1、簡(jiǎn)介
起源
面對(duì)垃圾泛濫成災(zāi)的狀況,世界各國(guó)的專(zhuān)家們已不僅限于控制和銷(xiāo)毀垃圾這種被動(dòng)“防守”,而是積極采取有力措施,進(jìn)行科學(xué)合理地綜合處理利用垃圾。 我國(guó)有豐富的垃圾資源,其中存在極大的潛在效益。上海等城市已開(kāi)始建造垃圾發(fā)電廠。
發(fā)展情況
從20世紀(jì)70年代起,一些發(fā)達(dá)國(guó)家便著手運(yùn)用焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電。歐美一些國(guó)家建起了垃圾發(fā)電站,美國(guó)某垃圾發(fā)電站的發(fā)電能力高達(dá)100兆瓦,每天處理垃圾60萬(wàn)噸。而德國(guó)的垃圾發(fā)電廠每年要花費(fèi)巨資,從國(guó)外進(jìn)口垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球已有各種類(lèi)型的垃圾處理工廠近千家,預(yù)計(jì)3年內(nèi),各種垃圾綜合利用工廠將增至3000家以上??茖W(xué)家測(cè)算,垃圾中的二次能源如有機(jī)可燃物等,所含的熱值高,焚燒2噸垃圾產(chǎn)生的熱量大約相當(dāng)于1噸煤。如果我國(guó)能將垃圾充分有效地用于發(fā)電,每年將節(jié)省煤炭5000~6000萬(wàn)噸,其“資源效益”極為可觀。
前景
中國(guó)是世界上的垃圾資源大國(guó)。如果中國(guó)能將垃圾充分有效地用于發(fā)電,每年將節(jié)省煤炭5-6千萬(wàn)噸,其“資源效益”極為可觀。雖然中國(guó)的垃圾發(fā)電剛剛起步,但前景樂(lè)觀。中國(guó)豐富的垃圾資源,存在著極大的潛在效益。全國(guó)城市每年因垃圾造成的損失巨大,而將其綜合利用卻能創(chuàng)造更多的效益,市場(chǎng)空間巨大。
《2013-2017年中國(guó)垃圾發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)前瞻與數(shù)據(jù)挖掘分析報(bào)告》[3]顯示,全國(guó)城市每年因垃圾造成的損失約近300億元(運(yùn)輸費(fèi)、處理費(fèi)等),而將其綜合利用卻能創(chuàng)造2500億元的效益,市場(chǎng)空間巨大。
國(guó)家環(huán)保總局在2000年出臺(tái)了有關(guān)垃圾焚燒發(fā)電的污染控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;中央在2001年11月出臺(tái)了對(duì)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目實(shí)行增值稅即征即退的優(yōu)惠政策。
前瞻網(wǎng)統(tǒng)計(jì)資料表明,中國(guó)城市人均年產(chǎn)垃圾約440千克;全國(guó)主要城市年產(chǎn)生活垃圾1.6億噸,足可以使一個(gè)100萬(wàn)人口的城市被覆蓋1米;同時(shí),城市生活垃圾還在以年增長(zhǎng)率8%-10%以上的速度增長(zhǎng)。中國(guó)城市生活垃圾的處理率只有58.2%,無(wú)害化處理率更是僅為35.7%,遠(yuǎn)低于世界許多國(guó)家的水平,垃圾發(fā)電未來(lái)市場(chǎng)前景極為廣闊。
根據(jù)國(guó)家環(huán)保總局預(yù)測(cè),2015年中國(guó)城市垃圾年產(chǎn)量將達(dá)到2.1億噸。中央和地方政府都很支持垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電裝置的投資大多來(lái)源于當(dāng)?shù)刎?cái)政,都是在經(jīng)濟(jì)條件相當(dāng)好的大中城市。
分析認(rèn)為,到2020年將新增垃圾發(fā)電裝機(jī)容量330萬(wàn)千瓦左右,按每千瓦1萬(wàn)元的設(shè)備造價(jià)計(jì)算,垃圾發(fā)電市場(chǎng)容量為330億元。廣闊的投資前景吸引大批民間資本和國(guó)際資本參與其中,垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)正面臨歷史性發(fā)展機(jī)遇。
