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1、 水資源.合同節(jié)水.虛擬水廠.區(qū)塊鏈目錄CONTENTS一、水資源狀況及對策二、虛擬水廠概念三、合同節(jié)水管理模式四、區(qū)塊鏈應(yīng)用我國人均水資源量只有世界平均的 1/4，黃淮海和西北地區(qū)甚至不足世界平均的 1/11，是世界上水資源十分緊缺的國家，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，水的供需矛盾日趨突出。人多水少、水資源時空不均、與耕地礦藏等經(jīng)濟要素空間不適配是我國基本水情，加之經(jīng)濟規(guī)模不斷擴大、城市化快速發(fā)展、重工業(yè)比例高、農(nóng)業(yè)嚴重依賴灌溉等特點，從上世紀 80年代以來，我國水資源短缺問題日益凸顯甚至成為經(jīng)濟社會發(fā)展的重要制約因素。我國水資源基本狀況（1）公有性：水資源歸國家所有。為每個公民和組織提供必要的水資源是2、政府不可推卸的責任。（2）短缺性：水資源短缺是我國基本國情，世界平均水資源量的四分之一，水資源短缺列我國3大水問題之首。（3）共有性：水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，每個公民和組織都不可缺少。我國水資源的特點國家只能采用根據(jù)不同用水對象，分配基本用水權(quán)力，向公民和機構(gòu)提供必需的水資源保障。（1）通常以用水定額來表示計劃用水量分配。超出用水定額就會采用價格調(diào)節(jié)機制實行多級累進水價制度，提高用水成本，限制用水總量過快增長。（2）用分配用水水權(quán)的方式管理用水量。不用的水權(quán)可以進行交易，可以獲得一定的回報。（3）鼓勵節(jié)約用水。實施國家節(jié)水行動方案（4）大力推廣先進適用節(jié)水技術(shù)。水資源管理手段針對水資3、源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)惡化的情況，習近平總書記在2014年“314”講話中指出：中國的水問題嚴重到已經(jīng)影響中華民族的生存了，更不要提實現(xiàn)“兩個一百年目標”的實現(xiàn)。要用“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”新時期治水思路解決中國的水問題。習近平總書記同時在“314”講話中提出要大力推廣先進適用節(jié)水技術(shù)。黨中央新時期治水思路節(jié)水優(yōu)先節(jié)水優(yōu)先：鄂竟平提出，只有先確定節(jié)水標準，才能說清楚什么叫節(jié)水，即建立節(jié)水標準定額體系，并且這個標準定額體系要覆蓋各行業(yè)、各領(lǐng)域，如對不同農(nóng)業(yè)作物的畝均用水量、不同工業(yè)的單位產(chǎn)品用水量、不同建筑業(yè)的單位面積用水量、不同服務(wù)業(yè)的單位用水量，都要提出相應(yīng)的節(jié)水定額。4、按照節(jié)水優(yōu)先的原則，定額可以分為先進值和通用值等不同的等級，用水量低于先進值的可以稱之為節(jié)水，用水量超過通用值的可以認為是效率低下、用水浪費。水利部鄂竟平部長對十六字方針的解讀兩手發(fā)力：就是要發(fā)揮好政府與市場在解決水問題上的協(xié)同作用。水是公共產(chǎn)品，政府該管的要管嚴管好，同時也要充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定作用。水利行業(yè)是公益性為主，水資源的價格以計劃管理為主。