垃圾分類等背景下對(duì)垃圾焚燒的思考

上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)研究院有限公司技術(shù)總監(jiān)周洪權(quán)以“垃圾分類等背景下對(duì)垃圾焚燒的思考”為主題從垃圾焚燒發(fā)展的三個(gè)熱點(diǎn)（垃圾分類、“碳中和”和國(guó)補(bǔ)退坡）、垃圾分類給上海市帶來的變化以及展望和思考（后分類和退補(bǔ)時(shí)代的應(yīng)對(duì)、企業(yè)參與“碳中和”的困境和“碳中和”的價(jià)值挖掘）三個(gè)方面進(jìn)行分享。他提出垃圾分類成為新國(guó)策后實(shí)效顯著，分類垃圾特性變化明顯，這勢(shì)必對(duì)老舊焚燒廠在焚燒的穩(wěn)定性和污染控制上有了新的挑戰(zhàn)，從長(zhǎng)期來看需要對(duì)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代和必要技改。

垃圾分類的三個(gè)熱點(diǎn)

垃圾焚燒發(fā)展的三個(gè)熱點(diǎn)（垃圾分類、“碳中和”和國(guó)補(bǔ)退坡）是相互關(guān)聯(lián)、相輔相成的。

01 垃圾分類已成新國(guó)策

隨著城市生活垃圾產(chǎn)量壓力劇增，目前垃圾分類已上升至國(guó)家戰(zhàn)略高度。提到垃圾分類就會(huì)想到循環(huán)經(jīng)濟(jì)、區(qū)域不平衡等，包括垃圾特性的變化帶來的物性差異和焚燒技術(shù)的適應(yīng)性問題。

02 碳中和帶來的碳經(jīng)濟(jì)

碳的資產(chǎn)屬性進(jìn)行構(gòu)成了碳經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，碳減排是有巨大貢獻(xiàn)的，碳資產(chǎn)在交易的過程中對(duì)焚燒到底能產(chǎn)生多少收益？今后仍需深入研究、探討。

通過2021年以前的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)2021-2028年上海市垃圾產(chǎn)量與垃圾量/人均GDP的變化趨勢(shì)，從大數(shù)據(jù)計(jì)算的的趨勢(shì)來看，垃圾產(chǎn)量是持續(xù)上升的，但是垃圾量/人均GDP是下降的趨勢(shì)。上海市“五大新城”建設(shè)之后，人口的增加會(huì)帶來垃圾產(chǎn)量的增加，但在“碳達(dá)峰”“碳中和”的大背景下開展的低碳生活、低碳生產(chǎn)勢(shì)必會(huì)帶來人均垃圾產(chǎn)量的下降。

03 國(guó)補(bǔ)退坡壓力有待解決

政策導(dǎo)向迫使從事垃圾焚燒企業(yè)走出舒適圈，激發(fā)企業(yè)內(nèi)生動(dòng)力尋求降本增效。國(guó)家支持政策向地方自給過渡，市政公用服務(wù)屬性還需按勞取酬。

垃圾分類帶來的變化

01 上海市垃圾分類實(shí)效顯著

以上海市垃圾分類帶來的變化為例。2019年7月1日上海實(shí)施垃圾強(qiáng)制分類工作，截止2019年底1.3萬余個(gè)居村分類達(dá)標(biāo)率由分類前的15%提高到90%以上，單位分類達(dá)標(biāo)率87%。2019年濕垃圾分出量已達(dá)到7453噸/日，環(huán)比增加88.8%，干垃圾處置量17731噸/日，環(huán)比下降17.5%。兩網(wǎng)協(xié)同可回收物量達(dá)到4049噸/日，環(huán)比增加432%，可回收物的資源化對(duì)碳減排的貢獻(xiàn)較高，可回收物的增長(zhǎng)會(huì)帶來垃圾總量包括可焚燒垃圾量的下降。

02 上海市分類垃圾特性變化明顯

對(duì)上海市垃圾分類前后垃圾特性的變化來看，干垃圾中廚余類含量平均約16%，大幅下降；容重減小至分類前的約3/5水平，相對(duì)降低約37%；含水率減少至分類前的3/5水平，相對(duì)降低約36％，對(duì)含水率的影響很明顯，這勢(shì)必影響入爐垃圾的熱值提升；低位發(fā)熱量是分類前2倍，上升約104%，從收集端來看，我國(guó)入爐垃圾的熱值已與歐洲一致。由于上海市濕垃圾投放時(shí)需破袋，其純凈度達(dá)到了99%。

03 焚燒廠影響已初顯

入廠垃圾廚余類垃圾仍存在，低位發(fā)熱量明顯提高。運(yùn)行爐膛超溫現(xiàn)象顯著，更易結(jié)焦，受熱面腐蝕加劇，爐排鑄件更換率增加；滲瀝液比例減少31%，焚燒爐處理量減少8%，入爐噸發(fā)電量增加20%；單位發(fā)電量下尿素耗量增加47%。

