为旅客节约时间中用于生产的比例,取0.5;β1为旅客单位时间价格,T为道路开挖延缓的通行时间,Q1为单位时间正常客运量,β2为货运的单位时间价格,Q2为单位时间正常货运车数量;Nv为机动车出行次数,Tv为机动车平均损失时间,VOT为机动车的平均时间价格,K为燃料价格,TFE为拥堵引起的耗油增加量
减少道路开挖对路面质量影响效益 $B_{\text {out } 4}=A \alpha $[8] α为开挖对道路质量的影响系数,A为开挖道路路面的建设费用
减少管道事故导致的间接损失效益 $B_{\mathrm{out} 5}=\sum\limits_{i=1}^n N_{\mathrm{d} i} \alpha_{\mathrm{d} i} P_{\mathrm{d} i} $[4] Ndi为管线i的规模,αdi为管线i每年发生事故频次,Pdi为管线i发生事故时带来的因影响交通、居民正常生产生活等产生间接损失
减少地震灾害损失效益 $B_{\text {out } 6}=(1+\gamma) \beta_{\mathrm{e}} L_{\mathrm{h}} \frac{\alpha_{\mathrm{e}}}{1-\alpha_{\mathrm{e}}} $[4] γ为间接效益折算系数,根据地区经济发展情况取值;Lh为房屋破坏总损失;αe为地下管线损失占房屋破坏损失经验比;βe为地区修正系数,根据地区经济发展情况取值
环境效益 减少道路开挖污染导致的效益 $B_{\text {out } 7}=W_{\mathrm{e}} N_{\mathrm{p}} $[4]
$B_{\text {out } 7}=c \times \mathrm{TEE} $[10]
We为利益相关者为环境质量提升而支付的最高价格,Np为道路沿线居民人数;c为某种污染物的单位治理费用,TEE为因拥堵增加的污染物排放总量
减少管道漏损污染导致的效益 $B_{\mathrm{out} 8}=\sum\limits_{i=1}^n P_{\mathrm{p} i} $[4, 10] Ppi为管线i每年漏损导致的环境污染治理费用

1.2 投资决策因素分析

在开展综合管廊投资决策时,需要充分统筹考虑城市经济发展水平、建设需求、周边用地性质、开发强度、各类市政规划等因素,科学开展综合管廊规划设计,合理确定综合管廊建设区域、建设时机。同时,要统筹考虑综合效益与长期效益,科学构建不同类型综合管廊的系统布局,协调规划管线远期预留与当期入廊率,合理确定入廊管线规模、类型及其入廊时序[3, 13]。总的来说,影响综合管廊投资决策的因素可分为如下4大类:

1) 政府财力及政府前瞻性。综合管廊是经济和社会发展到一定阶段的必然产物,其规划建设对城市综合承载能力的提升具有前瞻性引领作用(尤其对于管线超期服役严重的老旧城区),是城市精细化治理领域化被动的事后应对为事前主动预防、控制的重要设施。作为准公共产品,综合管廊一次性建设成本比管线直埋敷设要高很多,需要政府足够的财力支撑。图 3反映了中国大陆各省级行政区(不含西藏)2016—2020年综合管廊固定资产投资总值(数据来源于2016—2020年《中国城市建设统计年鉴》)与2021年经济总量之间的关系。考虑到中央财政先后对25个综合管廊试点城市给予了专项资金补助,总体来看,各省级行政区投资建设综合管廊情况与地区经济总量呈现出一定的正相关关系。

图 3 各省级行政区(不含西藏)2016—2020年综合管廊固定资产投资总值及其2021年经济总量

2) 综合管廊建设区域综合特征。不同建设区域由于其环境品质、发展程度、路网密度、交通流量、人口密度、地下空间开发状况、市政管线及其他地下设施现状及规划情况不同,建设综合管廊的综合成本及对应的综合效益也不同。总的来说,城市新区,更新区,重点建设区,城市高强度开发区及交通流量大、管线密集、地下空间局促地段等区域为综合管廊优先建设区域。在区域选择上,还应该考虑地质情况。地质情况是影响综合管廊建设成本的重要因素,应尽可能避开施工难度较大的地质条件复杂区域。

