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我國縣域垃圾焚燒現(xiàn)狀及對(duì)策建議探討

中國電力網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-12-02 13:41:11

文章導(dǎo)讀

近日,發(fā)改委、住建部等五大部門聯(lián)合印發(fā)縣域垃圾焚燒指導(dǎo)意見。

政策發(fā)布后,引發(fā)行業(yè)的熱議,有人說,這是我國垃圾焚燒正解決“大”的問題后,開始回頭補(bǔ)“小”的短板了,未來五年100噸級(jí)、200噸級(jí)的裝備將迎發(fā)展春天;也有人說,征途漫漫,不可盲目樂觀,縣域垃圾焚燒設(shè)施需要解決問題還有很多。

那么,當(dāng)前推進(jìn)縣域垃圾焚燒設(shè)施,存在哪些問題?最大阻力是什么?技術(shù)、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)還是經(jīng)濟(jì)性?我國縣域垃圾焚燒處理設(shè)施現(xiàn)狀又是什么?

本文根據(jù)中城院(北京)環(huán)境科技有限公司副總經(jīng)理吳劍論壇發(fā)言,梳理我國縣域小焚燒設(shè)施現(xiàn)狀、存在的問題及對(duì)策建議,供業(yè)內(nèi)人士參考交流。

“大型垃圾焚燒廠,可以通過發(fā)電獲得大部分收入,很大程度上減少地方財(cái)政所需負(fù)擔(dān)的垃圾處理費(fèi)用,然而縣級(jí)小焚燒設(shè)施發(fā)電性較差。如果不發(fā)電,則需要由地方政府承擔(dān)所有的垃圾焚燒費(fèi)用,合計(jì)約300元/噸以上,經(jīng)濟(jì)上難以承擔(dān)?!痹?1月2日中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會(huì)主辦的“第九次生活垃圾焚燒處理技術(shù)與設(shè)備研討會(huì)”上,中城院(北京)環(huán)境科技有限公司副總經(jīng)理吳劍進(jìn)行了專業(yè)的分享。

當(dāng)前縣域小焚燒設(shè)施遇到的最大難點(diǎn)當(dāng)屬在各方面達(dá)標(biāo)情況下經(jīng)濟(jì)性較差。在不具備上發(fā)電設(shè)施的情況下,對(duì)比德國、瑞典、日本等其他國家,我國縣域小焚燒設(shè)施缺乏可以余熱利用、市政供暖等其他提高經(jīng)濟(jì)收益的方式。

1大背景下,縣域小焚燒設(shè)施越來越熱

根據(jù)住建部10月12日公布的《2021年中國城鄉(xiāng)建設(shè)狀況公報(bào)》和《2021年城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》,過去十年,從2012年到2021年,全國城市生活垃圾無害化處理能力由44.6萬噸/日增長(zhǎng)到105.7萬噸/日,十年間處理能力增加一倍多。

圖一:近十年全國城市生活垃圾無害化處理能力變化

然而,相對(duì)于城市快速增長(zhǎng)無害化處理率,縣域尤其是村鎮(zhèn)無害化處置率相對(duì)比較低。根據(jù)住建部數(shù)據(jù),2020年鄉(xiāng)、建制鎮(zhèn)生活垃圾無害化處理率分別為48.5%、69.6%。

隨著城市生活垃圾無害化處理能力急劇提高,生活垃圾焚燒設(shè)施日趨飽和,市場(chǎng)空間增長(zhǎng)有限,縣域、村鎮(zhèn)生活垃圾治理逐步提上了日程,國家部委也頻頻發(fā)文,開展縣域乃至村鎮(zhèn)小型焚燒設(shè)施試點(diǎn)。

2020年7月,國家發(fā)改委、住建部、生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》(發(fā)改環(huán)資〔2020〕1257號(hào))中提出:“在生活垃圾日清運(yùn)量不足300噸的地區(qū)探索開展小型生活垃圾焚燒設(shè)施試點(diǎn)?!?/p>

2021年5月國家發(fā)改委、住建部印發(fā)《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資〔2021〕642號(hào))提出:“開展小型焚燒設(shè)施試點(diǎn)示范。人口稀疏、垃圾產(chǎn)生量少、不具備建設(shè)規(guī)?;贌O(shè)施的地區(qū),經(jīng)技術(shù)評(píng)估論證后,可開展分散式、小型化焚燒處理設(shè)施試點(diǎn)示范,著力解決小型焚燒設(shè)施煙氣達(dá)標(biāo)排放和飛灰安全處置方面相關(guān)技術(shù)瓶頸?!?/p>

