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生活垃圾分类对垃圾焚烧发电产业发展影响的分析

北极星垃圾发电网  来源:《当代电力文化》  作者:杨电辉  2021/3/30 13:40:46  我要投稿  

北极星垃圾发电网讯:摘要:生活垃圾分类对现有焚烧发电企业影响较大,一方面使企业投入成本降低,另一方面热值升高,吨垃圾发电量增加160~420kWh,可大幅提升项目的经济效益,激发了企业自主投资建设的积极性,有利于产业的市场化运营。在政府层面,可依据焚烧发电产业发展需要和市场化调节情况,适时调整补贴和税收政策,同时可从生活垃圾处置的主角转变成单一监管角色,负担大大减轻。

一、对现有垃圾焚烧发电工艺的影响

(一)对焚烧系统的影响

垃圾焚烧系统设计的服务期限不低于20年,为保障生活垃圾焚烧发电长期稳定运行,必须考虑在生活垃圾成分和热值合理预测的基础上,确定焚烧炉设计垃圾低位热值以及保障正常运行的焚烧炉下限和上限垃圾低位热值。当前国内垃圾的平均热值约5400kJ/kg,现有炉型的设计以此为基准,但生活垃圾分类后,垃圾热值比焚烧炉MCR设计热值提升1/3左右。此外,由于分类后垃圾含水量的降低,在焚烧过程中水分蒸发吸收带走的热量减少,加之焚烧垃圾热值的提升,在保持投料量不变的情况下,炉膛内热负荷急剧升高,现有工艺和设备承受能力面临严峻考验。因此,在保障安全运行的情况下,分类后焚烧炉型的设计需要在焚烧炉炉排面积、炉体几何体积以及余热锅炉的受热面布置等方面,对工艺参数进行适应调整。

(二)对存储和预处理系统的影响

垃圾焚烧发电的主流工艺有机械炉排焚烧炉工艺和循环流化床焚烧炉工艺两种。对于机械炉排焚烧炉工艺来说,分类后用于焚烧发电垃圾容量急剧下降,假定在焚烧炉内产生相同的热量,取分类前后垃圾热值分别为5400kJ/kg和10000kJ/kg,容量分别取290kg/m3和50kg/m3进行计算,分类前投1吨生活垃圾,分类后需投入540kg垃圾,但从容量来看分类后投入垃圾的体积却是分类前生活垃圾的3倍之多;假定焚烧炉炉容保持不变,焚烧垃圾未压缩,相同的条件下分类后垃圾进料量是分类前的17%左右,产生的热量不足分类前的1/3,也无法适应现有生产工艺的运营条件。因此,对于现有工艺若保持原有热负荷情况下,需要对生活垃圾进行必要的预处理,如需增加破碎和压缩成型工序,以提高焚烧垃圾的容量,缩减入炉焚烧垃圾的体积,来适应垃圾存储池以及保障入炉正常焚烧的要求;但压缩体积的倍数需控制,结合焚烧炉热工设计,可设定压缩体积倍数的上限,以保障设施的稳定运行。

(三)对“三废”治理系统的影响

1.废烟气

一是,垃圾分类使燃烧后会产生颗粒物、酸性气体、重金属和有机剧毒性污染物四大类的厨余垃圾、橡胶塑料制品、电子废弃物等剥离,各种污染物的原始排放浓度必存在一定程度的下降。

二是,分类后焚烧垃圾的水分降低,使得排放的烟气中水分减少,这对后续烟气处里系统的稳定运行更加有利。

2.渗滤液

从垃圾水分和容量的改变来看,生活垃圾中水分的降低,渗滤液的产生量将减少1/3左右,以我国垃圾焚烧厂产生的渗滤液一般占垃圾焚烧量的25%~35%进行计算,吨垃圾渗滤液减少约80~120kg,相应地污水处理的处理负荷也会减轻,配套渗滤液处理设施也可进一步优化调整,有利于降低设备投资和运营成本。