3) 入廊管线规格及入廊时序。入廊管线种类、数量、长度、管径及空间要求等因素直接影响综合管廊断面形式、大小及舱室数量,是综合管廊建设成本的直接决定因素,同时也影响后期综合管廊运营维护成本。入廊时序取决于入廊管线规划周期,通常还受管廊建设时机的影响,直接影响当期管线入廊率,进而影响综合管廊内部效益。综合管廊一旦建成,很难扩大规模,若只考虑建设当期经济性而一味压缩断面或舱室数量,造成无法满足管线远期扩容、新型管线入廊需求,后续不得不新建管廊或采用直埋敷设,会影响综合管廊综合效益发挥,同时也违背综合管廊建设初衷。然而,如果一味追求高标准规划,会因综合管廊利用率低而产生不必要的浪费。因此,寻求管廊建设与市政管线产权单位需求的契合点,在规划阶段将管线入廊数量、规模及建设标准与入廊费挂钩,科学合理地确定综合管廊入廊管线规格及入廊时序至关重要,既要能满足当前区域发展的需求,保证一定的当期入廊率促进建设成本回收,又要适度前瞻性地考虑未来新增需求。

4) 综合管廊规划建设运营水平。综合管廊规划建设运营主要包括综合管廊建设时机选择、集约规划设计情况、施工方法、埋深、与随建工程全周期规划建设及审批协同情况、精细化运维管理水平等因素。综合考虑市政基础设施存在的问题、现状实施条件和城市建设规划等因素,结合轨道交通建设、地下空间一体化开发、新区建设、旧城更新改造、管线升级改造等实施安排,合理地确定综合管廊的建设时序,有助于降低综合管廊建设成本、提高综合管廊综合效益。在工程实践中面临着综合管廊与随建工程因基本建设程序审批不协同导致的“随不上”的情况,会造成反复施工或后建工程需对先建工程采取保护措施等本可通过协同建设避免的不必要费用。因此,确保综合管廊与随建工程同步规划设计、同步审批、协同建设,对降低综合建设成本至关重要。此外,提高综合管廊全周期建设运营的精细化、集约化程度,也是促进综合管廊降本增效的重要举措。

1.3 投资决策模型构建

基于对综合管廊投资决策影响因素的系统分析,结合综合管廊综合效益、成本分析,构建投资建设约束性主函数,

$ F(L, P, M)=B-C . $ (1)

其中:L表示综合管廊建设区域综合特征,P表示入廊管线规格及入廊时序,M表示综合管廊规划建设运营水平,此3类因素通过改变综合管廊的综合效益与成本而影响投资决策;B表示综合管廊综合效益,包括内部效益Bin和外部效益Bout;C表示综合管廊综合成本。

对于前瞻性政府,投资决策时需要转变只关注建设成本的观念,应采用系统思维和可持续发展视角,注重综合管廊全生命周期的综合效益、长期效益,以“综合效益与综合成本比大于1”作为项目科学投资决策的首要约束条件,即投资建设约束性主函数值大于0,

$ B-C>0. $ (2)

综合管廊项目投资决策流程如图 4所示。当综合管廊综合效益与综合成本比小于等于1时,需从建设区域选择、入廊管线分析、建设时机优化、建设规划布局方案优化等方面开展综合管廊规划建设实施方案优化研究,直到满足上述投资建设约束条件。

图 4 综合管廊项目投资决策流程

满足综合效益与综合成本比大于1时,需要考察当期政府财力是否充足或是否具有前瞻性。当至少满足其一时,即对于前瞻性或财力充足的政府,适宜开展综合管廊建设。若政府财力有限且着眼于当下,则当C < Bin时,也就是不考虑外部效益且当“内部效益大于综合成本”时,采用综合管廊敷设市政管线较直埋敷设更经济,才可开展综合管廊建设。

2 综合管廊成本回收机制分析

综合管廊是最具可持续性的城市地下设施之一,以最小的环境影响保证了后续地下空间资源的可持续开发[28]。鉴于综合管廊建设投资较大、运营周期长且运营维护费较高,在满足综合管廊投资决策约束条件的基础上,要确保综合管廊可持续发展,必须使综合管廊投资进入良性循环,也就是投资、回收成本并盈利、再投资不断良性循环,实现投资闭环。