隨著垃圾發(fā)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇,大型垃圾發(fā)電企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁,國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的垃圾發(fā)電企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究,特別是對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境和產(chǎn)業(yè)消費(fèi)者的深入研究。本報(bào)告利用前瞻資訊長(zhǎng)期對(duì)垃圾發(fā)電行業(yè)市場(chǎng)跟蹤搜集的市場(chǎng)數(shù)據(jù),全面而準(zhǔn)確地為您從行業(yè)的整體高度來(lái)架構(gòu)分析體系。報(bào)告從當(dāng)前垃圾發(fā)電行業(yè)的宏觀景氣狀況出發(fā),以垃圾發(fā)電行業(yè)的產(chǎn)銷(xiāo)狀況和行業(yè)需求走向?yàn)橐劳校敱M地分析了中國(guó)垃圾發(fā)電行業(yè)當(dāng)前的市場(chǎng)容量、市場(chǎng)規(guī)模、發(fā)展速度和競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。
垃圾發(fā)電之所以發(fā)展較慢,主要是受一些技術(shù)或工藝問(wèn)題的制約,比如發(fā)電時(shí)燃燒產(chǎn)生的劇毒廢氣長(zhǎng)期得不到有效解決。日本2012年推廣一種超級(jí)垃圾發(fā)電技術(shù),采用新型氣熔爐,將爐溫升到500℃,發(fā)電效率也由過(guò)去的一般10%提高為25%左右,有毒廢氣排放量降為0.5%以?xún)?nèi),低于國(guó)際規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統(tǒng)的火力發(fā)電高。專(zhuān)家認(rèn)為,隨著垃圾回收、處理、運(yùn)輸、綜合利用等各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷發(fā)展,工藝日益科學(xué)先進(jìn),垃圾發(fā)電方式很有可能會(huì)成為最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù)之一。從長(zhǎng)遠(yuǎn)效益和綜合指標(biāo)看,將優(yōu)于傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)。我國(guó)的垃圾發(fā)電剛剛起步,但前景樂(lè)觀。
2、技術(shù)比較
機(jī)械爐排焚燒爐
工作原理:垃圾通過(guò)進(jìn)料斗進(jìn)入傾斜向下的爐排(爐排分為干燥區(qū)、燃燒區(qū)、燃盡區(qū)),由于爐排之間的交錯(cuò)運(yùn)動(dòng),將垃圾向下方推動(dòng),使垃圾依次通過(guò)爐排上的各個(gè)區(qū)域(垃圾由一個(gè)區(qū)進(jìn)入到另一區(qū)時(shí),起到一個(gè)大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進(jìn)入并與垃圾混合;高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)鍋
西南最先進(jìn)垃圾發(fā)電廠爐的受熱面產(chǎn)生熱蒸汽,同時(shí)煙氣也得到冷卻,最后煙氣經(jīng)煙氣處理裝置處理后排出。
特點(diǎn):爐排的材質(zhì)要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當(dāng)光滑、排與排之間的間隙相當(dāng)小。另外機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,損壞率高,維護(hù)量大。爐排爐造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用高,使其在中國(guó)的推廣應(yīng)用困難重重。
