8月28日-29日，中國城市生活垃圾領(lǐng)域國家適當(dāng)減緩行動項(xiàng)目垃圾低碳綜合管理研討會在蘇州召開。會議上，徐海云先生做了名為“碳減排比較---流化床與爐排爐”的報(bào)告。徐海云先生是中國城市建設(shè)研究院有限公司總工程師，教授級高級工程師，長期從事生活垃圾處理設(shè)計(jì)、咨詢、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)及科研工作。曾多次參加生活垃圾處理國際合作研究項(xiàng)目，如聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織項(xiàng)目“中國城市垃圾清潔管理”(2002-2005)等。他在2017年參編的項(xiàng)目《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014獲華夏建設(shè)科技一等獎。
他在報(bào)告中主要分析了現(xiàn)在垃圾焚燒領(lǐng)域流化床和爐排爐兩種工藝，他的觀點(diǎn)是爐排爐工藝符合現(xiàn)在我國的情況，是適合長期發(fā)展的。而流化床工藝需要煤炭參與而發(fā)電量較低，不符合“低碳”的要求。
以下內(nèi)容根據(jù)嘉賓現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱。
1 生活垃圾焚燒處理發(fā)展
從1979年開始，隨著我國城市化的進(jìn)程，到2016年，我國城市化垃圾已經(jīng)到達(dá)兩億噸?？梢钥吹剑覈鞘欣臒o害化處理在2016年已經(jīng)接近100%，可以說我國城市垃圾的無害化處理取得的成績還是非常顯著的。
2016年，全國設(shè)市城市生活垃圾無害化處理率達(dá)到96.6%。全國657個(gè)設(shè)市城市生活垃圾清運(yùn)量2.03億噸，處理能力為62.1萬噸/日，無害化處理量也為1.97億噸。其中衛(wèi)生填埋量為1.19億噸。焚燒處理量為7378萬噸/年;生活垃圾堆肥廠(含綜合處理)處理量為429萬噸。按生活垃圾清運(yùn)量統(tǒng)計(jì)分析填埋、堆肥和焚燒處理比例分別為58.5%、2.1%(其中包括綜合處理廠數(shù)據(jù))和36.3%，其余3.1%為堆放和簡易填埋處理。
從2010年開始，焚燒處理生活垃圾的占比越來越高，可以說目前中國焚燒發(fā)電無論數(shù)量還是處理能力已經(jīng)位于世界前列。
國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價(jià)格政策的通知(發(fā)改價(jià)格[2012]801號)》。通知中規(guī)定：以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，均先按其入廠垃圾處理量折算成上網(wǎng)電量進(jìn)行結(jié)算，每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量暫定為280千瓦時(shí)，并執(zhí)行全國統(tǒng)一垃圾發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)每千瓦時(shí)0.65元(含稅，下同);其余上網(wǎng)電量執(zhí)行當(dāng)?shù)赝惾济喊l(fā)電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)。這項(xiàng)文件可以說是我國焚燒發(fā)電走向規(guī)范化具有里程碑的意義。
我國焚燒發(fā)電的主要模式有：流化床焚燒發(fā)電廠和爐排爐焚燒發(fā)電廠兩種。2010年以前，兩種發(fā)電廠數(shù)量基本相等。2015年以后，爐排爐焚燒發(fā)電廠比例提升，現(xiàn)在成為主流，流化床焚燒發(fā)電廠數(shù)量降至25%。