2.1 受益者分析

综合管廊是具有较强的正外部效应和公益性的基础设施,其受益者主要包括政府、社会公众及管线单位。政府作为公共利益的维护者与代表者,应替作为综合管廊最终受益者的社会公众,按“受益者付费”原则向管廊项目付费,给予必要的资金支持[19, 29-34]。管线单位作为综合管廊的使用者,也应按“使用者付费”原则交纳一定的有偿使用费。因此,政府部门和管线单位均应该分摊一定的综合管廊规划建设费用。在这方面,日本采用的模式是政府和管线单位各承担一半的综合管廊建设费用,运维费用由政府分担一半以上,其余由管线单位承担。中国台湾地区采用的模式是政府及管线单位按1∶2的比例分摊建设成本,运维成本全部由管线单位承担[30]

中国大陆地区由于合理费用分摊机制的缺乏,制约了政府部门与管线单位费用分摊比例的确定。目前,部分城市采用由政府全额出资建设综合管廊的模式,这种模式对政府财力要求较高,不利于综合管廊可持续发展。其余部分城市出台了以“有偿使用、低价引导”为原则的有偿使用收费标准,然而在费用收取工作中遇到了较大阻力,管线单位表现出的付费意愿较弱,造成综合管廊的建设资金缺口严重,影响了综合管廊的可持续发展。其原因是在政策制定过程中,没有做好综合管廊受益者分析以及按受益比例厘清各受益者的支付义务。

2.2 比例付费机制

政府部门作为公共利益的维护者与代表者,建设综合管廊产生的外部效益是其受益范围。对于管线单位,建设综合管廊产生的内部效益是其受益范围。为调动管线单位入廊积极性,同时降低政府财政负担,应满足双方共同利益诉求,在对综合管廊受益者分析的基础上,本文提出“比例付费机制”,即管线单位和政府分别按综合管廊内外部效益比例付费的成本回收机制。该机制坚持“使用者付费”及“受益者付费”原则,按照建设综合管廊使政府部门、管线单位的受益情况分摊费用,进行综合管廊成本回收。政府以综合管廊外部效益为计算基础,管线单位以综合管廊内部效益为计算基础,分别按照对应比例分摊综合管廊的综合成本。由此,政府应承担的综合管廊建设及运维费用Gm

$ G_{\mathrm{m}}=\frac{B_{\text {out }}}{B_{\text {in }}+B_{\text {out }}} C(1+R)=g C(1+R) . $ (3)

其中:R表示项目投资收益率,原则上不低于商业银行长期贷款利率;g为政府分摊比例。

管线单位应承担的综合管廊有偿使用费Pm

$ P_{\mathrm{m}}=\frac{B_{\text {in }}}{B_{\text {in }}+B_{\text {out }}} C(1+R)=(1-g) C(1+R) . $ (4)

政府产出投入比α

$ \alpha=\frac{B_{\text {out }}}{G_{\mathrm{m}}}=\frac{1}{(1+R)} \frac{B}{C} . $ (5)

采用“比例付费机制”分摊方法,政府产出投入比即为综合效益与综合成本(考虑投资收益)比。因此,为提高政府产出投入比,应在投资决策时严格落实“综合效益与综合成本比大于1”这一首要约束条件,并尽可能提高综合效益与综合成本比。

在确定政府部门与管线单位分摊比例后,可根据直埋成本比、空间占比或直埋成本比与空间占比综合等方法,合理地确定不同管线单位之间的费用分摊比例[30, 35-37]

2.3 缺口补助机制

管线单位承担的有偿使用费本质上是对综合管廊建设带来的内部效益付费,主要包括入廊费和日常维护费。入廊费是入廊管线单位在入廊时按一定标准向综合管廊建设运营单位交纳的费用,主要用于弥补管廊建设成本。日常维护费是入廊管线单位按一定周期向综合管廊运营单位支付的费用,用于弥补日常维护、管理支出。

