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浅析垃圾焚烧发电处理方式的优势

2017-09-15 15:54:41来源:环卫科技网 作者:黄成峰浏览: 评论:0

  总的来说,与发达国家相比,我国城市生活垃圾无害化处理历史并不长,还处在探索和积累经验阶段。在垃圾无害化处理方面,无论是卫生填埋还是焚烧发电,都严重依靠国际先进技术和配套设备,这是造成我国城市生活垃圾处理费用偏高的主要原因之一,使城市政府财政不堪重负。城市生活垃圾无害化处理费用虽高,但这是一项社会公共事业,需要城市政府发挥其作用,寻找一条既适合城市实际又经济省钱的垃圾处理方式,能够少花钱多办事,是城市政府和其行政主管部门必须要面对的问题。

  一、垃圾焚烧发电技术成熟使焚烧处理费用下降

  城市生活垃圾处理问题日益凸显,需要认真对待并研究分析,以减少工作的短期性、盲目性和随意性,从长计议,妥善解决城市生活垃圾处理问题。

  (一)卫生填埋处理垃圾方式费用呈上升趋势

  在上世纪八、九十年代,城市生活垃圾一般进行简单的填埋处理,垃圾填埋场建设标准低,营运费用也非常低。但到九十年代中后期,随着经济社会的发展,人们环保意识的增强,对垃圾填埋的要求越来越高,由于垃圾没达到卫生填埋无害化处理的标准,垃圾场渗滤液污染周围农田、水系,造成垃圾场当地居民到政府集体上访,冲击垃圾填埋场和拦截垃圾运输车辆不让进场的事件时有发生。到了本世纪初,各城市开始摒弃简单处理垃圾的方式,对垃圾进行卫生填埋处理,使城市垃圾处理费用大幅上升。随着选址难征地难问题的日益突出,受征地费用和拆迁安置居民费用的日益升高等因素的制约,在今后相当长的时期内,垃圾卫生填埋处理方式的费用将呈上升趋势,不会下降。根据有关研究资料,广州市2002年前每吨垃圾填埋费用为54.31元,2002年以后上升为82元/吨,现在已上升到100多元/吨。

  (二)焚烧发电处理垃圾方式费用呈下降趋势

  目前,焚烧发电处理垃圾方式费用之所以高的原因,主要是因为焚烧发电的工艺要求高,国内工艺技术和设备还不成熟,有些还存在技术空白,国内生产的焚烧炉处理量小,单炉处理规模在500吨/日及以上的垃圾焚烧发电项目,绝大部分技术和核心设备与部件主要依靠进口。随着我国垃圾焚烧发电事业的发展成熟和技术进步,垃圾焚烧发电工艺和设备国产化水平将会越来越高,若这些设备实现国产化,将降低1/3的设备投资和15%的设备维护成本。以一个日处理规模为2000吨的垃圾焚烧发电厂为例,仅设备投资就将可节约资金近7000万元,每年的设备维护成本可降低近340万。按照广州市垃圾处理发展规划,在2020年之前,广州将投入超过20台处理规模达到750吨/天的垃圾焚烧炉,据测算,仅设备投资一项就可节约4.67亿元,每年可降低垃圾焚烧发电厂运行维护成本近2300万元。

  二、垃圾成分变化有利于提高垃圾焚烧发电的经济效益

  根据调查,城市生活垃圾主要有三大来源,即居民垃圾、机团垃圾和保洁垃圾,其中以居民垃圾为主,约占总垃圾量的60.91%,其次机团垃圾约占32.69%,保洁垃圾最少,仅约占6.40%。居民垃圾为居民住宅清除的垃圾,主要有厨余垃圾、果皮、纸类、塑料、玻璃、金属、布类、皮革等。机团垃圾为机关办公大楼、商业大楼、学校、工厂企业、大型宾馆、酒楼等垃圾,多为纸类、布类、个人物品、各类包装盒(瓶)以及酒店的橱余杂物、果皮、一次性餐具等,工厂企业生活垃圾还掺混有少量的无害的工业固体废物。保洁垃圾主要为泥土、树木、住户抛弃的旧家具、街头一次性餐具、塑料袋等。

  根据调查结果分析,城市生活垃圾具有以下特点:天然(易腐)有机物含量高,可供回收物料多,可燃物较多,有毒物质(电池)亦有相当数量。在上世纪七、八十年代及以前,城市居民使用煤作为燃料,生活垃圾成分中有相当部分是煤灰,垃圾中无机物成分多,热值低。九十年代以后,天然气广泛使用,使城市生活垃圾成分发生质的变化,有机物成分升高,发热值升高。城市生活垃圾成分目前以厨余垃圾、木竹、纸布塑料为主,两者之和约占垃圾总量的95%左右。根据香港、日本及美国的垃圾组分变化的对比分析来看,预测我国城市今后的厨余垃圾组分上升幅度将会减缓甚至会稍有下降,到了一定阶段后稳定下来;纸的含量将会升高;金属、玻璃等组分保持平稳并略有升降。

  城市生活垃圾的含水率高,主要原因是部分餐厨垃圾特别是居民家庭的餐厨垃圾混入一般生活垃圾。餐厨垃圾的水分含量常常高达90%左右,发热量仅为2100kJ/kg—3100kJ/kg,和其他垃圾一起进行焚烧,不但不能满足垃圾焚烧发电的发热量要求,反而会致使垃圾在焚烧炉里燃烧不充分而产生二恶英。将来,随着垃圾焚烧发电比例的上升,有必要将餐厨垃圾分类收集处理,以降低城市生活垃圾的含水率,提高垃圾的发热量,从而提高垃圾焚烧的发电量,进一步降低二恶英的排放,创造更大的经济效益和环境效益。