04 分類對(duì)焚燒項(xiàng)目規(guī)劃與運(yùn)營(yíng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響

上海市廚余類垃圾2019年分出率約30%，2020年分出率約40%；國(guó)內(nèi)大部分大中城市廚余類垃圾分出率都在10%左右。

上海市至2022年在建項(xiàng)目全部投產(chǎn)后，焚燒總規(guī)模的富余將凸顯；大部分大中城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，十三五焚燒集中補(bǔ)短板，項(xiàng)目總規(guī)模大于垃圾產(chǎn)量，產(chǎn)能富余。

超過10年以上的焚燒項(xiàng)目占已運(yùn)行總量約20%，實(shí)際與設(shè)計(jì)條件變化較大，垃圾分類、環(huán)保趨嚴(yán)和碳減排新需求。

垃圾分類成為新國(guó)策后實(shí)效顯著，分類垃圾特性變化明顯，這勢(shì)必對(duì)老舊焚燒廠在焚燒的穩(wěn)定性和污染控制上有了新的挑戰(zhàn)，從長(zhǎng)期來看對(duì)整個(gè)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代和必要技改的需求比較明顯。

展望和思考

01 后分類和退補(bǔ)時(shí)代的應(yīng)對(duì)

從經(jīng)濟(jì)效應(yīng)方面總體來說主要是量能與產(chǎn)能的平衡：

①熱值升高帶來的焚燒量縮減和規(guī)模余量，對(duì)企業(yè)運(yùn)行效益影響需要多手段平衡。老舊項(xiàng)目擴(kuò)能增容，焚燒爐與余熱鍋爐的綜合技改；多元固廢協(xié)同，污泥、一般工業(yè)廢棄物等協(xié)同焚燒；熱能梯級(jí)利用等。

②固廢全流程服務(wù)、深度資源化和綜合循環(huán)園區(qū)模式更具經(jīng)濟(jì)活力。

③深挖企業(yè)的降本增效空間，綜合效率提升潛力較大。

④投資市場(chǎng)熱度下降，從規(guī)模效益轉(zhuǎn)向管理效益，均衡高質(zhì)量發(fā)展成為行業(yè)共識(shí)。

從焚燒項(xiàng)目技術(shù)應(yīng)對(duì)來說：

①圾特性大幅變化將改變焚燒爐設(shè)計(jì)方式，例如應(yīng)用適應(yīng)高熱值垃圾的焚燒技術(shù)，采用強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷爐排；優(yōu)化焚燒爐爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，爐拱優(yōu)化，前后拱水冷、側(cè)墻水冷及側(cè)向爐排片更改為水冷壁等方式；工藝設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化，提升全廠綜合熱效率。

②通過運(yùn)行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定燃燒，提升入爐垃圾均質(zhì)化，熱負(fù)荷波動(dòng)趨緩提升熱效率。

③智慧賦能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，提升焚燒廠數(shù)字化和智能化水平，例如AI技術(shù)應(yīng)用（穩(wěn)定燃燒、污染控制和物料消耗等方面）、智能ACC控制方式（火焰識(shí)別和燃燼點(diǎn)智能控制）、管理的精細(xì)化和信息化水平提升管理效能并降低管理成本。

④在廢塑料和生物質(zhì)方面通過熱解/氣化技術(shù)，其資源化利用水平和經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。依托于垃圾分類帶來的基礎(chǔ)和低值可回收物，熱解/氣化技術(shù)迎來發(fā)展機(jī)遇。

02 企業(yè)參與碳中和的困境

①缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。碳中和認(rèn)證流程是什么？碳中和認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)是什么？

②缺乏核查工具。企業(yè)碳排放多少？如何計(jì)算？

③碳中和的實(shí)施路徑。碳中和目標(biāo)怎么確定？減排措施有哪些？碳中和解決方案怎么做？

④市場(chǎng)信息篩選。市場(chǎng)容量有多大？哪些減排量可交易和抵消？

03 碳中和價(jià)值挖掘

碳減排主要是三個(gè)方面能源替代、節(jié)能減排和循環(huán)利用。垃圾焚燒作為能源利用來說確實(shí)是一個(gè)有益的補(bǔ)充。節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用是為了“碳中和”和綜合能效水平的提升?？苫厥瘴锏木C合利用對(duì)碳減排的貢獻(xiàn)很大。垃圾分類是基于對(duì)碳減排技術(shù)的應(yīng)用和回收端、循環(huán)利用端的深度挖掘。

減塑是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”一個(gè)重要方面。若在垃圾分類時(shí)，塑料有一個(gè)有效的處理方式，對(duì)“碳達(dá)峰”“碳中和”會(huì)有更大的貢獻(xiàn)。