時(shí)間: 2024-06-12 10:55
來(lái)源: 環(huán)境衛(wèi)生工程
作者: 徐海云
圖4 我國(guó)與其他國(guó)家人均生活垃圾填埋處理溫室氣體排放量比較
03生活垃圾焚燒發(fā)電發(fā)展水平分析
中國(guó)(內(nèi)地)生活垃圾焚燒發(fā)電利用水平不斷提高。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2016 年垃圾發(fā)電裝機(jī)5.49x106 kW、發(fā)電量 3.13x1010 kWh,2022 年垃圾發(fā)電裝機(jī) 2.39x107 kW、發(fā)電量 1.27x1011 kWh,分別增長(zhǎng)了 3 倍以上,如圖 5 所示。
圖5 2016-2022 年我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電裝機(jī)及發(fā)電量
我國(guó)內(nèi)地生活垃圾焚燒余熱利用水平不斷提高。同樣條件下,單臺(tái)處理規(guī)模較大的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)余熱利用效率高于規(guī)模較小的垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)。我國(guó)內(nèi)地生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)平均單臺(tái)規(guī)模大于500t/d,明顯高于日本、歐洲,略高于美國(guó)。
盡管我國(guó)內(nèi)地生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)廠(chǎng)垃圾熱值大多數(shù)低于7535kJ/kg,但由于生活垃圾放置在垃圾池中堆置發(fā)酵 1 周左右,一方面使得廚余垃圾中大量水分滲出,從而提高入爐生活垃圾熱值,另一方面也可以改善入爐垃圾熱值均勻性,提高垃圾焚燒爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外,普遍采用預(yù)熱一次風(fēng)進(jìn)行焚燒處理,即我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)普遍存在自身用熱需求。
我國(guó)內(nèi)地生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)鍋爐普遍采用中溫中壓參數(shù)(蒸汽溫度 400 ℃、壓力 4.0 MPa)。近幾年,為進(jìn)一步提高發(fā)電效率,越來(lái)越多生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)采用高參數(shù)余熱鍋爐(如中溫次高壓和中溫超高壓),目前我國(guó)內(nèi)地建成并投入使用高參數(shù)余熱鍋爐垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)無(wú)論是絕對(duì)數(shù)量還是相對(duì)比例都遠(yuǎn)高于歐洲。
按照歐盟垃圾焚燒廠(chǎng)能效評(píng)價(jià)指標(biāo) R1 計(jì)算要求,把垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用熱納入余熱利用,則我國(guó)大多數(shù)生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)綜合能效指標(biāo) R1 達(dá)到 65% 以上,處于國(guó)際先進(jìn)水平。
生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)爐渣回收利用已經(jīng)成為可觀的收入來(lái)源。爐渣可以作為建筑材料得到回收利用,爐渣中金屬因?yàn)楦邷胤贌菀追诌x進(jìn)而得到充分回收利用。2004 年瑞士就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了原生垃圾零填埋,回收利用后剩余垃圾全部采用焚燒處理并余熱利用,瑞士通過(guò)家庭分類(lèi)收集回收的金屬總量不到 1/4,而從生活垃圾焚燒廠(chǎng)爐渣中回收的金屬量超過(guò) 3/4;源頭分類(lèi)收集金屬成本高,鐵類(lèi)金屬為 100 瑞士法郎/t,鋁質(zhì)罐的成本達(dá)到 1500 瑞士法郎/t,而生活垃圾焚燒廠(chǎng)爐渣回收金屬的成本幾乎可以忽略不計(jì)。因此,瑞士專(zhuān)家感嘆,金屬單獨(dú)收集以前是正確的,今天看來(lái)可能是錯(cuò)誤的!