水資源的價格與價值嚴重背離。要實現(xiàn)兩手發(fā)力就必須首先更好的發(fā)揮政府的作用，再讓市場在“水”資源配置中起決定性作用。政府要充分利用政治、經(jīng)濟、法律、行政、市場等系統(tǒng)手段，出臺適合市場發(fā)力的政策體系，使得水資源的價格體系趨近其實際價值，讓投5、資節(jié)水和水環(huán)境治理工程能夠獲得更好的直接受益，才會讓市場這一手真正發(fā)力。水利部鄂竟平部長對十六字方針的解讀實體水廠與虛擬水廠實體水廠：以水為主要原材料，生產(chǎn)合格的自來水，排出部分廢水。依靠售水獲得主要收入。虛擬水廠：水作為生產(chǎn)、生活的必需品之一，使用生產(chǎn)合格的自來水，進行生產(chǎn)其它產(chǎn)品，排出部分廢水。通過節(jié)水改造將定額內(nèi)沒有用完的水出售，獲得一定的經(jīng)濟回報。自來水廠水源地自來水廢水排放實體水廠節(jié)水量用水戶廢水排放虛擬水廠管網(wǎng)生產(chǎn)其它產(chǎn)品 每個用水戶需要使用水資源，國家保證提供基本定額的水量，這個基本定額水量可以定義為每個用水戶的基本用水權(quán)力。基本用水權(quán)力就是鄂竟平部長所提到的用水定額通用值，按照6、地區(qū)水資源狀況、每個行業(yè)按照平均用水量優(yōu)化而來，公平賦予，不分先后，生而有之。當節(jié)水服務(wù)機構(gòu)采用成熟先進節(jié)水技術(shù)為用水戶提供節(jié)水改造服務(wù)，低于通用用水定額的水量，達到先進值就可以視為節(jié)水改造的直接產(chǎn)出-水量，用水戶就成為一個虛擬水廠。虛擬水廠具有特性：規(guī)模可大可小、數(shù)量十分可觀、不用國家投資、減少污水排放70%以上，總體水量巨大、免除水源地、水庫、輸水、污水處理工程建設(shè)投資和運行成本。政府按照水資源的價值保底購買節(jié)水效果-合同節(jié)水管理模式；通過水資源交易市場賣出更高價格，獲得更多收益。虛擬水廠的功能 Lf0 改造前的用水量 Lf1 改造后的用水量 Lf2 超出舊定額用水量PLK2Lf1Lf2L7、f0L1L00K1K0改進多級累進水價關(guān)系圖改進多級累進水價關(guān)系圖K0基礎(chǔ)水價 K2懲罰性水價K3市場調(diào)節(jié)水價 L0 舊用水定額對應(yīng)水量通用值L1 新用水定額對應(yīng)水量先進值節(jié)水量可以高于水資源價值低于市場調(diào)節(jié)水價進行交易K3市場調(diào)節(jié)水價=當?shù)毓I(yè)用水最高水價+非居民排放污水處理費+建設(shè)水源工程投資折舊+輸水工投資投資折舊+工程長期運維費用水資源價值國家投資建設(shè)實體水廠，按照新近審批調(diào)水項目國家投資建設(shè)實體水廠，按照新近審批調(diào)水項目，輸水，輸水2550元每元每立米；立米；水源工程水源工程100500元元/立立方米；污水處理廠投資按照方米；污水處理廠投資按照10元元/立方米立方米，總體，總體1358、560元元/立方米。還沒有立方米。還沒有計算每年各項工程運行計算每年各項工程運行維護費用。維護費用。在定額先進值內(nèi)實行原來優(yōu)惠水價，超過定額先進值與定額通用值之間實行市場水價，超出定額通用值采用懲罰性的特殊用水價格。市場水價是計算了水源地建設(shè)、輸水過程、制水成本、排污處理等全過程費用，遠高于水資源的價值。虛擬水廠生產(chǎn)的水直接在市場上出售，政府必須按照水資源價值（保底價格）出價回購，沒有出更高價格的購買者則交易成功；其他用水戶如果用水量超過其定額先進值，將按照市場水價付費，或從水資源交易平臺競價購買虛擬水資源，既可以降低自身用水成本，也可以給虛擬水廠帶來更多效益，促進節(jié)水改造的廣泛實施。