論城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)

1、 論城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì) 【摘要】：垃圾發(fā)電是生活垃圾清潔化處理的重要措施，以下對(duì)我國(guó)垃圾發(fā)電進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，以便更好促進(jìn)我國(guó)垃圾發(fā)電有序健康發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】：垃圾焚燒；發(fā)電技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)引言垃圾焚燒發(fā)電是社會(huì)剛需，也是建設(shè)“無(wú)廢城市”、解決垃圾圍城的重要手段。但是，該行業(yè)一直備受爭(zhēng)議，一方面，大城市焚燒需求迫切；另一方面，公眾對(duì)焚燒廠避之不及。不過(guò)，經(jīng)過(guò)生態(tài)環(huán)境部多年的專(zhuān)項(xiàng)整治，這種緊張的關(guān)系開(kāi)始逐步緩和。1.城市垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用生活垃圾焚燒發(fā)電具有無(wú)害化、減量化和資源化的優(yōu)勢(shì)，是垃圾處理的一種重要手段。垃圾焚燒發(fā)電流程主要分為垃圾收集處理、焚燒、余熱發(fā)電、廢氣凈化、廢棄

2、物處理等等，其中焚燒系統(tǒng)以及煙氣凈化系統(tǒng)對(duì)垃圾發(fā)電影響至關(guān)重要。根據(jù)焚燒系統(tǒng)，垃圾發(fā)電主要分為機(jī)械爐排爐和流化床焚燒爐兩種類(lèi)型，熱效率約為78-85%。爐排爐在垃圾焚燒發(fā)電市場(chǎng)中占比約75%。在爐排爐中，通過(guò)爐排的翻動(dòng)和攪動(dòng)，有利于垃圾的燃燒和燃盡。流化床爐市場(chǎng)占比25%。流化床的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備單位造價(jià)低，但是對(duì)垃圾有較高的預(yù)處理要求，運(yùn)行過(guò)程容易發(fā)生故障，而且co（鉆元素）、飛灰等難以控制。另外，大部分需要摻燒煤粉。與普通燃煤電站不同，垃圾電廠的燃料來(lái)源種類(lèi)較多，產(chǎn)生的污染物成分也比較復(fù)雜，煙氣中主要有粉塵、酸性氣體、氮氧化物、重金屬和二惡英等，此外堆放垃圾還存在滲濾液等。基于此，垃圾電廠的凈

3、化系統(tǒng)主要由除塵、脫酸、脫硝、除二惡英和重金屬、處理滲濾液等獨(dú)立單元組合而成。2.垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)2.1垃圾分類(lèi)后全鏈適應(yīng)性提升我國(guó)垃圾分類(lèi)工作正在有序大力推進(jìn)，將對(duì)垃圾資源化利用和終端處置產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。垃圾源頭分類(lèi)提高了源頭實(shí)現(xiàn)功能型和材料型回收，但也對(duì)終端利用和處置提出了新要求。我國(guó)各地垃圾分類(lèi)大同小異，主要分成可回收、可燃燒、濕垃圾及危險(xiǎn)垃圾。可回收和危險(xiǎn)垃圾的處理相對(duì)明確，但可燃燒和濕垃圾部分的資源化利用率不高。分類(lèi)后進(jìn)入垃圾焚燒廠的可燃燒垃圾成分及熱值將發(fā)生顯著變化，對(duì)現(xiàn)有垃圾焚燒廠的適應(yīng)性挑戰(zhàn)已經(jīng)顯現(xiàn)。垃圾熱值超過(guò)設(shè)計(jì)熱值對(duì)焚燒爐膛溫度控制優(yōu)化提出新要求，同時(shí)垃圾量下降

