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2.4垃圾焚烧
垃圾焚烧在中国的发展潜力巨大,城市焚烧厂数量由2006年的69座增长到2016年的249座,焚烧处理能力和处理量分别由2006年的4万吨/日和3.1万吨/日增长到2016年的25.6万吨/日和20.2万吨/日。城市焚烧厂负荷率维持在80%左右,整体保持在一个合理的水平。2006-2016年中国城市生活垃圾焚烧处理情况图县城焚烧厂数量由2007年的2座增长到2016年的50座,焚烧处理能力和处理量分别由2007年的0.01万吨/日和0.03万吨/日增长到2016年的2.2万吨/日和1.6万吨/日,县城焚烧厂负荷率仅有70%,负荷率较低,说明县城焚烧厂设计能力偏大,存在一定程度的能力闲置。
2.4.1焚烧规模效应
2016年,中国城市焚烧厂平均处理能力达到1028吨/日,县城焚烧厂平均处理能力达到447吨/日。从经济性和可持续性的角度考虑,垃圾焚烧需通过发电或供热、供冷实现能源生产和销售以降低成本,否则仅靠政府补贴将非常昂贵,一般能源销售收益可以覆盖焚烧厂运行成本的50-100%。2016年12月31日发布的《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中明确“不鼓励建设处理规模小于300吨/日的焚烧处理设施”,这也是从规模效应的角度对焚烧厂建设规模进行限制,低于300吨/日的焚烧厂难以实现焚烧发电利用,并且烟气、渗滤液和飞灰等二次污染物处理成本将增加,建成后如果运行全部依靠政府补贴,补贴费可能高于200元目前,中国应用较多的生活垃圾焚烧技术主要有炉排炉和流化床两种。2016年,中国共有焚烧厂299座,总处理规模28万吨/日,总装机容量5234MW,其中采用炉排炉技术的焚烧厂241座,处理规模22万吨/日,装机容量3926MW;采用流化床技术的焚烧厂58座,处理规模6万吨/日,装机容量308MW。对比2010年,焚烧技术的占比发生重大变化,2010年时流化床在数量、规模和装机上占比略高,到2016年,炉排炉的数量、规模和装机分别从48%、46%和37%提高到81%、79%和75%。/吨,考验财政承受力;另一方面,小于300吨/日的焚烧厂往往位于县城或小城市,经济水平较低的同时垃圾热值也较低,进一步影响垃圾焚烧的经济性,因此对于低于300吨/日的焚烧厂建设需慎重论证。
根据欧美发达国家和中国部分新建焚烧厂的经验,实现热电联产可大幅提高焚烧厂能源效率,降低政府补贴费用,但中国焚烧厂往往远离城区和热用户,难以实现供冷和供热的商业应用,未来焚烧厂建设特别是低于300吨/日的焚烧厂应统筹考虑结合工业热用户等进行布局和规划,可降低焚烧成本,进一步实现垃圾的能源化。
2.4.2焚烧处理技术
目前,中国应用较多的生活垃圾焚烧技术主要有炉排炉和流化床两种。2016年,中国共有焚烧厂299座,总处理规模28万吨/日,总装机容量5234MW,其中采用炉排炉技术的焚烧厂241座,处理规模22万吨/日,装机容量3926MW;采用流化床技术的焚烧厂58座,处理规模6万吨/日,装机容量1308MW。对比2010年,焚烧技术的占比发生重大变化,2010年时流化床在数量、规模和装机上占比略高,到2016年,炉排炉的数量、规模和装机分别从48%、46%和37%提高到81%、79%和75%。
形成炉排炉和流化床的技术占比变化的主要原因有三点:
第一是政策原因,2012年《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》一方面保障了垃圾发电的良性发展,另一方面280度/吨的发电限制了流化床掺煤的收益,降低了流化床政府补贴费低的优势;2014年《生活垃圾焚烧污染控制标准》对焚烧厂污染物排放提出了更严格的要求,流化床由于技术特点需要投入更多环保措施才能达标,进一步降低了流化床建设投资和补贴费低的优势。