虛擬水廠9、的效益 合同節(jié)水管理是建立在技術(shù)進步的基礎(chǔ)上，由政府和社會力量合作為加強水資源節(jié)約、保護和利用而建立的一套行政管理與市場行為緊密結(jié)合的服務(wù)機制。政府水資源管理部門與用水戶及節(jié)水服務(wù)機構(gòu)簽訂合同，由用水戶配合節(jié)水服務(wù)機構(gòu)完成節(jié)水項目投資、建設(shè)和長期運營服務(wù)，政府按照“水資源價值”購買節(jié)水效果服務(wù)。l 合同節(jié)水管理是建立在技術(shù)進步的基礎(chǔ)上，而不是任何用水場合都能實施，不能搞一刀切。l合同節(jié)水管理的核心是政府以水資源的價值向節(jié)水服務(wù)機構(gòu)購買節(jié)水效果服務(wù)。合同節(jié)水管理l 首先，政府依托創(chuàng)新節(jié)水技術(shù)，及時編制該技術(shù)所涉應(yīng)用領(lǐng)域新的用水定額（先進值）。l 其次，在該領(lǐng)域?qū)嵭邪凑招屡f定額（先進值和通用值）劃10、定多級累進水價區(qū)間的多級累進水價制度。用水量在新定額（先進值）范圍內(nèi)水價格不變，實行基礎(chǔ)水價，用水量在新舊定額的之間實行按照水資源的實際建設(shè)成本與運行費用計算的市場調(diào)節(jié)水價，超出舊定額實行特殊水價。l 最后，在該技術(shù)所涉應(yīng)用領(lǐng)域推行合同節(jié)水管理，由社會力量投資、建設(shè)、運營節(jié)水工程，用水精確計量，根據(jù)節(jié)水量（通用值和先進值之差），政府按照水資源價值購買節(jié)水修改服務(wù)。合同節(jié)水管理實施步驟 Lf0 改造前的用水量 Lf1 改造后的用水量 Lf2 超出舊定額用水量PLK2Lf1Lf2Lf0L1L00K1K0虛擬水廠實行的多級累進水價制度多級累進水價關(guān)系圖K0基礎(chǔ)水價 K1市場調(diào)節(jié)水價 K2懲罰性水價L11、0 舊用水定額對應(yīng)水量（通用值）L1 新用水定額對應(yīng)水量（先進值）水資源的價值既與水量和水質(zhì)相關(guān)，也與其對經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的支撐作用相關(guān)。水資源與經(jīng)濟發(fā)展最直接的指標就是萬元GDP耗水量和萬元工業(yè)增加值耗水量，即單位水資源能夠支撐產(chǎn)生的GDP或工業(yè)增加值，也代表單位水資源能夠支撐產(chǎn)生的公共效益（公共效益的稅收應(yīng)該用于包括水資源節(jié)約及保護等公共事業(yè)。水資源的價值=f(總量、水質(zhì)、價值系數(shù)、公共效益)V=LZP/G單位水資源的公共效益（100%）公共效益的最低稅收（6%）水資源價值（2%）水資源公共效益與價值關(guān)系圖 L為單位水量，能夠供給公眾的水資源總量，以m3為單位；Z為水質(zhì)系數(shù)，水資源的質(zhì)量12、越好，水質(zhì)越純凈，價值就越大。為了便于計算，設(shè)定工業(yè)用水為標準用水，其水質(zhì)系數(shù)設(shè)為1。G為萬元GDP或萬元工業(yè)增加值的耗水量，1/G水資源的公共效益，以萬元工業(yè)增加值的耗水量來計算。P是價值系數(shù)。單位水資源能夠支撐當?shù)毓I(yè)增加值所產(chǎn)生的直接稅收的一部分計算水資源的價值系數(shù)。