該工藝在中國(guó)焚燒垃圾適用性不強(qiáng),我國(guó)垃圾沒(méi)有嚴(yán)格分類(lèi),垃圾中含水分較高、成分復(fù)雜,所以熱值很低,很難把垃圾焚燒透徹,爐內(nèi)溫度難以提高,造成二次污染的可能性就大。
流化床焚燒爐
工作原理:爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內(nèi)加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600℃以上,并在爐底鼓入200℃以上的熱風(fēng),使熱砂沸騰起來(lái),再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被干燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續(xù)沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經(jīng)過(guò)水冷后,用分選設(shè)備將粗渣、細(xì)渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過(guò)提升設(shè)備送回到爐中繼續(xù)使用。
特點(diǎn):流化床燃燒充分,爐內(nèi)燃燒控制較好,但煙氣中灰塵量大,操作復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用較高,對(duì)燃料粒度均勻性要求較高,需大功率的破碎裝置,石英砂對(duì)設(shè)備磨損嚴(yán)重,設(shè)備維護(hù)量大。
該工藝比較適合我國(guó)的國(guó)情,燃燒比較復(fù)雜、水分比較多的垃圾也能夠把垃圾燃燒徹底,溫度也比較高,投資也比較低,是適合中國(guó)國(guó)情的工藝流程。
回轉(zhuǎn)式焚燒爐
工作原理:回轉(zhuǎn)式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置并略為傾斜。通過(guò)爐身的不停運(yùn)轉(zhuǎn),使?fàn)t體內(nèi)的垃圾充分燃燒,同時(shí)向爐體傾斜的方向移動(dòng),直至燃盡并排出爐體。[1]
特點(diǎn):設(shè)備利用率高,灰渣中含碳量低,過(guò)剩空氣量低,有害氣體排放量低。但燃燒不易控制,垃圾熱值低時(shí)燃燒困難。
對(duì)于垃圾量比較少的地區(qū)可以采用該工藝。
CAO焚燒爐
工作原理:垃圾運(yùn)至儲(chǔ)存坑,進(jìn)入生化處理罐,在微生物作用下脫水,使天然有機(jī)物(廚余、葉、草
全自動(dòng)垃圾發(fā)電起重機(jī)等)分解成粉狀物,其他固體包括塑料橡膠一類(lèi)的合成有機(jī)物和垃圾中的無(wú)機(jī)物則不能分解粉化。經(jīng)篩選,未能粉化的廢棄物進(jìn)入焚燒爐的先進(jìn)入第一燃燒室(溫度為600℃),產(chǎn)生的可燃?xì)怏w再進(jìn)入第二燃燒室,不可燃和不可熱解的組份呈灰渣狀在第一燃燒室中排出。第二室溫度控制在860℃進(jìn)行燃燒,高溫?zé)煔饧訜徨仩t產(chǎn)生蒸汽。煙氣經(jīng)處理后由煙囪排至大氣,金屬玻璃在第一燃燒室內(nèi)不會(huì)氧化或融化,可在灰渣中分選回收。
特點(diǎn):可回收垃圾中的有用物質(zhì);但單臺(tái)焚燒爐的處理量小,處理時(shí)間長(zhǎng),目前單臺(tái)爐的日處理量最大達(dá)到150噸,由于煙氣在850℃以上停留時(shí)間難于超過(guò)1秒鐘短,煙氣中二惡英的含量高,環(huán)保難以達(dá)標(biāo)。
對(duì)于垃圾量比較少的地區(qū)可以采用該工藝。
脈沖拋式
工作原理:垃圾經(jīng)自動(dòng)給料單元送入焚燒爐的干燥床干燥,然后送入第一級(jí)爐排,在爐排上經(jīng)高溫?fù)]發(fā)、裂解,爐排在脈沖空氣動(dòng)力裝置的推動(dòng)下拋動(dòng),將垃圾逐級(jí)拋入下一級(jí)爐排,此時(shí)高分子物質(zhì)進(jìn)行裂解、其它物質(zhì)進(jìn)行燃燒。如此下去,直至最后燃盡后進(jìn)入灰渣坑,由自動(dòng)除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入并與垃圾混合燃燒,同時(shí)使垃圾懸浮在空中。揮發(fā)和裂解出來(lái)的物質(zhì)進(jìn)入第二級(jí)燃燒室,進(jìn)行進(jìn)一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進(jìn)入第三級(jí)燃燒室進(jìn)行完全燃燒;高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時(shí)煙氣經(jīng)冷卻后排出。[1]