3.灰渣固废

从垃圾组分变化来看,实施垃圾分类后,废旧金属、玻璃等可循环回收利用的垃圾资源、含水量高的厨余垃圾和有害垃圾均被分离出去,使得不可燃物质大幅减少,焚烧后产生的灰渣量或最终需要填埋的处里量也相应下降,比现有不分类焚烧工艺进一步减量10%左右。在当前垃圾填埋场及危险废物填埋场用地困难及容量日趋减少,固体废物管理趋严的情况下,垃圾分类后再焚烧无疑是解决生活垃圾管理问题的关键举措。

二、发展影响

(一)生活垃圾焚烧发电产业发展模式的演变分析

一直以来,我国生活垃圾的处置均以政府为主体,给政府财政负担造成一定的压力,但随着生活垃圾问题的日益加剧,环保市场的逐步释放,垃圾焚烧发电产业的发展模式经历了从“政府直接投资-政府特许大型国有企业经营-政府特许经营权市场招标-PPP模式”的转变,在PPP模式中政府与私营企业建立起“利益共享、风险共担、全程合作”的共同体关系,在生活垃圾处理的过程中逐渐出现企业的角色,政府的担子有所减轻。在现有生活垃圾焚烧发电项目合作模式来看,BOT模式将成为我国城市生活垃圾处里的主导运营模式。

(二)国家产业政策的调整分析

据上述,实施生活垃圾分类后,生活垃圾焚烧发电工艺流程缩短,热值显著提升,发电量提升,投入和运营成本降低,使得焚烧发电项目整体经济效益显著提升,对于垃圾发电企业的营收形成积极影响。目前,垃圾发电企业的收入包括垃圾焚烧处理和售电收入两部分,其中售电占比70%~80%,为主要盈利点,且多数垃圾焚烧发电企业处于微利经营状态,电价补贴下调或取消将极可能导致其进入亏损状态。财政部对十三届全国人大二次会议第8443号建议的答复指出,2016年—2019年,中央财政共拨付可再生能源电价附加补助资金超过3000亿元,其中用于生物质发电378亿元,占比较少,仅为12%。对于垃圾发电项目的补贴,经财政部、发展改革委、国家能源局等方面研究决定,对已有项目延续现有补贴政策,但考虑到垃圾焚烧发电项目效率低、生态效益欠佳等情况,后续更多的是希望通过垃圾处理费等市场化方式来支持垃圾焚烧发电产业,同时将逐步减少新增项目纳入补贴范围的比例。2020年4月3日,国家发改委发布《关于有序推进新增垃圾焚烧发电项目建设有关事项的通知》,通知中也明确指出2020年1月20日后并网发电的生活垃圾焚烧发电新增项目,通过可再生能源发展基金继续予以支持,但遵循的是以收定支的原则。对于2020年1月20日前并网发电的存量项目,继续根据现行《可再生能源电价附加补助资金管理办法》有关规定管理。总体来说,从国家政策和产业发展需求来看,近期对于生活垃圾焚烧发电产业的取消补贴政策的可能性很小,且现有税收优惠政策变化的可能性不大。但在垃圾分类后,考虑到企业经济效益将得到提升,同时国家更多地希望生活垃圾焚烧发电产业以市场化模式运行,因此国家及地方政府可能调整现有支持政策,远期或逐步降低补贴比例甚至取消补贴的政策。这对于技术落后、盈利能力低的企业来说,需要加快提升技术与装备水平,否则生存将面临严峻的考验。

结束语

综上述,目前,垃圾焚烧发电已成为生活垃圾处理的主流工艺,但随着生活垃圾分类制度逐步在全国范围内推行,这势必会导致用于焚烧发电的垃圾原料发生明显改变,基于此本文从不同角度分析了垃圾分类对垃圾焚烧发电产业发展的影响。为适应分类后焚烧垃圾物理化学性质的改变,现有工艺需相应调整,尤其是热值升高,将大幅提升吨垃圾发电量,显著提高项目的经济效益,有利于激发企业自主投资运营的积极性。政府可依据焚烧发电产业市场行情,灵活调整相关补贴和优惠政策。进一步地,垃圾焚烧发电产业有望实现完全市场化运行,其发展模式也将呈现为“全民参与+EPC”模式。对于生活垃圾的处置,政府的“参与、监管”角色也将向单一“监管”角色转变。


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