K1=P/G水資源價值節(jié)水總量的計算 政府按照水資源的價值購買節(jié)水服務(wù)，合同節(jié)水項目節(jié)水量以什么為依據(jù)呢？水利部在水資源管理方面對各行各業(yè)取用水都制定了用水定額，現(xiàn)有用水定額就是節(jié)水計算的基準。節(jié)水量=定額通用值水量-實際用水量（小于定額先進值）Lj=Lod-Lh（Lnd）（2）合同節(jié)水管理模式實際是促進水資源管理領(lǐng)域技術(shù)研13、發(fā)和推廣轉(zhuǎn)化的機制。只有在某個用水行業(yè)研發(fā)產(chǎn)生了節(jié)水效果更好實用技術(shù)產(chǎn)品，才能夠在該行業(yè)推行合同節(jié)水管理。另外，為了計算方便，可以直接用新舊定額（先進值和通用值）用水量之差作為節(jié)水量。購買服務(wù)的費用 V1=(LjR/G）（3）V1：項目節(jié)水服務(wù)費 Lj：項目節(jié)約水資源總量 G：當?shù)厝f元工業(yè)增加值耗水量 R：節(jié)水價值系數(shù)，取值范圍需要科學(xué)核算節(jié)水服務(wù)費用的計算 Lf0 改造前的用水量 Lf1 改造后的用水量 Lf2 超出舊定額用水量PLK2Lf1Lf2Lf0L1L00K1K0改進多級累進水價關(guān)系圖改進多級累進水價關(guān)系圖K0基礎(chǔ)水價 K1水資源價值K2懲罰性水價K3市場調(diào)節(jié)水價 L0 舊用水定額對14、應(yīng)水量通用值L1 新用水定額對應(yīng)水量先進值節(jié)水量可以高于水資源價值低于市場調(diào)節(jié)水價進行交易K3市場調(diào)節(jié)水價=當?shù)毓I(yè)用水最高水價+非居民排放污水處理費+建設(shè)水源工程投資折舊+輸水工投資投資折舊+工程長期運維費用水資源價值國家供給每個用水戶基本定額的水資源量，這是用水戶不可侵犯的財產(chǎn)，用水戶應(yīng)該可以自由處置，包括買賣。但是用水戶節(jié)約的水量，也就是虛擬水廠的產(chǎn)出量是體現(xiàn)在公共管網(wǎng)之中，對于用水戶來講是個虛擬財產(chǎn)。所有者用水戶處理起來十分被動，需要建立一種確保用水戶方便、有效、可靠處理水資源財產(chǎn)的機制，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和區(qū)塊鏈技術(shù)建立新型的水資源費用征收和虛擬水量交易的一體化水資源交易平臺15、一體化水資源交易平臺十分必要。一體化水資源交易平臺用水戶用水、排水、節(jié)水情況進行實時監(jiān)測；按照多級累進水價征收水費、水資源稅、環(huán)境稅；完成虛擬水量交易和結(jié)算；用水量計劃管理、供需水量預(yù)測；為推動政府購買服務(wù)形式的合同節(jié)水管理模式實施提供保障。水資源交易平臺的功能 虛擬水量在水資源交易平臺上進行交易，其相關(guān)原始數(shù)據(jù)的真實性、可靠性、安全性、保密性和可追溯性非常重要。利用區(qū)塊鏈技術(shù)將虛擬水廠作為一個節(jié)點，可以形成一個與水資源使用、消耗、排放、節(jié)約等數(shù)據(jù)相關(guān)的區(qū)塊鏈，通過區(qū)塊鏈分布式存儲解決數(shù)據(jù)信息的真實性、可靠性、安全性、保密性和可追溯性需求。區(qū)塊鏈顛覆傳統(tǒng)的監(jiān)管模式區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點16、傳輸、共識機制、加密算法、智能合約等一系列相關(guān)技術(shù)集成應(yīng)用。第一、一經(jīng)發(fā)布就擁有不可抵賴第一、一經(jīng)發(fā)布就擁有不可抵賴性。