4、對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也產(chǎn)生了影響。目前各地普遍對(duì)濕垃圾的處理能力不足，技術(shù)也存在短板。我國(guó)城市生活垃圾中50%左右為餐廚垃圾，根據(jù)報(bào)告僅廚余垃圾年產(chǎn)生量就超過(guò)3000萬(wàn)t。基于垃圾分類(lèi)持續(xù)推進(jìn)的預(yù)期，將倒逼垃圾終端利用與處置進(jìn)行革命，提高終端資源化和能源化的深度和價(jià)值。2.2城市化驅(qū)動(dòng)礦化垃圾開(kāi)采根據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1990年至今我國(guó)垃圾填埋量達(dá)到了30億t。全國(guó)城鄉(xiāng)一體化建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，使得土地區(qū)位功能將發(fā)生變化。老舊填埋場(chǎng)的地理位置相對(duì)城市中心距離和土地價(jià)值發(fā)生顯著變化后，老舊填埋場(chǎng)治理及綜合開(kāi)發(fā)的需求將日益旺盛，這將驅(qū)動(dòng)城市管理者對(duì)老舊填埋場(chǎng)進(jìn)行封場(chǎng)修復(fù)或開(kāi)挖移除。大城市的垃圾焚燒能力依然吃緊，但中小城

5、市在土地開(kāi)發(fā)需求和焚燒處理能力有富余的雙重因素下，推動(dòng)礦化垃圾開(kāi)采及焚燒處理的熱情將會(huì)逐漸釋放。2.3焚燒灰渣利用與處置需補(bǔ)短板中國(guó)垃圾焚燒工程一直存在“重?zé)煔?，輕灰渣”現(xiàn)象，造成灰渣利用與處置技術(shù)研發(fā)和能力建設(shè)滯后。目前底渣在大型焚燒項(xiàng)目上存在市場(chǎng)利用價(jià)值，普遍采用金屬回收和分級(jí)建材應(yīng)用模式。但仍需進(jìn)一步高值化深度利用技術(shù)的研究和工程示范，如有研究報(bào)道可將底渣用于氫氣建設(shè)。相對(duì)底渣，飛灰含有更高濃度的重金屬、二噁英以及鹽等，是當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電工程面臨的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。飛灰處置市場(chǎng)價(jià)格不斷升高，2000元/噸已成為常態(tài)。爐排爐飛灰產(chǎn)生量是垃圾焚燒量的3%5%左右，流化床飛灰產(chǎn)生量更是高達(dá)10%以上，

6、這造成垃圾焚燒工程的市場(chǎng)盈利模式不斷承壓?，F(xiàn)有的飛灰工程化處置技術(shù)主要是穩(wěn)定化填埋和水洗后水泥窯協(xié)同，但是這兩種技術(shù)都存在明顯短板。穩(wěn)定化填埋存在占用土地，城市填埋場(chǎng)庫(kù)容普遍不足，同時(shí)存在鹽、重金屬浸出等環(huán)境污染長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)；水洗后水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，存在高含鹽廢水難以處置和水泥窯地域限制等不足。因此，飛灰已經(jīng)成為垃圾焚燒工程可持續(xù)發(fā)展的最大瓶頸之一，新型飛灰處置和利用技術(shù)研究和工程示范亟需開(kāi)展。2.4工程盈利從規(guī)模效應(yīng)向技術(shù)與管理效應(yīng)轉(zhuǎn)換過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期，垃圾焚燒工程投資企業(yè)主要依托規(guī)模效應(yīng)盈利，甚至為了擴(kuò)大規(guī)模搶占市場(chǎng)，不斷壓低補(bǔ)貼投標(biāo)價(jià)。但是隨著市場(chǎng)格局穩(wěn)定，設(shè)備壽命也逐漸到期，工程運(yùn)行和