综合上述分析,本文提出“缺口补助机制”,即管线单位按综合管廊的内部效益进行付费,政府对缺口资金进行补助的成本回收机制。具体操作中,由管线单位交纳有偿使用费(综合管廊内部效益)弥补部分综合管廊建设成本,由政府补助剩余缺口资金。由此,管线单位应承担的综合管廊有偿使用费Pm

$ P_{\mathrm{m}}=B_{\mathrm{in}}. $ (6)

政府应承担的缺口补助资金Gm及政府分摊比例g分别为:

$ G_{\mathrm{m}}=C(1+R)-B_{\mathrm{in}}, $ (7)
$ g=\frac{G_{\mathrm{m}}}{C(1+R)}=\frac{C(1+R)-B_{\text {in }}}{C(1+R)}=1-\frac{B_{\text {in }}}{C(1+R)} . $ (8)
2.4 短期内部效益和长期内部效益

根据综合管廊内部效益来确定管线单位所需交纳的有偿使用费定价标准时,分为考虑短期效益和考虑长期效益两种情况。两者的区别主要在于,前者只考虑管线一次直埋成本,计算方法为一次直埋成本法;而后者考虑综合管廊全生命周期内管线直埋敷设、更新改造、事故处理、管线渗漏等发生的成本,其准确计算建立在对不同区域、不同类型直埋管线相关成本数据大量积累的基础上,当前阶段为简化计算主要考虑管廊全生命周期内管线重新敷设的直埋成本。

3 实例研究 3.1 综合成本效益量化分析

为进一步阐述本文构建的考虑综合效益的投资决策模型及按受益付费的成本回收机制,为综合管廊相关政策制定提供参考,参考相关文献[4, 6, 8-10],本文量化计算了不同地区19个综合管廊项目的综合效益及综合成本,结果如图 5表 2所示。表 2中:Bl表示考虑长期内部效益时的综合效益,Bs表示考虑短期内部效益时的综合效益。不同项目所在建设区域综合特征差异较大,因此各项目采用的管线直埋及更新改造敷设成本标准不同。在计算综合成本时,基于政府或综合管廊平台公司直接投资模式,未考虑财务成本的影响。由于可获取的数据有限,外部效益计算时仅考虑部分效益,各项目外部效益未计算项列在表 2最右列。

图 5 部分综合管廊项目综合效益与综合成本比

表 2 国内部分综合管廊项目综合成本效益计算结果
综合管廊项目 综合成本 综合效益 $\frac{B_1}{C} $ $\frac{B_{\mathrm{s}}}{C} $ Bout未计算项
C/万元 Bl/万元 Bs/万元
广州大学城管廊 107 929 240 944 206 144 2.23 1.91 Bout1, Bout2, Bout5, Bout8
上海张江路管廊 46 576 77 710 67 854 1.67 1.46
上海安亭新镇管廊 34 097 65 184 56 784 1.91 1.67
上海松江大学城管廊 2 875 13 121 12 421 4.56 4.32
杭州城站广场管廊 5 275 21 624 19 504 4.10 3.70
深圳大梅沙管廊 14 695 32 472 27 132 2.21 1.85
佳木斯林海路管廊 11 114 16 370 11 570 1.47 1.04
湖南永州市管廊 62 139 82 389 49 989 1.33 0.80
昆明呈贡新城管廊 74 160 129 000 91 640 1.74 1.24
北京中关村西区管廊 10 147 35 857 29 603 3.50 2.89 Bout5, Bout6, Bout7, Bout8
深圳华夏路管廊 11 384 15 775 10 349 1.39 0.91 Bout2, Bout5, Bout6, Bout8
成都典型三舱管廊 15 816 19 102 9 181 1.21 0.58 Bout2, Bout5, Bout6, Bout7, Bout8
南宁市某试点管廊 14 542 52 047 43 832 3.58 3.01 Bout1, Bout5, Bout6, Bout7, Bout8
北京典型单舱管廊 16 084 45 019 34 685 2.80 2.16 Bout1, Bout2, Bout4, Bout6, Bout7, Bout8
北京典型两舱管廊 27 254 71 225 51 963 2.61 1.91
北京典型三舱管廊 40 067 112 431 73 834 2.81 1.84
北京典型四舱管廊 54 752 154 705 96 023 2.83 1.75
北京典型五舱管廊 75 009 261 121 167 511 3.48 2.23
雄安新区全部管廊 3 676 500 12 011 544 10 697 699 1.94 1.72