性。有了區(qū)塊鏈技術(shù)后，這些信息會在各個平臺服務(wù)器分布式保存，其實每個人都在保存這些信息，如果后面出事了，大家都可以拿出數(shù)據(jù)來為你伸冤平反。某個機構(gòu)想刪除數(shù)據(jù)賴賬，那是不可能了，他能刪除自己服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，但無法刪除其他用戶服務(wù)器的數(shù)據(jù)，這就保證了數(shù)據(jù)的安全和公正性。第二、數(shù)據(jù)共享，全民第二、數(shù)據(jù)共享，全民監(jiān)管。監(jiān)管。以前的數(shù)據(jù)都是以各自為中心的，都是相互隔離的，因此容易遭到保管方的任意修改刪除，這是給監(jiān)管帶來很大的難題。有了區(qū)塊鏈后，數(shù)據(jù)都是共享保存在各個平臺機器上的，因此全17、民都可以監(jiān)管，你再不能隨意修改刪除某些數(shù)據(jù)了，這是去中心化的一個非常好的一面。區(qū)塊鏈顛覆傳統(tǒng)的監(jiān)管模式第三、點對點對接，去中心化。第三、點對點對接，去中心化。中心化交易很多時候效率比較慢，而且要收費的，而點對點對接后，那么交易效率就會提升，而且也免去了不必要的費用支出。例如你使用支付寶來交易，消費者支付是不用費用，但商家及用戶大額提現(xiàn)時候，機會收取一定費用了，其實就是一種間接的收費手段，最終還是要收費的。那么點對點交易后，才做到真正的去了不必要的費用支出了。第四、更透明更安全更多人參與。第四、更透明更安全更多人參與。中心化交易平臺都是各自為主的，相互之間連通性比較差，而區(qū)塊鏈技術(shù)就能很好解決這18、個難題，使得各個領(lǐng)域都相互打通，因此參與的人會更多。由于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)是分布式存放的，不會遭到某個組織的擅自修改，因此數(shù)據(jù)是更透明更公正更安全的。正因為擁有眾多的優(yōu)點，因此會得到非常多的人支持和參與。區(qū)塊鏈顛覆傳統(tǒng)的監(jiān)管模式 作為虛擬水廠一次性投入節(jié)水改造資金較大，每年按照產(chǎn)水量獲得收益，政府履約信譽和交易平臺可靠性、是否能夠及時支付費用等成為關(guān)鍵因素。在以區(qū)塊鏈技術(shù)建立的水資源交易平臺，政府、用水戶和節(jié)水服務(wù)機構(gòu)都是平等的，通過共識機制進行約束每一個節(jié)點的行為。解決政府、用水戶和節(jié)水服務(wù)機構(gòu)之間的信任問題，虛擬水量在交易平臺順利完成交易，及時獲得回報。實現(xiàn)沒有中心控制的情況下，在互相沒有信任基礎(chǔ)19、的用水戶之間就虛擬水量和價格機制交易的合法性等達成共識的共識機制 共識機制：區(qū)塊鏈技術(shù)的核心是在沒有中心控制的情況下，在互相沒有信任基礎(chǔ)的個體之間就交易的合法性等達成共識的共識機制。區(qū)塊鏈是一種分布式記賬系統(tǒng)。在分布式系統(tǒng)中，最為關(guān)鍵的問題就是一致性問題。一致性問題指的是對于給定一組服務(wù)器節(jié)點指定一系列操作，在某個協(xié)議保障下，使得各服務(wù)器節(jié)點對處理結(jié)果達成一致，其中用到的協(xié)議也被稱作為共識算法。也可以采用由代表國家的那些節(jié)點按照形成的共識負責記賬數(shù)據(jù)驗證計算和發(fā)布。