鹽城環(huán)波開辟垃圾資源化新路徑

王曉

2015年3月，鹽城環(huán)波能源科技有限公司首套日處理20噸原料規(guī)模的城鎮(zhèn)垃圾高效清潔氣化系統(tǒng)裝備的研發(fā)正式啟動(dòng)，開始示范生產(chǎn)，這套設(shè)備將填補(bǔ)我國城鎮(zhèn)垃圾高熱值氣化裝備的空白，即將迎來國家能源局組織的專家團(tuán)和主要客戶中國大唐集團(tuán)新能源有限公司的檢查驗(yàn)收。

鹽城環(huán)波的環(huán)保裝備事業(yè)起步于2009年，公司董事長李溪教授從美國哈佛大學(xué)回國，基于在美國能源部國家實(shí)驗(yàn)室十余年的工作經(jīng)驗(yàn)，從事環(huán)境污染控制技術(shù)的研究?？蒲猩系某删褪估钕?011年入選國家“千人計(jì)劃”，在一次次環(huán)保技術(shù)開發(fā)過程中，一支年富力強(qiáng)的核心團(tuán)隊(duì)逐漸形成。2012年，在鹽城市政府的大力支持下，鹽城環(huán)波成立。公司是新的，但創(chuàng)業(yè)者都是在能源和環(huán)境領(lǐng)域從業(yè)多年的干將，具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和敏銳的市場嗅覺。注意到了能源及環(huán)境領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革及技術(shù)進(jìn)步所帶來的多樣化產(chǎn)品需求，創(chuàng)業(yè)者們選擇生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾氣化資源化環(huán)保設(shè)備，尤其是替代燃煤鍋爐的生物質(zhì)/垃圾資源化氣化爐這個(gè)細(xì)分市場，包括氣化爐設(shè)備，氣體凈化設(shè)備及系統(tǒng)集成配套所需要的傳感、控制等產(chǎn)品和服務(wù)。

不同于簡單的焚燒處理，垃圾的資源化轉(zhuǎn)化對處理裝備和工藝技術(shù)水平提出了很高的要求，可以說是世界性難題，只有北美有商業(yè)化運(yùn)行的處理設(shè)備。成立三年來，鹽城環(huán)波從事城鎮(zhèn)垃圾能源化處理的設(shè)備的研究、設(shè)計(jì)、加工、組裝及技術(shù)服務(wù)，填補(bǔ)了多項(xiàng)國家空白，裝備核心運(yùn)行參數(shù)達(dá)到了歐美先進(jìn)水平。公司目前擁有成熟的5噸/天、10噸/天和30噸/天的生物質(zhì)氣化爐成套設(shè)備，可完全替代燃煤鍋爐進(jìn)行供熱、供氣。由于產(chǎn)品定位明晰、研發(fā)團(tuán)隊(duì)架構(gòu)合理，公司的研發(fā)進(jìn)度和意向銷售逐年快速增長，特別是最近一年來，大唐集團(tuán)新能源對公司成套設(shè)備進(jìn)行了考察并提出了意向采購訂單，在其介紹下，公司將于2015年接受國家能源局組織的專家團(tuán)的檢查驗(yàn)收，合格后借助大唐新能源的平臺在全國推廣。在眾多中小環(huán)保設(shè)備企業(yè)普遍缺乏穩(wěn)定客戶而舉步維艱的今天，一個(gè)新成立的公司靠什么能取得這樣的成績？

產(chǎn)業(yè)升級中的市場前景

國內(nèi)目前對農(nóng)林業(yè)的生物質(zhì)廢棄物和城鎮(zhèn)垃圾主要采取焚燒處理，而垃圾直接焚燒是導(dǎo)致空氣污染的重要因素之一。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市化進(jìn)程的加速，中國城鎮(zhèn)垃圾的產(chǎn)生量和堆積量逐年增加，垃圾處理成了困擾城市發(fā)展的一大難題，如不能妥善安置，資源就會變成沉重的負(fù)擔(dān)。一度熱門的垃圾焚燒，也由于無法根除的二噁英問題引起多方質(zhì)疑；垃圾填埋一方面面臨著土地緊缺和居民抗議，一方面還存在長期的環(huán)境隱患。綜合各種考量，將生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾資源通過氣化方式轉(zhuǎn)化為能源，替代傳統(tǒng)的直接燃燒利用方式，已經(jīng)在國外相關(guān)產(chǎn)業(yè)界取得了高度共識，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

另一方面，隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，我國已成為能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，且能源利用存在效率低、污染嚴(yán)重等問題，節(jié)能減排的壓力大。今后20 年是世界能源發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)整期，也是我國能源體系的轉(zhuǎn)型期。同等供熱條件下，燃?xì)忮仩t可降低一半以上的環(huán)境污染物排放。基于我國現(xiàn)實(shí)資源存量和利用率的考慮，生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾資源轉(zhuǎn)化是國家能源戰(zhàn)略考量的重中之重。

