数据来源:国家能源局、CEWEP、ERC、ITAD、日本环境部
我国以炉排炉为代表的生活垃圾焚烧发电技术与工艺在引进、消化吸收的基础上完成了大量创新,已经形成完整产业链及较强竞争力的产业,具备“走出去”优势,正在为“一带一路”国家等提供中国方案。
(数据来源:住建部城乡建设统计年鉴)
全球生活垃圾填埋场甲烷排放是废弃物领域温室气体排放的主要部分,约占废弃物温室气体排放量 80-90%。中国内地在生活垃圾处理方面及其温室气体减排取得了巨大进步。
根据住建部城乡建设统计年鉴的数据,国内生活垃圾填埋量从 2017 年开始下降,2020 年焚烧处理量超过填埋处理量,2022 年全国城镇生活垃圾填埋处理量下降到 0.59 亿吨,焚烧处理量达到 2.32 亿吨,回收利用后的生活垃圾填埋处理比例下降到 20%。对比全球主要发达经济体,目前回收利用后的生活垃圾填埋比例美国是 80%,欧盟是 48%;2022 年我国内地人均生活垃圾填埋量约为 42 千克,约为欧盟三分之一,美国的九分之一。按照 IPCC 的同一口径比较,2022 年我国生活垃圾处理领域人均温室气体排放量显著低于美国、欧盟,处于国际领先水平。
2023 年 11 月 30 日全球垃圾能源技术研究学会致函 COP28 主席苏尔坦·贾比尔充分肯定中国在固废领域通过垃圾焚烧发电替代填埋对甲烷减排的贡献,并称这一经验值得发达国家和发展中国家学习。
03过剩与协同
《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》提出,到2025年底,全国城镇生活
来源:世界银行,《2050年全球固体废物管理一览》
我国生活垃圾处理规划一般是以县为单位。例如,国家发展改革委等部门关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见(发改环资〔2022〕1746号)提出,到 2025 年,全国县级地区基本形成与经济社会发展相适应的生活垃圾分类和处理体系。
但是,我国一些地区县的人口较少,不能形成规模化垃圾处理设施。例如,山西省 80 个县,平均每个县常驻人口 20 万人,其中 66 个县低于 30 万人,大部分县的生活垃圾产生量不足 200 吨/日,如果县级范围内建设垃圾焚烧电项目则规模小、成本高。因此,需要打破行政界线,实现区域协同,才能使得生活垃圾焚烧发电厂规划建设进入健康轨道。
此外,生活垃圾焚烧发电厂协同焚烧其他来源的垃圾也是必要的。例如:根据欧洲垃圾焚烧协会(CEWEP)统计:2020 年欧洲生活垃圾焚烧厂焚烧量约为 1 亿吨,其中生活垃圾约为 6 千万吨,占 60%;其余 40% 是来自工商业的垃圾。
04“以旧换新”政策推进炉排炉替代流化床
党中央、国务院着眼于高质量发展大局,作出推动大规模设备更新和消费品以旧换新的重大部署。2024 年 3 月,国务院印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》(国发〔2024〕7号),2024 年 4 月 8 日,住房城乡建设部印发《推进建筑和市政基础设施设备更新工作实施方案》(建城规〔2024〕2号)。在生活垃圾处理领域,对流化床垃圾焚烧发电厂进行设备更新替代为炉排炉生活垃圾焚烧发电厂完全符合“以旧换新”政策要求。
我国流化床生活垃圾焚烧发电厂经历 20 多年发展历程。上世纪 90 年代针对生活垃圾焚烧热值低等问题,国内科研机构及有关企业开始开发掺煤燃烧流化床焚烧技术。1995 年,中科院工程热物理研究所承担了中科院“九五”攻关课题《城市固体废弃物焚烧处理及综合利用》,并在北京海淀区上庄建成了 100 吨/日生活垃圾流化床焚烧炉中试装置,依托此技术,2001 年在福建漳州市建成 100 吨/日生活垃圾焚烧发电厂。1998 年,杭州锦江环境股份有限公司依托浙江大学,对杭州锦江余杭热电厂将原有的一台燃煤锅炉进行技术改造,设计掺烧比垃圾:煤为 6:4;设计单炉焚烧垃圾量 150 吨/日,完成垃圾焚烧发电工业化试验,此后,在此基础上,杭州锦江环境在 2001 年山东菏泽首次以 BOT 方式建设生活垃圾焚烧发电厂,处理规模 600 吨/日。此后,由于流化床垃圾焚烧发电厂投资较低等因素在国内得到快速发展,先后建成并投入运行流化床垃圾焚烧发电厂近 100 座。
由于流化床垃圾焚烧炉往往需要添加煤助燃、飞灰产生量高、焚烧烟气中一氧化碳产生量大且达标排放难、生活垃圾入炉前机械预处理造成异味控制量大、焚烧炉工况稳定较差以及停炉频繁等因素,流化床生活垃圾焚烧厂已经不适应我国生活垃圾焚烧厂环保要求。近 10 年来我国已经有 60 多座流化床生活垃圾焚烧发电厂进行技改转型,这些焚烧发电厂分布在东莞、茂名、泰安、临沂、绍兴、义乌、金华、宁波、慈溪、无锡、南通、连云港、盐城、淮安、淮北、安庆、天津、荆州、常德、许昌、承德、石家庄、昆明、淮南、太原等几十座城市。流化床垃圾焚烧发电厂通过技术改造后转变为炉排炉垃圾焚烧发电厂不仅取得了好的环境效益也取得了好的经济效益。国内垃圾焚烧发电企业如粤丰环保(HK01381)、中科环保(301175)等成长业绩也充分体现了流化床垃圾焚烧发电厂技术改造的重要意义。
目前,国内还有 30 多座流化床生活垃圾焚烧发电厂需要技改,这些生活垃圾焚烧发电厂主要分布在我国东北和西北地区,利用国家“以旧换新”政策,推进现有流化床生活垃圾焚烧发电厂技改,将使我国生活垃圾焚烧发电厂整体水平进一步提高。
05分散处理还是集中处理
生活垃圾处理无论是卫生填埋还是焚烧处理都需要充分考量规模效应。没有规模,难有有效管理;没有规模,经济性就差;没有规模,环保措施也就难以落实。
比较集中处理带来收运成本增加,与分散处理造成的小规模处理成本增加,是选择生活垃圾处理集中度的主要考量。笔者根据国内垃圾焚烧实际状况测算焚烧处理规模与成本费用(见表3)。规模越小成本越高而且是刚性约束,收运成本的降低还有空间如改变收运模式、采用长周期转运等。
表3 垃圾焚烧规模与全成本费用
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