2022年5月,中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)的意見》,明確了以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)的目標(biāo)和具體任務(wù),并且第二十九條中明確提出“建設(shè)與清運(yùn)量相適應(yīng)的垃圾焚燒設(shè)施,做好全流程惡臭防治。合理布局危險(xiǎn)廢棄物收集和集中利用處置設(shè)施?!?/p>

同時(shí)今年以來,兩大部委住建部、發(fā)改委也對(duì)縣域小焚燒設(shè)施進(jìn)行密集調(diào)研。3月22日,發(fā)改委環(huán)資司調(diào)研中國節(jié)能;3月24日,環(huán)資司調(diào)研了光大環(huán)境;3月25日,召開縣城生活垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)座談會(huì);4月28日,以視頻方式主持召開垃圾焚燒技術(shù)裝備發(fā)展座談會(huì);6月30日,產(chǎn)業(yè)司開展垃圾焚燒裝備發(fā)展情況調(diào)研。

8個(gè)月內(nèi),發(fā)改委兩大司局,6次調(diào)研同一個(gè)主題,由此可見國家相關(guān)部委對(duì)縣域垃圾焚燒工作的重視。

圖二:相關(guān)部委對(duì)縣域小焚燒設(shè)施重視

就在前天,11月28日,發(fā)改委、住建部等五大部門還專門出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)縣級(jí)地區(qū)生活垃圾焚燒處理設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)意見》,針對(duì)東部、中西部縣域提出分類施策加快提升焚燒處理設(shè)施能力,提出到2030年,全國縣級(jí)地區(qū)生活垃圾分類和處理設(shè)施供給能力和水平進(jìn)一步提高,小型生活垃圾焚燒處理設(shè)施技術(shù)、商業(yè)模式進(jìn)一步成熟,除少數(shù)不具備條件的特殊區(qū)域外,全國縣級(jí)地區(qū)生活垃圾焚燒處理能力基本滿足處理需求。

2僅4成縣域?qū)崿F(xiàn)焚燒處理,紅利顯現(xiàn)

縣域生活垃圾處理現(xiàn)狀到底是什么樣的?

數(shù)據(jù)顯示:截止2021年底,我國城市數(shù)量為692個(gè),其中地級(jí)市300個(gè),縣級(jí)市392個(gè);縣城數(shù)量為1482個(gè)。按照城鄉(xiāng)統(tǒng)計(jì)年鑒,1482個(gè)縣城中生活垃圾清運(yùn)量小于100噸/日的縣約為424個(gè),約占30%, 70%的縣域清運(yùn)量大于100噸/日。

近十年,全國縣城處理能力增長(zhǎng)相對(duì)較平穩(wěn)(如圖三所示),由2011年的683座增長(zhǎng)到2021年1441座,無害化處理能力達(dá)到33.8萬噸/日。截止2021年底,全國縣城生活垃圾清運(yùn)量為6791.35萬噸,無害化處理廠(場(chǎng)) 1441座,其中衛(wèi)生填埋1123座,焚燒257座,其他處理61座。

圖三:全國縣域生活垃圾無害化處理場(chǎng)數(shù)量(2001-2021年)

從處理方式上看,57%的縣域生活垃圾實(shí)施了填埋處理,41%為焚燒處理,截止2021年底,全國縣域共有257座焚燒廠,按照一縣一廠,還有1225個(gè)縣城無垃圾焚燒廠,市場(chǎng)缺口很大。

除此之外,還有很多縣城、村鎮(zhèn)因交通不便、運(yùn)距較遠(yuǎn)等原因,不能也不可能將所有垃圾完全收運(yùn)到一起焚燒,有的甚至兩三個(gè)縣也湊不到300噸/日,無法走“村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣集中處理”的城鄉(xiāng)一體化模式,所以發(fā)展縣域小焚燒設(shè)施是非常有必要。

從近十年縣域生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀來看,它主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段:

第一階段:2010~2012 年前后,兩類小型垃圾熱處理工程出現(xiàn)

這一階段涌現(xiàn)的一批小型垃圾熱處理工程可以分為兩大類:一類是科研機(jī)構(gòu),依托自身強(qiáng)大工程熱力理論開發(fā)的流化床工程裝備。這類設(shè)備投入正常運(yùn)行后,突出表現(xiàn)為爐渣熱灼減率控制很好,但也存在故障率高、連續(xù)運(yùn)行周期短,不能投入自動(dòng)燃燒控制以至操作難度大,需要加煤支持燃燒,燃燒過程CO超標(biāo)等問題。