因此，生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾資源化氣化爐設(shè)備在我國產(chǎn)業(yè)升級中有廣闊市場空間。就資源存量來說，2009年中國660座主要城市的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，城市垃圾清運(yùn)量1.57億噸，且以每年12.2%左右的速度遞增。如果有1/10采用氣化原理將垃圾資源化利用，至少需要1000臺大型標(biāo)準(zhǔn)氣化處理設(shè)備（每套售價(jià)1-2億元），潛在市場規(guī)模1500億元以上，更遑論資源存量更大的生物質(zhì)廢棄物垃圾。就目標(biāo)市場來說，未來的3年內(nèi)國家將取締20噸以下的燃煤鍋爐，必需使用清潔能源替代，以鹽城市來說，境內(nèi)在質(zhì)監(jiān)局備案登記20噸以下的燃煤鍋爐3000臺左右，這些鍋爐在未來的三年內(nèi)需全部進(jìn)行改造和更新，國家在淘汰燃煤鍋爐方面給予一定的政策，更換新能源鍋爐的給予3萬元/噸的補(bǔ)助，進(jìn)行技改的給予2萬元/噸的補(bǔ)助，這樣的激勵(lì)政策促進(jìn)了用戶積極響應(yīng)?？紤]垃圾處理的政府補(bǔ)貼，生物質(zhì)/垃圾氣化資源化設(shè)備具有良好的用戶接受度。目前，鹽城環(huán)波正在中試的第二代產(chǎn)品專門針對城鎮(zhèn)垃圾熱化學(xué)處理能源化裝備，該裝備的優(yōu)勢在于：原料適應(yīng)性廣，凡在7cm以下的城鎮(zhèn)垃圾均可使用，并且不需要造粒；垃圾含水率在37%以下的可直接使用，無需烘干，在鍋爐應(yīng)用時(shí)每處理1噸城鎮(zhèn)垃圾可以得到10kg壓力的蒸汽1.2-1.5噸左右，創(chuàng)造280-350元的價(jià)值，并滿足國家對鍋爐改造的技術(shù)升級要求。從目前目標(biāo)市場需求量來看，由于國家強(qiáng)制性的清潔燃燒技術(shù)升級要求，僅鹽城就有5億元以上的市場需求，按照經(jīng)濟(jì)規(guī)模推算全國直接的市場需求在1000億元以上。

細(xì)分市場中的技術(shù)革新優(yōu)勢

機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，盡管前景良好，但實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾的氣化資源化處理，涉及原料、物流、倉儲、氣化、利用等環(huán)節(jié)和材料、催化和化工等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，目前國內(nèi)外沒有一家公司能夠完整的實(shí)現(xiàn)這一流程。那么，如何在激烈的市場競爭中殺出重圍，找到自己生存和發(fā)展的空間？這是所有中小企業(yè)都要面臨的首要問題。鹽城環(huán)波通過對垃圾資源化環(huán)保設(shè)備行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的分析找到了自己的答案。

當(dāng)前，生物質(zhì)/垃圾資源氣化利用技術(shù)大致可以分為兩大類：熱化學(xué)技術(shù)和生物化學(xué)技術(shù)。目前，生物化學(xué)技術(shù)應(yīng)用更多，但由于原料適應(yīng)性的優(yōu)勢，熱化學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景更為廣闊。目前國內(nèi)生物質(zhì)氣化發(fā)電的示范工廠約有100家，但由于目前生物質(zhì)氣化發(fā)電設(shè)備和技術(shù)不成熟，導(dǎo)致生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂秃扛?，?nèi)燃機(jī)組不能連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以這些設(shè)備迫切需要改造換代，這為鹽城環(huán)波的設(shè)備和技術(shù)進(jìn)入市場創(chuàng)造了良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境和機(jī)會。

針對國內(nèi)外設(shè)備的現(xiàn)狀和存在的主要問題，鹽城環(huán)波提出的催化氣化-重整-燃料資源化能源化利用的生物質(zhì)垃圾的思路頗有遠(yuǎn)瞻性。公司提出二氧化碳輔助生物質(zhì)垃圾能源化利用技術(shù)，研發(fā)設(shè)計(jì)二氧化碳輔助生物質(zhì)垃圾氣化裝備，將生物質(zhì)垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)狻⒌吞家后w燃料和航空煤油等。2011年，公司申請了國家發(fā)明專利，首次設(shè)計(jì)制造了一臺氣化-活化聯(lián)用的除焦設(shè)備，通過催化的手段將焦油裂解的同時(shí)也提高的燃?xì)獾目扇冀M分，減少整個(gè)過程中能源的消耗。針對催化劑的更換和再生的難點(diǎn)，2013年申請了“一種多功能生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化設(shè)備”專利。2014年公司攻克生物質(zhì)合成氣變?nèi)剂系碾y題，并申請了專利。