其優(yōu)點(diǎn)是:
(1)處理垃圾范圍廣泛 能夠處理工業(yè)垃圾、生活垃圾、醫(yī)院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。
(2)燃燒熱效率高 正常燃燒熱效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾,燃燒熱效率也在70%以上。
(3)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低 由于采用了許多特殊的設(shè)計(jì)以及較高的自動(dòng)化控制水平,因此運(yùn)行人員少(包括除灰渣人員在內(nèi)一臺(tái)爐僅需兩人),維護(hù)工作量也較少。
(4)可靠性高 經(jīng)過(guò)近20年運(yùn)行表明,此焚燒爐故障率非常低,年運(yùn)行8000小時(shí)以上,一般利用率可達(dá)95%以上。
(5)排放物控制水平高 由于采用二級(jí)煙氣再燃燒和先進(jìn)的煙氣處理設(shè)備,使煙氣得到了充分的處理。經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試,煙氣排放物中CO含量1—10 PPM,HC含量2—3 PPM,NOx含量35 PPM,完全符合歐美排放標(biāo)準(zhǔn)。煙氣在二、三級(jí)燃燒室燃燒時(shí)溫度達(dá)1000℃,并且停留時(shí)間達(dá)2秒以上,可使二惡英基本分解,煙氣中二惡英的含量為0.04 ng/m3,遠(yuǎn)低于歐美標(biāo)準(zhǔn)0.1 ng/m3。
(6)爐排在壓縮空氣的吹掃下,有自清潔功能。
3、發(fā)電現(xiàn)狀
現(xiàn)狀
全世界每年產(chǎn)生4.9億噸垃圾,僅中國(guó)每年就產(chǎn)生近1.5億噸城市垃圾。目前中國(guó)城市生活垃圾累積堆繩索垃圾發(fā)電抓斗存量已達(dá)70億噸。根據(jù)國(guó)家環(huán)保總局預(yù)測(cè),2010年我國(guó)城市垃圾年產(chǎn)量將為1.52億噸,2015年和2020年將達(dá)到2.1億噸。
我國(guó)城市垃圾焚燒發(fā)電最早投入運(yùn)行始于1987年。之后,隨著一大批環(huán)保產(chǎn)業(yè)化和環(huán)保高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的相繼啟動(dòng),垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)得到了得到了快速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了大型垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的本土化,垃圾焚燒處理能力在近5年間增長(zhǎng)了5倍。
垃圾處理的原則是無(wú)害化、減量化、資源化。垃圾焚燒發(fā)電因大大減少填埋而能夠節(jié)約大量的土地資源,同時(shí)也減少了填埋對(duì)地下水和填埋場(chǎng)周邊環(huán)境的大氣污染。
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行政策,城市生活垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)將以機(jī)械爐排爐為主導(dǎo),輔以煤-垃圾混燒流化床垃圾焚燒技術(shù)和其他技術(shù)。按照日處理1800噸二段往復(fù)式垃圾焚燒設(shè)備計(jì)算,年發(fā)電量可達(dá)1.6億千瓦時(shí),可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.8萬(wàn)噸,年減少氮氧化合物排放480噸、二氧化硫排放768噸。