第二是技术原因,流化床技术的特点导致流化床存在工作环境差、锅炉故障率高、运行管理难度大、厂用电率高、节能效果低等问题,CO等指标达标难度较大,飞灰产量大也带来更大的环境风险。
第三是外部原因,流化床技术基于流化特点需掺煤燃烧,流化床焚烧厂的运行成本与燃煤价格紧密相关,近年来中国煤价波动较大,煤炭行业也在进行改革,对流化床焚烧厂的稳定运行造成了影响。
从2016年垃圾焚烧厂的建设情况来看,未来炉排炉的占比将进一步扩大,目前包括河南许昌,浙江镇海,山东德州,河北承德、唐山、石家庄等焚烧厂已经实施或计划实施用层燃型焚烧锅炉替换流化型焚烧锅炉,其中石家庄、镇海厂已经改造完成,山东德州主体设备基本建成。
2.4.3清洁焚烧
中国的垃圾焚烧经过近20年的发展,从技术到设备都已达到国际先进水平,但运行水平与欧美发达国家仍有较大差距,同时也造成公众对于垃圾焚烧的一些误解,2016年浙江海盐、湖北潜江、海南万宁、江西赣州、湖南南县等地再次因焚烧厂建设发生“邻避事件”。2016年11月5日,住房和城乡建设部、国家发展改革委、国土资源部和环境保护部联合发布《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》建城[2016]227号,提出“变邻避为邻利型服务设施,到2017年底,建立符合中国国情的生活垃圾清洁焚烧标准和评价体系。到2020年底,全国设市城市垃圾焚烧处理能力占总处理能力50%以上,全部达到清洁焚烧标准。”2016年12月《生活垃圾清洁焚烧指南(RISN-TG022-2016)》出版,第一次从清洁生产的角度建立垃圾焚烧全过程体系,从工艺装备、污染控制、资源消耗、综合利用和可靠性、管理等5个方面进行规范,在可操作的同时,兼顾环保性和经济性,促进中国垃圾焚烧运行水平与国际接轨。
2.5卫生填埋
卫生填埋是中国生活垃圾处理的基础,在处理技术中占比最大,城市卫生填埋场数量由2006年的324座增长到2016年的657座,卫生填埋处理能力和处理量分别由2006年的20.7万吨/日和17.6万吨/日增长到2016年的35.0万吨/日和32.5万吨/日;县城卫生填埋场数量由2007年的131座增长到2016年的1183座,卫生填埋能力和处理量分别由2007年的1.8万吨/日和1.2万吨/日增找到2016年的16.1万吨/日和13.5万吨/日。
可以看出,虽然生活垃圾卫生填埋场的数量和规模都在增长,但增长率较低,2006-2016年十年间处理能力的复合增长率仅有5.4%,远低于无害化处理率9.1%的复合增长率。城市和县城卫生填埋场的单场平均规模也各有特点:城市卫生填埋场的平均规模逐渐减小,从2006年的638吨/日˙座降低到2016年的533吨/日˙座,说明城市特别是大中城市的处理方式正由卫生填埋为主向焚烧发电为主转变,卫生填埋的占比正在降低,填埋场处理的对象从生活垃圾向焚烧残渣转变;县城卫生填埋场的规模稳定在130-160吨/日˙座,说明中国县城垃圾卫生填埋场大部分未实现城乡一体化集中处理,处理范围以县城建成区为主,未来县城卫生填埋场在城乡统筹的趋势下将面临快速饱和的冲击。
继2015年《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》后,2016年住建部发布《生活垃圾卫生填埋场运行监管标准》(CJJ/T213-2016),第一次通过标准对生活垃圾卫生填埋场运行监管进行规范,这表明了中国对生活垃圾处理行业运行规范化要求的提高和环卫作业运行监管标准化的趋势。
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