截止2018年7月底，內(nèi)地建成并投入運(yùn)行的生活垃圾焚燒發(fā)電廠約332座，總處理能力為34萬噸/日，總裝機(jī)約為7060MW。其中采用爐排爐的焚燒發(fā)電廠有248座，合計(jì)處理能力達(dá)到26.3萬噸/日，裝機(jī)達(dá)到5100MW。
2 流化床與爐排爐比較
目前，我國還缺乏針對機(jī)械爐排爐生活垃圾焚燒發(fā)電廠與采用流化床生活垃圾焚燒發(fā)電廠碳排放的深入研究，也沒有統(tǒng)一的計(jì)算參數(shù)。我主要通過比較處理每噸垃圾能源貢獻(xiàn)(扣除處理過程的能源消耗)，也可間接反映出流化床與爐排爐焚燒廠不同處理方式的碳排放區(qū)別。
案例一：某L市生活垃圾焚燒發(fā)電廠，采用流化床焚燒工藝。
2012年報(bào)告焚燒生活垃圾40.79萬噸，耗煤5.1萬噸(煤產(chǎn)地為山西煙煤，熱值為23390KJ/kg),該生活垃圾焚燒發(fā)電廠年總發(fā)電量1.3722億度，廠用電率為20.94%。依據(jù)國家能源局公布的2012年6000千瓦及以上供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為326克/千瓦時(shí)，按此指標(biāo)計(jì)算，5.1萬噸可以發(fā)電1.2506億度電，扣除這部分電量后還剩余1216萬度，折合到每噸垃圾的發(fā)電量為30度。如果扣除廠用電，該垃圾焚燒廠折合到每噸垃圾的發(fā)電量為負(fù)數(shù)。也就是說，對于這個(gè)生活垃圾焚燒發(fā)電廠，扣除煤的應(yīng)有貢獻(xiàn)，扣除垃圾處理過程的耗能，每噸垃圾余熱利用貢獻(xiàn)是0。
案例二：某H市生活垃圾焚燒發(fā)電廠，采用流化床焚燒發(fā)電
2012年報(bào)告焚燒生活垃圾28.3萬噸，耗煤0.8萬噸(煤來自秦皇島港，熱值為20674Kj/Kg)，該生活垃圾焚燒發(fā)電廠年總發(fā)電量5241萬度，廠用電率為28.24%。同樣按照標(biāo)準(zhǔn)煤耗326克/千瓦指標(biāo)計(jì)算，0.8萬噸煤可以發(fā)電1734萬度電，扣除這部分發(fā)電量后剩余3507萬度，折合到每噸垃圾的發(fā)電量124度。如果扣除廠用電，該垃圾焚燒廠折合到每噸垃圾的發(fā)電量為78.3度。可以看出，每噸垃圾發(fā)電量也并不很高。
案例三：爐排爐垃圾焚燒廠
光大環(huán)保能源(蘇州)有限公司以BOT方式在2006到2013年先后建成一、二、三期生活垃圾焚燒發(fā)電廠，共有8條焚燒線，總處理規(guī)模達(dá)到3550噸/日，成為單個(gè)垃圾焚燒廠焚燒線最多的生活垃圾焚燒發(fā)電廠。2013年該廠焚燒生活垃圾量(進(jìn)廠量)141.13萬噸，發(fā)電量4.68億度，上網(wǎng)電量3.83億度，折合每噸垃圾上網(wǎng)電量271度。
案例四：爐排爐垃圾焚燒廠
深圳市寶安區(qū)老虎垃圾焚燒發(fā)電廠一、二期總處理規(guī)模為4200t/d，(其中一期工程3*400t/d)，是目前建成的中國最大的垃圾焚燒發(fā)電廠。該項(xiàng)目是由深圳市能源環(huán)保有限公司采用BOT方式進(jìn)行建設(shè)運(yùn)行。2013年，二期3000噸/日焚燒發(fā)電廠投入運(yùn)行以來，每噸垃圾焚燒發(fā)電量達(dá)到400度左右，焚燒余熱利用效率創(chuàng)國內(nèi)先進(jìn)水平。
以上案例可以看出，流化床焚燒發(fā)電廠需要一定的煤參與燃燒，而煤本身就可以發(fā)電，如果除去這些本可以用來發(fā)電的量，垃圾本身用來發(fā)電的量并不多。這一角度，流化床焚燒工藝與爐排爐焚燒工藝相比較處于劣勢。
3 問題與建議
(1)流化床焚燒是否減排?