计算结果表明,不同综合管廊项目考虑长期内部效益时的综合效益与综合成本比(Bl/C)集中在1.50~3.58之间,考虑短期内部效益时的综合效益与综合成本比(Bs/C)集中在1.04~3.01之间,反映出综合管廊显著的综合效益。

3.2 政府费用分摊比例分析

根据2.2节和2.3节构建的“比例付费机制”和“缺口补助机制”,分别计算出考虑长期、短期内部效益时两种成本回收机制对应的政府分摊比例,计算结果如图 6所示。按照“比例付费机制”,当考虑长期内部效益时,政府分摊比例g集中在16.9%~84.9%,平均值为52.3%;当考虑短期内部效益时,政府分摊比例g集中在24.5%~90.6%,平均值为67.2%。按照“缺口补助机制”,当考虑长期内部效益时,政府分摊比例g集中在-82.2%~43.8%,平均值为-0.10%,负值表示政府无须分担,由此表明考虑直埋管线全周期更新改造成本时,采用综合管廊敷设市政管线较直埋敷设更为经济;当考虑短期内部效益时,政府分摊比例g集中在25.9%~73.3%,平均值为51.3%。

图 6 考虑长期、短期内部效益时两种成本回收机制计算的政府分摊比例

综合管廊的实施具有不可逆性,因此在规划阶段,在考虑当期管线入廊敷设需求的同时,也要考虑未来城市发展带来的管线扩容需求。中国自2016年建成的大部分管廊的管线入廊率不足20%(截至2019年6月数据)[38]。当期入廊率的高低会影响综合管廊综合效益的量化数值,因此在确定实际项目政府分摊比例时还需考虑管线入廊时序这一因素的影响。鉴于实践中不同综合管廊项目当期入廊率差别较大,本文在计算中考虑4种当期入廊率高低不同的入廊时序,即当期入廊率100%、10年入廊率100%、20年入廊率100%、30年入廊率100%,具体见表 3。以考虑短期内部效益的“缺口补助机制”为例,分别计算4种管线入廊时序下的政府分摊比例,结果如表 3图 7所示。计算时折现率采用6.13%[39],同时入廊率达100%前每5年进行一次折现计算。表 3图 7的结果表明,当期入廊率越低,各项目政府需分摊的缺口部分比例越高。当期入廊率100%时,政府分摊比例均值为51.3%,而当期入廊率70%时,政府分摊比例均值为56.5%,当期入廊率40%时,政府分摊比例均值增至65.9%,而当期入廊率仅为10%时,政府分摊比例均值达77.6%。平均来说,当期入廊率每降低30%,政府分摊比例均值增加8.8%。

表 3 4种管线入廊时序及对应的政府分摊比例均值(考虑短期内部效益“缺口补助机制”)
计算类别 入廊时序 政府分摊比例均值/%
当期 5年 10年 15年 20年 25年 30年
当期入廊率100% 100% 51.3
10年入廊率100% 70% 85% 100% 56.5
20年入廊率100% 40% 55% 70% 85% 100% 65.9
30年入廊率100% 10% 25% 40% 55% 70% 85% 100% 77.6

图 7 不同入廊时序下考虑短期内部效益时“缺口补助机制”计算的政府分摊比例

针对费用分摊比例的计算结果,需特别说明如下:1) 数据离散性较大,表明对于不同的综合管廊项目,政府和管线单位的成本分摊比例有较大差异。这是因为综合管廊综合成本和综合效益的影响因素较多,同时不同因素取值也受到项目实际情况的影响。2) 从均值上看,按照“缺口补助机制”,当考虑长期内部效益时,政府分摊比例平均值为-0.10%,说明考虑长期内部效益时,即使不考虑外部效益,综合管廊项目总体上内部效益还是大于综合成本。其余几种模式(考虑长期内部效益的“比例付费机制”、考虑短期内部效益的“比例付费机制”和“缺口补助机制”)政府分摊比例均值分布在50%~70%附近,其中政府在考虑短期内部效益时“比例付费机制”中出资比例最高,均值为67.2%(未考虑入廊率因素)。3) 当期入廊率对分摊比例影响较大,在制定政策时需要充分考虑该因素的影响。