“煤層氣、生活垃圾填埋氣、氧化氮等,是造成全球氣候變暖的重要來(lái)源。”英國(guó)辛迪克碳基金中國(guó)及亞太地區(qū)總裁韓野炬認(rèn)為,垃圾發(fā)電主要受一些技術(shù)或工藝問(wèn)題的制約,比如發(fā)電時(shí)燃燒產(chǎn)生的劇毒廢氣長(zhǎng)期得不到有效解決,所以有效減排的關(guān)鍵是采用先進(jìn)技術(shù)。
在發(fā)達(dá)國(guó)家,垃圾處理和資源化利用已經(jīng)成為成熟的產(chǎn)業(yè),垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)正在向大型化、高效化方面發(fā)展。例如,歐洲各國(guó)制定了嚴(yán)格的垃圾焚燒標(biāo)準(zhǔn)并嚴(yán)格執(zhí)行;英國(guó)在其非化石燃料公約、德國(guó)在其新能源法中都規(guī)定:垃圾直接焚燒發(fā)電的電力電量強(qiáng)制上網(wǎng),并實(shí)施電價(jià)補(bǔ)貼或綠色電價(jià)。
據(jù)了解,我國(guó)年產(chǎn)城市生活垃圾約1.5億噸,其中填埋占70%,焚燒和堆肥等占10%,剩余20%難以回收。其中垃圾發(fā)電率還不到10%,相當(dāng)于每年白白浪費(fèi)2800兆瓦的電力,被丟棄的“可再生垃圾”價(jià)值高達(dá)250億元。
根據(jù)《全國(guó)城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生“十一五”規(guī)劃》,2010年全國(guó)城市生活垃圾清運(yùn)量將達(dá)到1.8億噸,無(wú)害化垃圾處理將達(dá)到60%以上。專(zhuān)家指出,如果到2010年,垃圾焚燒處理量占總垃圾產(chǎn)量的10%,焚燒熱能用于發(fā)電和供熱,那么到2010年,則需要新建日處理能力為3.2萬(wàn)噸的垃圾焚燒設(shè)備。
隨著垃圾回收、處理、運(yùn)輸、綜合利用等各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷發(fā)展,垃圾發(fā)電方式很有可能成為最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù)之一,從長(zhǎng)遠(yuǎn)效益和綜合指標(biāo)看,將優(yōu)于傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)。
相關(guān)效益
資源化垃圾焚燒后,熱量用于發(fā)電,做到廢物綜合利用。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料稱(chēng),我國(guó)當(dāng)今城市垃圾清運(yùn)量已
深圳垃圾發(fā)電廠達(dá)1萬(wàn)億t/a,若按平均低位熱值2900kJ/kg,相當(dāng)于1400萬(wàn)噸標(biāo)煤。 如其中有1/4用于焚燒發(fā)電,年發(fā)電量可達(dá)60億度,相當(dāng)于安裝了1200MW火電機(jī)組的發(fā)電量。 [1]無(wú)害化垃圾焚燒發(fā)電可實(shí)現(xiàn)垃圾無(wú)害化,因?yàn)槔诟邷?1000℃左右)下焚燒,可進(jìn)行無(wú)菌和分解有害物質(zhì),且尾氣經(jīng)凈化處理達(dá)標(biāo)后排放,較徹底地?zé)o害化。
減量化垃圾焚燒后的殘?jiān)?,只有原?lái)容積的10%~30%,從而延長(zhǎng)了填埋場(chǎng)的使用壽命,緩解了土地資源緊張狀態(tài)。
因此,興建垃圾電廠十分有利于城市的環(huán)境保護(hù),尤其是對(duì)土地資源和水資源的保護(hù),實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
相關(guān)問(wèn)題
