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垃圾发电的未来之路

    核心提示:结合我国国情和技术成熟度,垃圾焚烧发电作为当前最符合实际需求的垃圾处理方式将在未来五年中进一步得到快速推广。当前无害化处理技术方面垃圾焚烧占比为35%,根据国家规划,到2020年底,直辖市、计划单列市和省会城市(建成区)生活垃圾无害化处理率要达到100%;全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力占无害化处理总能力的50%以上,其中东部地区达到60%以上,据此计算,相关项目投资将达到1000亿元。

    《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中明确指出:到2015年,全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害处理总能力的35%以上,其中东部地区达到48%以上。与“十二五”期间相比,城镇化速度呈放缓趋势,但是随着垃圾清运率的提升以及环卫市场空间的逐步打开,“十三五”期间全国垃圾清运量仍将保持稳定增长,年均增长率稳定在2%左右。

    焚烧发电的不可代替

    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。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。

    研究发现,5个人的生活垃圾焚烧发电就可满足1个人的日常用电需求。因此,人口密集、经济发达、土地稀缺的城市,尤其是100万以上人口城市会优先选择焚烧方式处理垃圾。垃圾焚烧发电不仅能解决“垃圾围城”问题,还能增加能源供应,因而是“一举多得”的好事。

    发展过程中遇到的行业内外问题

    (1)垃圾发电效率不高。垃圾分类工作不到位、垃圾含水量过高等现象普遍存在,“捡垃圾成风”使得“高效”垃圾并未能进入发电环节,大大削弱了垃圾发电的效率。国家虽一再宣扬保护环境、少扔垃圾,效果却并未有实质性的转变,“双节”期间垃圾成堆的状况就足以说明所有问题。

    (2)垃圾焚烧的环保技术问题。垃圾焚烧发电厂的操作、运行非常复杂,要让固体污染物也就是垃圾在焚烧后不产生气体污染,需要严格执行烟气净化系统。垃圾焚烧发电的设备也必须要在高温下进行,炉温至少要超过1000℃。但是高分子垃圾在360-620摄氏度就产生10多种有害致癌气体,要让有害气体不排放到大气中,这是一项特殊的技术。

    (3)邻避现象。随着居民生活水平的提高,保护环境意识增强,垃圾焚烧厂污染物排放超标或“选择性达标”影响环境质量;加之二恶英污染被人为放大,引起周边居民恐慌,并成为“邻避现象”的直接诱因。

    值得借鉴的解决办法

    在台湾,其行政法的补(赔)偿机制,分两种类型:一是政府或工厂有“过失”情形下,可以进行损害赔偿(以身体或财产遭受污染的实质损害为基础)或损失补偿(精神上或道德上的损失);二是政府或工厂“没有过失”情形下,必须有“环保回馈”。其在具体落实情况下做了一下几方面的努力:

    在行业管理方面。全台湾24座焚烧厂所有的运行指标、烟气排放指标等全部与环境保护署进行联网,便于环保署及时监控;全面实行信息公开制度,在焚烧厂门口有信息公示牌、各参观通道上有焚烧厂的历年的垃圾焚烧量、发电量、上网电量、各类烟气处理所消耗的活性炭、石灰、二恶英第三方检测排放指标值等;企业自行建立日、周、月、季度、半年度、年度的环保运行报告;建立了终端废物处理的管理体系,如飞灰也实现联单制度,运输车辆实行GPS定位,对管理方、企业方与接收方都进行全方位监控。

    在相关政策的制定与落实方面。政府接纳吸收民间的政策方案,在这其中,最为典型的政策方案接纳是关于垃圾处理设施的技术优化和所在地的民众的回馈问题。譬如,诸多正在运营的垃圾处理厂都建立了敦亲睦邻基金。这使得当地民众在为公共利益承担风险的情况下,从设施兴建、土地征用和设施运营三个阶段都获得补偿。此外,垃圾资源化利用的产业化、环保教育等政策方案的出台,无不渗透着来自民间的知识贡献。

    垃圾焚烧发电项目的发展前景与方向

    (1)更严格的烟气排放标准。随着《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014)的全面实施,生活垃圾焚烧设施运行和污染排放控制将更为严格,新标准中主要污染物的排放浓度限值基本上已与欧盟相当。已建成焚烧厂进行技术改造来满足更高的排放要求,新建焚烧厂将在通常采用的脱硝、干法/半干法脱酸、活性炭吸附去除二噁英及重金属、布袋除尘器去除烟尘的基础上,采用脱酸效率更高的湿法工艺,先进的SCR低温催化脱硝及分解二噁英的技术,大幅降低主要烟气污染物的排放。

    (2)更显著的能源利用效率。为了使垃圾焚烧厂能量消耗大幅降低,发电效率显著提高。焚烧炉使用烟气再循环技术,节能同时大幅削减氮氧化物的产生量,采用低温催化脱硝系统,在实现氮氧化物和二噁英同步高效去除的同时,较高温催化剂的能量消耗减少50%以上。同时,采用智能燃烧控制系统,并优化炉膛和锅炉设计,提高蒸汽参数,使用大型焚烧发电设备,风冷却塔冷却,较国内焚烧厂通常采用的强制通风冷却塔的能量消耗降低90%以上。

    (3)更有效的资源综合利用。垃圾焚烧的发展趋势是具有更先进的资源综合利用,实现污水近“零排放”及固废协同处理。厂内污水经处理后循环利用,实现全厂污水近“零排放”。焚烧厂建设优先应用新型节能材料、环保材料、再生材料,垃圾焚烧厂炉渣用于建筑材料,实现资源综合利用。

    (4)更先进的焚烧技术开发和应用。为了进一步减少垃圾处理过程的污染物排放,各国竞相开发各类垃圾处理前沿技术:垃圾热解气化技术、焚烧后灰渣熔融技术、等离子体焚烧技术及垃圾衍生燃料制备技术等。这些技术可以进一步实现垃圾无害化、减量化,尤其适用于分类后的垃圾处理,也将是今后垃圾焚烧的发展方向。


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