3.3 成本回收政策制定建议

1) 采用因时、因地制宜“两步走”实施综合管廊费用分摊有关政策,当前采取考虑短期内部效益的政府“缺口补助机制”,发展成熟期按照考虑长期内部效益的“比例付费机制”进行费用分摊。鉴于当前中国综合管廊尚处于起步阶段,在社会公众和管线单位尚未完全享受到综合管廊的长期效益,且外部效益计算的基础数据库尚不健全时,为了凝聚共识,鼓励管线单位入廊,推进综合管廊建设工作,强化政府引导力度,采用按考虑短期内部效益的“缺口补助机制”进行费用分摊,是兼顾政府部门与管线单位共同利益的选择。在综合管廊发展较为成熟阶段,各利益相关方对综合管廊的综合效益、长期效益形成共识后,可按照考虑长期内部效益的“比例付费机制”进行费用分摊,管线单位和政府作为内部效益和外部效益的受益方,按照内外部效益比例,合理分摊综合管廊建设成本。

2) 开展综合管廊综合成本效益量化分析,制定各城市各阶段统一的费用分摊比例。考虑到不同项目计算结果具有离散性,难以划定统一的费用分摊比例。如果所有项目均采用“一廊一策”政策,政策执行成本将严重制约综合管廊发展。为了制定统一的综合管廊成本分摊政策,提高政策的执行效率,建议各城市深入量化分析综合管廊项目的综合效益和综合成本的影响因素取值情况,结合城市发展需要,合理规划综合管廊入廊率,按照上述“两步走”思路统一确定每个阶段本区域所有综合管廊项目成本的政府和管线单位费用分摊比例,并依此制定政府补助政策和各管线的入廊收费标准。同时,借鉴上海、深圳、厦门等城市经验,成立市级、区级综合管廊平台公司,由平台公司统一实施所在区域所有综合管廊项目的投资建设和运营工作,“削峰填谷”解决不同项目之间内外部效益的离散性问题。

4 可持续发展建议

政府在推进综合管廊建设过程中,应通过完善综合管廊投资决策配套机制、完善入廊收费使用制度、强化投资建设“开源节流”,充分认识到综合管廊对保障城市“生命线”安全运行、引领地下空间高质量集约发展的重要作用,因地、因时制宜推动综合管廊可持续发展。

4.1 完善投资决策配套机制

重视地下管线不同敷设方式下的规划建设投资、维护维修费用等相关信息的统计分析工作,在成本监审及运行寿命调查基础上,明确管线直埋敷设、重新敷设、运维等相关费用标准,进一步构建涵盖全要素地质信息及地下管线、地下各类设施、城市道路等城市基础设施建设、更新改造及运营维护等信息的用于综合管廊决策评估的大数据库(涵盖区域、费用、建设时间等内容),确保数据库动态更新、协同共享,能够为开展不同类型综合管廊综合成本效益量化分析、构建精细化投资决策模型、推动综合管廊投资建设科学决策提供数据支撑。

综合管廊项目可行性研究论证阶段,应构建并严格落实综合管廊建设必要性与可行性评估机制,将“综合效益与综合成本比大于1”作为综合管廊投资决策约束性指标,并以此为目标开展综合管廊全生命周期降本增效。

4.2 完善入廊收费使用制度

建立管线单位入廊管线需求(管线种类、规模、位置、空间需求、入廊时间等)与有偿使用费交纳联动机制,将管线入廊签约工作前移至规划设计阶段,避免不合规管线入廊或管线规模过大、标准过高。统筹考虑各项目建设时序,优化行政审批流程,统筹推动规划当期入廊管线与综合管廊的同步规划建设、同步审批、同步投入使用,提高当期管线入廊率。严格要求已建综合管廊沿线的所有管线原则上“应进必进”,尽可能提高综合管廊利用率,发挥综合管廊的综合效益。