  各城市目前积极筹建餐厨垃圾专业处理设施,积极推进餐厨垃圾集中处理的方式,通过分类收集,把厨余垃圾集中到生物制肥厂进行处理,使垃圾干湿分离,可大幅降低城市生活垃圾的含水率,使垃圾中可燃组分比例上升。据预测,到2020年,城市生活垃圾燃烧热值可逐步从目前的5600kJ/kg上升到6000—7500kJ/kg范围,达到良好的燃烧条件,每吨垃圾的平均发电量将大大提高,将达到500度左右,大大提高垃圾焚烧发电的经济效益。

  三、城市生活垃圾处理选择以焚烧发电方式为主的必然性分析

  城市生活垃圾集中处理已有了二十多年的历史,在垃圾处理过程中,从最简单的填埋开始,探索过多种垃圾处理方式,尽管垃圾焚烧发电项目前期一次性投资巨大,但在总结多年垃圾处理经验的基础上,考虑经济方面的因素,各城市仍然应该选择焚烧发电方式为主处理生活垃圾。焚烧发电是城市生活垃圾处理的一个必然的合适的正确的选择,原因主要有以下几个方面。

  (一)城市生活垃圾处理的长期性和增长性

  人们在城市中生产生活,每天都在制造和产生垃圾,只要人们产生垃圾,垃圾处理就长期存在。城市还处在发展期,随着人们生活水平的提高,人均产生的垃圾量还处在增长期,还远没有达到稳定期。据预测,各城市可能在2020年人均垃圾量达到相对稳定期,平均每人日产1.4公斤左右。所以,在今后相当长的时间内城市生活垃圾处理存在巨大的压力。

  (二)垃圾处理量和资金缺口越来越大

  城市的人口和人均垃圾产量都还处在增长期。据国家环保部统计,2014年全国261个大、中城市生活垃圾量达16148.81万吨,垃圾处理费用也随着垃圾量的增长而不断地增加,有的城市政府为垃圾处理背上沉重的债务负担,但还要继续投入巨资用于不断产生和增长的垃圾处理设施建设和营运,资金缺乏的问题只会越来越严重,资金缺口将会越来越大。

  (三)焚烧发电具有其他处理方式不可比拟的对垃圾资源较为彻底的回收利用优势

  焚烧发电可以将垃圾中的有机成分和能量几乎全部转化为电能,并通过燃烧把垃圾中的有害物质进行分解,体积减小80%—90%,只剩下10—20%体积的灰渣,可用于工业制砖或填埋。电能的市场需求比较稳定,目前电价还处于上升期。卫生填埋资源回收率几乎为零,需远离人口密集区和发展地带,对地表水系的要求也非常高。堆肥和生化综合处理的工艺虽成熟,但占地面积大,处理周期长,产品质量不稳定,市场需求也不稳定,垃圾中的有害物质分解不彻底,重金属含量高,易造成二次污染和污染扩散。综合比较起来,垃圾焚烧发电比其他处理方式具有难以比拟的优势。垃圾焚烧发电厂占地面积小,人们克服对垃圾焚烧产生二恶英的恐惧心理后,焚烧发电厂可建在城区或近城区,可以大大缩短运输里程和节约大量垃圾运输成本。

  (四)城市土地资源的稀缺性

  近二十多年来,城市建设发展很快,城区规模越来越大,各城市能够用于垃圾卫生填埋的土地越来越少,生活垃圾卫生填埋场建设选址难征地难的问题一直困扰城市政府和行政主管部门。土地资源紧张,又因地理条件的限制,不可能有充足的合适的土地用于土地资源占用量大的卫生填埋场或堆肥场等其他垃圾处理设施建设。广州市兴丰生活垃圾卫生填埋场的选址工作从1992年就开始进行,到2000年11月开始动工建设,历经8年之久,共选了三、四个场址,不是场址不合适,就是遭到当地居民和当地政府的强烈反对。

  目前绝大部分城市仍主要采用卫生填埋垃圾处理方式,此种方式虽然前期投入资金较少,但实际处理费用明显高于焚烧发电,且以目前城市生活垃圾增长量,建几个大型卫生填埋场根本无济于事,使用寿命有限,费用也日益上升,还存在选址难、征地难的问题,且征地费用逐年攀升。若不改变目前垃圾填埋处理为主的模式,各城市将会陷入持续反复建设大型卫生填埋场的恶性循环中,城市政府和行政主管部门为此疲于奔命,随着封场的大型垃圾填埋场越来越多,后期维护费用的增加,城市政府将背上沉重的债务负担和财政压力。

  垃圾焚烧发电看似投资巨大,但实际每吨垃圾平均处理费用目前明显低于卫生填埋,没有后期维护费用,而且处理费用还有较大的下降空间。深圳市最早开始采用焚烧发电方式处理城市生活垃圾,目前已建成7座垃圾焚烧发电厂,营运费每吨都在60—95元之间,远远低于其他城市的垃圾焚烧营运费用。垃圾焚烧发电虽然节约处理资金,但毕竟前期一次性投资巨大,仅靠城政府财政投入和借贷融资有诸多限制,难以满足实际需要,制约了城市生活垃圾处理的发展。(作者单位:广州市城管委(执法局)空港经济区分局)

 

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