在繼往開來、推陳出新的理念下，鹽城環(huán)波的生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾氣化資源化產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)形成了六大優(yōu)勢：一，原創(chuàng)性的二氧化碳輔助的垃圾氣化技術(shù)；二，高效催化劑制備及焦油裂解技術(shù)，制備出成本相對較低，轉(zhuǎn)化率高，壽命長的高效催化劑，焦油裂解技術(shù)在同行處于領(lǐng)先的水平；三，工藝優(yōu)勢，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)是自供熱、不消耗額外的燃料、低碳環(huán)保；四，設(shè)備優(yōu)勢，如設(shè)計(jì)開發(fā)并制造了先進(jìn)的鼓泡床氣化爐；五，效益優(yōu)勢，每消耗1噸生物質(zhì)垃圾可創(chuàng)造300-500元經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有效解決了燃燒過程中環(huán)境污染，通過在鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)生物質(zhì)垃圾熱轉(zhuǎn)化制取液體燃料站解決了農(nóng)村和城鎮(zhèn)的剩余資源的有效處理問題；六，園區(qū)依托優(yōu)勢，公司自創(chuàng)立就得到了“國家環(huán)保裝備制造基地”鹽城環(huán)保產(chǎn)業(yè)園的大力支持。在園區(qū)依托下，鹽城環(huán)波能的第一代產(chǎn)品生物質(zhì)氣化設(shè)備已經(jīng)在造紙廠和印染廠得到廣泛應(yīng)用，第二代城鎮(zhèn)垃圾熱處理設(shè)備正處在示范階段，目前已申請相關(guān)專利5項(xiàng)，鹽城當(dāng)?shù)卣春迷擁?xiàng)目的前景后，給予30畝規(guī)劃用地用于公司裝備示范運(yùn)營和組件加工廠，目前已有18畝的建設(shè)用地和1000萬元政府扶持項(xiàng)目啟動(dòng)資金到位。

盡管面臨著前期投入資金大，政府補(bǔ)貼機(jī)制不夠明晰等困難，鹽城環(huán)波已經(jīng)啟動(dòng)了移動(dòng)型一站式生物質(zhì)垃圾熱化學(xué)處理設(shè)備的研發(fā)，提出了生物質(zhì)垃圾靠近處理，就地轉(zhuǎn)換，能量在區(qū)域半徑內(nèi)消化這一超前的環(huán)保思路，也就是說將垃圾熱化學(xué)處理設(shè)備分別裝在三輛工程車上，第一輛車負(fù)責(zé)垃圾的預(yù)處理，第二輛車將垃圾的轉(zhuǎn)化為合成氣，第三輛車將合成氣轉(zhuǎn)化為熱、電、壓縮天然氣這三種能源，并作為能源的中轉(zhuǎn)站，目的就是將垃圾中轉(zhuǎn)站直接變?yōu)槟茉粗修D(zhuǎn)站。目前設(shè)備的日處理能力為10噸/天，非常適合應(yīng)用在全國各個(gè)城鎮(zhèn)的垃圾中轉(zhuǎn)站和河流底泥清理。

大數(shù)據(jù)時(shí)代的國際化研發(fā)合作

在項(xiàng)目早期，鹽城環(huán)波技術(shù)團(tuán)隊(duì)就與大唐集團(tuán)新能源合作，建立了原材料物流機(jī)制。傳統(tǒng)上認(rèn)為受運(yùn)輸成本的限制原料收集半徑不超過30公里，通過大數(shù)據(jù)計(jì)算管理擴(kuò)大了收集半徑，降低了原料成本，實(shí)現(xiàn)了公司、農(nóng)民、政府三贏局面。同時(shí)，大數(shù)據(jù)云計(jì)算在垃圾原料轉(zhuǎn)運(yùn)和篩選過程中也有良好的應(yīng)用。鹽城環(huán)波還計(jì)劃搭建產(chǎn)業(yè)資源和信息平臺，主要制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，積極引領(lǐng)技術(shù)路線和行業(yè)發(fā)展風(fēng)向。

最近幾年來，鹽城環(huán)波技術(shù)團(tuán)隊(duì)與哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)等國際一流院校合作，利用復(fù)旦大學(xué)各個(gè)平臺以及合作單位的資源，對生物質(zhì)和城鎮(zhèn)垃圾氣化資源化利用，以及二氧化碳輔助氣化催化轉(zhuǎn)化的技術(shù)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)和理論研究，已取得了可靠的階段性成果，并有了成熟的進(jìn)一步研究計(jì)劃。展望未來，生物質(zhì)/城鎮(zhèn)垃圾高效氣化技術(shù)必將為國家能源戰(zhàn)略作出重大貢獻(xiàn)。