垃圾發(fā)電真有如此神奇嗎?問(wèn)題的關(guān)鍵在于上述算法用國(guó)內(nèi)并不存在的國(guó)外垃圾的熱值和國(guó)外的垃圾電廠來(lái)計(jì)算中國(guó)垃圾電廠的效益。比如國(guó)外的垃圾熱值高,每公斤垃圾燃燒可產(chǎn)生3000千卡的熱量,而中國(guó)的垃圾含水量高達(dá)60%。經(jīng)過(guò)一定處理每公斤燃燒產(chǎn)生的熱值只能達(dá)到900-1000千卡,就是說(shuō)經(jīng)過(guò)處理的垃圾的發(fā)熱量還不及國(guó)外的1/3,但在計(jì)算垃圾的節(jié)煤量時(shí),卻用國(guó)外垃圾的含熱量來(lái)計(jì)算,即所謂2噸垃圾相當(dāng)于1噸煤炭。中國(guó)主要城市年產(chǎn)垃圾有1至1.5億噸,于是可以節(jié)省5000萬(wàn)到6000萬(wàn)噸煤炭。實(shí)際上中國(guó)的垃圾要6噸才能頂1噸煤炭,即使有1億噸垃圾,全部用來(lái)發(fā)電也只能頂1600至1700萬(wàn)噸煤炭。由于中
垃圾發(fā)電設(shè)施國(guó)垃圾含水60%,減量70%左右可以做到。但是這種減量即使不燃燒也是可以辦到的。垃圾焚燒電廠的環(huán)境效益尚不確定,垃圾燃燒產(chǎn)生的SO2、CO和二惡英能否清除,能否達(dá)到國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)還是個(gè)問(wèn)題。如果二惡英不能有效清除,那么對(duì)環(huán)境的危害不可輕視。
垃圾焚燒電廠的經(jīng)濟(jì)性與垃圾的發(fā)熱量有很大關(guān)系。國(guó)外一般都規(guī)定垃圾的發(fā)熱量達(dá)不到每公斤1500千卡,是不宜建垃圾焚燒電廠的,那么中國(guó)為什么能用經(jīng)過(guò)一定處理后只能達(dá)到900至1000千卡的垃圾用于發(fā)電呢?由于垃圾的可燃物少,垃圾發(fā)電廠只好用燃油、燃煤來(lái)助燃,致使垃圾焚燒電廠成為變相的小燃油、小燃煤電廠。國(guó)家給予垃圾電廠的種種優(yōu)惠條件,高電價(jià)收購(gòu)變成幫助了應(yīng)當(dāng)關(guān)停的小油電、小煤電。
為什么國(guó)外的垃圾發(fā)熱量高,中國(guó)垃圾的發(fā)熱量低呢?這是因?yàn)橹袊?guó)有節(jié)儉的美德,有良好的廢棄物回收利用制度,報(bào)紙、書(shū)、本、紙箱、家俱等都有回收站回收,即使有少量可燃物倒入垃圾箱,還有不少?gòu)U棄物撿拾者撿拾,甚至將垃圾運(yùn)抵填埋場(chǎng)后,還有人在那里撿拾。所以中國(guó)許多城市垃圾的可燃物極少,多為廚房垃圾,不適合用于焚燒發(fā)電。
建廠注意事項(xiàng)
為避免不具備垃圾焚燒發(fā)電的地方建發(fā)電廠,一是政府部門(mén)要嚴(yán)格把關(guān),只有具備建垃圾焚燒電廠的地方,才批準(zhǔn)建廠并給予各種優(yōu)惠政策;二是對(duì)于垃圾電廠上網(wǎng)收購(gòu)的發(fā)電量,要按進(jìn)廠的垃圾數(shù)量及垃圾發(fā)熱量進(jìn)行測(cè)算,超過(guò)垃圾可發(fā)電量不予收購(gòu),電價(jià)也不予優(yōu)惠。
4、發(fā)電難點(diǎn)
(1) 一次性投資過(guò)大,一般投資商望而卻步,且投資回 收率很長(zhǎng),雖然經(jīng)濟(jì)效益都不如燃煤(或燃油)的(熱)電廠,但是解決了垃圾的處理和環(huán)境污染問(wèn)題,社會(huì)效益高。建設(shè)焚燒垃圾熱電廠這是利民的公德好事。
(2) 垃圾焚燒的二次污染還未解決,為了徹底解決二次污染問(wèn)題,國(guó)外正在研制氣化熔融焚燒技術(shù)。
(3) 垃圾發(fā)電的聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題。
5、發(fā)電簡(jiǎn)況
國(guó)外概況
1.1.美國(guó)美國(guó)從80年代起先后投資20億美元興建了90座,總處理能力達(dá)3000萬(wàn)t/d的垃圾電廠。到1990年已發(fā)展到400座焚燒廠、焚燒率達(dá)18%,到2000年將提高到40%.美國(guó)垃圾發(fā)電廠處理能力都較大,1985年在紐約建造了當(dāng)時(shí)最大的垃圾電站,日處理能力2250t.1991年投產(chǎn)的垃圾平均處理量為1400t/d.下面以美國(guó)H-Power夏威夷垃圾發(fā)電廠為例作以介紹。[1]
a.工藝流程垃圾焚燒前,經(jīng)一系列輸送、篩選和粉碎裝置,把那些不易處理和不能燃燒的垃圾清理掉。然后,在1000℃的高溫下焚燒,形成的殘?jiān)?、液態(tài)造粒(惰性灰渣),送出填埋;煙氣在排放前經(jīng)注入石灰脫硫中和酸性氣體,并傳熱給水變成過(guò)熱蒸汽,入蒸汽輪機(jī)發(fā)電,煙氣經(jīng)鍋 爐尾部受熱面后,經(jīng)靜電除塵,除塵達(dá)標(biāo)后入煙囪排放,靜電除塵的細(xì)灰運(yùn)出做建材綜合利用。