另一類是一些企業(yè)模擬燃煤工業(yè)鍋爐研發(fā)的鏈條爐排技術(shù)。吳劍認(rèn)為,該技術(shù)之所以沒有發(fā)展起來,主要在于沒有對(duì)垃圾燃燒特性進(jìn)行深入分析,缺失嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆贌こ汤碚撗芯浚l(fā)煙氣、惡臭、污水等二次污染問題,甚至有焚燒爐安裝后出現(xiàn)無法啟動(dòng)的教訓(xùn)。

第二階段:2012年之后,小型焚燒技術(shù)進(jìn)入強(qiáng)需求階段

本階段出現(xiàn)了很多小型垃圾焚燒設(shè)備,如代表性的有消解技術(shù)、磁化熱解、高溫炭化垃圾焚燒爐、等離子技術(shù)等。但是這些技術(shù)工藝在實(shí)際運(yùn)行過程中,總是出現(xiàn)這樣那樣問題,如垃圾惡臭、焚燒煙氣污染物并未得到有效控制,不具備成熟可靠、安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用的基本要求。

3難題待解,推進(jìn)縣域焚燒征途漫漫

1. 經(jīng)濟(jì)性差,投不起

大城市的大規(guī)模垃圾焚燒廠,可以通過發(fā)電獲得大部分收入,很大程度上減少地方財(cái)政所需負(fù)擔(dān)的垃圾處理費(fèi)用,僅需要50-100元/噸處置費(fèi)。

然而縣級(jí)300噸以下的小焚燒設(shè)施,發(fā)電經(jīng)濟(jì)性較差。如果不發(fā)電,則需要由地方財(cái)政承擔(dān)所有的垃圾焚燒費(fèi)用,合計(jì)約300元/噸以上,故經(jīng)濟(jì)上難以承受。經(jīng)濟(jì)性差、投不起是當(dāng)前縣域小焚燒設(shè)施遇到的最大難點(diǎn),在不具備上發(fā)電設(shè)施的情況下,對(duì)比德國、瑞典、日本等其他國家(如下圖),我國縣域小焚燒設(shè)施缺少可以余熱利用、市政供暖等其他提高經(jīng)濟(jì)收益的方式。

圖四:歐洲小焚燒處理設(shè)施發(fā)展現(xiàn)狀

比如瑞典,近100%的熱處理設(shè)施均對(duì)熱能進(jìn)行循環(huán)再利用,小型垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施可以為附近地區(qū)提供廉價(jià)熱能;再如日本,2020年,日本各類垃圾焚燒設(shè)施1056 座,約738家焚燒廠有余熱利用設(shè)施,占比高達(dá)70%,不同規(guī)模垃圾焚燒余熱利用方式如圖四所示,規(guī)模越?。?0噸/日以下),余熱利用越少, 其余稍大規(guī)模百噸級(jí)別焚燒設(shè)施,幾乎都能實(shí)現(xiàn)供熱和發(fā)電雙重收益。

圖五:日本不同處理規(guī)模焚燒設(shè)施余熱利用

2. 垃圾量少、且分散

對(duì)比日本等其他國家,國土面積狹小、人口居住相對(duì)較集中,便于建設(shè)集約化小型垃圾焚燒設(shè)施,而我國疆域遼闊,不同地區(qū)地理環(huán)境差異很大,尤其是對(duì)西北、西南、東北等偏遠(yuǎn)山區(qū)來說,不僅人口居住密度低,人均垃圾產(chǎn)生量少,而且相鄰縣域相隔較遠(yuǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國約35%的縣級(jí)市、80%的縣城垃圾清運(yùn)量不足200噸/日。

3. 技術(shù)不成熟,污染物排放很難達(dá)標(biāo)

為了使垃圾充分燃燒,避免因燃燒不充分對(duì)周邊環(huán)境造成影響,《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)規(guī)定,在啟動(dòng)時(shí),爐內(nèi)溫度應(yīng)升至850攝氏度后才能投入生活垃圾,并在4小時(shí)內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定工況;在停爐過程中,垃圾完全燃盡之前,必須保證爐內(nèi)溫度在850℃以上。