區(qū)塊鏈技術(shù)在交易平臺應(yīng)用 所有用水戶都是虛擬水廠，參與交易的節(jié)點數(shù)量巨大，交易的行為要提高效率，自動實施，采用智能合約可降低合約欺20、詐造成的損失，降低仲裁和強制執(zhí)行所產(chǎn)生的成本以及其它的交易成本。可以保證雙方的利益，使得合約不再需要個人批準就可以自動執(zhí)行，結(jié)算采用數(shù)字貨幣進行。代表國家的節(jié)點智能合約：必須按照多級累進水價收取水費，以水資源的價值競價購買虛擬水量。虛擬水廠智能合約：按照多級累進水價支付水費，按照預(yù)期價格自動出售或購買的虛擬水量。智能合約：智能合約是一個由計算機處理、可執(zhí)行合約條款的交易協(xié)議，其總體目標是滿足協(xié)議既定的條件，例如支付、抵押、保密協(xié)議。這可降低合約欺詐造成的損失，降低仲裁和強制執(zhí)行所產(chǎn)生的成本以及其它的交易成本。節(jié)約水量的價值交易采用智能合約后，可以保證雙方的利益，使得合約不再需要個人批準就可以自21、動執(zhí)行，結(jié)算采用的數(shù)字貨幣可以是專門的水資源幣或未來央行發(fā)行法幣。區(qū)塊鏈技術(shù)在交易平臺應(yīng)用央行發(fā)行的DCEP是以國家信用為基礎(chǔ)法定貨幣的數(shù)字化形式。把各個虛擬水廠消耗和生產(chǎn)的水資源按照其價值用DCEP進行量化，通過交易平臺實現(xiàn)自動交易。在系統(tǒng)中的每個區(qū)塊節(jié)點就是一個虛擬水廠。代表國家的政府也是其中一個節(jié)點，負責以水資源的價值出價向每個虛擬水廠購買虛擬水資源，在沒有更高出價時立即成交。當有其它用水戶用水量超出可承擔的范圍時，可以購買虛擬水資源降低用水成本，通過競價以高出水資源價值購買，則虛擬水廠以最高價格出賣虛擬水資源，獲得最好收益。交易的周期可以按照月進行。區(qū)塊鏈技術(shù)在交易平臺應(yīng)用 1 1.水22、資源的特點決定我國必須執(zhí)行水資源的特點決定我國必須執(zhí)行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路的治水思路。實行最嚴格的水資源管理制度。嚴格執(zhí)行多級累進水價管理。實行最嚴格的水資源管理制度。嚴格執(zhí)行多級累進水價管理。2.2.將每將每一個用水一個用水戶轉(zhuǎn)變成為戶轉(zhuǎn)變成為水資源的生產(chǎn)者。國家分配的用水基本水資源的生產(chǎn)者。國家分配的用水基本定額通用值以內(nèi)定額通用值以內(nèi)用不完的水用不完的水，是是節(jié)水量節(jié)水量，屬于，屬于自己的資產(chǎn)，可以交易出售自己的資產(chǎn)，可以交易出售，用水戶的用水量控制在先進值以內(nèi)，用水戶就是一個，用水戶的用水量控制在先進值以內(nèi)，用水戶就是一個虛擬虛擬水廠。水廠。3 3.合同節(jié)水管理模式就是通過社會資本投資、建設(shè)、運營用水戶節(jié)水改造項目，合同節(jié)水管理模式就是通過社會資本投資、建設(shè)、運營用水戶節(jié)水改造項目，是促使用水是促使用水戶戶從耗水者成為產(chǎn)水者的創(chuàng)新模式。從耗水者成為產(chǎn)水者的創(chuàng)新模式。4 4.以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和區(qū)塊鏈技術(shù)搭建的水資源管理交易平臺以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算和區(qū)塊鏈技術(shù)搭建的水資源管理交易平臺，可以保證水費征收有，可以保證水費征收有效、水量交易的可靠、政府與用水戶更加互信。效、水量交易的可靠、政府與用水戶更加互信。總 結(jié)