b.主要技術(shù)參數(shù)處理垃圾能力2160t/d垃圾焚燒爐出力2×854t/d垃圾保證運(yùn)輸量561600t/a垃圾保證處理量561600t/a發(fā)電最大出力570MW(可供40000戶家庭用電需求)
c.運(yùn)營(yíng)實(shí)績(jī)H-Power年可提供全市6%的電力,在6年運(yùn)行中,已處理了400萬(wàn)噸垃圾,相當(dāng)于全島垃圾的90%以上,這些垃圾所發(fā)電力相當(dāng)于燃用500桶原油發(fā)出的電力,而且焚燒過(guò)程不需任何摻和劑(輔助燃料)。
H-Power是市政立項(xiàng)最大公共事業(yè)工程之一,并無(wú)任何諸如稅收等方面的“優(yōu)惠”。在市政府看來(lái),H-Power盡管有功于環(huán)境及旅游,但它和任何企業(yè)一樣,沒(méi)有什么特殊,因此建設(shè)費(fèi)高達(dá)1.8億美元,它必須承擔(dān)所有的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用,而且還要支付貸款利息,債券和其他費(fèi)用。
H-Power負(fù)責(zé)人說(shuō):到2010年電廠所有建設(shè)貸款還清以前,每年運(yùn)營(yíng)費(fèi)和貸款利息為2600萬(wàn)美元。不過(guò),運(yùn)營(yíng)是成功的,1997年電力銷(xiāo)售收入達(dá)到了2700萬(wàn)美元。電廠的能量轉(zhuǎn)換效 率已超過(guò)了電廠設(shè)備的保證率(25%),更主要的是它是環(huán)境治理的典型代表,將可能被埋掉 并污染環(huán)境的垃圾轉(zhuǎn)換成可利用的電能,至于垃圾焚燒后產(chǎn)生的灰渣已不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成任何威脅,負(fù)責(zé)人很自信地說(shuō):垃圾電廠能滿足州政府環(huán)保局的一切環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
1.2.日本日本通產(chǎn)省規(guī)劃到2000年垃圾發(fā)電裝機(jī)達(dá)2000MW,為達(dá)此目標(biāo),通產(chǎn)省積極組織力量, 解決有關(guān)技術(shù)問(wèn)題,并通過(guò)發(fā)行股票債券等方式進(jìn)行融資,用以興建垃圾電廠。
迄今,日本垃圾電廠最大出力為東京都江東清掃工廠,達(dá)15MW,最小的垃圾發(fā)電廠為廣島市的宇佐南清掃工廠,僅有0.5MW.計(jì)劃在2000年動(dòng)工的福田縣大年田市垃圾電廠,發(fā)電功率13.4MW,計(jì)劃在2002年投運(yùn)。
日本城市生活垃圾廢塑料較多,焚燒后產(chǎn)生的HCL濃度過(guò)高,對(duì)鍋爐產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。由于日本垃圾成份中聚氯乙烯廢塑料含量(即氯含量)過(guò)高,故日本垃圾電廠的蒸汽溫度一般≤300℃ ,汽壓也低為1.3MPa,所以電效率僅有10%~15%.現(xiàn)時(shí)采取改進(jìn)鍋爐材質(zhì)及表面鍍層技術(shù) ,以提高耐腐蝕能力?,F(xiàn)今蒸汽溫度可達(dá)400℃以上,汽壓提高到4.0MPa以上,發(fā)電效率也提高到25%以上。
1.3.其他國(guó)家英國(guó)于70年代初,在倫敦市埃德蒙頓建立垃圾電廠,是當(dāng)時(shí)世界上最大的垃圾電廠,共有5臺(tái)滾動(dòng)式爐排式鍋爐,年處理垃圾40萬(wàn)噸,接著在諾丁漢。澤西及考文垂各郡都先后建起了比較大的垃圾電廠。
法國(guó)現(xiàn)有垃圾焚燒爐300多臺(tái),可處理40%以上的城市垃圾,在巴黎附近的ISSY廠,有4×450 t/d的馬丁式焚燒爐。
德國(guó)在1985年有垃圾焚燒爐46臺(tái),1995年65臺(tái),1998年75臺(tái),發(fā)展相當(dāng)快。
新加坡于1986年建成了一座2700t/d的大型垃圾電廠。此后,發(fā)展很快,新加坡垃圾焚燒率已達(dá)100%.