2020 年以來(lái),鋁、銅等金屬價(jià)格大幅度上漲,也帶動(dòng)爐渣回收效益的增加。目前爐渣回收利用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,焚燒爐渣回收利用的競(jìng)標(biāo)價(jià)格屢創(chuàng)新高,如果爐渣以 140 元/t 估算,相當(dāng)于生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)獲得 30 元/t 的收入。焚燒爐渣是焚燒發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的固廢,由于其中金屬便于回收,其他成分可以作為建筑材料,真正實(shí)現(xiàn)了固廢到城市礦產(chǎn)的蛻變。
我國(guó)內(nèi)地生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)監(jiān)管、排放達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)普遍實(shí)施“裝、樹(shù)、聯(lián)”。生態(tài)環(huán)境部制定的《生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用管理規(guī)定》自2020年1月1日起施行。該規(guī)定明確了垃圾焚燒廠(chǎng)中顆粒物、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、一氧化碳 5 項(xiàng)常規(guī)污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)日均值數(shù)據(jù)為考核指標(biāo),同時(shí)規(guī)定了爐溫控制不低于 850 ℃ 的限值。這是我國(guó)首次對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)使用實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行執(zhí)法監(jiān)管。
根據(jù)生態(tài)環(huán)境部通報(bào),2022 年第一、二季度我國(guó)內(nèi)地已有 811 家生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)(簡(jiǎn)稱(chēng)“焚燒廠(chǎng)”)通過(guò)生態(tài)環(huán)境部建立的統(tǒng)一平臺(tái)向社會(huì)主動(dòng)公開(kāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。2022 年上半年,全國(guó)焚燒廠(chǎng) 5 項(xiàng)常規(guī)污染物日均值達(dá)標(biāo)率為 99% 以上;爐溫達(dá)標(biāo)率(1 d 內(nèi) 5 min 均值不達(dá)標(biāo)不超 5 次)為 100%。經(jīng)統(tǒng)計(jì),2022 年第一、二季度僅有 2 家焚燒廠(chǎng)存在輕微環(huán)境違法行為并及時(shí)改正,包括 1 家垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)“CEMS維護(hù)”標(biāo)記時(shí)間超 30 h,另一家垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)某日一氧化碳排放日均值超標(biāo) 0.004 倍。2022 年第三、四季度生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)環(huán)境違法情況僅有 1 家垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)某日一氧化碳排放日均值超標(biāo) 0.05 倍。
上述結(jié)果表明,生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)無(wú)論從監(jiān)管力度還是實(shí)際排放水平,與我國(guó)電力、化工、水泥、鋼鐵等其他行業(yè)相比或者與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)同行業(yè)相比都處于先進(jìn)水平。
04生活垃圾焚燒處理發(fā)展趨勢(shì)
多種固廢協(xié)同焚燒處理已經(jīng)成為共識(shí)。由于歷史原因,我國(guó)生活垃圾焚燒廠(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)主要針對(duì)生活垃圾,這種狀況正在發(fā)生改變。生活垃圾焚燒廠(chǎng)服務(wù)范圍由單一生活垃圾延伸到與生活垃圾特性類(lèi)似的其他廢棄物。與生活垃圾特性類(lèi)似的工業(yè)垃圾、大件垃圾、農(nóng)林生物質(zhì)類(lèi)垃圾(如秸稈)、城市污水廠(chǎng)污泥以及醫(yī)療垃圾(經(jīng)過(guò)消毒滅菌)等可統(tǒng)籌規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)固體廢棄物集約化焚燒處理。
據(jù)歐洲垃圾焚燒協(xié)會(huì)(CEWEP)統(tǒng)計(jì),2020 年,歐洲 504 座在運(yùn)行的生活垃圾焚燒廠(chǎng)垃圾焚燒量為 1.01x108 t,其中生活垃圾約為 6.00x107 t,占 60%;其余 40% 是來(lái)自工商業(yè)的垃圾。CEWEP 研究預(yù)測(cè),到 2035 年歐洲垃圾焚燒量將達(dá)到 1.42x108 t,生活垃圾以及來(lái)自工商業(yè)的垃圾各占約 50%。
根據(jù)我國(guó)臺(tái)灣有關(guān)方面統(tǒng)計(jì),2021 年臺(tái)灣 25 座生活垃圾焚燒廠(chǎng)垃圾焚燒量為 6.363x106 t,其中生活垃圾(臺(tái)灣稱(chēng)“家庭垃圾”)為 3.502x106 t,其余主要為事業(yè)廢棄物(來(lái)自工業(yè)、事業(yè)領(lǐng)域的垃圾),事業(yè)廢棄物占比達(dá) 45%。此外,事業(yè)廢棄物也是臺(tái)灣生活垃圾焚燒廠(chǎng)重要收入來(lái)源,事業(yè)廢棄物收費(fèi)單價(jià)往往是生活垃圾的 1 倍以上。
編輯: 李丹
中國(guó)城市建設(shè)研究院總工程師