根據(jù)住建部的統(tǒng)計(jì)，2016年實(shí)際焚燒生活垃圾約7300萬噸，與國家能源局的數(shù)據(jù)1.05億噸相差近2700萬噸，國家能源局是根據(jù)全部使用垃圾焚燒折算的數(shù)據(jù)，而使用流化床焚燒是需要使用煤參與的，之所以相差的2700萬噸，就是因?yàn)榱骰卜贌怯妹鹤鳛檩o助燃燒。
上述圖表可以看出，爐排爐垃圾發(fā)電上網(wǎng)量較流流化床垃圾發(fā)電量大。而且隨著時(shí)間推移，爐排爐垃圾焚燒發(fā)電工藝發(fā)電量有明顯上升趨勢，而流化廠工藝這種趨勢并不明顯。
(2)焚燒是否環(huán)保?
2016年9月，《整體環(huán)境科學(xué)》(Science of Total Environment)刊登了一篇由我國四家科研機(jī)構(gòu)(浙江省疾控中心、中國計(jì)量大學(xué)、國家疾控中心、國家食品安全風(fēng)險(xiǎn)評估中心)聯(lián)合研究論文。該研究報(bào)告采樣分析檢測2006-2015年浙江市場零售食品與一座生活垃圾焚燒發(fā)電廠(注：義務(wù))和一個(gè)電子垃圾拆解場地附近食品中二噁英和聚氯聯(lián)苯毒性當(dāng)量值。
論文中顯示：未在焚燒廠附近的市場出售的食品，所采樣品的二噁英毒性當(dāng)量濃度總體低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值。13類食品的二噁英毒性當(dāng)量平均值為歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值的42%;一些動物源食品的二噁英毒性當(dāng)量平均值接近歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值，其中，豬肉為歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值的79%，牛肉為歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值的96%。
而對生活垃圾發(fā)電廠附近的河魚、雞蛋、雞肉以及雞肝采樣分析表明，二噁英毒性當(dāng)量分別是歐盟標(biāo)準(zhǔn)限值1.4倍、11.2倍、20.7倍、3.3倍。研究結(jié)論指出，若考慮最嚴(yán)重情況，焚燒廠周邊居民二噁英毒性當(dāng)量的每月攝入水平達(dá)244皮克/千克體重，約為世界衛(wèi)生組織推薦值(70皮克/千克體重)的3.5倍，生活垃圾焚燒廠排放的二噁英對當(dāng)?shù)鼐用窠】禈?gòu)成較高危險(xiǎn)。
這篇文章的權(quán)威性沒有理由懷疑，在網(wǎng)上查閱到，該文章最后一位署名作者是吳永寧先生，他是中國疾病預(yù)防控制中心研究員、博士生導(dǎo)師，是世界衛(wèi)生組織(WHO)食品污染檢測合作中心(中國)主任、中國疾病預(yù)防控制中心化學(xué)污染與健康安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、營養(yǎng)與食品安全所化學(xué)污染監(jiān)控室主任，衛(wèi)生部衛(wèi)生行業(yè)科研專項(xiàng)食品安全首席專家?？梢哉f，本論文的結(jié)論令人信服，也就是垃圾焚燒廠排放的有害物質(zhì)確實(shí)影響附近居民的身體健康。
(3)爐排爐垃圾焚燒工藝是否可持續(xù)?
中國的生活垃圾水分比較高，一般在垃圾池中放七天左右，使大部分水分能夠析出。這樣使垃圾不僅好燒，還能用于發(fā)電。在世界范圍內(nèi)，中國的焚燒處理工藝還是比較高的。上圖是江蘇省某生活垃圾焚燒發(fā)電廠季度上網(wǎng)發(fā)電情況(2013-2018)，這座焚燒廠采用的是爐排爐的工藝，可以看出，這幾年的發(fā)電情況呈逐年上升的趨勢。
中國現(xiàn)在主要使用的爐排爐焚燒工藝中比較高效，我認(rèn)為應(yīng)該會持續(xù)運(yùn)行下去，至少短期內(nèi)沒有更好的替代方法。也是最符合現(xiàn)階段我國國情的一種工藝方式。
來源:環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng) 作者:徐海云
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