建立健全综合管廊的成本回收机制,成立区域综合管廊平台公司,因时、因地制宜分阶段完善并落实综合管廊成本回收有关政策。在制定管线入廊收费政策时,要明确各管线单位交纳的有偿使用费的出资来源,入廊管线单位交纳的有偿使用费可通过成本监审依法合规地纳入企业成本,作为收费定价调整的依据。建立管线入廊激励机制,出台提高管线入廊率的相关政策,增加对入廊建设项目的税费减免等优惠政策,加大费用交纳协调力度,调动管线单位交费积极性。

4.3 强化投资建设“开源节流”

推动综合管廊投资体制创新,拓展资金来源。通过完善综合管廊有偿使用制度,改进政府和社会资本合作(public-private partnership,PPP)模式的政策措施,以区域综合管廊平台公司为抓手,针对具体项目量化分析政府补助比例,明确投资回报机制,探索社会力量参与投资建设和运行管理的机制体制。积极推动和支持管线单位和社会资本以投资入股区域综合管廊平台公司等多元方式,与政府共建共享地下综合管廊的投资建设和运营管理。借鉴中国台湾地区建立共同管道建设基金的经验,建立并规范地下综合管廊投资建设基金。完善投融资支持制度,加快健全地下空间权属制度,明确综合管廊权属登记相关程序,保障综合管廊权利人权益,助力盘活存量管廊资产,探索基础设施公募房地产信托投资基金(real estate investment trusts, REITs)研究。

强化全生命周期成本管控,推动综合管廊降本增效。合理确定建设区域及系统布局,推动多层次、网络化综合管廊体系建设,发挥综合管廊的综合效益。强化管线需求分析,在明确入廊需求的基础上因需设廊。发挥规划引领作用,严把规划设计关,从源头做好成本控制,加强项目线位、规模、埋深、工法、建设时机等优化论证。围绕综合管廊“安全、高效、经济、智能”目标,持续开展多管线共舱技术、管线敷设安全距离优化、断面集约优化、设备系统功能融合优化、精细化能源管理等技术创新,不断提升综合管廊规划、设计、建设及运营精细化、集约化、智慧化发展水平。

5 结论

本文分析了综合管廊全生命周期综合成本、综合效益组成,剖析了综合管廊综合成本、综合效益的影响因素,构建了投资决策模型,开展了成本回收机制研究,并提出了综合管廊可持续发展建议。主要工作总结如下:

1) 构建了考虑综合效益的综合管廊投资决策模型,提出了“综合效益与综合成本比大于1”的投资决策首要约束条件;并进一步考虑政府财力及前瞻性因素,对于财力有限且着眼于当下的政府,应以“内部效益大于综合成本”作为投资决策约束条件。

2) 构建了两种综合管廊成本回收机制,即“比例付费机制”(管线单位和政府按内外部效益比例付费的成本回收机制)和“缺口补助机制”(管线单位按综合管廊的内部效益付费,政府对缺口资金进行补助的成本回收机制)。

3) 系统量化了19个综合管廊项目的综合效益、综合成本关系,结果表明综合管廊综合效益与综合成本比集中在1.50~3.58之间,反映出综合管廊显著的综合效益。采用“比例付费机制”,考虑长期内部效益时,政府分摊比例平均值为52.3%,考虑短期内部效益时为67.2%;而采用“缺口补助机制”,考虑短期内部效益时,政府分摊比例平均值为51.3%。考虑入廊时序影响时,当期入廊率每降低30%,采用“缺口补助机制”政府费用分摊比例均值平均增加8.8%(考虑短期内部效益)。

4) 提出了因时、因地制宜“两步走”实施综合管廊费用分摊有关建议。当前阶段建议采取考虑短期内部效益的“缺口补助机制”,此阶段政府加大投入、引导综合管廊发展。综合管廊发展成熟阶段建议采取考虑长期内部效益的“比例付费机制”,体现出“谁受益谁付费”“谁受益大谁付费多”的合理原则。

5) 提出了完善综合管廊投资决策配套机制、完善入廊收费使用制度、强化投资建设“开源节流”(成立区域平台公司、探索市场化试点等)的综合管廊可持续发展建议。

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