國(guó)內(nèi)概況
澳門(mén):澳門(mén)已建一座2×300t/d的垃圾電廠,1992年投入運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了澳門(mén)垃圾的全部焚燒處理 .
深圳:深圳市市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠,是我國(guó)在澳門(mén)回歸前第一個(gè)垃圾電廠,已于1988年投入運(yùn)行。其主要設(shè)備有3×150t/d三菱重工馬丁式焚燒爐,3×13t/h雙鍋筒自然循環(huán)鍋爐(三菱重工引進(jìn)),4MW汽輪發(fā)電機(jī)組(杭州汽輪機(jī)廠及杭州發(fā)電設(shè)備廠產(chǎn)品)。
該廠運(yùn)行良好。值得一提的是,其中第三臺(tái)焚燒爐為杭州鍋爐廠引進(jìn)日本三菱重工技術(shù)制造的,從而使垃圾焚燒爐這一關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,為垃圾電廠在我國(guó)的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
珠海1998年基本建成,1999年投入運(yùn)營(yíng),工程規(guī)模為3×200t/d,焚燒爐引進(jìn)美國(guó)Tem porlla爐本體設(shè)計(jì)技術(shù)由無(wú)錫鍋爐廠制造,并采用美國(guó)Detroit Stoker公司爐排,發(fā)電設(shè)備 及輔機(jī)全部采用國(guó)產(chǎn)。
順德垃圾電廠已投運(yùn)一年了,全部采用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,據(jù)說(shuō)運(yùn)行不夠理想。
其它:上海、北京、廣州等大中城市都在做前期工作,有的可行性研究正在論證,有的在做初步設(shè)計(jì),真正進(jìn)行建設(shè)的不多。
6、其他信息
國(guó)務(wù)院辦公廳和國(guó)家發(fā)改委于2012年4月先后公布《關(guān)于完善垃圾焚燒發(fā)電價(jià)格政策的通知》和《“十二五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》。其中明確指出:我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電執(zhí)行全國(guó)統(tǒng)一發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)0.65元/千瓦時(shí),并且垃圾焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)高出當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的部分實(shí)行兩級(jí)分?jǐn)偂?/p>
規(guī)劃中明確提出,到2015年,直轄市、省會(huì)城市和計(jì)劃單列市生活垃圾全部實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理,設(shè)市城市生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到90%以上,縣縣具備垃圾無(wú)害化處理能力,縣城生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到70%以上。相比2010年底,全國(guó)平均生活垃圾無(wú)害化處理率僅63.5%,其中設(shè)市城市77.9%,縣城27.4%。
整體來(lái)看,生活垃圾無(wú)害處理能力未來(lái)4-5年將實(shí)現(xiàn)翻倍,年復(fù)合增長(zhǎng)率約14%,其亮點(diǎn)在于垃圾發(fā)電。根據(jù)規(guī)劃,垃圾無(wú)害化處理需因地制宜地選擇先進(jìn)的技術(shù),在有條件的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用焚燒等資源化處理技術(shù)。2015年全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施能力達(dá)到無(wú)害化處理總能力的35%以上,其中東部地區(qū)達(dá)到48%以上?;l(fā)電處理規(guī)模需要從2010年底8.96噸/日上升至2015年末約30.7萬(wàn)噸/日,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到28%。
據(jù)估計(jì),“十二五”期間,我國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)投資總量可能達(dá)到2636億元,其中對(duì)設(shè)施的投資額將占總投資的65.6%。
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