7、管理水平差異將逐漸凸顯，將逐漸進(jìn)入“運(yùn)營(yíng)為王”時(shí)期。通過(guò)高參數(shù)蒸汽以及多聯(lián)產(chǎn)等提高發(fā)電效率和熱效率，電泵改汽泵等節(jié)能改造降低廠用電率，開(kāi)展多源固廢混燒及智能電廠等將是今后技術(shù)與管理發(fā)展方向。地方政府將逐漸能夠進(jìn)行全周期成本和效益分析進(jìn)一步擇優(yōu)選擇運(yùn)營(yíng)商，這必將導(dǎo)致一批企業(yè)被洗牌。同時(shí)包括垃圾焚燒發(fā)電在內(nèi)的生物質(zhì)能發(fā)電補(bǔ)貼政策存在松動(dòng)預(yù)期，對(duì)現(xiàn)有垃圾焚燒工程構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。技術(shù)水平和管理能力將成為應(yīng)對(duì)政策調(diào)整的最有效手段，通過(guò)先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電、清潔燃燒，通過(guò)管理創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)成本控制和增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。2.5“鄰利”需求牽引產(chǎn)業(yè)升級(jí)“鄰避”現(xiàn)象一直伴隨著垃圾焚燒工程發(fā)展，但也必須承認(rèn)鄰避是把雙刃劍，一方面

8、阻礙了焚燒發(fā)電工程快速發(fā)展，另一方面也倒逼焚燒工程質(zhì)量提升。在鄰避倒逼過(guò)程中，逐漸形成了“鄰利”潛力。政府在選擇規(guī)劃過(guò)程更注重科學(xué)和利益補(bǔ)償平衡，焚燒工程不斷去工業(yè)化，融入工業(yè)旅游等多功能元素，逐漸和周邊社區(qū)形成良性互動(dòng)。未來(lái)，政府和企業(yè)必須更加重視焚燒工程的“鄰利”，在選址、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行升級(jí)，將焚燒工程成為保障地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提升周邊居民福祉的重要力量。2.6焚燒發(fā)電技術(shù)國(guó)際化開(kāi)拓世界格局正在發(fā)生深刻變化，發(fā)展中國(guó)家成為新興經(jīng)濟(jì)體，城鎮(zhèn)化不斷擴(kuò)大。但發(fā)展中國(guó)家城市生活垃圾的無(wú)害化率還非常低，特別是低收入國(guó)家垃圾無(wú)害化處置率不足10%，對(duì)垃圾焚燒技術(shù)和裝備需求強(qiáng)烈。隨著國(guó)內(nèi)焚燒

9、市場(chǎng)的飽和，國(guó)內(nèi)企業(yè)也集聚了走出去的強(qiáng)大意愿。基于“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略的有力推進(jìn)，我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)、技術(shù)和裝備將有更多機(jī)會(huì)參與一帶一路沿線國(guó)家城鎮(zhèn)化建設(shè)。但發(fā)展中國(guó)家垃圾焚燒發(fā)電工程推廣也存在較多挑戰(zhàn)，在法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)模式等方面都還不明確，這對(duì)焚燒發(fā)電企業(yè)國(guó)際化開(kāi)拓構(gòu)成了困難。因此垃圾焚燒發(fā)電工程國(guó)際化市場(chǎng)機(jī)遇巨大，挑戰(zhàn)也不小，應(yīng)積極布局。2.7加強(qiáng)創(chuàng)新與技術(shù)儲(chǔ)備科技創(chuàng)新已經(jīng)成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)體和企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要素。包括垃圾焚燒企業(yè)在內(nèi)的垃圾處理處置行業(yè)，應(yīng)加強(qiáng)與科研院所的互動(dòng)，共同推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，提升行業(yè)技術(shù)水平，應(yīng)對(duì)與國(guó)際企業(yè)在海內(nèi)外市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。包括二噁英在線檢測(cè)、等離子飛灰熔融以及鹽回收、礦化垃圾開(kāi)采、熱解氣化、水熱處理、固體燃料制備、功能碳制備等技術(shù)研究都在各科研院所進(jìn)行，行業(yè)應(yīng)有所關(guān)注和參與。企業(yè)和行業(yè)只有具備強(qiáng)大的創(chuàng)新力和充分的技術(shù)儲(chǔ)備，才能應(yīng)對(duì)國(guó)家更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和更激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。結(jié)語(yǔ)我國(guó)垃圾焚燒行業(yè)依然存在較多技術(shù)痛點(diǎn)和發(fā)展瓶頸，未來(lái)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。垃圾焚燒行業(yè)應(yīng)主動(dòng)探索中小城市垃圾焚燒工程實(shí)施和盈利模式、響應(yīng)