而且根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)要求,為了使以二噁英為代表的有害氣體得到分解,爐膛內(nèi)焚燒溫度必須≥850攝氏度,爐膛內(nèi)煙氣停留時(shí)間必須≥2秒。

大規(guī)模焚燒爐的熱穩(wěn)定性更好,煙氣波動(dòng)小更容易處理達(dá)標(biāo)排放。而小規(guī)模焚燒爐,爐膛小、垃圾少,熱穩(wěn)定性差,爐溫波動(dòng)大、煙氣成分波動(dòng)也大,很難達(dá)到穩(wěn)定工況下煙氣、 二噁英等污染物達(dá)標(biāo)排放。若要穩(wěn)定焚燒,需要添加柴油等燃料助燃,但隨之也大幅增加了成本。

4. 法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全、不完善

長(zhǎng)期以來,我國垃圾污染防治主要著眼點(diǎn)在于城市,相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范幾乎都是圍繞城市生活垃圾設(shè)置的,目前尚無針對(duì)小型焚燒(300噸/日及以下)可供參考借鑒的標(biāo)準(zhǔn)體系。

雖然現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GBT51435-2021《農(nóng)村生活垃圾收運(yùn)和處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和GB∕T 37066-2018《農(nóng)村生活垃圾處理導(dǎo)則》有部分內(nèi)容涉及到村鎮(zhèn)小焚燒處理工藝和標(biāo)準(zhǔn),但其內(nèi)容缺少針對(duì)解決縣域小焚燒設(shè)施現(xiàn)存問題的處理方式,且標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容主要是針對(duì)大型垃圾焚燒廠,參考意義不大。

4幾點(diǎn)建議與對(duì)策

針對(duì)目前縣域小焚燒處理設(shè)施存在問題,如面臨建設(shè)成本和運(yùn)營成本的挑戰(zhàn)、污染物排放控制的挑戰(zhàn)等,吳劍認(rèn)為,從國家層面講,可以從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)發(fā)展:

1. 推動(dòng)技術(shù)研發(fā)

針對(duì)小型生活垃圾焚燒裝備存在的煙氣處理不達(dá)標(biāo)、運(yùn)行不穩(wěn)定等技術(shù)瓶頸,形成亟需研發(fā)的小型焚燒技術(shù)裝備指南,組織國內(nèi)“專、精、特、新”骨干企業(yè),加強(qiáng)城鄉(xiāng)固廢無害化、資源化的技術(shù)開發(fā)與先進(jìn)技術(shù)推廣,加快垃圾處理技術(shù)裝備研發(fā)和集成示范應(yīng)用。

2. 選擇適宜地區(qū)開展試點(diǎn)示范

以中西部和東北地區(qū)、邊境地區(qū)為重點(diǎn),選取人口密度較低、垃圾產(chǎn)生量較少的部分縣級(jí)地區(qū)積極開展小型焚燒試點(diǎn),重點(diǎn)圍繞技術(shù)裝備、熱用途、運(yùn)營管理模式、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等探索形成可復(fù)制、可推廣經(jīng)驗(yàn)。

3. 健全標(biāo)準(zhǔn)體系

研究小型生活垃圾焚燒設(shè)施運(yùn)營特征,提出適用可行的技術(shù)規(guī)范和污染防治要求。建立健全小型生活垃圾焚燒處理項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)配套技術(shù)規(guī)范。

4. 推廣市場(chǎng)化建設(shè)運(yùn)營模式

創(chuàng)新并推廣小型焚燒的市場(chǎng)化建設(shè)運(yùn)營模式,鼓勵(lì)國內(nèi)“專、精、特、新”骨干企業(yè)市場(chǎng)主體積極參與縣級(jí)地區(qū)生活垃圾焚燒處理,充分發(fā)揮專業(yè)企業(yè)在項(xiàng)目建設(shè)、運(yùn)營及技術(shù)等方面的優(yōu)勢(shì),配合當(dāng)?shù)刂鞴懿块T做好進(jìn)場(chǎng)垃圾量統(tǒng)籌工作,有效提升所在地區(qū)的垃圾焚燒處理率。

5. 探索余熱多元化利用

加強(qiáng)垃圾焚燒項(xiàng)目與已布局的工業(yè)園區(qū)供熱、市政供暖、農(nóng)業(yè)用熱等銜接聯(lián)動(dòng),豐富余熱利用途徑,降低設(shè)施運(yùn)營成本。有條件的地區(qū)要優(yōu)先利用生活垃圾和農(nóng)林廢棄物替代化石能源供熱供暖。

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